市場需求使然

社會在變化，90后、00后新生代已成為消費(fèi)的主力軍，中國平均年齡在40歲左右，比西方國家年輕3－4歲。調(diào)查表明，新生代每天大概平均2．4小時在網(wǎng)上；64％的消費(fèi)者愿意換一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車。

過去10年，家庭年收入20－30萬人群急速增長，市場群體中75％是中等以上收入人群，51％的消費(fèi)會用在產(chǎn)品，特別是體驗(yàn)和服務(wù)。

可以毫不夸張地講，現(xiàn)在人們對于車輛座艙的要求除了沒有廁所功能，電話、相機(jī)、影院、電競應(yīng)有盡有，這就是所謂的智能座艙或智能座椅。

如何滿足座椅舒適性？

汽車零部件供應(yīng)商佛吉亞的市場調(diào)研表明：座椅舒適性第一個性化定制，第二是舒適化，第三是健康化。調(diào)研問題包括：希望座艙或座椅是什么形式；如何界定舒適與不舒適；希望座椅提供什么樣的舒適性體驗(yàn)；如果遇到暈車、疲勞情況，希望座椅能夠做什么；假設(shè)有一種技術(shù)和手段獲取信息是否愿意分享。

調(diào)查有以下回復(fù)：開車時座椅調(diào)節(jié)到某一位置，方向盤、后視鏡跟著一起動；開車時有特定的駕乘位置，有更好的支撐；有個性化溫控方案提供給消費(fèi)者；上車和下車有更好的體驗(yàn)；減少開車疲勞狀態(tài)、暈車情況；有更好的按摩功能，如大腿按摩、腳部按摩；撞車事故后的服務(wù)……

什么是舒適呢？有各種各樣不同的理解，包括主觀舒適，客觀舒適，心理上的舒適和生理上的舒適。佛吉亞中國舒適性系統(tǒng)產(chǎn)品線總監(jiān)吳承琪認(rèn)為：“對于汽車座椅，所謂舒適是心理和生理之間的一個平衡點(diǎn)。只有達(dá)到了這個點(diǎn)，才能讓駕駛?cè)藛T感到舒適。”

座椅舒適分為幾塊，首先是視覺，舒適不一定是觸覺，還有視覺、味覺，例如對整車VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）的要求越來越高；動態(tài)感受以及聽覺。

佛吉亞的舒適性開發(fā)是從數(shù)據(jù)庫找到某種車型，如運(yùn)動型車，將評判標(biāo)準(zhǔn)與客戶要求對標(biāo)。如果全部按照原有的一些設(shè)定條件開發(fā)，往往很難滿足要求?，F(xiàn)在越來越多的是結(jié)合座艙來提高不同駕乘模式下的舒適指數(shù)，這是需要研究的東西。

用產(chǎn)品設(shè)計滿足舒適性

對于個性化要求越來越高的市場如何滿足？最好是量身定制，讓座椅根據(jù)駕乘人員的體重、身高調(diào)節(jié)到最適合的駕乘位置。不一定用iPhone控制，可以用車機(jī)來控制，還可以用攝像頭判斷駕乘人員的身高位置等。解決方案有很多種，可以集成在座椅ECU中，特別是算力空余的ECU或HMI（人機(jī)接口）。這種方案不是單一服務(wù)場景，可以在不同行駛路面使用，算法可以微調(diào)，在長時間駕駛時減輕壓力值。

以按摩墊為例，它是車?yán)锔私佑|最緊密的部件，能夠帶來增值服務(wù)和體驗(yàn)。例如，可以融入安全帶提醒、后方有車提醒、偏離車道提醒、追尾前提醒等功能。

除了傳統(tǒng)按摩墊，還有加強(qiáng)型按摩墊，包括腳部按摩和頸部按摩、加熱按摩，以及車輛轉(zhuǎn)彎時根據(jù)導(dǎo)航信息的座椅隨動。佛吉亞也在根據(jù)歐洲和中國不同的按摩力度反饋校正產(chǎn)品定義和設(shè)計。

加強(qiáng)型按摩

在車內(nèi)環(huán)境方面，對舒適性的影響不但有觸覺，還有視覺。例如加熱，前排座椅背板可以發(fā)熱，座椅本身也可以發(fā)熱，以提供個性化體驗(yàn)。

個性化加熱

市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對于舒適性，84％受訪者覺得安全提醒功能很重要，90％都是35歲左右人群，新生代是這個市場的消費(fèi)主力軍，他們對音樂、娛樂的需求也帶給從業(yè)人員一些思考，需要轉(zhuǎn)變來迎合他們的需要。

