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2014-12-16 01:42
汽车工程师 2014年10期
关键词:传感器汽车

沃尔沃360°项目告别致命交通事故

现在汽车通过各种辅助驾驶功能在智能化和安全性上都有了明显进步,但这些仅能减少事故发生的几率,并不能完全消除事故死亡。沃尔沃试图通过旗下的360°项目来实现里程碑式的壮举——到2020年,沃尔沃汽车或卡车彻底避免交通事故人员死亡。

根据介绍,360°系统扮演一个虚拟联合驾驶员的角色,其配备了一系列传感器,以实现对车辆附近区域360°全方位监控覆盖,并每25 ms就会更新一次数据,监测可能出现的意外。基于最新以及现有的技术,360°系统的关键在于新的集中式传感器融合框架,后者能从雷达、摄像头及GPS等一系列传感器中收集数据,并有效地共享。该系统不仅能监测驾驶员难以察觉的威胁,也能给驾驶员提供及时的驾驶建议,以避免碰撞。而一旦驾驶员没有及时采取措施,系统则会暂时接管转向和制动。目前,360°系统的主要组成部分已经基本完成,但还需做大量的测试,以确保系统不会发生故障。沃尔沃称,360°系统最早能在5~10年内投入使用。

“可编程”材料或将改变汽车

近日,工程师们提出了最理想的新一代轻量化汽车的解决方案——可编程材料。根据麻省理工自组装实验室的描述,可编程材料是新型的复合材料,可以在某些特定情况下改变形状和功能,而且容易制造(和常规材料无异),同时价格合理。这个由Skylar Tibbiits领导的科学家团队已经在这个领域研究了2年,开发出了一系列在特定刺激下(光、水、气压或热)可以自动弯曲的木材、布料及碳纤维等材料。这款新技术可以提升汽车的动力性能;车身上的翼片、百叶片及尾翼等可以自动触发,以提升行车稳定性、降低阻力,同时抛弃了以往的电动或液压驱动装置。

用于刹车踏板的电感型位置传感器接口

典型刹车踏板仅有一个开关,用于帮助确定什么时候应该导通刹车灯。随着刹车能量回收功能的增添,就需要新的刹车踏板位置传感器。当刹车踏板仅轻微位移时,摩擦刹车系统不会激活。在这个“回收带”,能量回收系统将测量刹车踏板位移,并确定移动中汽车的多少运动能量需要转移到临时能量存储。

为了测量“回收带”期间刹车踏板的确切位置,可以使用像给加速踏板使用的类似技术。安森美半导体开发的定制电感型传感器接口充分利用先进的前端滤波器,还结合了智能处理功能。片上驱动器通过至少一个励磁电感刺激传感器,传感器的耦合输出电感会产生包含励磁电感与输出电感相对位置信息的信号。电感相对位置的变化在很大程度上取决于所选择的传感器设计,它通常是线性或旋转运动的结果。然后,此集成电路将传感器的电气输入和输出信号转换为数字位置信息,解析出的位置信号通过接口传送给微控制器。

用钢材即可满足CAFE燃效法规

钢铁产业信息服务公司World Steel Dynamics最近发布了报告《车身战争:铝材的进攻》,其中指出钢材有能力帮助绝大多数车型达到美国联邦政府的CAFE油耗法规。铝质车用板材的供货量将在2018年达到一个瓶颈,因为将来只会有很少的新款轻卡和小型车采用铝质车身(铝材价格昂贵且不太适合制造白车身)。

虽然从2021年开始,CAFE法案将进一步严格化,但是一系列先进高强度钢材也将达到量产成熟阶段。如果汽车工程师从第一步就决定采用钢材设计新车,那么他们将可以借助先进高强度钢材实现不错的减重效果,同时保持较低的成本。这样一来,车用钢材产业就得以持续运转。先进高强度钢材,即便采取比常规钢板稍高的定价策略,还是会有相当的竞争力,因为其减重的潜力其实不比铝材更低。其产量预计在2025年将达到2 370万t,总增长率为330%,削减了普通钢材及其他替代材料的份额。

贝内克-卡里科在华建第二家工厂

2014年秋末,国际领先的汽车内饰表皮材料供应商贝内克-卡里科举行了在华第二家工厂奠基典礼。新工厂计划于2015年年底投产,车间面积24 000 m2,员工总数250人,负责生产Acella Eco表皮材料。该系列材料具有环保、低排放和无致敏性的优点,专门供应中国汽车行业。贝内克-卡里科已接到首批订单。新工厂将按照ISO 14001规范和欧盟生态管理审核条例建立环境管理体系。厂内将对工业余热进行再利用。闭环冷却水回路降低淡水需求,高科技过滤器确保空气洁净。此外,生产过程中只用水性漆。

