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# 乘员和行人安全系统域应用接口说明(Explanation of Application Interfaces of Occupant and Pedestrian Safety Systems Domain
| 字段 | 内容 |
|---|---|
| **文档标题** | 乘员和行人安全系统域应用接口说明(Explanation of Application Interfaces of Occupant and Pedestrian Safety Systems Domain |
| **文档所有者** | AUTOSAR |
| **文档责任方** | AUTOSAR |
| **文档标识号** | 271 |
| **文档状态** | Final(正式发布) |
| **所属 AUTOSAR 标准** | Classic Platform(经典平台) |
| **所属标准版本** | 4.4.0 |
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## 文档变更历史(Document Change History
| 日期 | 版本 | 变更人 | 变更描述 |
|---|---|---|---|
| 2018-10-31 | 4.4.0 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更 |
| 2017-12-08 | 4.3.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更 |
| 2016-11-30 | 4.3.0 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更 |
| 2014-10-31 | 4.2.1 | AUTOSAR Release Management | 编辑性变更 |
| 2013-03-15 | 4.1.1 | AUTOSAR Administration | 新增 Crash StatusSWCo 003 CS);新增翻滚和俯仰碰撞检测(SWCo 302 ROD、303 POD);使用翻滚和俯仰极性更新坐标系参考系统 |
| 2010-09-30 | 3.1.5 | AUTOSAR Administration | 修正了与传感器安全需求相关的段落位置,以使其位于传感器池章节中 |
| 2010-02-02 | 3.1.4 | AUTOSAR Administration | 初始发布 |
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## 目录(Table of Contents
1. [本文档目的](#1-本文档目的)
- 1.1 [参考文献](#11-参考文献)
2. [术语和概念描述](#2-术语和概念描述)
- 2.1 [术语和缩写列表](#21-术语和缩写列表)
- 2.2 [OPS 域介绍](#22-ops-域介绍)
- 2.3 [OPS 阶段(事件时间线)](#23-ops-阶段事件时间线)
- 2.4 [域建模](#24-域建模)
- 2.5 [参考系统](#25-参考系统)
3. [架构概述](#3-架构概述)
- 3.1 [变体处理](#31-变体处理)
4. [软件组合和组件描述](#4-软件组合和组件描述)
- 4.1 [传感器池(SWCo 001 SP](#41-传感器池swco-001-sp)
- 4.2 [执行器池(SWCo 002 AP](#42-执行器池swco-002-ap)
- 4.3 [碰撞状态(SWCo 003 CS](#43-碰撞状态swco-003-cs)
- 4.4 [安全带提醒(SWCo 102 SBR](#44-安全带提醒swco-102-sbr)
- 4.5 [车辆碰撞检测(SWCo 301 VCD](#45-车辆碰撞检测swco-301-vcd)
- 4.6 [翻滚和俯仰碰撞检测(SWCo 302 ROD、303 POD](#46-翻滚和俯仰碰撞检测swco-302-rod303-pod)
- 4.7 [乘员约束系统激活(SWCo 304 ORA](#47-乘员约束系统激活swco-304-ora)
- 4.8 [行人保护碰撞检测(SWCo 305 PCD](#48-行人保护碰撞检测swco-305-pcd)
- 4.9 [行人保护系统激活(SWCo 306 PPA](#49-行人保护系统激活swco-306-ppa)
- 4.10 [乘员检测(SWCo 101 OD](#410-乘员检测swco-101-od)
5. [附加信息](#5-附加信息)
- 5.1 [传感器池端口名称详细说明](#51-传感器池端口名称详细说明)
- 5.2 [执行器池端口名称详细说明](#52-执行器池端口名称详细说明)
---
## 1 本文档目的
本文档提供背景信息,例如导致"乘员和行人安全系统(Occupant and Pedestrian Safety Systems"域标准化应用接口定义的设计决策。
### 1.1 参考文献
- **[1]** AUTOSAR Table of Application Interface `AUTOSAR_MOD_AITable`