佛吉亞開發(fā)的Vibe座椅有幾個應(yīng)用場景：安全服務(wù)、音樂隨動、4D效果，提供沉浸式體驗(yàn)和更好的舒適性體驗(yàn)。

Vibe座椅

舒適性需要傳感器，現(xiàn)在探測人的座艙狀態(tài)有兩種不同技術(shù)，一是攝像頭，二是傳感器。從經(jīng)濟(jì)性來講，如果能把所有東西集成到攝像頭里最好，但是傳感器有一些攝像頭無法替代的優(yōu)勢。傳感器是壓電式，整車廠無法通過攝像頭監(jiān)視用戶、分享數(shù)據(jù)。另外，攝像頭有一些局限，比如一個黑人在晚上8、9點(diǎn)鐘就難以檢測到，或者白天戴著墨鏡，攝像頭很難探測他是否在睡覺。技術(shù)沒有優(yōu)劣，只有更適合哪一個場景。

佛吉亞的方案是通過傳感器獲取駕乘人員心跳、呼吸頻率，通過算法計算出實(shí)時狀態(tài)。探測到壓力、疲憊狀態(tài)，再反饋到座椅的功能性零件，比如通風(fēng)加熱、按摩腰托，還有其他功能，如座椅發(fā)光也可以聯(lián)動，通過組合解決方案讓駕乘人員狀態(tài)有所改善，最終體會到一種舒適性體驗(yàn)。

大數(shù)據(jù)分析助推舒適性提升

座椅的功能包括安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。隨著汽車的發(fā)展，人們對座椅舒適性的追求越來越高，最初只是能坐，現(xiàn)在已經(jīng)很講究舒適性了。未來，舒適性會更加個性化。

“座椅中跟舒適性相關(guān)的部件非常多，除了骨架，所有部件都會影響到舒適性，而智能科技正在重新定義汽車座椅舒適性，”諾博汽車座椅研發(fā)總監(jiān)湯波認(rèn)為：“比較前沿的智能科技研究包括計算機(jī)視覺、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能表面等。這些都與傳統(tǒng)舒適性，如視覺、嗅覺、聽覺、便利性和支撐性有一定關(guān)聯(lián)性。”

所有部件都會影響到舒適性

自動座椅調(diào)節(jié)是最直接的功能，奔馳、還有一些新能源車都有自動座椅調(diào)節(jié)功能，目前還處于基礎(chǔ)階段，操作起來比較繁瑣，必須在操作界面、系統(tǒng)里設(shè)置，之后坐上去才能感到舒適。這是不是消費(fèi)者想要的呢？不是。他們想要不需要任何復(fù)雜設(shè)置就能自動識別身高體重，調(diào)到合適位置，但是目前的技術(shù)還不能一下子做到。

湯波認(rèn)為，提升舒適性，必須要用后臺的大數(shù)據(jù)分析。自動實(shí)現(xiàn)座椅調(diào)節(jié)到舒適位置必須通過包括世界各地人體的大數(shù)據(jù)分析，得到絕大部分人的舒適性位置，再結(jié)合座椅和整車的控制策略來實(shí)現(xiàn)。

用大數(shù)據(jù)分析提升舒適性

國內(nèi)國外有很多評估舒適性的方法，但因?yàn)槭孢m性是一個比較主觀的范疇，不是什么人都可以做。所以一些主機(jī)廠開始使用機(jī)器人，包括假人模型做舒適性評估，這樣的好處是測的所有數(shù)據(jù)比較客觀。

另外還必須用到人工智能。為了更好地優(yōu)化設(shè)計，需要利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)等后臺技術(shù)，如通過人工控制或造型來保證座椅支撐?，F(xiàn)在整車配置的攝像頭、方向盤轉(zhuǎn)動角度傳感器等都可以收集轉(zhuǎn)彎半徑、方向盤轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)自動調(diào)節(jié)靠背和坐墊的側(cè)向支撐，對急彎路段做更好的支撐，保證安全性和舒適性。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

近年來，大家對語音識別技術(shù)已并不陌生，但目前語音識別還有很大限制，很多時候只是一些關(guān)鍵詞，必須給車載系統(tǒng)一個明確的指令，才能調(diào)溫度或執(zhí)行打開天窗、后備箱等其他操作，這也不夠智能。假設(shè)副駕的人說感覺挺熱，系統(tǒng)應(yīng)該能夠識別自然語言，調(diào)節(jié)副駕區(qū)域的溫度，目前的計算機(jī)還做不到，這是未來需要努力實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

自然語言控制是發(fā)展方向

未來的自動駕駛座椅架構(gòu)會布置更多傳感器，可以關(guān)注乘客的健康狀況、小孩兒和寵物。除了接觸式傳感器，還會有非接觸式傳感器，將一些重要信息傳到后臺。

