傳感器是汽車的感官系統(tǒng)，支撐著汽車的智能化演進(jìn)。除了被譽(yù)為自動(dòng)駕駛“眼睛”的各類測距、成像類傳感器，還有一類汽車傳感器正在智能駕駛中發(fā)揮越來越重要的作用——輪胎傳感器。

輪胎是汽車的“四肢”，也是汽車與路面接觸的唯一部件。輪胎上的智能傳感系統(tǒng)，不僅能提升汽車駕駛的平穩(wěn)性和安全性，增強(qiáng)自動(dòng)駕駛決策的精準(zhǔn)程度，還能提升自動(dòng)駕駛車隊(duì)的運(yùn)營效率。因此，輪胎傳感器不僅成為傳感器廠商的著眼點(diǎn)，也吸引了諸多領(lǐng)軍輪胎廠商進(jìn)行研發(fā)布局。

擁有125年歷史的老牌輪胎公司固特異，也是其中的一員。1908年，固特異為首款量產(chǎn)汽車福特T型車提供輪胎。時(shí)隔115年的2023年，固特異與滴滴自動(dòng)駕駛達(dá)成戰(zhàn)略合作，為滴滴自動(dòng)駕駛出租車隊(duì)提供輪胎智能技術(shù)。

輪胎智能傳感器將為駕駛體驗(yàn)帶來哪些改變，又將如何融入和助力自動(dòng)駕駛系統(tǒng)？在《中國電子報(bào)》的專訪中，固特異首席技術(shù)官Chris Helsel與輪胎智能副總裁Werner Happenhofer向記者分享了他們的觀點(diǎn)。

固特異專訪

（右一為固特異首席技術(shù)官Chris Helsel，右二為輪胎智能副總裁Werner Happenhofer）

傳感器開啟輪胎智能 車輛控制更精準(zhǔn) 

在1月9日-12日于美國拉斯維加斯舉辦的CES展會(huì)上，記者在西廳靠近門口的區(qū)域，看到了固特異以藍(lán)、黃為主色調(diào)的展臺。一家老牌輪胎企業(yè)出現(xiàn)在消費(fèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)，且比鄰高通、Mobileye等汽車電子主力玩家，不禁令人好奇：輪胎將以何種方式與數(shù)字化、智能化掛鉤？

“隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展，由駕駛員對周圍環(huán)境信息作出反應(yīng)并反饋給控制系統(tǒng)的駕駛方式將不復(fù)存在。我們需要結(jié)合傳感器和軟件算法的智能輪胎技術(shù)，為車輛控制系統(tǒng)提供精確反饋。”Happenhofer告訴記者。

在固特異的模擬實(shí)驗(yàn)室中，記者體驗(yàn)了兩個(gè)圍繞輪胎傳感技術(shù)的駕駛演示。

首先是剎車距離的對比演示。在未啟動(dòng)輪胎智能傳感器的前提下，記者在系統(tǒng)給定的初始速度下剎車閃避橫穿公路的鹿，剎車距離為180.97英尺；啟動(dòng)輪胎智能傳感器之后，剎車距離為171.17英尺，縮短了9.8英尺。據(jù)固特異首席工程師Rebecca Bandy介紹，這項(xiàng)演示整合了固特異的SightLine輪胎智能技術(shù)與TNO（荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究組織 ）的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)算法，為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)提供了輪胎類型、磨損狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)距離的縮短。

另一項(xiàng)演示是雨天過彎。在未啟動(dòng)輪胎智能傳感器的前提下，記者只能憑自己的感覺在雨天場景中駕駛，在轉(zhuǎn)彎時(shí)因?yàn)檐囕v打滑碰撞到墻壁；啟動(dòng)輪胎智能傳感器之后，車輛給出了50km/h的建議行駛速度，記者在該速度下行駛，順利過彎。這項(xiàng)演示將固特異的SightLine輪胎智能技術(shù)與采埃孚（ZF）的cubiX車輛運(yùn)動(dòng)控制軟件整合起來，使駕駛系統(tǒng)根據(jù)氣象數(shù)據(jù)和輪胎與路面的接觸情況，為司機(jī)提供建議速度或自動(dòng)控制車輛減速。

