ＴＲＷ汽車安全專欄·芝麻，開門！

通過對汽車安全的高度集成，能不能讓汽車具備自主防衛意識?

最近15年來，世界首富的最長衛冕者比爾蓋茨為自己的別墅安裝了世界上頂級的智能系統，當他快要到家時，各種智能系統相繼起動車庫門升起、照明啟動、開啟熱水、煮咖啡……他希望未來人人都能享受到這種智能化帶來的“芝麻，開門”般的好處。當今世界汽車保有量和交通運輸量的急劇增長，交通事故發生率的不斷上升，汽車“公害”問題也日益突出，帶來了巨大的人員傷亡和物質損失。嚴峻的形勢要求各國采取相應的措施，制定短期、中長期計劃，來改善交通安全狀況。有沒有一種像“芝麻，開門”那樣智能化的安全技術幫助人們處理車輛在行駛中的安全防衛?

汽車安全新方向

日前，美國汽車安全供應商TRW總裁暨首席執行官John Plant在通報其第一季度財務增長時指出，向行業和媒體，TRW推介了TRW智能化安全系統的概念，通過先進的電子科技和精密的TRW專利邏輯算法來探測、分析，應對瞬息萬變的駕駛環境。

或許，通往汽車智能化安全的大門已為我們打開。TRW的這項智能安全系統的研發成果共享了信息的“傳感器融合”，是一種高度的“系統集成”技術。系統的集成，為主動安全技術和被動安全技術的溝通構筑了一座橋梁，通過兩個系統的協作，創造了一個提高乘員安全與車輛安全性的綜合解決方案。美國汽車安全供應商TRW汽車集團的工程師們認為，下一代安全技術非智能化莫屬，它可以幫助駕駛者提前發現很多駕駛過程中安全隱患并提前處理掉，智能安全系統還會在特殊情況下參與到駕駛系統中來，通過限距、限速等措施提高駕駛安全性。

中國汽車工程研究院副院長謝飛指出，智能化安全在未來并不是不可觸及，其實早在幾年前，GME經利用GPS對全城的車輛進行監控，自動控制車輛集中區域。日本、法國、德國等國家都已經有同樣的產品出來，但它必須經受住信息社會的智能控制穩定性甚至個人隱私權等方面的挑戰。

汽車安全技術集成是未來智能化安全的一種趨勢，這種趨勢在TRW也被稱之為一體化(此文中集成=一體化)。過去，汽車零部件技術的開發集中于獨立的系統和部件；而今汽車電子系統功能、效率的不斷升級，為系統集成提供了新的可能。系統集成的有效應用，要求系統必須對事故發生前后每一個階段的詳細情況了如指掌。

集成基礎和關鍵

對一體化安全系統來說，其運作有幾個階段：首先，乘員系好安全帶，安全保護處于基礎的階段，主動式安全帶系統以“舒適模式”約束乘員。而系統在必要時進入“動態支持”和“車輛穩定性極限”階段時，安全帶會漸進地增加拉緊程度。當系統感知駕駛狀態突破了“不可逆點”時，進入“預碰撞”階段。在這一階段，先進的執行器和傳感器使主動安全和被動安全兩個系統的間隙迅速閉合。然后，被動約束系統的功能得以啟動，即安全帶和氣囊系統共同發揮約束乘員身體的功能，以減少離位、車內碰撞、被拋出車外等危險，幫助保護人身安全。如圖所示一些必需的技術改進措施，借助先進的技術和附加傳感器信息，實現了主動安全系統和被動安全系統的合作。

因而，它需要一些重要的安全技術、多種傳感器融合來提供支撐。

電子穩定性控制(ESC)是一項關鍵的技術，系統傳感器探測車輛行駛狀態，向ESC提供相關數據，在必要時啟動制動力調節和發動機干預來幫助，以保持車輛的穩定性。

集成系統使各種電子機械轉向系統，比如轉向扭矩控制(STC：SteenngTorque Contr01)，能對電子穩定性控制(ESC)的控制器和傳感器的輸入作出響應。STC提供一個轉向扭矩推薦值，有助于駕駛者在轉向操作中選擇適當的修正措施。而轉角覆蓋(Steering Angle Overlay)，也就是1RW的主動前輪轉向(AFS)，在缺乏駕駛者輸入轉向力的情況下，自動完成轉向操作。

