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什么样的汽车才是安全的,就像 TRW 生产的 ACR2 系统一样

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在汽车安全领域,我们应该加强对主动安全技术的重视。国内外众多企业及行业组织正在致力于提升汽车主动安全性能。

德国阿尔道夫2010年1月12日电 /美通社亚洲/ — 美国天合汽车集团(TRW
Automotive,纽约证券交易所代码:TRW)旗下 TRW
汽车有限责任公司日前宣布推出其配备主动控制卷收器的安全带新产品基础型
ACR2。该技术为 TRW
主动控制安全带卷收器产品组合的新成员,经专门设计用以提高驾驶的舒适度和安全性,同时降低
ACR2 系统的生产成本。

什么车才是安全的?

随着中国汽车行业的飞速发展,人们对汽车的认识已经不仅仅停留在单纯从A点到达B点的交通工具那么简单。由于汽车总量的增加,全国范围内的交通事故和人员伤亡的数量也在不断增加,汽车的安全性因此逐渐成为人们关注的焦点,各大汽车厂商同时也将汽车的安全性能作为其销售卖点。事实上,汽车厂商也在资源有限的情况下,不断增加投入以提高汽车的安全性能。

TRW 乘员安全系统部门主管可逆约束系统的负责人 Uwe Class 指出:“TRW
已成功推出其行之有效的主动控制卷收器
技术,配备于若干主要车型,包括最近上市的现代雅科仕 Equus 和奔驰 S
级轿车。ACR
业已成为这些车辆的标准配置。让更多的客户和车辆细分市场有机会拥有这一先进的安全系统至关重要。因此,我们开发了基础型
ACR2,以此供应更加经济的主动控制安全带卷收器系统。”

这是大多数购买汽车的人都想知道的。不过我们首先需要反思对“安全”这个概念的理解。无论业内对C-NCAP
评价系统的公正性有多大的争议,它确实起到了推广和普及汽车安全教育的作用,使广大汽车消费者开始重视对车辆安全性的量化评估。

安全理念兼顾被动与主动

就像 TRW 生产的 ACR2 系统一样,基础型 ACR2 是 TRW
能将主动与被动安全相结合的完美例证。该技术经专门设计,能够利用制动和稳定性控制传感器获取的信息来确认像紧急制动或打滑之类的危险状况。如有危险,该装置会收紧安全带,因此在碰撞发生之前乘员在座椅上的位置被有效矫正。如果没有发生事故,危机情况结束,该系统会通过可逆启动器重新自动调整。

但是,目前的C-NCAP评分系统,更多反映的是被动安全系统的安全级别。它所集中评估的是,发生碰撞事故后对乘员的伤害等级,由此判断是否能最大限度降低对乘员的伤害。虽然安全带、气囊、气帘能起到保护作用,但车辆本身的机构才是具有决定性作用的安全屏障。无论被动安全系统如何出色,如果没有良好的车身设计进行碰撞吸能,防止车厢的变形,并且清晰地传递碰撞信号给气囊控制器,万一发生事故,被动安全系统对乘员的保护性是有限的。

什么样的汽车才是安全的?这个问题的答案是每个汽车购买者都十分迫切希望知道的。在此我们需要澄清对“安全”这个概念的不同理解。

Class 还指出:“由于有了基础型
ACR2,我们就能简化电子装置,略去一些功能,从而提供更经济的产品。比如说,我们的新产品具有更小尺寸的电子控制单元,而计算程序则置于另一个电子控制单元。这取决于车企的不同要求。例如,该程序可以安放于安全气囊控制单元当中。这种与众不同的设计结构让我们能够减少封装,减小集成难度,最终为客户降低成本。”

良医治未病。仅仅依靠被动安全系统,是一个相当消极的概念。我们是不是应该更关注如何变被动为主动,变消极为积极,采取预防为主的策略呢?虽然这不是一个新概念,却是一个目前在国内没有引起充分重视的概念。

随着NCAP系统的引入以及C-NCAP(中国的新车碰撞测试)评价系统的建立,虽然对它的公正性存在一些争议,但其实实在在地给国内广大汽车消费者提供了一个对车辆安全性的量化评估标准,对汽车安全性教育起到了一个推广和普及的作用。

“汽车制造商对基础型 ACR2
产品的兴趣日益增长,而我们正与客户紧密合作,力图让所有车辆细分市场更容易地获得这一创新性安全系统。”