“我們的技術(shù)在其中發(fā)揮了以下作用：一是獲取當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)，了解路面是否潮濕；二是判斷輪胎是否脫離地面，視情況向駕駛員發(fā)出減速警告。即便駕駛者不減速，集成固特異輪胎智能技術(shù)的采埃孚控制系統(tǒng)也能自動(dòng)控制車輛減速。”Helsel向記者表示。據(jù)悉，固特異SightLine與采埃孚cubiX的合作成果獲得了CES 2024的汽車技術(shù)和領(lǐng)先移動(dòng)出行類創(chuàng)新獎(jiǎng)。

具體來看，SightLine包含輪胎傳感器和云端算法。其中，輪胎傳感器提供輪胎溫度、壓力、加速計(jì)、ID等信息。云端算法以這些信息作為輸入項(xiàng)，進(jìn)一步計(jì)算輪胎花紋的磨損情況、輪胎與路面的接觸面等，以判斷輪胎的健康狀態(tài)和行駛狀況。

“有了這套系統(tǒng)，我們就能為不同類型的應(yīng)用提供信息。在車隊(duì)管理場景中，我們可以為車隊(duì)運(yùn)營方提供輪胎的健康狀況，比如輪胎是否漏氣——尤其是難以檢測的緩慢漏氣，這項(xiàng)信息非常重要，因?yàn)樗赡軙?huì)導(dǎo)致輪胎在路中間癟掉?！盚appenhofer表示，“在 ADAS 系統(tǒng)及緊急制動(dòng)系統(tǒng)中，如果我們掌握了輪胎的信息和狀態(tài)，就可以為這些系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定條件。比如在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和緊急制動(dòng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)能夠根據(jù)輪胎與路面接觸狀況，調(diào)整制動(dòng)力，縮短剎車距離。”

降低車隊(duì)三大成本 提升自動(dòng)駕駛效率與安全

從長遠(yuǎn)來看，智能輪胎技術(shù)能夠降低車隊(duì)運(yùn)營的三大成本：燃油、駕駛員和輪胎成本。

其中，對輪胎成本和燃油成本的控制，可以通過保持合理的輪胎氣壓來實(shí)現(xiàn)。若輪胎充氣不足或過量，會(huì)改變輪胎接觸面形狀，導(dǎo)致輪胎磨損加速，縮短輪胎使用壽命，導(dǎo)致輪胎成本的上升。與此同時(shí)，輪胎接觸面變形會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)阻力增大，增加每次輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的能量損耗，也就降低了燃油經(jīng)濟(jì)性。而固特異通過智能傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測輪胎狀態(tài)，及時(shí)獲取輪胎是否漏氣、是否需要充氣等信息，幫助車隊(duì)將輪胎磨損程度控制在合理范圍，降低滾動(dòng)阻力，從而控制輪胎成本并提升燃油經(jīng)濟(jì)性。

而降低駕駛員成本，需要通過自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)。2023年11月，固特異與滴滴自動(dòng)駕駛達(dá)成合作，為滴滴自動(dòng)駕駛出租車隊(duì)提供SightLine技術(shù)。這是繼固特異將SightLine部署到Gatik自動(dòng)駕駛車隊(duì)后，再一次推動(dòng)智能輪胎技術(shù)向自動(dòng)駕駛領(lǐng)域滲透。

“促使固特異與滴滴合作的根本原因，是雙方對駕駛效率和安全的共同追求?！盚elsel告訴記者。

（搭載固特異SightLine技術(shù)的奔馳車型）

他表示，交通運(yùn)輸行業(yè)的關(guān)鍵詞是高效。“車隊(duì)要盈利，就必須保持高效。每輛車要時(shí)刻做好出車準(zhǔn)備，不能出現(xiàn)胎壓不足導(dǎo)致半路拋錨等意外情況。我們通過傳感器監(jiān)測輪胎狀態(tài)，提醒駕駛者何時(shí)需要更換輪胎，助力車隊(duì)提升效率。”