在座椅調(diào)節(jié)方面，人們正在研究智能微動座椅，可以緩解長途駕駛或車?yán)锟臻g有限造成的疲勞。例如奔馳和一些科研機(jī)構(gòu)在研究自動座椅調(diào)節(jié)，利用傳感器和一些執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行輕微調(diào)節(jié)，以緩解肌肉疲勞。捷豹路虎也在做這方面的研究。蘋果汽車則申請了一些專利，包括通過自動調(diào)節(jié)座椅協(xié)調(diào)前庭和視覺系統(tǒng)防止乘客暈車，特別是自動駕駛場景，這是車內(nèi)辦公等是必須解決的問題。

舒適性源于振動噪聲測試和采集分析

各種車輛和交通運(yùn)輸工具的座椅舒適性都與和乘員健康、安全息息相關(guān)，尤其是商用車和工程機(jī)械，駕駛員經(jīng)常在惡劣環(huán)境下工作，工作路面復(fù)雜，車速相對較低，低頻振動問題比較嚴(yán)重。

“對于座椅舒適性，主要是研究其動態(tài)舒適性，它與座椅振動傳遞特性有關(guān)。座椅分為被動座椅、半主動座椅和主動座椅。被動座椅傳遞特性不能改變，減振效果比較差，半主動座椅通過調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)或彈簧剛度來抑制振動傳遞，”吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院張曙光表示。

目前市場上有很多半主動減振器，有機(jī)械式，也有智能材料應(yīng)用。機(jī)械式采用電磁閥式或電流變減振器控制。很多車輛懸架已經(jīng)應(yīng)用了半主動減振器技術(shù)，座椅減振器也已經(jīng)開始應(yīng)用。如美國洛德公司從車輛前后懸架到駕駛室四個懸置和車內(nèi)座椅的減振器都采用半主動控制實(shí)現(xiàn)振動逐級遞減?，F(xiàn)在半主動控制技術(shù)是豪華車、高檔車特有的，以后會發(fā)展到平價車、普及車、商用車等。

吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院的半主動控制座椅研究采用從元件到系統(tǒng)再到整車的思路，針對座椅懸架系統(tǒng)可調(diào)減振器的力學(xué)特性，從整車角度分析座椅的舒適性。選定模型更好地表征減振器的力學(xué)特性，用一些智能識別方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或粒子群把模型參數(shù)識別出來，最后讓識別出來的具體減振器模型準(zhǔn)確地描述減振器的力學(xué)特性。

構(gòu)建磁流變減振器阻尼力與減振器速度、輸入電流的關(guān)系

在此基礎(chǔ)上，分別在座椅懸架的上下底板和座駕上方貼了傳感器，對三項(xiàng)加速度傳感器進(jìn)行測試，研究座椅隔振特性。通過對座椅施加不同激勵頻率成分發(fā)現(xiàn)，施加低頻成分時，座椅沒有相對運(yùn)動，沒有引起共振，基本上振動傳遞率是1Hz，當(dāng)施加4Hz左右振動時，座椅上下底板位移比較大，振動變大，振動舒適性很不好。

路面－車輛－座椅－人體振動模型

質(zhì)量較輕的乘員，共振頻率正好位于人體敏感的4－8Hz頻率范圍，所以座椅固有頻率需要避開這個范圍。

座椅頻率調(diào)整

通過聯(lián)合仿真分析發(fā)現(xiàn)，施加半主動控制之后，明顯降低了座椅底板振動加速度。

聯(lián)合仿真分析

在研究基礎(chǔ)上開發(fā)的控制器通過座椅運(yùn)動加速信號輸出一個電流，施加到減振器，改變減振器阻尼。最后形成一個閉環(huán)控制：座椅運(yùn)動信號→控制器→計算所需阻尼力→控制器產(chǎn)生控制電流供給減振器，實(shí)現(xiàn)振動衰減。

未來座椅已不再是座椅

以諾博的湯波的觀點(diǎn)作為總結(jié)，未來的座椅已經(jīng)不僅僅是一個座椅，將與座艙融為一體，但也有一些需要注意的問題。

首先是法規(guī)。在目前法規(guī)體系下，安全性始終是第一位的，項(xiàng)目開發(fā)過程中會發(fā)現(xiàn)安全性和舒適性往往有很多矛盾，這時舒適性往往要讓步于安全性，所以法規(guī)也需要升級和智能駕駛相匹配，從而進(jìn)一步提升讓座艙系統(tǒng)舒適性。

第二是技術(shù)迭代，一些前沿研究的應(yīng)用還需要一些時間，制約它的不僅是技術(shù)，更多的是成本，所以需要一些領(lǐng)頭羊來引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展，才能夠真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

另外就是公司架構(gòu)，現(xiàn)在座椅、內(nèi)飾、電子是割裂開來的，很多公司都是不同的部門，對于主機(jī)廠來說，這些項(xiàng)目也是分開進(jìn)行，不同部門考慮問題時很難整合在一起，所以制約了座艙系統(tǒng)的發(fā)展。只有從供應(yīng)商開始打破架構(gòu)壁壘，形成一個整體，才能推動智能座艙的發(fā)展。