国际要求

那是不是C-NCAP星级越高的车越安全呢?回答是肯定的。但是,就目前的C-NCAP的评分系统来说,这仅仅代表了被动安全系统的安全级别,是车身结构设计、气囊、安全带、气帘等各子系统的表现的综合。它所集中评估的是万一发生碰撞事故以后对乘员的伤害等级,并据此判断是否能最大限度地降低对乘员的伤害。

TRW 于2002年在奔驰 S
级轿车上推出业内首款主动安全带系统。其后公司不断努力,将主动控制卷收器技术与其它先进的舒适和安全系统进一步集成,包括疲劳驾驶预警功能以及可与其互动的采用雷达技术的紧急制动辅助系统。

主动安全到底包括了哪些呢?制动系统和转向系统是传统意义上的主动安全系统。随着电子技术不断发展和汽车电子与日俱增的应用,驾驶辅助系统作为对制动和转向系统的补充,开始逐渐实现预防为主的理念,并整合着分离的主被动安全系统。

在此需要指出,虽然汽车的安全带、气囊、气帘等起到了很大的作用,但其实车身本身机构才是具有决定性作用的关键环节。无论汽车的被动安全系统做得如何出色,如果没有良好的车身设计进行碰撞吸能,防止车厢的变形,并且清晰地传递碰撞信号给气囊控制器,被动安全系统就无法发挥其应有的作用。

在所有主动安全系统中,最重要的莫过于制动系统。高速运动的物体具有巨大的能量,一旦出现失控或者发生碰撞,后果往往是严重的。据相关研究证实,
滑移控制系统就是我们平时所说的
ABS和ESC,当整车稳定性异常和出现异常车辆运动时,能很大程度上提升车辆的可操控性。在欧美,这些数据和研究结果促进了相应法规的出台。目前北美NHTSA法规要求所有整车必须配置ABS。数据表明,安装了ESC系统以后,事故量有很大降低尤其反映在单车死亡事故上,下降达到56%。因此,NHTSA已经提交草案,要求从2009年到2011年,对于重量高于1万磅的整车必须配置ESC系统。

但是仔细回想一下,这其实是一个相当消极的概念,这就好像买保险一样,尽管这是个很好的安全保证,但是否更应该关注如何变被动为主动,变消极为积极,从而采取预防措施呢?虽然这不是一个新的概念,但绝对是一个目前在国内被弱化的概念。

在日本,J-NCAP测试100km时速行驶的汽车突然刹车时的刹车距离,类似的测试在各国的标准测试中也是很普遍。J-NCAP的测试报告显示,日本国内汽车的制动效果逐年上升,从原先将近55~60米的制动距离到现在的40~44米,在汽车行驶中遇突发事件时,大大缩短的制动距离有非常大的帮助。同样在日本,自2005年以来就开始对装备ESC的需求进行分析和研究。

作为一个民间组织,NCAP虽然促进了整车厂对安全技术和性能的重视,但是政府和相关机构其实具有更大的影响力和约束力。在拥有高NCAP碰撞星级的基础上,我们需要更加关注主动安全以及明白如何更好地预防事故的发生。因为只有更好地防止事故的发生,才是最好的安全。

在欧洲,有一项由欧盟、工业产业和其他相关组织一起启动的项目–eSafety,致力于加速集成式智能化安全系统的研发和应用以降低欧洲的道路事故,提高道路安全系数。

由此可见,交通安全需要政府更多地进行干预,并促使相关法规进一步规范化。我们不应当以低成本来追求经济效益而牺牲一些最基本的人性要素。

综上所述,C-NCAP作为一个民间组织,虽然起到了促进整车厂和消费者对安全技术和性能的重视,但是政府和相关法规机构应该发挥出更大的影响力和约束力。作为一位汽车工程技术人员和中国汽车消费者,笔者衷心希望中国汽车行业除了拥有公正、高水准的NCAP碰撞评估系统外,更加关注主动安全,重点研究如何更好地预防事故的发生。因为能防止事故发生的汽车安全才是最好的安全。

制动系统占据重要地位

化被动为主动

那么,主动安全到底包括了哪些内容呢?制动系统和转向系统是传统意义上的主动安全系统。随着电子技术的不断发展和汽车电子产品的应用与日俱增,驾驶员辅助系统作为对制动和转向系统的补充,体现了预防为主的理念,并且整合了目前分离的主动和被动安全系统。