- **[2]** `AUTOSAR_TPS_GenericStructureTemplate.pdf` 第 12 章
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## 2 术语和概念描述
### 2.1 术语和缩写列表
| 缩写 | 全称 |
|---|---|
| AB | Airbag(安全气囊) |
| AI | Application Interface(应用接口) |
| COOP | Critical Out of Position(关键超出位置) |
| eCall | Emergency Call(紧急呼叫) |
| HMI | Human Machine Interface(人机界面) |
| IF | Interface(接口) |
| OD | Occupant Detection(乘员检测) |
| OOP | Out Of Position(超出位置) |
| OPS | Occupant and Pedestrian Safety(乘员和行人安全) |
| OPSS | OPS SystemsOPS 系统) |
| ORA | Occupant Restraint Activation(乘员约束激活) |
| PCD | Pedestrian Crash Detection(行人碰撞检测) |
| PPA | Pedestrian Protection Actuator Activation(行人保护执行器激活) |
| SBR | Seat Belt Reminder(安全带提醒) |
| SRS | Safety Restraint System(安全约束系统) |
| SWC | Software Component(软件组件) |
| SWCo | Software Composition(软件组合) |
| VCD | Vehicle Crash Detection(车辆碰撞检测) |
| ROD | Rollover Crash Detection(翻滚碰撞检测) |
| POD | Pitchover Crash Detection(俯仰碰撞检测) |
| Antisubmarine | 防下潜 —— 汽车约束系统中使用的术语,指一种 AB 在展开时通过提升人的下半身来防止前排乘客俯冲到仪表板下方,从而使该人处于相对于主正面 AB 的更好位置 |
| VH | Variant Handling concept(变体处理概念) |
| SP | Sensor Pool(传感器池) |
| AP | Actuator Pool(执行器池) |
| CS | Crash Status(碰撞状态) |
| ACC | Adaptive Cruise Control(自适应巡航控制) |
| RSM | Restraint System Monitoring(约束系统监控) |
| VCP | Vehicle Crash Prediction(车辆碰撞预测) |
| PCP | Pedestrian Crash Prediction(行人碰撞预测) |
| OPC | Occupant Pre Conditioning(乘员预调节) |
| RSP | Restraint System Pre conditioning(约束系统预调节) |
| PPP | Pedestrian Protection system Pre conditioning(行人保护系统预调节) |
| PCI | Post Crash Information(碰撞后信息) |
### 2.2 OPS 域介绍
**乘员和行人安全**Occupant and Pedestrian Safety, OPS)领域的目的是在碰撞事故中保护车辆乘员以及行人。在此意义上,"碰撞"是一个相当广泛的术语,用于分类车辆与障碍物(正面、侧面、后方)碰撞的情况,或与行人正面碰撞的情况,甚至在例如翻滚事故的情况下与地面碰撞的情况。
"碰撞"或"事故"的概念塑造了 OPS 的范围,使其成为一个**事件驱动的域**。例如,车辆侧面与灯柱碰撞的事件将触发 SRS 部署侧安全气囊,以防止乘员被车辆结构(如车门或 C 柱)撞击,这些结构因撞击而变形。
OPS 系统的事件驱动特性使其适合将域建模为**阶段链**,每个阶段在确定的事件被触发之后进入。下一节中的时间线旨在提供主要 OPS 阶段及其对应事件的图形表示。
### 2.3 OPS 阶段(事件时间线)
图 1 显示了一个时间线,其中总结了最重要的 OPS 阶段。使用传感器信号曲线来代表性地描述不同的碰撞阶段。每个 OPS 阶段被建模为由两个子阶段组成,它们提供有关碰撞事件情况下车辆状况的更多详细信息。
这些 OPS 阶段可用于其他域以了解车辆处于事件的哪个阶段。简单的碰撞后 / 碰撞前分类通常对其他域来说已足够,然而在说明文档的先前版本中提出了更精细的定义。图 1 提供了这两种定义之间的对应关系。
#### 2.3.1 碰撞前阶段(Pre-Crash Phase
碰撞前阶段可以进一步细分为更详细的子阶段:
**正常驾驶(Normal Driving**
车辆处于点火开启(无论静止还是行驶)的状态,碰撞概率非常低。子阶段包括:
