奔驰S级预安全系统增强版介绍

◆文/福建 林宇清

一、概述

乘员预安全系统增强版(PRE-SAFEPLUS)如图1所示，可提前识别危急行驶状况，在必要时启用安全系统作为预防性措施，降低车辆乘员伤害的风险。为此，预安全系统不断评估来自ESP系统和制动辅助系统增强型(BASPLUS)等系统的传感器数据，并因此检测过度转向、转向不足或紧急制动等现象。如果识别到紧急行驶状况，那么该系统就会在几分之1秒内启动相应措施，这些措施可使安全带和气囊在发生碰撞时提供其最佳保护效果。

图1 PRE-SAFE功能

二、部件概览

预安全系统(PRE-SAFE)能够在即将发生追尾的情况下预先为乘员提供保护，该功能由电控车辆稳定行驶系统(ESP)控制单元启用，为了更好的了解该功能，为便于了解，首先介绍该系统涉及的主要部件。

1.ESP控制单元

ESP控制单元(图2)该控制单元位于发动机舱的左侧,控制自适应制动、电控稳定程序(ESP)、电子制动力分配(EBD)、防抱死制动系统(ABS)、防加速打滑控制(ASR)、制动辅助系统(BAS)等功能。它实际是一种牵引力控制系统,通过分析各传感器(如:轮速传感器)的信号，然后向ABS、ASR等发出纠偏指令，维持车辆动态平衡,确保在各种状况下保持最佳的稳定性。在转向或不足过度的情形下，稳定效果更加明显，如后驱汽车出现转向过多时，后轮容易失控而甩尾，ESP便会通过慢刹外侧的前轮的方式来稳定车辆，从而校正行驶方向。

图2 ESP控制单元

2.电动动力转向机构

电动动力转向机构(图3)位于底盘处，由齿轮齿条式转向机、扭矩传感器(A91b1)、电子促动马达(A91m1)和转向机构控制单元(N68)组成。其中，N68是CAN网络用户，读取A91b1和CAN信号，然后据此促动A91m1，从而带动转向机运转，实现转向助力功能。

3.仪表盘

仪表盘(图4)通过CAN网络通信，将其他控制单元传来的信息通过多功能显示屏显示相应的指示灯和提示或警告信息，必要时还会通过扬声器提醒驾驶员。

图3 电动转向机

图4 仪表盘

4.发动机控制单元

发动机控制单元(图5)位于发动机舱的驾驶员侧，读取各传感器的信号，控制发动机的运转工况，并通过CAN网络与外界通信。

图5 发动机控制单元

5.转向柱控制单元

转向柱控制单元(图6)读取集成的各开关和转向角传感器的信号，并通过FlexRay总线接收和传送CAN信息。

图6 转向柱模块

6.雷达传感器

雷达传感器分别为位于前保险杠上的近距雷达传感器B29/2、B29/3和散热器前部的远距雷达传感器B29，3个传感器能够相互独立地测量各物体(例如车辆)的距离和速度，然后将监测到的数据(图7、图8)传送至雷达传感器控制单元。其中B29/2、B29/3根据短脉冲原理检测近距离区域内的物体,最大检测范围为30m；B29根据脉冲调制多普勒雷达概念工作,监测车辆前方200m范围内的物体。

图7 前雷达传感器

图8 雷达传感器位置

7.雷达传感器控制单元

雷达传感器控制单元(图9)位于行李箱内左侧壁上，是近距离和远距离雷达以及A40/13的物体和车道数据的评估和运算单元。

图9 雷达传感器控制单元

8.碰撞预防辅助系统控制单元

A90-碰撞预防辅助系统控制单元(图10)位于散热器中间，集成了雷达传感器和控制单元，雷达传感器基于25GHz脉冲多普勒原理工作，用于独立测量车距和车速，探测范围为0至80m,探测角度为30°±8°；控制单元收读取传感器及其他控制单元传来的信息，综合评估碰撞风险等级，然后输出视觉和声讯警告信息的请求，必要时启用预防性安全系统措施的要求。

图10 A90位置

三、功能介绍

为更好的理解PRESAFEPLUS功能，借助相应的原理图来进一步说明，在图11中CAN总线和LIN总线都具有双向性,即能传输又能接收信息。N73作为中央网关构成了不同CAN网络的数据接口，即不同CAN网络之间的通信需要借助N73来确定信号优先权和转换为CAN信号类型。这样，该系统可通过以下几个方面进行了解:

1.感测车辆状态功能

ESP控制单元(图11)不仅评估车轮转速、车辆的自然动态(横向加速度和纵向加速度)、转向角的变化来确定车辆的当前状态，而且还评估来自不同驾驶辅助系统的“自动制动”信号和对面物体的相对速度信号，据此确定是否触发PRESAFE功能。对于装配驾驶辅助组件增强版(代码P20的车辆，雷达传感器控制单元通过悬挂系统FlexRay将“自动制动”信号或相对速度传输到ESP控制单元；对于装配碰撞预防辅助系统增强版(代码258)的车辆，碰撞预防辅助控制器单元通过外围设备控制器区域网络、电子点火开关和悬挂系统FlexRay将“自动制动”信号传输到ESP控制单元。

