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第一道防线 本田主动安全技术浅析

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2014-09-28 14:36:06 来源:汽车点评网 

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  本田技研是一家很让人觉得特殊的车厂。或者说,严格意义上,这家企业并不仅仅是家“车厂”,除了作为全球前十大四轮车厂商之一外,本田还是二轮车也就是摩托车领域首屈一指的霸主,除此之外,其业务范围还包括通用发动机、航空等等多个领域,可以算得上是今日有四轮车业务的企业当中,涉及业务范围最广的企业。

第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)

  而如果单单把目光放在本田的四轮车业务方面,本田给人的最主要的印象,无外乎两种:其一是本田闻名遐迩的赛车和高性能车,甚至,早在本田技研工业成立之前,其创业者本田宗一郎就已经开始使用自制的赛车参加赛事了,而哪怕是本田的一般乘用车型,其中的大多数,也在同时期的同等级车型当中拥有优势的行驶性能;其二则是1990年代以来,本田不断创造各类市场上此前没有,或者其他车厂做的不够好的车型,诸如1994年诞生的奥德赛、1995年诞生的CR-V、2013年诞生的缤智等等……
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
这种本田很深入人心

  但相比以上两种深入人心的印象,多少有点不为人注意的是—哪怕在美国和日本这样的本田拥有强大到国内消费者不可想象的品牌力的市场—本田在安全技术方面的作为。

第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
这种也是……

  除了在对一直以来相当关注被动安全性方面的各类测试的我国消费者而言,现在已经很熟悉的美国IIHS(Insurance Institute for Highway Safety,高速公路安全保险协会)25%偏置碰撞测试当中表现优异之外,本田在日本本土的,评价标准相较之欧洲N-NCAP或者国内的CN-NCAP更严格的JNCAP测试中,也取得了让人瞩目的成绩—平成25年度(2013年度)改为更趋严格化的新规制之后进行的测试中,取得了压倒性的表现,七台五星评价车中,本田自己就占据了三席(第三代飞度、第九代雅阁、N-WGN,N-WGN更是JNACP历史上首款获得五星评价的轻自动车)。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)

  在JNCAP新规制测试中,获得“JNCAP五星奖”,被评为日本市场最安全车型的本田第九代雅阁

  但是,被动安全技术,或者更明快的说,碰撞安全技术,这方面的技术是驾车者和乘客的安全的最后一道防线,一旦需要这类技术发挥功用,那么基本就意味着必然出现人或者物的损伤。而本田的在安全方面的理念则是“Safey For Everyone”,希望通过强大的技术力,让交通的任何参与者都获得安全。因此,必须以主动性安全技术建立第一道防线,守护所有交通参与者的人身乃至财产安全。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
  在JNCAP新规制测试中,获得“JNCAP五星奖”,被评为日本市场最安全车型的本田第三代飞度(PS:副驾驶座位上的轮毂盖等杂物…是工作人员随手扔进去的……)

  那么,我们就从最简单的聊起,先去谈一下本田众多主动性安全技术当中,最为基础的一种,ACC系统。

  从激光到毫米波

  所谓ACC,亦即Adaptive Cruise Control,自适应巡航系统,恐怕算得上大家比较熟悉的一个概念。而最初,本田并不把这类系统像绝大多数车厂那般称作ACC,而是称其为IHCC,亦即Intelligent Highway Cruise Control,智能高速公路巡航控制系统。当然,不管称作什么,这一系统都是起到相同的作用的。而这一看似与“主动安全”无关的系统,实际上,这一系统可以说是CMBS系统(Collision Mitigation Brake System,碰撞缓解制动系统—一种可在探测到威胁时自动刹车的系统)乃至自动驾驶系统等今日广受欢迎的更为高级、复杂的系统的基础。

第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
1999年9月发表的本田Avancier

  1999年9月,IHCC系统首次开始在量产车上使用。首个搭载这一系统的车型是本田Avancier(的几种高配车型)。所谓本田Avancier(车架番号TA1/2/3/4),是一款本田于1999-2003年间在日本本土发售的旅行车。但是,虽然被称为“旅行车”,亦即station wagon(当时本田本社用于称呼此车的词是“”,这是station wagon的日语假名拼写方式),但是,这款车实际上与后来的本田第三代、第四代奥德赛以及杰德等车型更相似,与其说是单纯的旅行车,不如说是旅行车与Minivan/MPV的混合体。
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  虽然被称为“旅行车”,但实际上Avancier是一款更接近后来的第三代、第四代奥德赛或者杰德的类型的车