- **正常驾驶**:在此子状态中未检测到显著的碰撞概率。
- **具有较小碰撞风险的正常驾驶**:在此子状态中存在较小的碰撞概率,但车辆基于接触的碰撞传感器尚未检测到该事件。在此阶段存在最小的碰撞风险,例如在车辆稳定性控制机制正在动作的情况下。
**碰撞前(Pre-Crash**
车辆处于超出正常驾驶条件的状态,其中存在碰撞概率大于某个阈值的指示。通常在此阶段激活可逆执行器,例如使乘员进入正确的坐姿位置,以便在随后的碰撞中通过 SRS 提供最佳保护。子阶段包括:
- **仍可避免的碰撞**:碰撞前系统已检测到碰撞危险,但仍然评估了避免碰撞的机会,例如通过触觉警告、紧急制动或规避操作等手段。
- **不可避免的碰撞**:碰撞前系统得出结论,鉴于车辆及其环境的当前动力学,碰撞已无法避免。
**碰撞中:未确定的碰撞(In-Crash: Undetermined collision**
对于正面、侧面、行人、后方,此阶段始于车辆与障碍物的第一次接触,例如另一辆车,或弱势道路使用者(VRU),例如行人。对于翻滚和俯仰的特殊情况,碰撞中状态在达到确定的阈值(例如倾斜角度)之后进入。在碰撞中未确定的碰撞状态下,车载碰撞接触传感器测量活动,但就车辆所处的情况(例如在所谓的"误用"情况下,如在崎岖道路上行驶,或与刚性物体碰撞)得出结论还为时过早。
#### 2.3.2 碰撞后阶段(Post-Crash Phases
**碰撞中:确定的碰撞(In-Crash: Determined collision**
在碰撞中确定的碰撞情况下,通常激活**不可逆执行器**。碰撞事件根据其严重性进一步分类,严重性范围从轻(例如激活安全带卷收器)到高(例如激活安全气囊的第二阶段)。
**碰撞后(Post-Crash**
在碰撞中状态之后进入此状态,随后将出现:
- 在轻度严重性碰撞中事件的情况下**返回正常驾驶条件**,从而提供处理多个碰撞事件的机会。
- 在碰撞中状态之后**达到静止(Stand Still**。
- 在约束执行器被激活之后。
子阶段包括:
- **部署后(Post-deployment)**:在碰撞情况得到确认之后采取的第一步行动。示例动作可能是车辆门的自动解锁。
- **碰撞后(Post-crash)**:车辆已再次达到静止,从而发起紧急呼叫。
**图 1**OPSS 阶段
### 2.4 域建模
本域的范围仅限于**被动安全功能**。其他功能,例如驾驶员辅助系统的功能(例如 ACC)或主动安全系统(如 ESC)是底盘域的一部分,不包括在此。但是,来自这些系统的信息可以在 OPSS 域内使用。
图 2 提供了 OPSS 域的图形表示。域模型一方面考虑了如图 1 所示的事件驱动特性,另一方面考虑了 AUTOSAR 对 SW 组件"应用"(此处称为"功能")、"传感器"和"执行器"的分类。
**图 2**OPSS 域模型
### 2.5 参考系统
为了确保 OPSS 域接口元素的一致解释,采用了一系列最先进的参考系统。以下是它们的简要总结。
#### 2.5.1 参考坐标系
OPSS 中使用的坐标参考系统如图 3 所示:
**图 3**OPSS 的坐标参考系统
此坐标参考系统具有**相对性质**,与基于固定点的坐标系统(如基于重心的系统)相对。对于 OPS 域,主要相关性首先在于能够确定车辆变形的方向,其次是其相应的严重性。例如,正面碰撞事件中车辆变形的方向将确定可能要激活的可能约束系统执行器仅为安全带卷收器和安全气囊;而冲击的严重性(可根据车辆变形测量)将确定应部署哪些具体的安全带卷收器和 / 或安全气囊。
#### 2.5.2 座椅位置的命名约定
对于座椅位置的命名(例如用于安全带提醒功能的目的,或用于解释车辆中执行器的位置),采用了图 4 中所示的参考系统。该约定提供了车辆中第二和第三排座椅的唯一命名,但允许在第一排座椅的命名上具有一定的灵活性。OPS 域中第一排的灵活性是必需的,因为重要的功能通常需要耦合到驾驶员或乘客侧,并且应始终与左舵或右舵车辆中的相应乘员位置保持一致,例如驾驶员专用执行器;而其他功能可能依赖于绝对车辆侧(即左或右),而无论车辆是右舵还是左舵。
**图 4**:车辆中乘员座椅位置命名的参考系统
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## 3 架构概述
为了标准化应用接口,OPS 域模型已根据上述图 1 中详述的原则拆分为示例性 SW 组合。
图 5 显示了 OPSS 域的 SWCo 分解。SWCo 按以下阶段分组:
- **正常驾驶**SWCo 101 OD(乘员检测)、SWCo 104 VCP(车辆碰撞预测)、SWCo 105 PCP(行人碰撞预测)、SWCo 102 SBR(安全带提醒)、SWCo 103 RSM(约束系统监控)
- **碰撞前**SWCo 201 OPC(乘员预调节)、SWCo 202 RSP(约束系统预调节)、SWCo 203 PPP(行人保护系统预调节)
- **碰撞中**SWCo 301 VCD(车辆碰撞检测)、SWCo 302 ROD(翻滚碰撞检测)、SWCo 303 POD(俯仰碰撞检测)、SWCo 304 ORA(乘员约束系统激活)、SWCo 305 PCD(行人碰撞检测)、SWCo 306 PPA(行人保护系统激活)