随着技术的发展和市场的需求,拥有全球最大安全产品线的汽车安全专家TRW正推行一种新的理念–Cognitive
Safety Systems
,即通过智能化集成和整合,领先将主动被动安全紧密结合,并实现预防安全等先进技术。这一新的理念主要包括三大方面:

在所有主动安全系统中,最重要的莫过于制动系统。因为作为高速运动的物体,其能量是巨大的,在一旦出现失控或者碰撞以后,其产生的后果往往是严重的。而相关研究已经证实,滑动控制系统,就是我们平时所说的ABS和ESC,对于整车稳定性和出现异常车辆运动时对车辆的可操控性有很大提升。

第一,主动控制卷收技术。作为TRW集成汽车主动与被动安全系统的技术里程碑之一,TRW的安全带主动控制卷收技术Active
Control
Retractor是一个典型的变被动为主动的产品。安全带传统上意义上讲属于汽车“被动”安全系统,但在TRW却变成“主动型”安全产品。基于ACR技术,安全带能通过车身传感器对车辆状态作出判断,进而实现对潜在事故的预警,对乘员进行碰撞前预先保护,而不仅是被动地在碰撞发生后采取行动。通过ACR,在必要情况下将安全带预先收紧,以消除织带与乘员身体的间隙,把乘员身体的前移拉回座椅,从而防止或降低碰撞带来的伤害。而且,ACR的预收紧功能具有可逆性,如果碰撞事故得以避免,ACR会在五秒钟内放松织带,使其回复到正常状态。

发达国家重视主动安全

其次,传感器、视觉和雷达技术等技术的应用。

这些数据和研究的结果最终促进了相应法规的制定。在美国,目前NHTSA(北美高速公路安全局)法规要求所有整车必须配置ABS;另外,IIHS(美国高速公路安全保险协会)的数据表明,安装了ESC系统以后,事故量有很大的降低,尤其反映在单车死亡事故上,其事故发生率下降幅度达到56%。因此NHTSA已经提交草案,要求从2009年到2011年,对于重量大于4.5吨的整车必须配置ESC系统。

越来越多的汽车电子传感器技术被应用,使得车辆的智能技术有了质的飞跃,不再仅仅对车身的状态进行简单的数据采集,而是对整个车身所处环境、基础设施等实时监测,并通过各传感器之间数据融合达到主动被动安全集成,进而实现预防事故的能力。

日本同样对汽车主动安全非常重视。J-NCAP(日本的新车碰撞测试)致力于测试时速100千米的汽车突然刹车后的制动距离,分别在干燥路面和湿滑路面进行,记录从踩刹车之后到停止之前的距离。不可否认,J-NCAP的制动测试其实在各国的标准测试中也是很普遍的,但是从J-NCAP的测试报告中可以看出,日本国内汽车的制动效果逐年上升,制动距离从原来的55米-60米减少到现在的40米-44米,在汽车行驶中遇到突发事件时,这的确是有非常大的帮助的。同样在日本,从
2005年起,JAMA(日本汽车制造商协会)就开始对配备ESC的需求进行分析和研究。

TRW是率先将这类技术引入汽车电子的行业领袖。作为业内少有的,自己拥有雷达技术的公司,TRW已经大规模量产了其AC系列的雷达传感器。比如,自适应巡航系统(Adaptive
Cruise Control)、自动跟车和停走功能(Follow to Go , Stop &
Go),通过对前方车辆运动的监测,反馈和指令发动机和制动系统来实现和前方车辆的安全间隔。同时,作为最先量产偏航预警系统(Lane
Departure Warning
System)的供应商之一,TRW的视觉传感器能在车辆发生非期望的行车道改变的情况下,做出即时判断,通过声光信号或者通过震动方向盘或者座椅,以提醒驾驶员做出相应的动作。事实上,该视觉系统能更好地和TRW自产的电动转向系统EPS通讯,起到实时的车道引导辅助
(Lane Keep
Assistance)。非期望的车道改变情况下,传感器将发出变道警告于转向系统,使得转向系统在反方向叠加一个转向力来维持原行车道。根据车道偏离严重程度,视觉传感器会做出相应的判断,来通知转向系统改变施加叠加转向力的大小,以达到安全行车。

在欧洲,欧盟的工业产业界和其他的相关组织一起启动了“eSafety”项目,该项目正致力于加速集成式智能化安全系统的研发和应用,以降低欧洲的交通事故,提高道路安全。作为“eSafety”项目的一个主要组成部分,PReVENT是由欧盟和欧洲汽车业界一起赞助的用以研发预防式的安全技术和系统,该系统帮助驾驶员通过车内的安全系统来探测周边环境的危险级别,并根据驾驶员本身的状态来决定如何更好地预防潜在事故的发生。

