TRW Automotive Holdings Corp visade nyligen upp den nya generationen av sitt kognitiva säkerhetssystem, som ger förbättrat skydd åt förare, passagerare och fotgängare. Demonstrationen ägde rum på företagets egen testbana i tyska Wüschheim.

En av de senaste nyheterna från TRW är t ex ett system för igenkänning av fotgängare, som kommer att marknadsföras under 2014. Systemet kombinerar data från en skalbar videokamera och en relativt kostnadseffektiv 24 GHz radarsensor med hjälp av datafusion, och dessutom är det integrerat med den elektroniska stabilitetsstyrningen (ESC/ESP).
För att tillförlitligt kunna detektera fotgängare kombinerar systemet informationen från videokameran och radarn. Om kameran upptäcker en fotgängare framför fordonet, och radarn bekräftar denna information, bedömer systemet med hjälp av riskalgoritmer sannolikheten för en kollision. Nästa steg är att föraren varnas, och om nödvändigt bromsas fordonet automatiskt.
Före en kollision med en fotgängare kan systemet alltså automatiskt bromsa fordonet och därmed minska effekterna av kollisionen.
– Denna princip liknar den som används i de radarbaserade automatiska nödbromssystem med reducerad bromsfördröjning som TRW redan har, säger Martin Thoone som är Vice President Electronics Engineering på TRW. Den skalbara kameran identifierar inte bara fordon, körfält och vägmärken, utan även fotgängare på avstånd över 40 m. Detta gäller även under svåra förhållanden i trafiken, som när fotgängare använder paraplyer eller när flera fotgängare korsar en gata vid ett övergångsställe. För att klara av denna stora komplexitet och få tillförlitliga resultat kombinerar vi kameran med vår radar.

Fig 1. Spårhållningsassistansen lägger till ett styrmoment, som föraren hela tiden kan korrigera.

Vid demonstrationen bromsade fordonet automatiskt och lyckades därmed undvika att träffa en på en fri yta uppställd testdocka, trots att fordonets hastighet var 60 km/h rakt mot dockan. Enligt TRW hade denna docka ungefär samma radarabsorption som en människa. Idag klarar systemet att detektera en människa som är minst 80 cm lång.
– På medellång sikt, d v s inom fem år, kommer fotgängardetektering att bli ett mycket viktigt tema, påpekar Martin Thoone. Viktigt i dessa sammanhang är också att riktigt kunna fastställa fotgängarnas rörelsevektorer.

Styrassistans
En annan elektroniknyhet för ökad säkerhet är en skalbar kamera, som i kombination med elektrisk servostyrning (Electrically Powered Steering – EPS) gör det möjligt att bygga en hjälpfunktion för spårhållning med hjälp av styrmomentsöverlagring. Systemet kan också ge styrrekommendationer (Driver Steer Recommendation – DSR).
DSR-funktionen baseras på integration av ESC och EPS, och det kan såväl vid överstyrning (t ex i mycket skarpa kurvor eller vid hastiga filbyten) som vid ”µ-split”-bromsning (med olika friktion under hjulen) generera ett styrmoment för att öka fordonets stabilitet. Speciellt vid extrem µ-split-bromsning visar systemet sin styrka genom att det automatiskt bibehåller fordonets kurs.

Fig 2. En videokamera ger basdata för fotgängarigenkänning, spårassistent, vägmärkesigenkänning etc.

Vid en provtur på vanliga gator visade det sig att spårhållningsassistenten med sitt överlagrade styrmoment i princip fungerar rätt bra, men vid en kombination av regnväder och en kurva på en kulle visade det sina gränser. Men eftersom föraren inte får köra utan att hålla i ratten har detta inte alltför stor betydelse. Dessutom, om systemet märker att föraren har släppt ratten ger det genast en varning.

