第三只眼 解析中央后视镜背后的秘密

2012-08-20 21:06:35来源: 汽车之家

  时代的变迁改变了人们的视野,工程师希望把更多的人性化功能装配到车上以提高用车体验,例如在环境昏暗的时候大灯可自动点亮,下雨时,雨刮器可以根据雨量的大小来调整雨刮器的工作频率,另外,还有更高级的车道保持系统,最近,奔驰也将它们新研发的装备公布了出来。你能想象吗?实现这些功能并对其进行控制的关键会藏在中央后视镜的背后,从车头看去,那就像是二郎神的第三只眼。

● 自动大灯

    在夜间行车时,我不止一次的碰到未开任何灯光的车辆在道路上游走,特别是当你想并线时,通过外侧后视镜真的不太容易发现他们,而一旦冒失的挡在了它们前面,或许还会招来一阵喇叭的催促声。

    我特别能理解那些晚上不开灯的驾驶员,他们并非是刻意为之,因为当你在城市道路上行驶时,即使在不开大灯的情况下,驾驶员依旧可以依靠两侧的路灯看清前方的道路,而来自车内仪表的背景灯则会让驾驶员产生一些错觉,在进入地库时也会出现同样的问题。

    这样看来,如果大灯可以根据环境光线自动开启就可以从根本上避免上述情况的发生,进而提高行车安全性。

    这并非是一项蕴藏着高技术的配置。当大灯开关处于AUTO挡时,这项功能得以被激活,此时,近光灯的开启和关闭由中央后视镜背后的光线传感器来决定。当外界环境较亮时,近光灯处于关闭状态,假如你即将驶入隧道或进入地下车库时,系统会根据光线的变化视情况开启大灯。

    据我们的了解,有些装配了该功能的车辆在这方面并不能让人感到满意,原因是近光灯的开启速度过慢,往往是车辆驶入光线昏暗的隧道时,灯光毫无反应,而就在即将驶出隧道时,近光灯以闪烁的方式(车辆在驶出隧道时,由于光线恢复正常,因此近光灯关闭,关闭的速度倒是挺快的)证明了大灯自动开启功能的存在。

    对此,我们进行了简单的测试,恰巧楼下停着一辆装配有自动大灯的雪佛兰迈锐宝旗舰版车型,看看它反应如何?

    由于地库属于光线昏暗的环境,所以,当灯光开关处于AUTO挡时,近光灯处于开启状态,我们用手电光来模拟环境光线的变化。在用手电对光线传感器进行照射时,经过大约5秒钟后,迈锐宝的近光灯自动关闭,而当把手电移开时,几乎在同一时间,大灯自动开启。

● 自动雨刮

    自动雨刮的功能与自动大灯如出一辙,它也是利用藏在中央后视镜与风挡玻璃之间的传感器进行实时的监测。雨量传感器内部由发光二级光和光电二极管组成。

    雨量传感器内部的二极管发射出的光束在风挡玻璃干燥的情况下会在风挡玻璃中形成反射,反射的光束几乎全部映射到两个发光二极管之间的光电二极管上,而在下雨时,落在雨量传感器上方的雨水就会导致反射光束不完全映射至光电二极管,雨越大时,映射至光电二极管的光量就越小,因此,自动雨刮功能可以根据这个信号来调整雨刮器的工作频率。

    我们对此也做了模拟实验,我的同事张弓然通过瓶口的开度分别模拟了绵绵细雨和瓢泼大雨两种情景,随即雨刮器都做出了相应的调整。

● 车道保持

    这是一项提高行车安全的功能,开车时你一定有过这样的经历,由于长期沉浸于车内较为安逸的环境中,再加之,来自相对平整且笔直道路的持效麻痹,双手逐渐减缓了对方向盘进行细微调整的节奏,当然,驾驶员也不会很快意识到车身已经向相邻的车道靠了过去,后方传来的一阵急促的喇叭声一下把你惊醒了。

    车道保持功能便是考虑到这种情况。它可以通过藏在中央后视镜背面与风挡玻璃贴合处底座内部的摄像机来监测前方的道路分隔线以确定车身的位置,当转向灯未开启时,如果车身出现“跑偏”的情况,系统就会发出预警提示,而随着这项功能逐渐的发展,带有主动修正功能的车道保持系统也出现了。

    注:车道保持系统是为车辆在条件良好的道路上行驶而设计的一项提高安全性的功能,所以,需要达到一定车速时系统才会启动,以奥迪为例,它的启动条件为时速65km/h。

-- 它如何识别车道?

