『壹』 最後一刻的安全:寶馬的緊急制動輔助系統
汽車的主動剎車系統很少干預駕駛,可一旦有危險,其介入就必須是強力的。自2022年7月起,歐盟范圍內的所有下線新車都必須安裝主動式緊急制動系統(AEB)。讓我們一起來看看這類系統開發的幕後情況吧!
有一些駕駛輔助系統是人們經常接觸到的,還有一些則是很少出現的。例如,車道偏離警告系統在高速公路上起效的情況比日常駕駛中緊急制動系統發揮作用的情況出現的頻率要高得多。
車道偏離警告系統的功能可以在公共道路上得到很好的體驗和評估,而緊急制動系統的測試則需要一個封閉的區域,畢竟,即便在最壞的情況下,人們也希望傷到的是撞車實驗的假人,而不是街對面的好鄰居。現在,寶馬公司在弗蘭肯州霍夫鎮附近就有一個封閉測試場地,可供這些系統在那裡進行測試。根據安聯保險的一項研究,緊急制動系統能夠預防大約一半的追尾事故。一輛BMW X1、一輛BMW 2系旅行車和一輛電動的BMW iX已經准備好進行測試。X1和2系旅行車配備了可選裝的駕駛輔助系統,該系統在iX M60上是標配,它在基於攝像頭的緊急制動輔助系統中增加了一台毫米波雷達,可探測到交叉路口的橫向穿行車輛。
專門設計的後期剎車
理論相關就大致講到這兒。在霍夫-普勞恩機場跑道旁專門建造的測試跑道上已安置好假人,測試中的駕駛輔助系統需要對它們作出反應。自行車、摩托車、電瓶車、一位成人、一個兒童,還有一輛被稱為「導向軟目標」(GST)的假汽車,都可以成為被撞目標。蒂爾·科斯特(Till Kost)在寶馬公司負責汽車前端輔助系統的集成工作,並陪同我們進行所有的駕駛測試,用開發人員的話來說就是測試「場景」。場景很典型:撞上一個靜止的障礙物。著名的歐盟新車安全評鑒協會Euro NCAP在其要求中規定,在這種場景下,以每小時60公里行駛的車輛必須停下來。蒂爾自信地表示:「我們希望比歐盟NCAP的要求做得更好,實現最大的安全性。」
第一個測驗目標是騎自行車的假人。被測車的行駛速度是每小時40公里左右,因為即使是這個速度,你也要有很大的勇氣才能把腳一直踩在油門上,一直開到假人跟前。碰撞預警系統的敏感度處於中等,輔助菜單中的設置影響了車輛在即將發生碰撞時向駕駛員發出預警的時間,而預警最晚不能晚於系統開始制動的前一秒,這是法律規定的。然而,剎車的時間點是不變的。首先,在速度表和平視顯示器上亮起紅燈,緊接著便是一聲刺耳的警示聲,我們的心提了起來,車輪還在滾動,這一秒鍾無比漫長……然後,伴隨著刺耳的聲音和強烈的減速,X1剎車了,在距離目標幾厘米處停了下來。
現在可以用不同的假人在不同的位置以不同的速度測試這種場景。無論是自行車、摩托車還是人,無論是朝著行駛方向還是橫穿車道的方向,緊急制動輔助系統都能使測試車穩定地停下來。
順便提一下,這種緊急制動輔助系統也同樣可以識別移動中的道路交通參與者,在目標物的時速差大約為80公里的情況下該系統仍然能奏效。不管是讓假人在其載具上以80公里的時速行駛,而測試車以160公里的時追撞上去,或是測試車以100公里的時速駛向正以20公里時速迎面而來的目標,或者以80公里的時速撞向一個靜止的物體,結果都類似,測試車要麼會剎停,要麼會減速去跟隨前面同向行進的目標物。
能保證絕對安全嗎
事實上,雷達和攝像頭的組合更容易探測到移動的目標,因為它們相對於周圍的環境更顯眼。因此,針對移動目標的制動要順利得多,因為可以提前啟動剎車。雖然測試了多達5000種情況或場景,但也不可能保證百分之百的安全。這一點在接下來的另一次對靜止騎車假人的駕駛測試中可以看到,讓寫下這段話的作者想想都覺得後怕。