- **碰撞后**SWCo 401 PCI(碰撞后信息至 HMI
底层的传感器池(SWCo 001 SP)、执行器池(SWCo 002 AP)和碰撞状态(SWCo 003 CS)为所有上述 SWCo 提供基础服务。
**图 5**OPSS SWCo 分解(示例性)
图 5 中的 SW 组合可以彼此互连,也可以与其他 AUTOSAR 域(例如底盘域)互连。这些连接的概览如图 6 所示。具有灰色背景的 SWCo 不包括在当前标准化中,但将在未来进行标准化。乘员检测 SWCo 是一种特殊情况,其中一些接口已在此版本中定义,其他接口将在未来进行标准化。
**图 6**:整体 SW 组合及与其他域的交互
### 3.1 变体处理
OPS Autosar 接口(如本文档所述)代表了最典型的当前约束系统应用。这并不意味着实现 Autosar 接口的任何 OPS 系统将具有与其他任何系统完全相同的接口蓝图。在实践中,将有许多变体反映对特定约束系统实现提出的需求。为了处理这些变体,Autosar 元模型提供了一种建模概念,使对接口元素中这种多样性的建模成为可能。有关更多信息,请参见 [2]。
对于 OPS 系统,当前的版本没有固定的变体,但将来可能会扩展或实现。
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## 4 软件组合和组件描述
以下是图 5 中所示的 SWCo 的详细视图。
### 4.1 传感器池(SWCo 001 SP
OPS 域基于最先进的传感技术实现其 In-Crash 功能的检测功能,并为正常驾驶和碰撞前功能提供先进的传感。
对于 In-Crash 功能,传感器技术及其潜在位置如图 7 所示。所采用的位置命名对左舵和右舵车辆均有效。
**传感器类型和位置**
- **外围加速度传感器**:前左 / 中 / 右,后左 / 中 / 右
- **前保险杠中的加速度传感器**:左、中左、中、中右、右
- **车门中的加速度传感器**:前门左 / 右,后门左 / 右
- **A、B 和 C 柱中的加速度传感器**:A / B / C 柱左 / 右
- **中央加速度传感器**:纵向 / 横向 / 向上
- **中央偏航 / 翻滚 / 俯仰速率传感器**:偏航速率(ω_Z)、中央翻滚速率(ω_X)、中央俯仰速率(ω_Y)
- **车门中的压力传感器**:前门左 / 右,后门左 / 右
- **温度传感器**:前保险杠温度
**图 7**:In-Crash 功能的车辆中传感器位置
X…纵向(行驶方向),Y…横向,Z…向上
传感器建模为属于传感器池 SW 组合的 SWC。对于加速度测量传感器,可以为标准化识别以下组:
- **加速度内部(Acceleration Internal**:内置于位于车辆内部良好保护位置(例如车辆通道)的控制单元中的传感器组(参见图 7):
- **加速度低量程**:典型测量范围约 +/-10g
- **加速度中量程**:典型测量范围约 +/-100g
- **加速度中央**:这是默认的传感器类型,典型测量范围约 +/-200g
- **加速度外部(Acceleration External**:安装在车辆外围的传感器组。它们可以是单轴或双轴的,例如纵向和横向测量,或仅纵向或仅横向。由于它们暴露于汽车周围环境,这些传感器的特征在于比内部传感器高得多的测量范围,例如 +/-800g。
传感器数据(对于外部和内部量程)可以是原始值或滤波值,具体取决于应用。
传感器池组合的 SWC 也可以根据其传感技术进行分类。原则上,OPSS 域中的任何传感器 SWC 都唯一地属于以下传感器类型之一:
1. **加速度(Acceleration**:此类别中的传感器 SWC 测量车辆结构在车辆碰撞事件中沿定义轴线(例如车辆 X 轴)的减速度。传感器可以安装在汽车中的不同位置,例如通道、车辆前端、B 柱等。
2. **压力(Pressure**:此类别中的传感器 SWC 测量由车辆结构中空腔截面(例如门空腔空间)的侵入和 / 或变形引起的差压。典型测量范围从 -50‰ 到 +150‰。
3. **温度(Temperature**:此类别中的传感器 SWC 测量车辆中定义位置的环境或材料温度。此传感器的典型安装位置是车辆前端,其中传感器测量局部温度,可用作行人保护碰撞检测功能的输入。
4. **带扣状态(Buckle state**:此类别中的传感器 SWC 检测车辆中不同座椅位置的安全带状态以确定其带扣状态。根据该状态,SBR SWC 可以决定向车辆乘客提供安全警告以提醒此状态。
5. **旋转(Rotation**:此类别中的传感器 SWC 测量车辆沿定义轴线的旋转速率(例如 X 轴上的翻滚速率)。此传感器的典型安装位置是车辆重心。
### 4.2 执行器池(SWCo 002 AP
执行器是旨在吸收碰撞能量或限制碰撞事件中人的自由运动的约束装置。根据 SWC 的功能,将使用不同的执行器。例如,对于行人保护,执行器是车辆外部的,并采用气囊或其他可变形元件的形式,例如发动机罩提升装置。
图 8 显示了常见约束执行器及其典型安装位置的概览。所采用的位置命名对左舵和右舵车辆均有效。
**约束执行器类型**
- **胸部 / 头部 AB**、**帘式 AB**、**蓄电池切断**
- **头部支撑**、**正面 AB**、**燃油切断**
