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2018-11-29 01:48:32
汽车工程师 2018年9期
关键词:车辆汽车系统

福特智能车窗助视障人群“看车外风景”

福特推出了一款智能车窗样机“FEELTHE VIEW”,其或将使盲人或视力受损人群在乘车期间“欣赏到”沿途的风景。

该功能的一键式操作方式极为简便,只需按下释放按钮即可。FEEL THE VIEW可利用风挡内的数码摄像头创建单色图像(灰度图像)。福特还采用了特殊的LED灯,在汽车侧面的车窗上再现这类图像,同时提供不同强度的振动,最大可实现255个分级。该车窗旨在通过不同强度的振动,形成新的“盲文”。得益于该款新“盲文”,搭乘汽车的盲人或视力受损人群可用手触摸车窗,感受该影像,通过手部触感在其脑海中生成车窗所希望展现的车外景致。

采埃孚双齿轮电动助力转向系统助力自动驾驶发展

采埃孚已与中国3家汽车制造商签订了双齿轮电动助力转向系统(EPS)订单。

该双齿轮EPS机械配置基于一个带2组齿轮的转向齿条打造。每组齿轮由单独的小齿轮驱动,驾驶员输入的扭矩经由“转向齿轮”传递至转向齿条,而电动助力转向系统辅助扭矩经由“传动小齿轮”传递至转向齿条。

双齿轮EPS的总体成本和性能表明,其特别适用于最大转向齿条力范围为9~12 kN的汽车,因此,其非常适用于中型车和小型SUV车型。与传统的液压动力转向系统相比,该技术可节省4%的燃油,并相应地减少CO2的排放量。

由于该系统由电子控制且非常灵活,因此,该技术在提高安全性、便利性方面以及向半自动驾驶和全自动驾驶转变中发挥着重要作用。其可与其他系统集成,以产生停车辅助和车道保持辅助/保持在车道中间(与采埃孚的摄像头技术结合使用时)等功能。

3D打印弹性充气材料或将改变汽车内饰

麻省理工学院(MIT)和宝马公司正在合作研发可3D打印、可充气、有弹性的材料,以改变未来汽车的内饰设计。

目前,汽车安全气囊和一些座椅上已使用充气物体,但充气物体需要一种难以使用的薄而有弹性的材料才可正常运行。MIT正在研发一种名为“液体打印气体动力学”的新工艺以改变此状况。打印机会将液化材料挤入凝胶槽,然后固化成型。3D打印通常只能使用硬塑料,但MIT实验室能将100%硅胶打印成各种复杂的可编程为充气或放气的气囊。材料看起来像是能生活、呼吸、膨胀、休眠。

充气材料意味着可完全定制汽车内饰:座椅可合并和膨胀成不同的方向和配置;座椅的硬度或柔软度可进行编程;当然还可重新设计安全气囊;或许还有更多用处。

3M新款片状模塑料为复材零件减重40%

3M公司引入了Glass Bubbles S32HS片状模塑料(SMCs),帮助车企实现车用零部件轻量化目标,其复合材料部件的减重幅度可达40%,体积质量低于1.0 g/cm3,还能涂覆A级面漆。该公司表示,对车企而言,这项创新型设计使得SMCs成为汽车设计中极具吸引力的一项选配件。

3M的玻璃泡是一项成熟的轻量化技术,可被用于轻量化密封剂、注塑件及SMCs。3M公司用这类中空玻璃微球替换了传统的填充料,旨在降低SMCs的质量,同时维持其强度或美观性。3M首次突破体积质量这一技术障碍,相较于钢材及铝材,分量超轻的SMCs提升了产品竞争力,为实现汽车应用多种材料混用开启了新方向。

麦格纳开发舒适+易用门锁

麦格纳正在开发新型舒适+门锁,其“加号”指的是减少开关车门的力度,可以让汽车制造商增加车门周围的密封性,从而创造更加安静的车内环境。

此门锁能将滑动摩擦力变成门锁机关内的滚动摩擦力,从而大大减少车门的开闭力,并产生一种顺滑、连贯的感觉。与传统门锁相比,打开车门的力度平均减少了40%~60%,极大地改善了乘客的上下车体验。

