2012年6月13日,Euro NCAP在比利时首都布鲁塞尔发布了欧洲部分车型的自动制动系统测试结果,以及相关的评估规程,这些自动制动系统技术将在2014年纳入到星级评定。这次发布的安装自动制动系统的车型包括了沃尔沃、大众、奔驰等等。
多年前欧洲很多汽车企业已经花费巨资投入到主动安全方面的研究工作,其中包括:自动制动系统、车道偏离系统、主动避撞系统等等。这代表着汽车碰撞安全已经从被动安全向主动安全进行转变。毕竟被动安全已经碰到了技术上的“天花板”,要想再进行大幅提升就必须付出更多的代价,与其“准备碰撞”不如“避免碰撞”,主动安全另辟蹊径已经成为未来汽车安全发展的潮流。
随着电子设备、信息传输技术的高速发展,激光雷达、探测雷达、摄像头等电子设备的成本大幅降低,也为汽车的主动安全开发提供了基础。如图1所示,新款奥迪A6车型自动制动系统根据危险程度大致分为四个阶段:第一阶段,对驾驶者进行光学和声学的提醒和警告(类似安全带提醒装置),调整减振器的刚度,准备制动;第二阶段,给驾驶者振动警告、预紧式安全带的电机启动减少安全带与人体的松弛量、施加30%的制动;第三阶段,施加50%的制动,启动危险警告灯、关闭天窗和车窗;第四阶段,全力制动、勒紧安全带,准备碰撞。未来的汽车将实现“自动化”和“智能化”,从而减少碰撞事故的伤亡率。据统计,提前一秒预警可预防94%的死亡事故。主被动安全技术集成也是未来提高全球道路安全的核心技术。
自动制动系统能力有限
欧洲汽车企业的自动制动系统工作原理大致相同,设备包括了:激光雷达或者测距雷达,ECU、制动执行结构三大部分。其中雷达安置在前风窗玻璃中间上部位置,并且要确保刮水器可以覆盖到,在暴雨和下雪的工况下可以正常工作;ECU根据所测试的数据进行计算和判断;执行结构通过现有的制动系统增加一个制动泵来执行制动指令。整个系统的关键是雷达和ECU的标定。
目前欧洲汽车企业所开发的自动制动系统工作速度范围是5~30km/h,与前部障碍物的相对速度是20km/h,本系统不适用于高速行驶的工况。在测试过程中,一辆自动行驶的气球车或者泡沫车在道路前方低速行驶,被测试车辆以30km/h的速度向前进行追尾,没有发生碰撞代表自动制动系统正常有效工作。沃尔沃公司进行了大量的测试和标定工作,包括对行人、低速车辆(图2、3)。
但是由于目前自动制动系统的能力有限,只能在30km/h之内才能正常工作,因此只适合低速行驶的城市工况。另外,很多消费者会将自动制动系统误认为是自动驾驶系统,驾驶者会麻痹大意反之造成更大的交通事故,一旦发生了争议和纠纷很难断定自动制动系统是否正常工作。目前自动制动系统的标定工况相对实际道路工况要简单很多,没能全面考虑到暴雨、下雪、大雾等天气,对障碍物的跟踪和判断只能是一辆车或者一个人,而在车辆拥堵或者人车混行的状况很难有效判断。
欧洲标定不适用于中国
欧洲汽车企业的自动制动系统都是按照欧洲道路状况所标定,欧洲和中国在道路状况上存在巨大的差异,图4为作者在奥地利调研时的状况,虽然公路只有两车道,但是很少有行人和自行车,道路的标识非常清晰,车辆也非常稀少,可以保证正常的车辆行车间距。相比中国某些城市的拥堵路况(图5),人车混行乱挤乱插的状况必然限制了自动制动系统的作用。作者在北京五环上以70km/h速度行驶本应该保持车距为40m,但是实际只能保持在15m,而30km/h的速度本应该保持15m,但是实际只能保持5m,否则相邻车道的车辆会迅速插入到这个空档。如果在这样的工况自动制动系统一直保持制动状态,车辆将无法正常行驶。因此作者认为自动制动系统的ECU标定工况非常重要,目前欧洲安装自动制动系统的车辆不一定在中国能够正常工作。
部分中国自主品牌汽车企业已经开展自动制动系统的研究工作,作者认为如果仅仅沿用欧洲的标定方法和标定工况必然存在严重的问题。首先需要解决的是道路工况的收集工作,将目前这些复杂的道路工况进行收集和整理,归纳出代表中国的典型道路工况;第二,对于标定而言需要考虑多目标,包括人、轿车、各种载货车、摩托车、自行车、电动车等;第三,政府要加强对驾驶者的素质教育,去除不良的驾驶习惯。例如某些驾驶者总喜欢压着中线开车,这样车道偏离系统就无法发挥正常作用。
总之,主动安全是未来的发展方向,在欧洲已经从汽车自主研发到Euro NCAP纳入评价体系,而中国自主品牌企业相对落后一点,需要付出更多的努力。另外,从法规角度而言需要制定相关的主动安全测试标准,规范各企业的技术开发。