- **膝部保护**、**安全带卷收器**、**防下潜缓冲垫**(参见第 2.1 节术语和缩写)
- **侧 AB**、**骨盆 AB**、**锚点卷收器**
- **外部 AB 或其他可变形装置**(例如左 A 柱、右 A 柱、车顶 / 挡风玻璃)、**发动机罩执行器**(例如 AB 或主动发动机罩)、**主动保险杠**:在车辆接触时旋转行人
**图 8**:乘员保护 In-Crash 功能的车辆中执行器位置
所有执行器都是可选的,即具体乘员和行人保护安全系统的实际执行器设置是项目特定的。
根据执行器的物理能力,相应的激活接口相当简单(例如布尔值用于激活(是 / 否))。对于更复杂的约束装置,可能有附加的控制信号,例如在预定义力级别的安全带负载限制接口或基于体积或刚度目标值的安全气囊充气控制接口。复杂执行器的控制接口提供比简单的二进制"部署或不部署"激活接口更精细的执行器部署控制。这些执行器可以根据不同的激活程度进行部署,例如从"低激活"到"完全激活"。
图 8 中的执行器也可以分为两个主要组:**可逆**和**不可逆**执行器。可逆执行器是可以无限次数激活的执行器,例如可逆安全带卷收器;而不可逆执行器只能部署一次,例如正面安全气囊。除了安全气囊执行器之外,其他所有执行器可以是可逆或不可逆的,具体取决于特定的项目实现。
执行器池组合的 SWC 也可以根据其约束技术进行分类。原则上,OPSS 域中的任何执行器 SWC 都唯一地属于以下执行器类型之一:
1. **安全气囊(Airbag**:此类别中的执行器 SWC 是用高压气体充气以确保快速充气时间的充气袋,从而在车辆乘客与车辆结构的硬元件接触之前为其提供软界面保护,例如在严重侧面碰撞事件中的车辆 B 柱。
2. **翻滚杆(Roll bar**:此类别中的执行器 SWC 通常是能够承受车辆重量的坚固金属杆,以防车辆发生翻滚事故,从而避免车辆乘客的上半身与地面接触。
3. **头枕(Head Rest**:此类别中的执行器 SWC 是可移动的座椅头枕元件,被提升到正确的高度以在碰撞事件(例如在后部撞击期间或正面碰撞中的头部回弹阶段)期间使座椅乘客的头部远离被强烈向后拉。
4. **安全带张紧器(Belt Tensioner**:此类别中的执行器 SWC 是能够快速拉回安全带的卷带装置,从而使座椅人员处于最佳位置以防止碰撞,例如在正面碰撞中远离仪表板,从而为安全气囊充气提供更多自由空间。
5. **安全带限力器(Belt Limiter**:此类别中的执行器 SWC 是力限制装置,旨在软化将座椅人员拉回到安全坐姿时安全带施加的力。这样做的目标是避免对乘客上半身区域造成伤害,特别是对于小 / 瘦的人,由于典型安全带张紧器执行器的高约束力。
6. **锚点张紧器(Anchor Fitting Tensioner**:此类别中的执行器 SWC 是能够在锚点快速拉回安全带的卷带装置,从而使座椅人员保持在最佳位置以防止碰撞,例如避免人员由于碰撞冲击力而从座椅表面滑落。
7. **带扣卷收器(Buckle Retractor**:此类别中的执行器 SWC 是能够在带扣点快速拉回安全带的卷带装置,从而使座椅人员保持在最佳位置以防止碰撞。
8. **发动机罩(Motor Hood**:此类别中的执行器 SWC 是提升车辆发动机罩 / 引擎盖以避免相撞行人与车辆发动机 / 发动机缸体直接接触的装置。
9. **其他(Others**:燃油泵切断、蓄电池切断。这些是实现特殊安全功能的附加 SWC,例如切断车辆的蓄电池电气连接或停止车辆燃油泵,例如在碰撞事件中,以防燃油在激活的燃油泵的作用下被泵到街道上。
### 4.3 碰撞状态(SWCo 003 CS
基于第 2.3 节中描述的 OPS 阶段,碰撞事件以简化的方式通过碰撞活动的子阶段建模。CS SWCo 负责收集来自车辆相关子系统的碰撞相关信息,并将该信息合并到 Autosar 接口中。此处详述的 CS SWCo 基本上由一个提供程序端口组成,其中包含以下数据:
| CrashSt1 值 | 状态 | 可能的动作(示例) |
|---|---|---|
| 1 | Pre-Crash(碰撞前) | None |
| 2 | Post-Crash(碰撞后) | 自动门解锁、紧急呼叫、警告灯 |
**注意**:说明文档的先前版本提出了更精细的定义。图 1 提供了这两种定义之间的对应关系。
此 SWCo 003 CS 将成为未来版本的一部分。
### 4.4 安全带提醒(SWCo 102 SBR
出于标准化的目的,安全带提醒功能分为三个组件。模块化背后的逻辑是表示在乘客未系安全带时(前提是该座椅位置提供乘员检测)提供警告的功能,以及通知其他座椅位置(无乘员检测的那些)是否已系安全带。此外,SBR 还有一个"Warn Control"组件,负责调节用于实现指示 / 警告功能的人机界面元件的信息。
**图 9**:安全带提醒模型
如图 9 所示,SBR 计算和 SBR 带状态 SWC 共享许多公共接口信号。从接口的角度来看,这两个 SWC 之间的主要区别在于:对于配备乘员感知系统的座椅使用乘员存在状态用于 SBR 计算,而对于没有乘员感知系统的座椅使用 SBR 带状态感知。
#### 4.4.1 SWC 安全带提醒计算
此 SWC 负责根据乘员存在信息以及其他与车辆运动状态相关的条件评估带锁的状态,例如仅在车辆正在行驶且乘客未系安全带时发出警告。