远光灯也可以不耀眼

日本斯坦利电气公司开发出了可避免让前方车辆及对向车辆的驾驶员感到刺眼的远光灯(ADB),并在2014年10月7—11日于千叶市幕张Messe会展中心举行的“CEATEC JAPAN 2014”上进行了演示。

这种远光灯可通过安装在内后视镜背面等位置的车载摄像头拍摄前方的情况,识别前方车辆及对向车辆所在的方向,并局部关闭照射到该方向的远光。这样一来,既可向远方照射光线以确保夜间的视野,又能避免让前方车辆和对向车辆的驾驶员感到刺眼。据介绍,ADB的光源由12个LED芯片组成,分成4个区域,对各个区域单独控制灯光的开闭,从而能够不朝着前方车辆或对向车辆所在的方向打光。左右灯的配光组合在一起,共可产生8种照射模式。为了避免让驾驶员感到不适,灯光的开闭十分缓慢,车辆行驶速度不同,灯光开闭切换所需的时间也略有不同。

综上所述,健康教育在高血脂患者中有着重要的应用价值,有效的将血脂控制在正常范围内,提高患者自我管理能力。

福耀集团全面启动美国汽车玻璃项目

福耀集团收购美国PPG工业公司伊利诺伊州Mt.zion工厂的产权交接仪式,日前在福清市举行,此举标志着福耀集团美国汽车玻璃项目全面启动。2014年初,该集团投资2亿美元在美国俄亥俄州设立“福耀玻璃美国有限公司”,建设汽车安全玻璃项目。此次收购的Mt.zion工厂经后续升级改造后,将成为2条年产共30万t的汽车优质浮法玻璃生产线,全面满足福耀美国汽车玻璃项目原材料需求。截至目前,福耀集团对美国汽车玻璃项目及其配套浮法玻璃项目的总投资逾4亿美元。2014年3月,商务部批复同意福耀玻璃工业集团股份有限公司在美国俄亥俄州莫瑞恩市投资设立福耀玻璃美国有限公司。

EPA发布2014汽车燃效报告

美国环境保护署(EPA)日前发布了“Light-DutyAutomotive Technology,Carbon Dioxide Emissions,and Fuel Economy Trends:1975—2014”。这是关于在美国销售的汽车1975—2014年的CO2排放量、燃效及动力传动系统技术动向的报告。在美国销量较高的11家汽车厂商的2013年款车型的平均燃效为24.1 mpg(约9.64 km/L),平均CO2排放量为369 g/mi(221.4 g/km)。与2012年款车型相比,平均燃效提高0.5 mpg(约0.2 km/L),平均CO2排放量降低7 g/mi(约4.2 g/km)。另外,在2014年款车型的中间报告中,平均燃效为24.2 mpg(约9.68 km/L),平均CO2排放量为367 g/mi(约220.2 g/km),性能较2013年款进一步提高,燃效和CO2排放量连续8年得到改善。

启动交流发电机路中的硅技术

在启动交流发电机系统中,无源整流二极管被大电流开关替代。同步整流大幅通过以高导电性的通道分流二极管,提升交流发电机能效,将正向压降降至低于150 mV。此应用的一项主要功能挑战就是确保在定子电流反向时开关以极快速度关断。设计目的是在整流期间欧姆损耗与电流符号改变时的过渡损耗之间取得尽可能最佳的折衷。

智能电路及大功率元器件在紧邻位置的组合表示控制电路的结点温度大幅上升;在应用中需要考虑工作结点温度高于175℃的情形并不罕见。此外,在元器件认证阶段,可能使用高达200℃的温度来进一步加速老化过程,以将使用寿命测试时长保持在合理的2 000 h之内。通过使用带有扩展温度范围的硅工艺,并在设计阶段将设计约束考虑在内,就能够有效地应对这个挑战。

大陆公布2025年前实现的自动驾驶蓝图

德国大陆公司(Continental)于2014年10月初举行技术试驾会“TechRide2014”,公布了2025年前的自动驾驶相关举措。1)计划2018年实现的是即使无驾驶员也可自动泊车的“Parking Companion”,以及在高速公路堵车时(时速最高30 km/h)与前后车辆列队行驶的“LowSpeed Companion”。2)计划2020年实现的是在高速公路上变更车道的“Cruising Chauffeur”,设想的车速范围为50~80 km/h。当行驶车道的前方出现障碍物时,就会利用摄像头及雷达来识别,并且还会找到要变更的车道,在确认周围安全后,自动变更车道。3)计划2022—2025年实现的是可实现高速范围(欧洲最高为130 km/h)下的长距离自动行驶,及应对合流及分支等情况的“HighwayChauffeu”。该功能要求使用在行驶中通过车载传感器与基础设施联动来高精度掌握周围车辆行驶情况的技术。