在下列情况下ESP触发预防性安全系统：

(1)紧急制动，驾驶员快速踩下制动踏板，表示惊慌下的反应。

(2)完全制动，驾驶员的减速请求大大高于物理上可能的车辆减速(如水路打滑、结冰或下雪)，防抱死制动系统(ABS)做出强力制动干预。

(3)严重转向过度，车尾急甩，并且ESP控制单元做出强力稳定性干预。

(4)严重的转向不足，车辆在前轮处产生一定时间的推力，ESP控制单元进行强烈的稳定性干预。

(5)侧风稳定技术，从特定车道漂移，与强ESP®稳定干预相关。

图11 通信框图

(6)紧急转向移动：车辆在高速行驶时的快速转向移动，表示驾驶员惊慌下的反应，暗示驾驶员没有能力处理该状况。

(7)二次事故，一次事故后引发的其他事故。

此外，在装配驾驶辅助组件(代码23P)或驾驶辅助组件增强版(代码P20)或主动制动辅助(代码258)的车辆中，ESP控制单元还将触发以下功能：

(1)通过BASPLUS(制动辅助系统增强版)进行强力制动支持，驾驶员在雷达支持的周围环境评估基础上发起强力制动支持申请，应对识别到的纵向碰撞危险。

(2)通过PRE-SAFE制动功能进行自动制动，在雷达辅助的周围环境评估基础上，当识别到线性交通流中存在碰撞风险时，通过PRE-SAFE制动功能进行车辆减速。

(3)盲点辅助系统的自动路线校正，在雷达辅助的周围环境评估基础上，当盲点区域中出现车辆发生侧向碰撞的风险时，通过制动系统进行重要的路线校正干预。

(4)在前面/后面/侧面碰撞物体检测，在雷达辅助的周围环境评估基础上，识别即将发生的碰撞情形。

ESP控制单元根据ESP模式和变速器模式的变化来修改PRE-SAFE功能的触发阈值，为此，主机通过用户界面控制器区域网络(CAN)、电子点火开关和底盘FlexRay将选定的ESP模式和变速器模式请求发送至ESP控制单元。

图12 ESP通信

2.前部可逆安全带拉紧器

在危险情况下，可逆式安全带紧急拉紧器(图13)通过电机收紧安全带的方式减少安全带松弛。为了优化传统防护装置的保护效果，驾驶员和前排乘客被固定在座椅中。根据情况，安全带以不同的力量或速度被张紧。在采用PRE-SAFE措施后，安全带带身会再次变得松弛(除非发生翻滚现象)。

ESP控制单元将有关PRE-SAFE状态和等级的信息通过底盘FlexRay、电子点火开关和用户界面控制器区域网络(CAN)发送至可逆式安全带紧急收紧器。辅助防护系统控制单元将碰撞信号(发生翻滚事故时)通过用户界面控制器区域网络发送至可逆式安全带紧急收紧器。为拉紧座椅安全带，相应的紧急拉紧器会促动集成式马达。

图13 可逆式安全带紧急拉紧器

3.安全带调节

图14 安全带调节

安全带调节功能(图14)通过电机收紧安全带的方式减小前排座椅和后排外侧座椅安全带存在的松弛度，并在安全带锁舌插入相应的安全带锁扣时被触发。安全带锁销插入锁扣的情况通过相应座椅安全带锁扣开关的状态进行记录。辅助防护装置控制单元直接读取各安全带锁扣开关的状态，并通过用户界面控制器区域网络将其发送至双向安全带紧急拉紧器。为拉紧座椅安全带，相应的拉紧器会促动集成式马达，这会以恒定的速度张紧安全带，直至安全带松弛度减小。

4.关闭侧窗

关闭侧窗时留有一点缝隙，确保在发生潜在事故情况下其他物体不能进入车内以及车内乘员的肢体(例如手臂)不能伸出车外，这还可以快速驱散高温熔化技术防护装置产生的烟雾颗粒。ESP控制单元通过底盘FlexRay、电子点火开关和车内控制器区域网络将PRE-SAFE状态的相关信息和调节请求发送至左前车门控制单元、右前车门控制单元、左后车门控制单元、右后车门控制单元等四个控制单元。

在使用PRE-SAFE关闭侧窗时自动防夹功能启用，任何已启用的自动开启或手动设置都将中断。此外，如有必要，关闭过程可反向操作。PRE-SAFE设置会持续着，直至侧窗到达预防性安全系统位置和发生碰撞。

5.关闭全景式滑动天窗

在采取PRE-SAFE措施前，如果天窗已沿升起方向打开，那么它将由PRE-SAFE完全关闭；如果天窗沿着滑动方向打开，那么天窗会关闭并留有一定缝隙。这不仅可以确保在发生潜在事故时其他物体不会进入车内，车内驾驶员和乘客的肢体(例如手臂)也不会伸出车外，还可以快速驱散防护装置产生的烟雾颗粒。

ESP控制单元将有关PRESAFE状态的信息和调节请求通过底盘FlexRay、电子点火开关和车内控制器区域网络发送至全景式滑动天窗控制单元。在天窗关闭时，自动防夹功能启用，任何已启用的自动移动或手动设置都将中断。在必要情况下，关闭过程可逆向操作。

6.显示故障信息

如果可逆式安全带收紧器或检测到故障，那么仪表盘将显示适当的信息。PRE-SAFE的其他部件的故障不作为该系统的故障显示。双向安全带紧急拉紧器通过用户界面控制器区域网络将显示故障信息的请求发送至仪表盘。

7.终止预安全系统功能

一旦当前形势被评估为不再危险且车辆减速度小于0.3g，那么PRE-SAFE停用。为此，ESP控制单元从底盘FlexRay获取有关PRE-SAFE状态的信息。

如果尚未达到PRE-SAFE位置，则前排乘客座椅的调节会被取消。关闭侧车窗或天窗(代码413)不会被取消。在到达预防性安全系统位置前，自动关闭功能继续工作。