  虽然是一款售价区间和定位都并不很高的车型(当时于日本市场售价207-269万日元,比起同时期的日本规格雅阁Wagon略高一些),但在当时,这款车运用了相当多的新锐技术。其中,最为人瞩目的新技术,其一是5速双平行轴自动变速箱,其二就是IHCC技术。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)

  虽然是一款定位并不很高的车型,但Avancier搭载了相当多的新锐技术,除首个搭载IHCC系统之外,此车还是首个配备本田5速双平行轴自动变速箱的车型

  相比今天被普遍性的配备于各个级别车型的巡航控制系统或者说定速巡航系统,IHCC/ACC搭载了雷达,用于测定和前车的距离和速度差,辅之以其他传感器,使搭载车得以使用相对固定的距离追踪前车,不仅降低追尾等事故的发生可能性,也降低了长时间驾驶时驾车者的疲劳度。

第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
配备IHCC系统的Avancier(注意其车头部与一般版本的不同)

  最初版本的IHCC,使用的是激光雷达。激光雷达的优势在于,相对不易受到复杂情况的干扰(诸如隧道,栏杆等等)。但是,就像激光测距仪在雨雪、大雾等天气中容易出现较大误差一样,由于激光的物理特性,激光雷达在这类天气下表现也不十分可靠。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
本田Avancier搭载的最初版本IHCC系统构成图

  而且,激光雷达的安置位置有着比较严格的要求。当时本田在权衡利弊下,选择了将激光雷达安置在车头原本的车头标位置,原有车头标则挪至更上方的发动机盖前部的方案。但这一方案在发表后,受到了日本的消费者和汽车、产经媒体们的批判:激光雷达的附属机构略微伸出车头进气格栅,实在是让人感到莫名其妙。甚至,本田社内的社员们都对此感到不满意。毕竟,让通常来讲,很不在意外观造型,而更在意机能性方面的表现的日本消费者和媒体们都产生了批判,那么这显然是不适宜的设计,更难以用到更在意造型美观度的其他地域了。

  从激光到毫米波(2)

  既然如此,必须重新检讨。本田技研的开发人员,改换了思路,将目光投向了另一种方案:毫米波雷达(通常,毫米波雷达指的是工作频率位于30-300Ghz频域或者说波长为1-10mm的雷达)。和激光雷达一样,毫米波雷达也可以精确地测定距离。相对于其他波长的雷达,毫米波雷达通常具有体积小、重量低、空间分辨率高的优势。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
  雨雪、大雾天气下的不良表现,再加上突出进气格栅的特殊造型,成了激光雷达为基础的方案的痼疾,因此,本田的开发人员决定寻找其他方案

  而相比此前采用的激光雷达,毫米波雷达先天具有对烟雾、灰尘的强大穿透力,具有近乎全天候的工作能力,同时,抗干扰能力也很强。此类探测装置并非没有缺陷,限于毫米波本身的特性,其在大气中衰减严重,探测距离非常有限。但由于是用于测定前车距离的场合,这种缺点不会造成影响。

  对于毫米波雷达的大规模实用化研究,起步较晚,迄今为止,哪怕在对成本要求非常宽松的军事领域也不过有四十余年的历史。但是上世纪九十年代初,冷战结束后,由澳门ag88于军事领域的订货量和需求量的降低,大量持有相关技术的公司,开始将其推向民间,得以让相关产品成本迅速下降,让本田这样的经营领域并不涉及军事工业的车厂可以使用。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
  毫米波雷达运用在导弹导引头时(绿色弹体的PAC-3的导引头为毫米波导引头),面临的环境较为简单,而如果用于行驶在地面的车辆上,那么,就要面临纷繁复杂的环境了

  但是,将毫米波雷达运用在IHCC系统当中,本田技研的开发人员们也遇到了极大的困难。比如说,虽说毫米波雷达抗干扰能力强,但是这指的相对于其他类型雷达的表现,而且说的是将毫米波雷达制成导引头,装置在导弹上等等场合。以这种场合来说,导弹飞行在空旷的空中,受到的干扰毫不复杂,作为导引头核心部分的毫米波雷达,只要单纯的追踪目标就可以了。

  而搭载了运用毫米波雷达的IHCC系统的车辆,要行驶在地面上,公路周边不可避免的有各种各样的对于毫米波雷达来讲,简直是复杂纷乱的环境。比如说,测试人员们驾驶搭载了新系统的试作车,碰到铁桥的栏杆或者公路两旁的金属栏杆时,系统就出现了简直像是神经错乱一般的反应。碰到公路附近各类建筑物造型比较纷乱的情况、隧道中隧道内面不够平整的情况,也都会出现问题。
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  在实际驾驶中,毫米波雷达所面临的环境近乎是不可控的,纷繁复杂的周边路况、各类形状不同的建筑物、栏杆等等都可能对其造成干扰

