传感器将带来哪些驾驶体验？

中国电子报  本报记者 张心怡

图为搭载固特异SightLine技术的奔驰汽车

传感器是汽车的感官系统，支撑着汽车的智能化演进。除了被誉为自动驾驶“眼睛”的各类测距、成像类传感器，还有一类汽车传感器正在智能驾驶中发挥越来越重要的作用——轮胎传感器。

轮胎是汽车的“四肢”，也是汽车与路面唯一接触的部件。轮胎搭载的智能传感系统，不仅能提升汽车驾驶的平稳性和安全性，增强自动驾驶决策的精准程度，还能提升自动驾驶车队的运营效率。因此，轮胎传感器不仅成为传感器厂商的着眼点，也吸引了诸多领军轮胎厂商争相布局。

拥有125年历史的老牌轮胎公司固特异，就是其中的一员。1908年，固特异为首款量产汽车——福特T型车提供轮胎。时隔115年的2023年，固特异与滴滴自动驾驶达成战略合作，为滴滴自动驾驶出租车队提供轮胎智能技术。

轮胎智能传感器将为驾驶体验带来哪些改变，又将如何融入和助力自动驾驶系统？在《中国电子报》的专访中，固特异首席技术官Chris Helsel与轮胎智能副总裁Werner Happenhofer与记者分享了他们的观点。

传感器开启轮胎智能

车辆控制更精准

在1月9-12日于美国拉斯维加斯举办的CES展会上，记者在西厅靠近门口的区域，看到了固特异展台。一家老牌轮胎企业出现在消费电子产品展览会，且比邻高通、Mobileye等汽车电子主力玩家，不禁令人好奇：轮胎将以何种方式与数字化、智能化挂钩？

“随着自动驾驶的发展，由驾驶员对周围环境信息作出反应并反馈给控制系统的驾驶方式将不复存在。我们需要结合传感器和软件算法的智能轮胎技术，为车辆控制系统提供精确反馈。”Happenhofer告诉记者。

在固特异的模拟实验室中，记者体验了两个围绕轮胎传感技术的驾驶演示。

首先是汽车刹车距离对比演示。在未启动轮胎智能传感器的前提下，记者在系统预设的初始速度下刹车闪避横穿公路的鹿，刹车距离为180.97英尺；启动轮胎智能传感器之后，上述刹车距离为171.17英尺，缩短了9.8英尺。据固特异首席工程师Rebecca Bandy介绍，这项演示应用了固特异的SightLine轮胎智能技术与TNO（荷兰应用科学研究组织）的防抱死制动系统算法，它们为防抱死制动系统提供了轮胎类型、磨损状态等信息，大大缩短了制动距离。

另一项演示是汽车雨天通过弯路。在未启动轮胎智能传感器的情况下，记者仅凭自己的感觉在模拟雨天场景中驾驶，车辆在转弯时因为轮胎打滑碰撞到墙壁；启动轮胎智能传感器之后，车辆给出了50km/h的建议行驶速度，记者在该速度下行驶，顺利过弯。这项演示将固特异的SightLine轮胎智能技术与采埃孚（ZF）的cubiX车辆运动控制软件整合起来，驾驶系统根据气象数据和轮胎与路面的接触情况，为司机提供建议速度或自动控制车辆减速。

“我们的技术在其中发挥了以下作用：一是获取当地气象数据，了解路面是否潮湿；二是判断轮胎是否脱离地面，视情况向驾驶员发出减速警告。即便驾驶者不减速，集成固特异轮胎智能技术的采埃孚控制系统也能自动控制车辆减速。”Helsel向记者表示。据悉，固特异SightLine与采埃孚cubiX的合作成果获得了CES 2024的汽车技术和领先移动出行类创新奖。

具体来看，SightLine包含轮胎传感器和云端算法。其中，轮胎传感器提供轮胎温度、压力、加速计、ID等信息。云端算法以这些信息作为输入项，进一步计算轮胎花纹的磨损情况、轮胎与路面的接触面等，以判断轮胎的健康状态和行驶状况。

“有了这套系统，我们就能为不同类型的应用提供信息。在车队管理场景中，我们可以为车队运营方提供轮胎的健康状况，比如轮胎是否漏气——尤其是难以检测的缓慢漏气，这项信息非常重要，因为它可能会导致轮胎在路中间瘪掉。”Happenhofer表示，“在ADAS系统及紧急制动系统中，如果我们掌握了轮胎的信息和状态，就可以为这些系统预先设定条件。比如在防抱死制动系统和紧急制动系统中，系统能够根据轮胎与路面接触状况，调整制动力，缩短刹车距离。”