技术的未来方向是将所有这些传感器信息进行融合(Sensor
Fusion),通过复杂的处理和算法的计算来对车身周边情况作出更可靠的判断。而TRW已经实现了高性能的实时处理平台,能达到在24毫秒的时间段内,对18个可能行车轨迹的更新和24个传感器测量数据的处理计算。

相关资料:

最后,让高级电子技术进入大众市场。为了打破先进安全电子技术的价格壁垒,走入普通车辆,TRW不断在技术上推陈出新,在相同性能表现下降低成本,真正使其得到更广泛应用。比如,TRW推出的最新24ghz中程雷达,让大众型汽车消费市场也能享受雷达技术带来的优越安全性能。基于雷达的技术可实现多种先进保护功能,对于高速行进中的车辆显然非常重要。目前,雷达技术一般应用于高端解决方案,侦测距离可达200米以上。其实,在大多数情况下(时速低于140公里时),侦测范围达到120米的雷达系统就能完全胜任。TRW自产雷达单元,其ACC的雷达系统开发已进入第三代。通过前两代研发的经验积累和系统侦测范围的合理缩小,TRW中程雷达的成本节省十分可观,有着巨大的市场潜力。

主动控制卷收器技术

主动控制卷收器技术是TRW集成汽车主动与被动安全系统的技术里程碑之一,该装置接收并解析制动系统和稳定控制传感器输送的数据,预测碰撞事故发生的可能性,在必要情况下将安全带预先收紧,以消除织带与乘员身体的间隙,把乘员前移的身体拉回坐椅,从而防止或降低碰撞带来的伤害。ACR的预收紧功能也具有可逆性,如果碰撞事故得以避免,ACR会在5秒钟内放松织带,使其回复到正常状态。

安全带传统上属于汽车“被动”安全系统的一部分,而TRW是率先推出“主动型”安全带的公司。ACR安全带能通过车身传感器对车辆状态做出判断,实现对潜在事故的预警,能对乘员进行碰撞前预先保护,而不仅是被动地在碰撞发生后采取行动。

传感器、视觉和雷达技术

电子工业的技术成就应用于汽车电子上的速度越来越快,越来越多的传感器技术、视觉技术和民用雷达技术出现在汽车应用上。这些技术使得车辆的智能技术有了质的飞跃,不再仅仅对车身的状态进行简单的数据采集,而是对整个车身所在环境、基础设施等进行实时监测并通过各传感器之间数据融合而实现主动、被动安全的集成。

TRW是行业内率先将这类技术引入汽车电子产品的公司。作为行业内自己拥有雷达技术的公司,TRW已经大规模量产了ACC(自适应巡航控制系统)系列的雷达传感器,通过监测前方车辆运动、反馈相关信息及传送指令,保持和前方车辆的合理间隔距离。

同时,作为最先量产偏航预警系统的公司之一,TRW的视觉传感器能在车辆发生非期望的行车道改变的情况下,作出即时判断,通过声光信号或者通过震动方向盘或坐椅,以提醒驾驶员做出相应的动作。

事实上,该视觉系统能更好地和TRW生产的电动转向系统进行通信,实时地进行车道引导辅助,在非期望的车道改变情况下,传感器将发出变道警告,使得转向系统在反方向叠加一个转向力来维持原行车道,随着车道偏离严重程度,视觉传感器会做出相应的判断来通知转向系统所叠加转向力的大小,以实现安全行车。

在该领域,最终的方向是将所有这些传感器信息进行融合,通过复杂的处理和算法的计算来对车身周边情况做出更可靠的判断。

TRW的汽车安全理念

TRW汽车集团是致力于进行主动安全和被动安全系统研发和生产的汽车零部件供应商。TRW是全球拥有最大安全产品线的公司。随着技术的发展和市场的需求,TRW正致力于推行新的理念———CognitiveSafetySystem,不断研发新的安全技术,致力于安全系统的智能化集成和整合,将主动与被动安全紧密结合,并实现预防安全等先进技术。

同时,为了使该类先进技术降低价格门槛,得以在普通车辆中应用,TRW不断在技术上推陈出新,在相同性能表现下降低成本,真正使这些最新安全技术得到广泛应用。

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