本田改变线束设计工时减半

本田在2014年10月16—17日横滨市的演讲会“Zuken Innovation World 2014 YOKOHAMA”上,公布了为提高汽车线束设计而采取的举措。通过在制定性能指标时导入自主开发的电路设计工具,并在电路图及布局的可行性方面进行工具内验证,使线束设计工时比原来减少了一半。

主动安全将纳入C-NCAP评分标准汽车厂商面临新挑战

欧洲E-NCAP已将2014年定义为“汽车主动安全技术年”,而按照E-NCAP的2014~2017新评分方法,不配备保障主动安全及驾驶员辅助系统的车辆已无法获得五星评分。据悉,中国也正试图对滞后的C-NCAP评价标准进行修改,将更多的智能汽车安全技术标准纳入考虑范畴。其中,前向碰撞预警系统、主动紧急制动系统、车道偏离告警/车道保持系统和行人保护系统等都被作为新版本的加分项目,而车辆稳定控制系统的加分值也由原来的1分提高到2分。汽车厂商因此面临新的挑战。1)挑战之一:车企如何降低汽车成本?现在主动安全系统搭载与否将直接影响到车辆的碰撞成绩。相应地,车企为了推出达到高碰撞评分的车型,必须加入主动安全配置。2)挑战之二:主动安全配置差异化竞争。随着新版C-NCAP的出台,车企在考虑“差异化”的过程中,则更需要关注主动安全配置。

普利司通展出最新树脂非充气轮胎

近日,普利司通在2014法国巴黎车展上展出了该公司最新的非充气轮胎。这款非充气轮胎外部仍然为橡胶材质,内部结构则是有点类似于自行车轮组辐条的树脂网格支架,这样的设计不仅可以支撑车体,而且还能吸收路面振动。

普利司通法国研究部的负责人Olivier Monbet表示,这款非充气轮胎可以回收利用,能显著减少传统轮胎生产过程中的能源消耗与环境污染,与2011年的原型相比,能够抵抗热量聚集的全新设计使现在非充气轮胎的缓震能力显著增强。而其下一个目标就是提高轮胎的路感反馈,让驾驶者充分享受驾驶乐趣。

模块化生产:零部件企业的助推器还是终结者

在零件分级加工采购时代,零部件企业划分类型的标准是其产品,比如专门生产发动机的企业和专门生产仪表的企业等。但在模块化大潮背景下,体量不同及复杂程度不等的模块成为划分零部件市场的标准。可能出现一级模块和二级模块等层次分类形式,越是接近金字塔顶端的一级模块供应商,越是容易成为垄断性企业。一位上海大众零配件供应商认为,过去生产模式的总装线需要装配超过2万个零部件,而采用新的模块化、集约化管理的新生产线只需要大约2 000个零部件,需要的零件数量减少了很多。一旦模块化生产全面铺开,主机厂的采购不再以零件为计数单位,取而代之的是模块采购,只生产一种配件很难生存,要么并入大型厂商,受其控制,那样就没有独立自主权,要么就是关门停产,结果都不容乐观。

京津冀力推新能源汽车2万余辆

2014年10月22日,工信部、发改委及科技部等七部委联合印发《京津冀公交等公共服务领域新能源汽车推广工作方案》,提出2014—2015年,在京津冀地区公共交通服务领域共推广20 222辆新能源汽车,新建充/换电站94座,充电桩新增1.62万个。专家指出,基础设施加速建设,有望加速新能源汽车的市场化应用进程。

京津冀地区近年来细颗粒物污染严重,雾霾天气频发。虽然陆续通过机动车总量调控及交通限行等方式加大对机动车污染物排放量控制,但由于机动车保有量基数大及增量高,机动车排放在大气细颗粒物污染占比居高不下。2014年,京津冀地区约20%~35%细颗粒物来自机动车尾气排放。

