市場(chǎng)需求使然

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

過(guò)去10年，家庭年收入20－30萬(wàn)人群急速增長(zhǎng)，市場(chǎng)群體中75％是中等以上收入人群，51％的消費(fèi)會(huì)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(duì)于車(chē)輛座艙的要求除了沒(méi)有廁所功能，電話、相機(jī)、影院、電競(jìng)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(chē)零部件供應(yīng)商佛吉亞的市場(chǎng)調(diào)研表明：座椅舒適性第一個(gè)性化定制，第二是舒適化，第三是健康化。調(diào)研問(wèn)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(chē)、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(kāi)車(chē)時(shí)座椅調(diào)節(jié)到某一位置，方向盤(pán)、后視鏡跟著一起動(dòng)；開(kāi)車(chē)時(shí)有特定的駕乘位置，有更好的支撐；有個(gè)性化溫控方案提供給消費(fèi)者；上車(chē)和下車(chē)有更好的體驗(yàn)；減少開(kāi)車(chē)疲勞狀態(tài)、暈車(chē)情況；有更好的按摩功能，如大腿按摩、腳部按摩；撞車(chē)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(guó)舒適性系統(tǒng)產(chǎn)品線總監(jiān)吳承琪認(rèn)為：“對(duì)于汽車(chē)座椅，所謂舒適是心理和生理之間的一個(gè)平衡點(diǎn)。只有達(dá)到了這個(gè)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(jué)，舒適不一定是觸覺(jué)，還有視覺(jué)、味覺(jué)，例如對(duì)整車(chē)VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）的要求越來(lái)越高；動(dòng)態(tài)感受以及聽(tīng)覺(jué)。

佛吉亞的舒適性開(kāi)發(fā)是從數(shù)據(jù)庫(kù)找到某種車(chē)型，如運(yùn)動(dòng)型車(chē)，將評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)與客戶要求對(duì)標(biāo)。如果全部按照原有的一些設(shè)定條件開(kāi)發(fā)，往往很難滿足要求。現(xiàn)在越來(lái)越多的是結(jié)合座艙來(lái)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(jì)滿足舒適性

對(duì)于個(gè)性化要求越來(lái)越高的市場(chǎng)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(chē)機(jī)來(lái)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(chǎng)景，可以在不同行駛路面使用，算法可以微調(diào)，在長(zhǎng)時(shí)間駕駛時(shí)減輕壓力值。

以按摩墊為例，它是車(chē)?yán)锔私佑|最緊密的部件，能夠帶來(lái)增值服務(wù)和體驗(yàn)。例如，可以融入安全帶提醒、后方有車(chē)提醒、偏離車(chē)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(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)根據(jù)導(dǎo)航信息的座椅隨動(dòng)。佛吉亞也在根據(jù)歐洲和中國(guó)不同的按摩力度反饋校正產(chǎn)品定義和設(shè)計(jì)。

加強(qiáng)型按摩

在車(chē)內(nèi)環(huán)境方面，對(duì)舒適性的影響不但有觸覺(jué)，還有視覺(jué)。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(gè)性化體驗(yàn)。

個(gè)性化加熱

市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對(duì)于舒適性，84％受訪者覺(jué)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(gè)市場(chǎng)的消費(fèi)主力軍，他們對(duì)音樂(lè)、娛樂(lè)的需求也帶給從業(yè)人員一些思考，需要轉(zhuǎn)變來(lái)迎合他們的需要。

佛吉亞開(kāi)發(fā)的Vibe座椅有幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：安全服務(wù)、音樂(lè)隨動(dòng)、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(cè)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(lái)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(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。傳感器是壓電式，整車(chē)廠無(wú)法通過(guò)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(gè)黑人在晚上8、9點(diǎn)鐘就難以檢測(cè)到，或者白天戴著墨鏡，攝像頭很難探測(cè)他是否在睡覺(jué)。技術(shù)沒(méi)有優(yōu)劣，只有更適合哪一個(gè)場(chǎng)景。

佛吉亞的方案是通過(guò)傳感器獲取駕乘人員心跳、呼吸頻率，通過(guò)算法計(jì)算出實(shí)時(shí)狀態(tài)。探測(cè)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(dòng)，通過(guò)組合解決方案讓駕乘人員狀態(tài)有所改善，最終體會(huì)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(chē)的發(fā)展，人們對(duì)座椅舒適性的追求越來(lái)越高，最初只是能坐，現(xiàn)在已經(jīng)很講究舒適性了。未來(lái)，舒適性會(huì)更加個(gè)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(huì)影響到舒適性，而智能科技正在重新定義汽車(chē)座椅舒適性，”諾博汽車(chē)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(jì)算機(jī)視覺(jué)、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(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、便利性和支撐性有一定關(guān)聯(lián)性。”

所有部件都會(huì)影響到舒適性

自動(dòng)座椅調(diào)節(jié)是最直接的功能，奔馳、還有一些新能源車(chē)都有自動(dòng)座椅調(diào)節(jié)功能，目前還處于基礎(chǔ)階段，操作起來(lái)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(dòng)識(shí)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(tái)的大數(shù)據(jù)分析。自動(dòng)實(shí)現(xiàn)座椅調(diào)節(jié)到舒適位置必須通過(guò)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(chē)的控制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)。