另一大因素是安全。傳統(tǒng)汽車需要手握方向盤、腳踩油門和剎車的駕駛者向駕駛系統(tǒng)提供信息，而自動(dòng)駕駛汽車減少了甚至不需要駕駛者的反饋。因此，輪胎作為唯一接觸地面的部件，需要在自動(dòng)駕駛的語境下填補(bǔ)駕駛者留下的空白，充當(dāng)無人駕駛汽車的反饋機(jī)制，以提升駕駛安全系數(shù)。

為不同汽車制造公司及車隊(duì)運(yùn)營商提供輪胎智能技術(shù)的過程中，固特異需要與各種車型的各類駕駛系統(tǒng)進(jìn)行適配。Happenhofer告訴記者，軟件是實(shí)現(xiàn)以上過程的關(guān)鍵。大約七年前，固特異在開啟智能輪胎業(yè)務(wù)的同時(shí)，便建立了一支軟件團(tuán)隊(duì)，吸納軟件算法開發(fā)、系統(tǒng)工程等技術(shù)人才，以支撐面向智能汽車場景的軟件集成服務(wù)。

“我們會(huì)先了解車輛的軟件架構(gòu)，尤其是操作系統(tǒng)和接口，找到應(yīng)用固特異軟件技術(shù)的最佳方式和位置。在此基礎(chǔ)上，我們基于模塊化的整合方式，為車輛提供功能，并定制接口。”Happenhofer表示，“從前，我們與汽車制造廠合作，為每一種原廠汽車適配輪胎；如今，我們會(huì)與負(fù)責(zé)安全和軟件系統(tǒng)的部門合作，結(jié)合軟件技術(shù)為指定車型研發(fā)輪胎?！?/p>

技術(shù)與落地并行 輪胎科技的進(jìn)化論

在L2+和L3級別自動(dòng)駕駛逐步落地之后，產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)啟動(dòng)了對L4及以上級別自動(dòng)駕駛的技術(shù)儲(chǔ)備，消費(fèi)者也對更加智能的駕駛體驗(yàn)充滿期待。與其他關(guān)鍵零部件一樣，輪胎傳感器也需要跟隨汽車智能化的腳步，在形態(tài)和功能上持續(xù)演進(jìn)。

“現(xiàn)有傳感器的性能已經(jīng)有了顯著的提升，但體積和重量仍未到達(dá)理想狀態(tài)，我們會(huì)在尺寸、重量、能耗方面進(jìn)行優(yōu)化。此外，我們還將為SightLine技術(shù)探索更多潛在應(yīng)用場景。這是我們在2024年的主攻方向。”Happenhofer說。

（固特異CES2024展臺）

與創(chuàng)新同樣重要的，是成果轉(zhuǎn)化。固特異團(tuán)隊(duì)將輪胎傳感器的主要場景簡寫為“FACES”，暨車隊(duì)管理、自動(dòng)駕駛汽車、網(wǎng)聯(lián)汽車、電動(dòng)汽車、可持續(xù)性的英文首字母組合，接下來的重點(diǎn)是圍繞核心場景，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新落地。“這就需要將目光投向真實(shí)世界，關(guān)注現(xiàn)實(shí)情況，從中積累大量反饋，不斷創(chuàng)新解決方案。”Happenhofer表示。

在采訪的最后，記者請兩位受訪者分別描述自己理想中的智能輪胎。

Helsel認(rèn)為，理想的智能輪胎要成為通用汽車首席執(zhí)行官M(fèi)ary Barra提出的“零事故，零排放，零擁堵”這一交通出行目標(biāo)的“功臣”，以最為高效、省時(shí)的方式，讓駕乘人員安全回家、隨心出行，并減少對地球環(huán)境的影響。

Happenhofer表示，理想的智能輪胎首先要符合安全標(biāo)準(zhǔn)，在邁向L4—L5級別自動(dòng)駕駛的過程中，固特異希望能與相關(guān)部門開展合作，助力智能輪胎安全標(biāo)準(zhǔn)的制定。同時(shí)，理想的智能輪胎不僅要滿足綠色可持續(xù)要求，還要充分考慮構(gòu)建技術(shù)解決方案的資源和成本，將價(jià)格控制在能被廣大消費(fèi)者接受的范圍內(nèi)。