通常经过10万次大力关车门之后,需要更大的力才能打开传统门锁,平均要比打开新门锁的力度增加30%;而在经过100万次测试后,舒适+门锁依然能够保持良好性能。

rFpro高精度虚拟建模加速ADAS研发进程

rFpro正在研发Applus+IDIADA试验场的高精度虚拟建模,这2款数字式试验场可帮助车企加快ADAS及互联与自动驾驶车辆(CAVs)的研发进度,可在极具代表性的虚拟环境下开展车辆测试,然后再开展路测验证。

rFpro的Applus+IDIADA Digital Twin是最新版的数字建模库,包括试验场地、赛道及长达数千千米的各类真实路段。该产品可与各类车型及驾驶模拟平台搭配使用。rFpro利用相位匹配激光扫描调查数据来创建建模,其三维精度达到1 mm左右。

TerrainServer表面模型是rFpro软件中核心要素之一,可实现高精度表面模拟。通过所采集表面的详细信息,TerrainServer在“真实环境”模拟测试时,可实现模拟情境与真实路面的超高相关性。这使得数字建模被应用到车辆动态性应用中,可在驾驶模拟中采用实时建模进行试驾及次段行车平顺性试验。

rFpro的HiDef基于图形引擎打造,将大气环境、天气、光照等物理条件融入建模中。该公司还扩建了桌面工作站,提供平行实时测试传进,可与用户的自动驾驶建模及实地路测的驾驶员实现网络连通。

SkyWater汽车夜视技术助力自动驾驶

SkyWater计划将夜视技术引入其车辆中,以便提升其夜间行车的可视性。夜视能力将赋予汽车“视觉”及辨识能力,可从很远的距离将车辆前方的行人与其他目标物/车辆区分开。未来汽车将配置多款摄像头及人工智能技术,并利用上述设备及技术产生的数据,实现汽车的夜视能力。夜视技术可与雷达及激光雷达搭配使用,未来将为自动驾驶车辆或ADAS系统提供辅助,使上述系统具有操作的可行性。

东芝研发TiNb2O7高密度复合电极

日本东芝研发了一款高密度的TiNb2O7(HD-TNO)复合电极,该电极由微型TNO球形次生颗粒物组成,该颗粒物表面有一层碳涂层。其阳极的性能十分出色、使用寿命长、电池容量大,是LTO复合物阳极性能表现的2倍多。

研究团队还利用HD-TNO阳极及LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM)阴极制作了大尺寸的锂离子电池,其电池容量为49 A·h,适用于汽车应用。该电芯的能量密度高达350 W·h/L,当荷电状态为50%时,其输入功率密度高达10 kW/L,持续时间为10 s。此外,在快充模式下,将电量从0充至90%的耗时不足6 min。相较之下,同级别LTO/NCM电池电芯的能量密度仅为177 W·h/L。

高放电率测试表明,在10倍率下,其容量保持率高达93%;在1倍率下,在完成7 000次充放电后,其容量保持率高达86%。据估计,在完成1.4万次充放电后,其容量保持率为80%。

研发人员还采用带碳涂层的微型TNO球形次生颗粒物生产高密度电极,该颗粒物的高振实密度降低了碳素导体及碳结合料添加剂的用量。

Waymo利用深度学习技术消除传感器噪声

降雪(降雨等)可被归类为车辆传感器噪声,降雪会导致在屏幕上显示一大片紫云。当汽车误认为其周边存在固定、不移动的障碍物(紫云)时,该车将会执行停车操作。

对此,Waymo公司利用机器学习技术实现了车辆在道路上的畅行。该技术可过滤所有的传感器噪声,为用户提供一张清晰的图像。该图像不仅显示了街边停靠的车辆,还能显示路边情况。当该技术将“紫云”等传感器噪声过滤后,可直接探查到路面情况,即使路边停满车辆,该功能依然能生效。目前尚不清楚汽车能否在下雪天识别车道,但至少能实现碰撞规避,使驾驶员能够安全地驱车回家,确保驾驶安全性。

科思创采用聚碳酸酯替代传统车窗玻璃及金属件

科思创研发了一款代号K2016 EV的自动驾驶概念车,该车的内外饰大胆地采用包裹聚碳酸酯的装配玻璃替代了传统车窗。相较于传统车窗玻璃,该方案的总体质量减轻了50%。

高性能聚氨酯耐磨材料已被广泛用于新车中,约占中型车车重比例的18%。因聚碳酸酯不仅能抗振防碎,还能阻断有害的紫外线,将替代传统金属件及车内玻璃。然而,科思创认为,当前的聚碳酸酯材料将逐步应用于车窗上。此外,还能喷涂硬质薄膜,进一步增强这类材料的抗碎裂性及耐磨性。