懸架控制系統也能對穩定性控制作出貢獻。例如，TRW的主動動態控制能夠通過應用反向扭矩，持續改善車輛的轉向穩定性。

乘員約束保護系統是系統集成的一個重要方面。這一領域的關鍵部件就是TRW的主動控制安全帶卷收器，它是主動預警和被動乘員安全之間的一座橋梁。ACR能夠通過與穩定性控制器的交流，提前介入工作，以便及時向乘員發出碰撞預警，收緊安全帶，并調整乘員的就座位置。

環境傳感器在主動和被動安全系統集成方面起到重要作用。遠程雷達與短程雷達，以及視覺傳感器結合起來，能共同提供道路狀況和車輛控制狀態的綜合數據。TRW短程雷達系統提供預碰撞信息，并支持變道輔助功能。視覺傳感器靠探測道路標志和目標物的外形，掌握道路環境的變化狀態。這些傳感器也可以被用作后視攝像頭來輔助泊車。

如上所述，單個安全系統的優點通過集成，安全性得到顯著提高。系統集成概念既包括主動安全系統和主動與被動安全系統之間的集成，也指各個系統內部組成部分的一體化。

集成三部曲

主動安全系統集成的一個突出實例就是TRW的電動助力轉向系統(EPS)與TRW電子穩定性控制系統(ESC)的控制器的結合。制動系統傳達的有關路況信息{如對開路面)給轉向系統預先提示，所以在制動過程啟動的一瞬間，反向轉矩干預就立即啟動。其結果是，較大制動力應用于摩擦系數較高的一側路面，從而可能縮短制動距離。TRW的主動控制安全帶卷收器(ACR)，實現了主動與被動安全系統集成的理念。ACR作為主動安全系統的一個組成部分，其預卷收功能在事故發生前幫助保護乘員的功能。第一代ACR采用簡單的開關控制，當車輛進入危險的行駛狀態，進入“穩定性極限”階段時，這種啟動方式影響了速度。這時乘員在座位上承受的最大安全帶收緊力達到250N，如果碰撞沒有發生，那么安全帶幾秒后會松開。

TRW的第二代ACR則覆蓋了較大的使用范圍。由于它具有自由調節卷收力的特點，在“舒適模式”階段也能啟動。但在進入“動態支持”階段的較強制動操作時，ACR的卷收力增強。類似于第一代ACR的最大收緊力在“穩定性極限”階段實施。

ACR通過車輛數據總線得到相關傳感器信息，根據車輛的行駛狀況，由專用于ACR的狀態管理算法進行處理。圖中顯示的是以車速60km／h緊急制動時，比較向前位移量曲線所測試的ACR效果。顯而易見，采用ACR改進了安全性能。如果沒有ACR功能，一個完全靠后坐的乘員會承受120mm的向前位移量，ACR將這個量縮減至40mm。如果乘員位于座位中間，ACR可把平均向前位移量從105mm縮減到35mm。如果乘員完全靠前坐，則ACR的功能價值相對減弱，從65mm減少到35mm。

TRW執行副總裁Peter Lake先生說：“我們所說的‘安全’”，超出了一般性的安全，而是智能的，會“思考”，可以幫助駕駛者避免事故和減少傷害的技術。TRW的認知安全型系統(CSS)的產品集中了我們在主動安全、被動安全、安全電子、傳感融合、系統集成各方面的技術優勢，能給駕駛者和乘員提供實實在在的安全保護功能。”而推出智能安全系統對TRW保持其行業領先地位具有重要作用，因為這正是汽車安全技術未來發展的下一個制高點。