降低车队三大成本

提升自动驾驶效率与安全性

从长远来看，智能轮胎技术能够降低车队运营的三大成本：燃油、驾驶员和轮胎成本。

其中，对轮胎成本和燃油成本的控制，可以通过保持合理的轮胎气压来实现。若轮胎充气不足或过量，会改变轮胎接触面形状，导致轮胎磨损加速，缩短轮胎使用寿命，车队在轮胎上的成本也将随之上升。与此同时，轮胎接触面变形会导致滚动阻力增大，增加每次轮胎转动的能量损耗，也就降低了燃油经济性。而固特异通过智能传感器实时监测轮胎状态，及时获取轮胎是否漏气、是否需要充气等信息，帮助车队将轮胎磨损程度控制在合理范围，降低滚动阻力，从而控制轮胎成本并提升燃油经济性。

而降低驾驶员成本，则需要通过自动驾驶实现。2023年11月，固特异与滴滴自动驾驶达成合作，为滴滴自动驾驶出租车队提供SightLine技术。这是继固特异将SightLine部署到Gatik自动驾驶车队后，再一次推动智能轮胎技术向自动驾驶领域渗透。

“促使固特异与滴滴合作的根本原因，是双方对驾驶效率和安全的共同追求。”Helsel告诉记者。

他表示，交通运输行业的关键词是高效。“车队要盈利，就必须保持高效。每辆车要时刻做好出车准备，不能出现胎压不足导致半路抛锚等意外情况。我们通过传感器监测轮胎状态，提醒驾驶者何时需要更换轮胎，助力车队提升运营效率。”

另一大因素是安全。传统汽车需要手握方向盘、脚踩油门和刹车的驾驶者向驾驶系统提供信息，而自动驾驶汽车减少了，甚至不需要驾驶者的反馈。因此，轮胎作为唯一接触地面的部件，需要在自动驾驶的应用背景下填补驾驶者留下的空白，充当无人驾驶汽车的反馈机制，以提升驾驶安全系数。

为不同汽车制造公司及车队运营商提供轮胎智能技术的过程中，固特异需要与各种车型的各类驾驶系统进行适配。Happenhofer告诉记者，软件是实现以上过程的关键。大约七年前，固特异在开启智能轮胎业务的同时，便建立了一支软件团队，吸纳软件算法开发、系统工程等技术人才，以支撑面向智能汽车场景的软件集成服务。

“我们会先了解车辆的软件架构，尤其是操作系统和接口，找到应用固特异软件技术的最佳方式和位置。在此基础上，我们完成基于模块化的整合方式，为车辆提供功能，并定制接口。”Happenhofer表示，“从前，我们与汽车制造厂合作，为每一种原厂汽车适配轮胎；如今，我们会与负责安全和软件系统的部门合作，结合软件技术为指定车型研发轮胎。”

技术与落地并行

轮胎科技的进化论

在L2+和L3级别自动驾驶逐步落地之后，产业界已经启动了对L4及以上级别自动驾驶的技术储备，消费者也对更加智能的驾驶体验充满期待。与其他关键零部件一样，轮胎传感器也需要跟随汽车智能化的脚步，在形态和功能上持续演进。

“现有传感器的性能已经有了显著的提升，但体积和重量仍未到达理想状态，我们会在尺寸、重量、能耗方面进行优化。此外，我们还将为SightLine技术探索更多潜在应用场景。这是我们在2024年的主攻方向。”Happenhofer说道。

与创新同样重要的，是成果转化。固特异团队将轮胎传感器的主要场景简写为“FACES”，即车队管理、自动驾驶汽车、网联汽车、电动汽车、可持续性的英文首字母组合，接下来的重点是围绕核心场景，推动技术创新落地。“这就需要将目光投向真实世界，关注现实情况，从中积累大量反馈，不断创新解决方案。”Happenhofer表示。

在采访的最后，记者请两位受访者分别描述自己理想中的智能轮胎。

Helsel认为，理想的智能轮胎要成为通用汽车首席执行官Mary Barra提出的“零事故，零排放，零拥堵”这一交通出行目标的“功臣”，以最为高效、省时的方式，让驾乘人员安全回家、随心出行，并减少对地球环境的影响。

Happenhofer表示，理想的智能轮胎首先要符合安全标准，在迈向L4—L5级别自动驾驶的过程中，固特异希望能与相关部门开展合作，助力智能轮胎安全标准的制定。同时，理想的智能轮胎不仅要满足绿色可持续要求，还要充分考虑构建技术解决方案的资源和成本，将价格控制在能被广大消费者接受的范围内。