    借助位于中央后视镜后方的摄像头对道路的分隔线进行识别,这台摄像机所使用的影像摄取传感器以黑白影像模式来获取车辆前方道路的情况,其最大分辨率为640X480,获取的影像将交由车道保持系统的软件进行分析,以通过车身两侧的道路分隔线来确定车辆所处的位置并计算出车道的曲率。

-- 功能无法开启的情况

    1、当路面的道路分隔线严重损坏时,摄像头无法准确地对车身进行定位,因此,车道保持系统不具备开启的条件。

    2、路面被异物大面积覆盖时,如积雪等。在这种路况下行驶时,摄像机也无法获得路面的情况,更确定的说是,无法监测到道路上的分隔线,当然,在积雪路面行驶时,依据系统的开启条件,65km/h以上的时速也不太容易达到,不管怎样,还是慢点开比较安全。

    总而言之,开启车道保持系统最为关键的两个条件就是车速要达到工作要求,同时,还要让“第三只眼”能看清前方的路才行。

-- 跑偏后系统会作何响应

    当车道保持系统监测到车身出现“跑偏”时,有些车会以方向盘振动以及警示音的方式来提醒驾驶者提高注意力,相比之下,默默能对方向做出修正的就显得更加人性化。

类型一:只有提示没有修正功能的车道保持系统

    先来看看只有提示没有修正功能的车道保持系统。它的工作方式很简单,就是在方向盘中安装了一个振动电机,当接到来自车道保持控制单元的信号后,电机开始振动并把振动传至整个方向盘,以此来提醒驾驶员。振动的力度可以通过车载多媒体系统进行调整。由于电机是内嵌在方向盘中的,所以,如果振动电机出现损坏,修复它只能更换整个方向盘。奥迪Q7、A8及宝马7系轿车装配的车道保持系统就是这种类型。

    雪铁龙C6的车道保持系统的提示方式更为独特,同样是振动的提醒方式,但工程师把振动电机安装在了驾驶员的座椅垫里,一装还就是两个,当车辆向一侧跑偏时,所对应一侧的振动电机就会发出警告。

类型二:带有修正功能的车道保持系统

    在车辆行进路线的修正方式上,不同品牌、不同车型有着不同的修正方式,这基于转向助力系统的类型而定。

方向盘主动修正

    对于电动助力转向的汽车来说,这个修正过程就会更加的从容,车道保持系统可以协同电动助力转向系统来完成方向盘的修正工作。接下来,冯景毅将会完成这次体验,他所驾驶的2012款奥迪A6L 50 TFSI车型是奥迪A6L的顶配车型。我们都知道,奥迪A6L从第七代车型开始,转向系统由机械液压的助力方式改为电子助力。

    本想通过视频的方式来为大家展示车道保持系统对方向盘的修正过程,但由于在修正过程中,方向盘的旋转幅度极其细微,以至在画面上几乎无法将修正过程清晰的呈现出来,但通过冯景毅的描述,来自方向盘的修正还是非常积极的。

    当车头即将越过车道分隔线时,方向盘会向手臂传递一个反向的力以对驾驶员做出提示并修正方向盘的方向,但这个力量不足以违背驾驶员的意图,一旦你继续对方向盘施加与之相反的力量直到车头跨过车道分隔线大约四分之一的位置时,来自方向盘的纠正力度将消失。

    也就是说,在车道保持系统开启时,驾驶员在不开转向灯的前提下进行并线,方向盘也会对手臂施加一定反向的力,在车头越过车道分隔线后,方向盘的修正力量消失。
 
制动系统介入进行方向修正

    对于转向助力采用机械液压方式的汽车,受结构所限,它不具备对方向盘进行调整的能力,那它又是怎样实现修正车辆行驶方向的呢?