  唯一的解决方法就是,针对各类复杂情况进行算法的优化,以排除复杂环境造成的干扰。为此,测试人员驾驶着试作车,走遍了北至北海道、南至九州的近乎整个日本,以收集面临复杂的道路周边环境和各类不同气候环境下的数据,以此种海量的数据为基础来进行修正。而为了确保万无一失,相关人员甚至还去北美和欧洲等地区收集了现地的数据。

  另外,一般雷达的工作方式是所谓“机械扫描”,单位时间内的扫描次数是有限制的。实际驾驶中,道路情况是瞬息万变的,如果扫描的速度过慢,就会错失时机,让系统做出错误的加减速判断,反而造成了不安全的因素。为了消除这种问题,本田技研的工程师与毫米波雷达的供应商的工程师协力,将扫描速度提高到了每秒五次,亦即每0.2秒扫描一次,达到了一般人类的反应速度级别,确保了系统不会做出错误判断。

  从激光到毫米波(3)

  除了以上问题以外,开发人员们要解决的还有一个问题:如何让IHCC系统表现出类似熟练的人类驾驶者一般的平滑的加减速反应。要做到这一点,其中最难的部分之一是如何进行平滑和渐进的减速。如果是用最简单的方式去进行设定,让IHCC系统直接控制油门、刹车踏板,如果车辆正处在抓地力缺失或者高速弯道当中,这种突然的动作会导致车辆姿态的异常或者直接失控。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
  如果处于弯道中,甚至面临低附着力的特殊路面时,IHCC/ACC系统如果突然控制车辆加减速,则可能造成意外的发生,本田方面做出的解决方案是配合VSA系统共同作动,防止此类意外的发生

  而跟在IHCC系统搭载车之后的车辆的驾驶者,也会因为前车的突然动作而被惊吓,尤其在日本这种平均车速高、平均车距近的地区,很可能会导致后车驾驶者反应不及而造成意外的事故。

  对于此项问题,最终选用的解决办法是结合VSA(Vehicle Stability Assist,车辆稳定控制系统)共同作动。在IHCC探测到前车的减速发生后,发出减速的命令,通过VSA(Vehicle Stability Assist,车辆稳定性控制)系统的综合控制,考虑到抓地力等情况,对节气门开度进行控制,并同时根据各个车辆的抓地力情况进行单独控制,在保证车辆姿态的情况下,完成渐进的减速,充分模拟熟练驾驶者在此类情况下的反应。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)

  2002年10月,随着第七代雅阁于日本的上市,基于全新的毫米波雷达的新型IHCC系统正式商品化。

第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)

  如果从1999年基于激光雷达的最初版本登场计算,这一系统已经有15年的历史。其间经历了多次改良,并已更名为ACC。但对于本田技研的开发者们而言,依旧不能说没有遗憾。

  首先,ACC系统依旧成本较高,因此没有被运用到本田于所有地区贩卖的所有车型之上。本着本田技研的社是“我们站在全球的立场,尽全力以合理的价格供给让全球顾客满意的商品”(私、地球的視野立、世界中顧客満足、質高商品適正価格供給全力尽),开发人员希望能够尽快的降低成本,实现普遍性配备的目标。
第一道防线 本田主动安全技术浅析(一)
  虽然在一般的雨雪天气之下,IHCC/ACC系统多年前已经拥有完全令人满意的性能,但是,面临极端恶劣的能见度几乎为0的气候时,其表现还不能说是完美无缺,而这,也是未来本田改进的方向

  其次,随着全球各国的老龄化程度加深,老年人口增加,ACC系统以及其他相关联的系统,暂时所需控制按钮较多,使用还不够便利,希望能够做到更为人性化和自动化的程度,让对新事物的学习速度较慢的老年人,也能够轻易的使用。并且,虽然今日的基于毫米波雷达的ACC系统,已经比起早期的基于激光雷达的系统适应性强大了太多,但依旧在能见度近乎降低至0的暴雪、暴雨的极端环境下表现不够好,希望做到完全彻底的全天候使用,在驾驶者视觉已经无法判断情况之时,也一样能维持安全舒适的驾驶。

  绝不满足于现状,绝不止步,开发出更友好易用的系统,在任何状况下保证“驾乘的乐趣”,这是本田的精神和目标。

(责任编辑:HA001)

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