#### 4.4.2 SWC 安全带提醒带状态
此 SWC 负责检测无乘员存在信息的座椅位置的带锁状态,并评估其他与车辆运动状态相关的条件,例如仅在车辆正在行驶且某些座椅位置的带扣状态已更改时显示。
#### 4.4.3 SWC 安全带提醒警告控制
此 SWC 负责调节 SBR SWCo 的计算和带状态信息,以便在 HMI SWCo 中进一步使用。
### 4.5 车辆碰撞检测(SWCo 301 VCD
VCD SWCo 的主要目标是检测以下碰撞方向上出现的车辆碰撞事件:
- **正面(Front)**:例如前左、前中、前右
- **后方(Rear)**:例如后左、后中、后右
- **横向(侧)(Lateral / Side)**:例如左中、右前等
VCD 实现的碰撞检测功能主要基于传感器池 SWCo 提供的信息(参见第 4.1 节)。此外,VCD 可以接收并使用车辆中其他来源提供的更多信息,典型情况是由底盘组件(如电子稳定性控制设备)提供的车辆动力学信号,或由前视驾驶员辅助系统提供的环境信息(如碰撞对象角度)。
为了检测碰撞事件,VCD 提供以下至少一个接口:
- **碰撞严重程度(Crash Severity)**:这是碰撞事件强度的估计,取决于许多因素,例如车辆与碰撞伙伴之间的相对速度、车辆与碰撞伙伴之间的质量比、车辆的一般耐撞性行为等。一般来说,碰撞严重程度是一个值,从无碰撞的 0% 到表示碰撞伙伴之间低能量交换的"低",到"非常高"(100% 最高可检测严重程度),用于那些导致车辆结构以及乘员受到严重损害的事件。
- **碰撞冲击位置(Crash Impact Location**:这是车辆周边碰撞事件发生的几何区域的估计,例如由于车辆左侧中间的侧面碰撞冲击导致的碰撞变形。请参见图 10 了解概览。由于无法实时准确确定碰撞位置,图中所示的概念旨在基于识别周边区域的位来粗略估计冲击位置。根据车辆传感架构,可以向 VCD SWCo 提供补充信息以更好地估计冲击位置。例如,如果碰撞事件覆盖车辆前部的整个左侧,则 Bit0 和 Bit1 都将被设置为活动,而 Bit2 不活动。如果无法准确确定冲击位置,则所有位都被设置(例如在仅配备一个卫星传感器的系统中)。有关其他示例,请参见表 1 和表 2。
| Bit2、Bit1、Bit0 | 解释 |
|---|---|
| 二进制 000 | 无碰撞冲击 |
| 二进制 001 | 后部左侧冲击 |
| 二进制 010 | 中部左侧冲击 |
| 二进制 011 | 后部和中部左侧冲击 |
| 二进制 100 | 前部左侧冲击 |
| 二进制 101 | 后部和前部左侧冲击 |
| 二进制 110 | 中部和前部左侧冲击 |
| 二进制 111 | 后部、中部和前部左侧冲击(即全侧面冲击) |
**表 1**:碰撞左侧(车辆右侧情况对称)
| Bit2、Bit1、Bit0 | 解释 |
|---|---|
| 二进制 000 | 无碰撞冲击 |
| 二进制 001 | 前部左侧冲击 |
| 二进制 010 | 前部中部冲击 |
| 二进制 011 | 前部左侧和中部冲击 |
| 二进制 100 | 前部右侧冲击 |
| 二进制 101 | 前部左侧和右侧冲击 |
| 二进制 110 | 前部右侧和中部冲击 |
| 二进制 111 | 前部左侧、中部和右侧冲击(即全正面冲击) |
**表 2**:碰撞正面(车辆后方情况对称)
**图 10**:车辆周边碰撞冲击位置的定义
### 4.6 翻滚和俯仰碰撞检测(SWCo 302 ROD、303 POD
ROD 和 POD SWCo 是旨在检测强烈的旋转事件的组件,其中车辆围绕 X 轴(翻滚)或 Y 轴(俯仰)旋转自身。
ROD 和 POD 功能的主要输入是由测量车辆旋转速度的传感器提供的信息,如第 4.1 章所总结的。通过这种类型的传感器,SWCo 将确定是否将达到和 / 或超过临界倾斜角度,这将导致车辆围绕测量轴旋转。为了支持这种确定,ROD 和 POD 利用其他传感器,例如安装在车辆重心上的低 g 和中 g 横向和纵向加速度传感器。
ROD 和 POD SWCo 提供有关旋转情况的信息,例如车辆是否向左 / 向右翻滚(用于翻滚),或向前(向下)/ 向后(向上)(用于俯仰)。有关更多详细信息,请参见第 2.5.1 节。
### 4.7 乘员约束系统激活(SWCo 304 ORA
ORA SWCo 负责基于首先由碰撞检测功能 VCD 和翻滚 / 俯仰检测功能(ROD / POD)提供的信息,以及其次基于附加信息(如乘员状态信息(例如已系 / 未系安全带),由乘员检测 SWCo 提供)实现车辆中约束系统的部署策略(参见第 4.10 节)。此外,ORA 还可以处理外部传入的信息,例如车辆动力学信息或由车辆中其他组件(如底盘或驾驶员辅助组件)提供的环境信息。
部署策略由以下元素组成:
- 决定应激活(部署)执行器池(SWCo 002 AP)中的哪些具体执行器(参见第 4.2 节)。
- 所选执行器的激活时序,即决定应部署确定执行器的时间点,以及随时间推移定义激活顺序。例如,ORA 可能决定驾驶员侧安全带卷收器的部署必须随后是驾驶员舱中膝部安全气囊的部署,而后者随后应随后激活正面安全气囊的第一阶段;所有这些在不同的时间点。
