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电子技术助力打造对人类和环境友好的汽车

发布时间:2020-07-21 17:50:27 阅读: 来源:核桃厂家

全球变暖、交通事故…汽车的负面影响正在被不断地放大。然而,在2007年第40届东京车展上,多家汽车厂商都展出了以"对人类和环境友好"为主题的汽车。

本文引用地址:这是能够让人越来越健康的汽车"--丰田汽车总裁渡边捷昭在该公司举行的发布会上对其概念车RiN进行了如此评价(见图1a)。为了营造出让驾驶者不会感到紧张的环境,使驾驶者保持良好的精神状态,RiN中采用了众多的电子技术。

比如,车内设计有利用电极测定心跳次数的"调心方向盘",以及反映驾驶者心理状态的电动助推式滑动车门。凋心方向盘可通过安装在方向盘内的电极测量驾驶者的心跳次数,电子控制单元(ECU)能够对自律神经的活动量进行分析,并结合驾驶者当时的心理状态,再将用于提示放松或集中沣意力的抽象图像显示到方向盘中央的显示屏上。当驾驶者平静地开关滑动门时,电动系统将会进行适当地助推;当驾驶者粗暴地开关滑动门时,电动系统就会进行一些限制,以帮助驾驶者调整心态。

另外,车内还有用于缓解肩部酸痛、发冷现象的"舒适加热座椅"、"氧气浓度调节器"、"定位加湿"等设备,并采用了让行人和其他车辆的驾驶者不会觉得晃眼的配光控制前照灯。丰田汽车表示:"这款车的目标是保护驾驶者的身心健康,并与自然环境相协调。"

以驾驶者在心情放松时容易发生事故的研究结果为基础,日产汽车的概念车PIVO 2采用了能够根据表情和对话推断驾驶者状念并对其进行语音提示的"机器人总管(Robotic Agent)"(见图1b),驾驶者还可将机器人总管更换成可显示到监视器上的其他动画人物。该功能的应用软件由日产汽车开发,硬件(机器人头部)由NEC提供。

本田的PUYO是一种燃料电池概念车,为了体现出对人类和环境友好的主题,车身采用硅树脂制成(见图1c),感觉较为柔软。设计工程师介绍说:"燃料电池车属于新一代汽车。我们的设计目标是想要改变过去汽车的冷硬形象。"PUYO的另一大特点是采用了操纵杆以取代方向盘。

电动汽车的实用化日益临近

此次车展让人感觉到,作为环境友好型汽车,电动汽车已经日益临近实用化。三菱汽车总裁益子修表示,电动汽车将于2009年进入实际应用,比之前的计划提前了1年。日产汽车总裁兼首席执行官CarlosGhosn在2007年10月26日的中期决算发布后,也发表了将于2012年建立电动汽车量产体制的宣言。

继上述两家公司之后,富士重工业表示将在2010年之前实现电动汽车的产品化。也就是说,目前已有3家日本的汽车厂商明确表示要实现电动汽车的实用化。在此次车展上,这3家公司也展出了电动汽车的概念车,即日产汽车的PIVO 2、三菱汽车的i MiEV SPORT和富士重工业的G4e CONCEPT(见图2)。

日产汽车的PIVO 2是在2005年东京车展上展出的PIVO基础上进化而成的电动汽车。与PIVO一样,PIVO 2的座舱也可旋转,并且,不仅能前后移动,还能够左右移动。以前,马达被安装于底盘下面,现在则换成了分别与各车轮直接连接的轮毂式马达。这种马达是由2个转子和1个定子构成的轴向间隙型马达,它是在富土通通用公司的技术支持下开发出来的。每个马达的输出功率为15kW,4个总共60kW。蓄电池采用锂离子充电电池,这种电池使用尖晶石结构的LiMn2O4作为正极材料,快速充电10~20分钟后可连续行驶120km以上。

三菱汽车的i MiEV SPORT是一种比预定在2009年上市的i MiEV还轻便的概念车。该车以轻型汽车"i"的平台为基础,由马达驱动后轮。除了后轮马达外,左右前轮也配置了轮毂式马达。前轮的马达输出功率均为20kW,后轮为47kW。

另外,该公司还展出了已在2007年中期进行实际行驶试验的iMiEV汽车。同以往的汽车相比,该产品除了提高了马达和逆变器的静音性外,还在维持原有的马达最大输出功率和最大扭矩的前提下,将马达减轻了10%,将逆变器缩小了30%。作为电源的锂离子允电电池采用了GS YUASA公司的产品,其电流容量为50Ah,电压为14.8V。汽车底盘下共安装了22个模块,每个模块含有4个电池。电力容量为16kWh,一次充电可行驶约160km。

富士重工业的G4e CONCEPT中使用的锂离子充电电池是采用V2O5(五氧化钒)作正极材料的新一代电池,同该公司已进入实际行驶试验的电动汽车R1e上使用的LiMn2O4相比,能量密度提高到了原来的2倍。汽车底盘下配置了16个电池模块。电力容量为20kWh,一次充电可行驶200km。

可俯视汽车的摄像设备

在此次车展上,作为车载零部件展出较多的是车载摄像系统。如图3所示,车上安装4个摄像头后,驾驶者便能够利用汽车的俯视图来停车,并可防止汽车在左右转弯时发生冲撞。日产汽车在2007年10月底上市的ELGRAND便安装了这种系统。

各公司车载摄像系统的基本结构大致相同,即一般在车辆的前方、左右两侧、后方分别安装1个摄像头,共计安装4个摄像头。系统对来自各摄像头的影像进行合成,然后将合成的影像显示到车载显示屏上,合成后,影像就如同从车顶上方看到的一样。各公司的不同之处在于影像提供方式、是否具有通过影像识别检测周围移动物体的功能等。日产汽车的方式是: 一旦变速杆被挂入"R(倒车)"档位,将自动在显示屏的左半部分显示汽车的俯视图,显示屏的右半部分则自动显示后方摄像头拍摄的影像。另外,屏幕左侧不仅可显示俯视图,还能切换为被称为"侧面盲点视图"的显示模式,以显示汽车左前方的情况,这对于汽车纵向出入时非常有用。汽车四角还配备了超声波传感器,一旦检测到周围的障碍物,就会发出警报。

日野汽车也采用了通过变速杆位置切换显示影像的方式。通常情况下,显示屏只显示来自前方和两侧的3个摄像头拍摄的影像。一旦变速杆被挂入倒档,显示屏就会切换显示两侧和后方摄像头拍摄的影像。显示画面一般分为3个区域,如果在分割的区域内有物体移动,该区域将会显示为红色且不停闪烁,并通过警报声提醒驾驶者注意。

松下电器产业和三洋电机的系统中也安装了检测周围移动物体的功能。在松下电器产业的系统中,当检测到车辆附近有移动物体时,在显示画面中,移动物体的上面将显示红色的惊叹号标记。而且,惊叹号的颜色会根据移动物体与车辆的距离发生改变,如果距离变远,就显示黄色的惊叹号。在三洋电机的系统中,如果检测到周围有移动物体,显示画面便会在移动物体四周标记一个红色方框,并在影像合成时通过精心制定的算法对影像接缝及接缝产生的偏移进行调整,几乎完全消除了接缝痕迹,实现了清晰的无缝影像。

Clarion公司的方式则刚好与三洋电机相反,系统会故意将影像接缝清楚地显示出来。据该公司的解说员介绍:"这是为了通过显示影像的结合部位,让驾驶者意识到不能过度依赖接缝附近的影像。"

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