    监测的过程与上文描述大体相同,刹车是对车辆行驶方向进行修正的关键,通过对单一侧车轮的制动也可以做到让车辆恢复至车道中央行驶。说的详尽些,当车身出现向左侧“跑偏”的情况时,车身动态稳定系统对右侧车轮进行轻微制动,利用两侧车轮的扭矩差来实现改变车辆的行驶路线,如向右侧跑偏时,则是对左侧车轮进行制动。英菲尼迪M轿车所装配的车道保持系统就是这个类型。

● 沃尔沃城市安全系统

    在豪华车品牌阵营中,沃尔沃是个“另类”,它为我们提供了更多的安全保障。沃尔沃研发的城市安全系统可以根据前方车辆的距离来调整车速,当时速在15km/h以下时,系统可使车辆完全刹停(S60在时速30km/h以下可刹停),其用于监测车距的红外线激光传感器被安置在中央后视镜背后的那片区域。

    当传感器监测到前方车距过小时,车辆会进行制动减速,为了防止驾驶员在毫无意识的情况下依旧踩住油门踏板,依靠数据总线的高效的信息传递,发动机控制模块(ECM)随即调整发动机的动力输出以配合车辆减速。而如果驾驶员意识到车距过近而采取主动刹车,那么城市安全系统将不会介入。

-- 沃尔沃XC60

    从官方网站上查到的信息来看,沃尔沃XC60配备的城市安全系统,只能减轻撞车的影响而并不能避免事故的发生(时速15km/h以下可刹停)。另外,官方的描述中写到,这套系统的工作原理是依靠激光技术来感应6至8米范围内的静止物体或者以较慢速度移动的车辆,当系统感应到即将发生碰撞时,它会预先施加制动力,以填补驾驶者做出反应的这段时间,不过,前提条件是车速不超过30km/h。

-- 沃尔沃S60

    相比之下,沃尔沃S60在这方面的表现则更加令人满意,这款车所装配的城市安全系统可以在30km/h以下完全刹停,而当车速超过30km/h时,系统会尽可能的做出刹车的动作以减轻撞车的影响,不过,它的监测范围依旧是6至8米。

-- 视外界环境条件,系统有可能无法正常工作

    这套系统最为重要的信号是来自红外线激光传感器的车距信号,目前它所能实现的是在正常天气下,白天和夜间功能都可正常使用,而一旦出现雨雪或大雾天气,该传感器的监测能力有可能受到一定的影响,进而导致系统无法正常工作。

● 奔驰的新装备

    据悉,新一代奔驰S级轿车将会在2013年上市,值得我们关注的是,这款车将会装配一套新的底盘主动控制系统,“Magic Ride Control System”是来自官方的名称,我们暂且把其称为魔法行驶控制系统。

   该系统利用中央后视镜背后的摄像头来对车头前方0.5米至1.4米的路面进行实时的监控,它可以识别出1厘米至2厘米的路面起伏,与此同时,(Active Body Control)主动车身控制系统依据这些信息可提前对悬挂做出有针对性的调整,以此来提高车内驾乘人员的舒适性。这种“未雨绸缪”技术理念倒是让我们很感兴趣。

● 中央后视镜背后的那些传感器为什么坏的大多数都是新车?

    这个现象很有意思,它是质量问题吗?在大多数情况下,新车出现自动大灯、自动雨刮、车道保持功能的相关故障后,经检查确定为传感器故障,如果这种事情你经历多了就不难发现一些规律,出现这类故障的车辆几乎都干过同样一件事——贴风挡膜,当然,带有这些功能的老车也会面临着这个问题。

    贴风挡膜时,由于要对车内侧的风挡进行清洗工作,这就有可能导致中央后视镜与风挡玻璃贴合部分内部的传感器内部渗水,进而导致传感器损坏。即便车辆在质保期内,由于是人为原因导致部件损坏,因此,厂商不会接受车主的索赔申请。在与装饰店协商不妥的情况下,车主也只好自费进行更换部件了。

编辑总结:

    自动大灯和自动雨刮的功能已经逐渐开始向普通家用轿车普及,这两项配置对于日常驾驶来说的确很实用,而且也能避免由于驾驶员的疏忽大意而引发的尴尬,驾驶员只要将挡位拨至AUTO挡,大灯和雨刷的工作全部交由系统进行自动处理,但车道保持的功能目前来看还仅仅是高端车的专属配置。

    车内的中央后视镜是干什么用的?我敢肯定在当初设计它的时候,没有一个工程师会想到日后还能在它身上再做出什么文章,在他们眼中,这无非就是个可以方便驾驶员观察车后情况的镜子,但我们心里都很清楚,时代变了。

 

关键字:解析  中央  背后  秘密

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0820/article_5855.html
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