### 4.8 行人保护碰撞检测(SWCo 305 PCD
行人碰撞检测基于由最先进的传感器提供的信息完成,这些传感器驻留在传感器池 SWCo 中(参见第 4.1 节)。传感器放置在车辆中的多个位置,如图 7 所示。
遵循与乘员安全 VCD 对应 SWCo 相同的原则,PCD SWCo 计算以下至少一个接口:
- **行人碰撞严重程度(Pedestrian Crash Severity**:这是碰撞事件强度的估计,取决于许多因素,例如车辆速度、车辆质量、车辆的行人耐撞性行为(例如刚性或柔软的前端)等。一般来说,碰撞严重程度是一个值,从"低"(表示由车辆转移到行人的低冲击能量的碰撞事件)到"非常高"(用于可能导致行人潜在高伤害的事件)。
- **行人碰撞冲击位置(Pedestrian Crash Impact Location**:这是车辆前部碰撞事件发生的几何区域的估计,例如从 -100% 到 +100% 覆盖车辆前部。根据车辆传感架构,可以向 PCD 系统提供补充信息以更好地估计冲击位置。
PCD SWCo 可以使用其他信息,例如前端温度传感器或由底盘组件提供的车辆纵向速度。
### 4.9 行人保护系统激活(SWCo 306 PPA
PPA SWCo 的任务是实现行人保护执行器的部署策略,基于 PCD SWCo 提供的信息。请参见图 8 了解行人执行器 SWCo 的概览。除了 PCD 信息,PPA SWCo 还可以评估其他车辆动态信息,例如纵向速度。
### 4.10 乘员检测(SWCo 101 OD
OD SWCo 的主要目标是检测车辆中座椅上乘员的存在。此外,OD 对乘员进行分类,分为几个存在状态之一,例如"座椅空"、"儿童座椅"等。有关存在状态分类元素的完整列表,请参见 [1]。
OD 执行的乘员检测功能主要基于乘员存在传感器提供的信息,这些传感器不在本说明文档或主要 AI 表文档的范围内。为了完整起见,OD SWCo 以前仅部分建模于前面提到的文档中,以便能够提供 VCD 和 ORA SWCo 的更完整视图。鉴于关于 OD SWCo 建模的不完整性的这种一般限制,其当前目的是:
- 将车辆中任何座椅的乘员分类为一个类,例如"儿童座椅正向"、"空"、"95% 成人"等。
- 确定车辆中任何座椅上的乘员重量。
- 确定乘员超出位置的乘坐位置,例如关键超出位置(COOP,乘员乘坐非常靠近前仪表板上的安全气囊开口位置)、乘员超出位置(OOP,乘员乘坐靠近前仪表板上的安全气囊开口位置,但不太近)、乘员在位置(乘员在前仪表板上的安全气囊开口位置足够远)。有关可能状态的完整列表,请参见 [1]。
以下是 OD SWCo 的输入(不仅限于):
- 由乘员存在传感器提供的信息
- 安全带状态和座椅固定状态,例如来自传感器池(参见第 4.1 节)
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## 5 附加信息
### 5.1 传感器池端口名称详细说明
以下是传感器池的所有端口名称的列表,请参见图 7 和 [1]。
> **翻译说明**:本节包含约 60 个传感器端口定义。由于这些是标准化端口名称,本翻译保留所有英文 SWC 名称、端口名称和传感器类型,仅翻译位置和详细位置列。下表列出代表性前 15 行;完整表见原文 PDF 第 26-27 页。
| SWC 名称(提供者) | 传感器端口名称 | 传感器类型 | 感应方向 | 位置 | 详细位置 |
|---|---|---|---|---|---|
| `SnsrAOnBmpAtFrntLe` | `AOnBmpAtFrntLe1` | 加速度 | 纵向 | 保险杠 | 前左 |
| `SnsrAOnBmpAtFrntMidLe` | `AOnBmpAtFrntMidLe1` | 加速度 | 纵向 | 保险杠 | 前中左 |
| `SnsrAOnBmpAtFrntMid` | `AOnBmpAtFrntMid1` | 加速度 | 纵向 | 保险杠 | 前中 |
| `SnsrAOnBmpAtFrntMidRi` | `AOnBmpAtFrntMidRi1` | 加速度 | 纵向 | 保险杠 | 前中右 |
| `SnsrAOnBmpAtFrntRi` | `AOnBmpAtFrntRi1` | 加速度 | 纵向 | 保险杠 | 前右 |
| `SnsrAAtFrntLe` | `ALgtAtFrntLe1` | 加速度 | 纵向 | 前端 | 前左 |
| `SnsrAAtFrntMid` | `ALgtAtFrntMid1` | 加速度 | 纵向 | 前端 | 前中 |
| `SnsrAAtFrntRi` | `ALgtAtFrntRi1` | 加速度 | 纵向 | 前端 | 前右 |
| `SnsrAOnDoorAtFrntLe` | `ALatOnDoorAtFrntLe1` | 加速度 | 横向 | 前门 | 左 |
| `SnsrAOnDoorAtFrntRi` | `ALatOnDoorAtFrntRi1` | 加速度 | 横向 | 前门 | 右 |
| `SnsrAOnDoorAtReLe` | `ALatOnDoorAtReLe1` | 加速度 | 横向 | 后门 | 左 |
| `SnsrAOnDoorAtReRi` | `ALatOnDoorAtReRi1` | 加速度 | 横向 | 后门 | 右 |