在系統將要開始緊急制動的時候,如果駕駛者短促地點一腳剎車,系統就會把緊急制動的「任務」取消。結果人工制動第一秒內的制動力不足,導致BMW X1撞上了假人,幸好撞上的是這個由泡沫製成的假人,沒有造成無法彌補的傷害。到底怎麼回事呢?蒂爾解釋說,駕駛輔助系統的開發就是為了要盡量減少外部干預,目標是要用輔助系統來「輔助和支持」主動作為的駕駛者,而不是對他進行「監護和管束」。如果系統識別出駕駛者正在採取行動,它就會放棄干預。在前述的案例中,時機就很不巧,因為人工干預和輔助系統的干預幾乎是同時發生的。
這也描述了開發中的一個巨大挑戰:准確區分錯誤的和正確的觸發條件。一個誤報的提示音倒還能容忍,但若在錯誤的時刻啟動制動,在最壞的情況下可能會像誤判了觸發條件而放棄系統干預那樣帶來致命的後果。盡管如此,寶馬公司對自己的開發工作仍充滿信心,而且不害怕用真正停放的摩托車而不是軟體假人進行測試。實際上,279千克重的BMW R 1250 RT在駕駛測試後仍在支架上,而不是倒在X1的引擎蓋上。
如果駕駛者要採取規避行動而不是完全制動,車輛也會提供協助。若駕駛者在障礙物前足夠敏捷地啟動轉向,系統就會松開剎車,並引導轉向系統進行乾脆利落的規避動作。這可以防止汽車在經驗不足的駕駛者手中失控,並確保旁邊車道上的駕駛者不會被你突然的閃避動作「嚇到」。
危險的左轉彎
比追尾事故更危險的是左轉彎時的碰撞,特別是最頻繁出現的摩托車的碰撞,會造成嚴重的傷害或死亡。緊急制動輔助系統如果檢測到以時速高達100公里迎面而來的車輛,也可以防止測試車輛進行危險的轉彎動作。這次蒂爾用一輛汽車和一輛摩托車GST進行了演示,蒂爾坐在方向盤的後面,他的同事坐在前排。從後座上看,你可以看到那輛摩托車以大約80公里的時速接近,令人心生恐懼。這時蒂爾打轉向燈,繼而開始轉向,而這輛寶馬X1果斷地剎停了。
這些系統面臨的一個特殊挑戰便是「交叉型交通」,因為在這個場景里系統只有很短的時間來識別其他的交通參與者和道路情況,比如從一輛停放的汽車後面跑出來的孩子,或是在十字路口闖紅燈的行人。在這些測試中,可以讓一個兒童假人從一輛正在停靠的汽車後面跑出來,也可以為另一個可自動駕駛的測試對象設置一個固定的速度和路線。我們的測試車輛以90°角穿過它的行駛路線,就像橫穿馬路的假人那樣。無論將障礙物設置得與測試車輛稍早或略晚進行碰撞,寶馬 iX都可以迅速識別出它們,並立即猛烈地剎車。
海量的數據
這套系統在倒車時也能發揮作用,以便將車從狹窄的停車位中倒出來。在這種情況下,系統也沒有多少時間來識別當下的狀況,但在使用過路的假人進行的測試中這不成問題。
最後,還有一個場景可以專門用來展示寶馬iX的安全性。在該場景中,該車不僅有一個開門下車警告(即當道路使用者從後面接近時,會在視覺和聽覺上對車內乘員打開車門的動作發出警告),而且該車還可以完全阻止打開車門。與寶馬X1和2系旅行車不同,寶馬iX配有電動開門裝置,即通過電子按鈕而非機械拉手進行操作,從而允許系統進行對車門的開啟干預。當2系旅行車從後面緩緩駛來,在它的行駛路線上我們要將iX的車門打開,盡管這完全違背了開車人應有的本能,但寶馬iX鎖住了車門,可靠地防止了昂貴的車身被損壞。
再看一下這輛2系旅行車的行李廂,就會發現這些系統的開發是多麼地精心。與iX和X1不同,它配備了測量和記錄設備。這在一次約40秒的駕駛測試中能產生約40G的數據,大約是我們ams在測試日所記錄的數據的20倍。這些數據為所有重要的微調提供了基礎,最終使不同的系統適合於日常使用,在最好的調校下,不僅安全而且不顯眼。因為,最終緊急制動輔助系統使每一次旅行都更加安全。順便說一句,根據德國聯邦統計局的數據,95%的事故是由人為錯誤造成的,而不是由「煩人的」駕駛輔助系統造成的。
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