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汽车——数字化驾驶渐行渐近

发布时间:2005-02-28 来源:中国自动化网 类型:企业资讯 人浏览
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汽车 数字化驾驶

导  读:

    电子技术早已成为汽车制造业技术进步最重要的发动机□洪西希假设如下场景:你高速驶入一个弯道,你会条件反射地松开油门,这时会产生典型的重心移位:汽车尾部失去了稳定,朝外甩。此时会发生这样的情况:你肯定要反方向打方向盘,但由于缺乏训练,很可能会用力过猛,汽车被一股更大的力道推入反向车道,此时车更不稳定。如果你不是舒马赫,没有经过长年训练才能产生的正确的条件反射的话,在这种情况之下还能稳住汽车的可能性不大。

  当然,这种情景只有在驾驶没有行驶动力调节系统的车出门时才会出现。只要不放松方向盘,只要车速没超过物理极限,每辆车的行驶动力调节系统都会通过刹住一个轮胎而产生精确的反作用力,从而将车带到正确的车道上。这种设备目前已经得到普遍应用,其功能可以用一句话简单地说清楚:方向盘转到哪儿,车就会开到哪儿。一个由防抱死系统传感器(ABS)、转向角传感器、刹车压力传感器、横向及纵向加速传感器等组成的传感器网络,收集所有重要的行驶动力数据,计算出正确的应该值,并且与车辆的实际值相比较,如二者相差较大,行驶动力调节系统就会进行干预,以防止出现操纵反应迟钝或者反应过分的现象。系统反应时间只需0.02秒。

  更快、更精确、更聪明从这个例子中可以得出一个对汽车驾驶的未来发展的结论:电子系统与人转动方向盘相比,反应更敏捷、更聪明、更精确。微控制器永远都不会疲倦、不会分散注意力,而且不管在多棘手的情况下也不会失去控制,这种优良特性应用在汽车上是最好不过了。

  电子技术现在已经在汽车制造中起重要作用,而且还会越来越重要。电子设备能够开启车门和车窗;会根据阳光的强弱自动调节空调;在陌生的城市中,还能利用导航系统告诉我们正确的行车路线。电子技术节约了空间、减少了重量、接生了燃料。简而言之,现代汽车已经离不开电子技术。

  比如发动机和驱动控制,在这个领域,技术的进步或许不像行驶动力调节系统那样令人瞩目,但实际上却属于汽车中最重要的也是最为复杂的技术。不管是柴油发动机还是汽油发动机,在变得更强劲的同时也更省油、更洁净,主要归功于电子技术,因为燃烧控制得更精确。例如,为了达到欧洲3号排放标准,每辆车平均需要15个传感器,如果想要达到更严格的欧洲4号排放标准,每辆车就大约需要30个传感器。这些传感器提供的数据要能够得到实时处理,就必须有由高性能芯片组组成的灵敏电脑,因为在发动机转速达5000转/分钟的情况下,实际上没有多少时间来进行计算。

  汽车电子技术有一个关键术语叫"电动控制",意思是不断用电子技术代替机械装置。比如在刹车技术上叫电动控制刹车,在转向上叫电动控制转向。

  以刹车为例。普通的驾驶员刹车技术很可能并不是特别好,99%的刹车并不需要用力猛刹,只要轻点刹车踏板即可,所以,在少数每一米距离都非常重要的极端情况下,刹车时也往往拖泥带水。这并不奇怪,习惯使然。

  幸运的是,刹车系统现在已经能够自行处理此类棘手任务。电子刹车助手识别急刹车动作,在瞬间自动产生最大的刹车压力,在紧急情况下可将反应滞后时间降到最低。这种能够调节刹车压力的电子液压刹车系统已经投入批量生产。该系统的优势是:更舒适,因为刹车踏板无颤动;效果好,因为可以快速、灵活地调节刹车压力;另外,下雨时可以通过主动刹车烘干刹车片;还能提供诸如自动车距控制等功能。

  在汽车行业,下一步的研究目标是电子机械刹车系统,这种新系统不再需要液压系统,而用固定在刹车片上的电机代替。

  全自动停车例如操控。电子机械操控系统如今已变成标准技术。它能在不同的速度下提供不同的转向传动比率,在停车时可以轻而易举地转动方向盘,但在以较高速行驶时方向盘较重,手感很足。还有,在侧风较强的时候,方向盘会自动偏向反方向。驾驶员虽然对汽车能够保持直线行驶感到满意,但对在后台工作的聪明的电子系统却一无所知。

  还可以设想一下没有传导杆的转向系统,这样在撞车时就可以大大提高安全性,另外还可以节省空间、重量和费用。

  如果再进一步,传感器联网的程度再高一些,全自动停车也是可以想象的,当然,前提是要有电控刹车系统和距离传感器。

  专家们说,这是一个有吸引力的、有可能应用的例子。
  如果汽车相互进行通讯……
  将所有单独的电子系统联成网络就会产生新的可能性。一个简单且已经实现了的例子是:下雨时挂倒挡会自动启动后窗雨刮,空调自动将进气方式转换成循环空气,刹车压力分配也会在倒车时得到调整。

  更有意思的是将导航系统、电子通信系统与行驶及安全相关的技术结合在一起。这就是说,不仅仅汽车内部的各传感器相互通讯,路上行驶的车辆之间也能用无线电信号交换信息。通过这个技术可以了解到准确的、即时的交通状况,如可以从前方行驶车辆的雷达传感器上得到信息,诸如提示弯道,后面刚刚形成的堵车,或者在下一座高速公路桥上有薄冰等,从而可以在最后关头及时刹车。

  有人担心,将来汽车的方向盘会从我们的手中被夺走,专家觉得这多少有点杞人忧天。他们说,汽车驾驶员将只会逐步从那些不那么舒服的驾车细节中解脱出来,把更多的注意力集中于交通状况--这样不仅是驾车的舒适度和乐趣得到了提高,道路的安全状况也得到了改善。



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