| `SnsrAAtReLe` | `ALgtAtReLe1` | 加速度 | 纵向 | 后端 | 后左 |
| `SnsrAAtReMid` | `ALgtAtReMid1` | 加速度 | 纵向 | 后端 | 后中 |
| `SnsrAAtReRi` | `ALgtAtReRi1` | 加速度 | 纵向 | 后端 | 后右 |
> **摘要标记**:完整表包含约 60 个传感器端口定义(加速度、压力、温度、带扣、旋转传感器),涵盖 Bumper(保险杠)、Front End(前端)、Door(门)、Rear End(后端)、Center(中央)、A/B/C Pillar(A/B/C 柱)等位置。完整列表请参见原文 PDF 第 26-27 页。
### 5.2 执行器池端口名称详细说明
以下是执行器池的所有端口名称的列表,请参见图 8 和 [1]。
> **翻译说明**:本节包含约 100 个执行器端口定义。由于这些是标准化端口名称,本翻译保留所有英文端口名称、接口类型和执行器类型。下表列出代表性前 10 行;完整表见原文 PDF 第 27-29 页。
| 执行器端口名称 | 接口类型 | 执行器类型 | 位置 | 详细位置 | 目的 |
|---|---|---|---|---|---|
| `ActvtOfActrAtHoodForPedProtn` | Activation | 例如 Motor Hood | 前端 | -- | 行人保护 |
| `ActvtOfActrAtApilLeForPedProtn` | Activation | 例如 Airbag | A 柱 | -- | 行人保护 |
| `ActvtOfActrAtApilRiForPedProtn` | Activation | 例如 Airbag | A 柱 | -- | 行人保护 |
| `ActvtOfActrAtRoofForPedProtn` | Activation | 例如 Airbag | 车顶 | -- | 行人保护 |
| `ActvtOfActrAtBmpForPedProtn` | Activation | 例如 Airbag | 保险杠 | -- | 行人保护 |
| `CtrlOfActrAtHoodForPedProtn` | Control | 例如 Motor Hood | 前端 | -- | 行人保护 |
| `ActvtOfActrAirbFrntAtDrvr` | Activation | Airbag | 驾驶员侧 | -- | 碰撞约束 |
| `CtrlOfActrAirbFrntAtDrvr` | Control | Airbag | 驾驶员侧 | -- | 碰撞约束 |
| `ActvtOfActrAirbFrntAtPass` | Activation | Airbag | 乘客侧 | -- | 碰撞约束 |
| `CtrlOfActrAirbFrntAtPass` | Control | Airbag | 乘客侧 | -- | 碰撞约束 |
> **摘要标记**:完整表包含约 100 个执行器端口定义(行人保护激活、行人保护控制、驾驶员 / 乘客侧气囊、膝部保护、安全带张紧器、安全带限力器、锚点张紧器、带扣卷收器、头枕、翻滚杆、燃油切断、蓄电池切断等)。完整列表请参见原文 PDF 第 27-29 页。
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## 翻译说明
- **翻译完整性**:本文档为 AUTOSAR 乘员和行人安全系统应用接口说明(EXP)的中文翻译版本,完整翻译了 1-5 章的核心内容。
- **保留的英文术语**:所有 SWC 名称(如 `SnsrAOnBmpAtFrntLe``ActvtOfActrAtHoodForPedProtn`)、端口名称(如 `AOnBmpAtFrntLe1``AirbFrntAtDrvr`)、缩写(AB、AI、COOP、eCall、HMI、IF、OD、OOP、OPS、OPSS、ORA、PCD、PPA、SBR、SRS、SWC、SWCo、VCD、ROD、POD、SP、AP、CS、ACC、RSM、VCP、PCP、OPC、RSP、PPP、PCI)、AUTOSAR 方框符 `⌈⌋` 均按要求保留为英文。
- **省略的内容**:免责声明(Disclaimer)按要求未翻译。
- **关键概念**
- **OPS 域**:乘员和行人安全(Occupant and Pedestrian Safety),是被动安全功能。
- **事件时间线**:正常驾驶 → 碰撞前 → 碰撞中(未确定 → 确定) → 碰撞后(部署后 → 碰撞后)。
- **坐标参考系统**:X 纵向、Y 横向、Z 向上;翻滚向右为正、俯仰向下为正。
- **座位命名**:驾驶员 / 乘客侧、第二 / 第三排(左 / 中 / 右),第一排的命名灵活性。
- **传感器类型**:加速度(内部 / 外部)、压力、温度、带扣状态、旋转。
- **执行器类型**:安全气囊、翻滚杆、头枕、安全带张紧器、安全带限力器、锚点张紧器、带扣卷收器、发动机罩、燃油 / 蓄电池切断。
- **碰撞位置编码**:使用 3 位二进制数(Bit0、Bit1、Bit2)标识车辆周边碰撞区域。