用大數(shù)據(jù)分析提升舒適性

國(guó)內(nèi)國(guó)外有很多評(píng)估舒適性的方法，但因?yàn)槭孢m性是一個(gè)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(kāi)始使用機(jī)器人，包括假人模型做舒適性評(píng)估，這樣的好處是測(cè)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(jì)，需要利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)等后臺(tái)技術(shù)，如通過(guò)人工控制或造型來(lái)保證座椅支撐。現(xiàn)在整車(chē)配置的攝像頭、方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器等都可以收集轉(zhuǎn)彎半徑、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)自動(dòng)調(diào)節(jié)靠背和坐墊的側(cè)向支撐，對(duì)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(lái)，大家對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)已并不陌生，但目前語(yǔ)音識(shí)別還有很大限制，很多時(shí)候只是一些關(guān)鍵詞，必須給車(chē)載系統(tǒng)一個(gè)明確的指令，才能調(diào)溫度或執(zhí)行打開(kāi)天窗、后備箱等其他操作，這也不夠智能。假設(shè)副駕的人說(shuō)感覺(jué)挺熱，系統(tǒng)應(yīng)該能夠識(shí)別自然語(yǔ)言，調(diào)節(jié)副駕區(qū)域的溫度，目前的計(jì)算機(jī)還做不到，這是未來(lái)需要努力實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。

自然語(yǔ)言控制是發(fā)展方向

未來(lái)的自動(dòng)駕駛座椅架構(gòu)會(huì)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(huì)有非接觸式傳感器，將一些重要信息傳到后臺(tái)。

在座椅調(diào)節(jié)方面，人們正在研究智能微動(dòng)座椅，可以緩解長(zhǎng)途駕駛或車(chē)?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(dòng)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(píng)果汽車(chē)則申請(qǐng)了一些專(zhuān)利，包括通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅協(xié)調(diào)前庭和視覺(jué)系統(tǒng)防止乘客暈車(chē)，特別是自動(dòng)駕駛場(chǎng)景，這是車(chē)內(nèi)辦公等是必須解決的問(wèn)題。

舒適性源于振動(dòng)噪聲測(cè)試和采集分析

各種車(chē)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(chē)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(chē)速相對(duì)較低，低頻振動(dòng)問(wèn)題比較嚴(yán)重。

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

目前市場(chǎng)上有很多半主動(dòng)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(chē)輛懸架已經(jīng)應(yīng)用了半主動(dòng)減振器技術(shù)，座椅減振器也已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。如美國(guó)洛德公司從車(chē)輛前后懸架到駕駛室四個(gè)懸置和車(chē)內(nèi)座椅的減振器都采用半主動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)振動(dòng)逐級(jí)遞減?，F(xiàn)在半主動(dòng)控制技術(shù)是豪華車(chē)、高檔車(chē)特有的，以后會(huì)發(fā)展到平價(jià)車(chē)、普及車(chē)、商用車(chē)等。

吉林大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院的半主動(dòng)控制座椅研究采用從元件到系統(tǒng)再到整車(chē)的思路，針對(duì)座椅懸架系統(tǒng)可調(diào)減振器的力學(xué)特性，從整車(chē)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(shí)別方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或粒子群把模型參數(shù)識(shí)別出來(lái)，最后讓識(shí)別出來(lái)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(duì)三項(xiàng)加速度傳感器進(jìn)行測(cè)試，研究座椅隔振特性。通過(guò)對(duì)座椅施加不同激勵(lì)頻率成分發(fā)現(xiàn)，施加低頻成分時(shí)，座椅沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有引起共振，基本上振動(dòng)傳遞率是1Hz，當(dāng)施加4Hz左右振動(dòng)時(shí)，座椅上下底板位移比較大，振動(dòng)變大，振動(dòng)舒適性很不好。

路面－車(chē)輛－座椅－人體振動(dòng)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(kāi)這個(gè)范圍。

座椅頻率調(diào)整

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

聯(lián)合仿真分析

在研究基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的控制器通過(guò)座椅運(yùn)動(dòng)加速信號(hào)輸出一個(gè)電流，施加到減振器，改變減振器阻尼。最后形成一個(gè)閉環(huán)控制：座椅運(yùn)動(dòng)信號(hào)→控制器→計(jì)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(dòng)衰減。

未來(lái)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(lái)的座椅已經(jīng)不僅僅是一個(gè)座椅，將與座艙融為一體，但也有一些需要注意的問(wèn)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(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)安全性和舒適性往往有很多矛盾，這時(shí)舒適性往往要讓步于安全性，所以法規(guī)也需要升級(jí)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(shí)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(lái)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(kāi)來(lái)的，很多公司都是不同的部門(mén)，對(duì)于主機(jī)廠來(lái)說(shuō)，這些項(xiàng)目也是分開(kāi)進(jìn)行，不同部門(mén)考慮問(wèn)題時(shí)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(kāi)始打破架構(gòu)壁壘，形成一個(gè)整體，才能推動(dòng)智能座艙的發(fā)展。