Komplexare system
– Antalet elektroniska säkerhetssystem ökar avsevärt, och det är en trend som kommer att bli allt tydligare under de kommande åren, betonar Martin Thoone. För att kunna bemästra denna stora komplexitet arbetar vi med Domain-Model-arkitekturer, som vårt Sicherheits-Domain-ECU som vi förkortar med SDE. Med detta centrala datorkoncept kan vi koncentrera funktionerna hos flera decentraliserade styrenheter och kontinuerligt utöka dem, och slutligen också reducera elektroniska redundansen så att vi stegvis kan minska kostnaderna för sådana system. Vi ser ett mycket stort intresse hos fordonstillverkarna för dessa radar- och kamerasystem, och detta t o m inom alla segment i medelbilklassen.

Framtida bromssystem
Förutom de integrerade systemen för förarassistans demonstrerade TRW också sitt nya vakuumbaserade ”Future Brake System” (FBS), som möjliggör en fullständig energiåtervinning i regenerativa bromssystem. Den i Koblenz utvecklade teknologin presenterades för första gången på fordonsmässan IAA 2011.
FBS är ett modulärt och helt integrerat system för alla standardmässiga broms- och styrfunktioner, t ex ABS och ESC. Därtill kan FBS stödja utökade, autonoma bromsapplikationer och bygga upp det härför nödvändiga, högdynamiska bromstrycket. Dessutom tar FBS över styrningen av system som adaptiv hastighetskontroll (Adaptive Cruise Control – ACC) med Stop-and-Go-funktion, kollisionsmildrande inbromsning och automatisk nödbromsning.
TRW demonstrerade FBS i en VW Passat och en Chevrolet Volt. I den senare hade återvinningen av bromsenergin implementerats från lättare över intensiv återvinning till helt hydraulisk bromsning på ett sätt som gjorde att föraren inte kunde märka var gränsen mellan dessa gick.

Fig 3. Sicherheits-Domain-ECU (SDE) integrerar flera tidigare decentraliserade styrenheter till ett centralt datorkoncept.

Eftersom FBS arbetar helt utan något mekaniskt ingrepp mellan bromspedalen och bromsarna känner föraren inget i pedalen när ABS-systemet träder i funktion. Detta kan göra nödinbromsningar mer effektiva eftersom föraren inte blir förskräckt över någon pulsering i bromspedalen.

FBS: brake-by-wire
Detta helt integrerade, vakuumbaserade Brake-by-Wire-system använder en pedalsimulator och en elektromekanisk bromskraftförstärkare, och tack vare sin integrationsgrad sparar systemet in 4 kg vikt jämfört med ett traditionellt vakuumbaserat bromssystem.

Fig 4. Säkerhets- och förarassistanssystem uppvisar ett ständigt ökat genomslag på marknad

– Tack vare lägre systemkostnader är FBS konkurrenskraftigt i förhållande till traditionella vakuumbaserade system som arbetar med en elektrisk vakuumpump, framhåller Martin Thoone.

”Intelligent” TPMS
– Ännu ett exempel på hur TRW åstadkommer ökad säkerhet genom integration är ett nytt hybridsystem för övervakning av ringtrycket med lokaliseringsfunktion, säger Martin Thoone. Den nya teknologin utnyttjar varvtalssensorerna för hjulen i den elektroniska säkerhetsstyrningen eller i antiblockeringssystemet, och kan härigenom upptäcka om ett eller flera hjul har för lågt ringtryck. Ingen extra hårdvara behövs.
TRW visade dessutom ett annat integrerat system som kombinerar automatisk nödbromsning (Automatic Emergency Braking – AEB) med aktiv bälteslyftning (Active Buckle Lifter – ABL). Teknologin underlättar påsättandet av säkerhetsbältet, och det kan med hjälp av omgivningssensorer i förväg sträcka bältena för att ge ett bättre krockskydd. Detta är en funktion som speciellt uppskattas av äldre förare och passagerare.
Alfred Vollmer
(Alla bilder och grafik: TRW)

Filed under: Fordonselektronik