天合在汉诺威展上公开两项转向技术

天合汽车集团(TRW Automotive)在2014年9月23日于德国汉诺威开幕的2014年IAA国际商用车展上公开了两项商用车转向技术。1)在商用车油压式助力转向器上组合电动助力转向皮带驱动系统的“ReAX”。ReAX不仅可通过油压式助力转向器获得大型商用车操舵所需要的扭矩,而且具备电动助力转向的准确性和较高的控制性。这样可使低速区的操作也变得更容易,在高速行驶时提高稳定性。2)油压式助力转向泵“ActivMode”。ActivMode泵采用天合自主开发的控制逻辑“Dual Mode Flow Logic”,实现了节约燃料和降低温度的性能。这种控制逻辑可根据商用车的怠速和巡航两个行驶状态来调整助力转向系统的油压流量。如果速度较慢,便会按照转向系统的要求,通过两侧的电路调整至最大流量。

丰田正在研发3D抬头显示器

丰田位于加州的设计团队正与硅谷工程师合作,一同研发3D HUD,该技术实现了裸眼观看3D影像。丰田希望能借此推动汽车智能化程度,以帮助用户远离交通危险。

丰田3D HUD可以显示车速、导航及交通事故预警等信息。丰田3D HUD能提供比传统HUD更清晰的画面,并且不会引起头痛和眼睛疲劳。当驾驶员使用导航时,会看到立体的箭头指示。而随着车辆向前行驶,箭头也会逐步缩短,与实际的驾驶情况匹配。它还提高了汽车智能化程度,它能提供实时的交通预警。丰田3DHUD的数据来自3个传感器:雷达负责采集车速和位置信息,摄像头捕捉路面信息,LiDAR(光探测与测量)传感器来确定路面物体或十字路口与车身的距离。

LED灯领衔最有前途汽车技术排行榜

日前汽车分析师协会在底特律召开研讨会,花旗集团汽车研究总监ItayMichaeli在会上演讲时指出,到2020年,器件销量增长最快的汽车技术包括五大类分别为:LED前大灯、远程无线电子通讯、摄像头、雷达及锂离子电池。报告也列出了一些技术中的“失败者”。随着汽车制造商越来越多地采用雷达、摄像头和超声波传感器,侧车镜甚至后视镜都逐渐成为过时的技术。

ItayMichaeli还预测插电式混合动力车和纯电动车届时全球年销量将增长40%;在美国车市的占比将从3.6%提高到9%,但2014年将出现10年来首次滑坡。其他一些与会人士也表达了看好新能源车前景。在智能化和自动驾驶方面,XavierMosquet的数据显示,55%消费者表示愿意购置一辆带有部分自动驾驶功能的汽车;44%消费者则愿意购买完全自动驾驶汽车;20%的人同意为该项功能支付4000美元以上。

2017年或首次使用LuK iTC一体式变矩器

舍弗勒北美总部最近在美国底特律举行的技术研讨会上,Hemphill的研发团队详细介绍了LuK iTC一体式变矩器,可能在2017年首次应用在新款车型中。这个把阻尼器融入其中的简化设计帮助有效控制发动机震动,使得降低燃油消耗的小尺寸发动机更具实用价值。几十年来变矩器都是由2个部件构成,然而舍弗勒公司却缩减到了一个。取消活塞盘还有一个好处是减轻了质量,iTC一体式变矩器质量为10.7 kg比以前产品的13.1l kg减少了2.4 kg。考虑到删除了一个3~4 mm厚的零部件以及原部件之间的空隙,变矩器在轴向空间能够缩减5~6 mm。

LuKiTC多功能变矩器与叶轮离合器相搭配,可以保证发动机在更高车速下的工作稳定性。因为叶轮不是和发动机直接连接,所以发动机能够在更短的时间内提供更强劲的扭力;如果应用在涡轮增压发动机上,还可以帮助减轻涡轮迟滞效应。

新捷豹XE搭载超高效柴油机油耗3.8L/100km

近期,捷豹汽车公司宣布推出其全新XE车型,配备了捷豹全新的四缸Ingenium柴油发动机,采用后轮驱动的方式,是捷豹汽车公司效率最高的柴油发动机,其CO2排放达到了99 g/km。全新捷豹XE车型可以选择2种版本的动力配置,其中之一就是2.0 L捷豹Ingenium柴油发动机,该动力配置下捷豹XE的动力输出可以达到约120 kW,峰值扭矩可以达到380 N·m,其燃油效率可以达到3.8 L/100 km。

Ingenium柴油发动机采用了全铝设计,其不仅内部摩擦更低,而且还采用了高强度的缸体设计结构以及双平衡轴结构,尽可能的降低了发动机内部的振动。此外,还配备有噪声隔离盖、去耦合喷射器以及具有0.5 mm椭圆度的喷油泵。因此全新捷豹XE的Ingenium柴油发动机实现了超低的噪声指数。

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