TomTom GO Basic导航应用发布个性化定制出行方案

TomTom(TOM2)公司发布了一款互联汽车导航应用TomTom GO Basic,不仅实现了交通导航,还纳入了许多功能强大的硬件。其内置无线网络意味着驾驶员无需再通过连接计算机来获取最新版地图及软件升级文件。

TomTomGOBasic能够学习驾驶习惯,预判可能常去地点的时间,并将该类地址保存到MyPlaces中。得益于智能学习技术,驾驶时使用频率越高,预判的精准性就越高。凭借TomTomMyDrive,用户可在上车前提前规划好行程、创建行驶路线、确认实时交通路况并通过智能手机、平板或电脑将其保存到收藏夹内。

在制定驾驶规划时,因为用户还可从TomTom的路径共享社区——TomTom Road Trips中查找到最优驾驶路径、定制化登山路线、沿海公路及出入丛林的道路,并利用智能手机中的TomTom MyDrive将其加入到目的地列表中,从而增添许多驾驶乐趣。

大众将推热成像夜视系统

大众品牌将推出首款热成像夜视系统。该系统将热(红外线)摄像头置于汽车前端,能够检测10~130 m范围内人体与其他生物体发出的红外辐射,为驾驶员提供更为清晰的视野,效果远远超越典型的远光灯。如果该系统检测到人员或者动物,信息将通过数字仪表盘传递给驾驶员。

在大众数字仪表盘内,道路情况将以黑白图像呈现出来,行人与动物以黄色标记突出显示,当达到一定距离时,标记将从黄色变为红色。即使驾驶员没有激活夜视系统,当检测到危险且速度超过50 km/h时,屏幕将自动切换到该模式,并将行人与动物标记为红色,进一步提升了夜晚行车的安全性。

2025年全球电动车销量或占乘用车总销量的22.4%

弗若斯特沙利文咨询公司在一份新报告中作出预测,到2025年全球电动车销量或将达到2 500万辆,占乘用车总销量的22.4%。到2020年,电动车将不再需要政府提供定价调控方面的支持,其成本将与传统汽柴油车相同。

由于城市法规不断完善健全、锂离子电池售价下跌、中国的电动车需求走高,上述因素或将2018年的全球电动车销量推升至160万辆,中国将占据全球电动车市场份额的49.5%,欧洲紧随其后,占据25.6%的市场份额。

该公司预计,固态电池将是电动车市场的颠覆性产品,由于各家电池制造商均宣称,其能量密度是锂离子电池的2.5倍,未来电池用化学材料将出现较大的增长机遇。

无卫星信号时也可精确定位车辆

意法半导体公司推出一款六轴惯性传感器ASM330LHH,其采用LGA封装,尺寸紧凑,长为3 mm,宽为2.5 mm,高为0.83 mm,采用了节省空间的设计。

该传感器可满足车辆持续定位的要求,支持自动化服务,并且能够在如都市峡谷区、隧道、封闭道路、室内停车场以及茂密森林区等没有卫星信号的地方,使用航位推测法,基于传感器数据,计算车辆的准确位置。

六轴惯性传感器中的三轴加速传感器和三轴陀螺仪均采用意法半导体公司专有的微电子机械系统(MEMS)工艺制造,所有功能集成在单个芯片上。该模块已通过汽车标准AEC-Q100认证,意法半导体公司的Teseo第3代全球导航卫星系统(GNSS)接收器芯片包含的配对导航算法支持ASM330LHH传感器,可产生自动导航的精确结果。

安波福利用安全网关提升车联网安全性

安波福认为,汽车网络安全的核心在于构建汽车内部架构,从而控制数据流并降低网络攻击所带来的负面影响。公司推出的安全网关可被用作单点互联中枢,不仅能提供高速数据网络连接所需的所有运算能力,还符合了业内最严苛的功能性安全及网络安全标准。

安波福的安全网关接口可同时实现有线和无线连接,还能保障车联网安全、数据采集及分析等操作。若黑客或身份不明的驾驶员入侵车载系统,安全网关将作为架构的独立节点,使软硬件相互隔离。这意味着汽车的功能不会受到外部指令的影响,可实现独立运行。该方法是确保汽车网络安全的关键所在。

残障人士也能操控汽车

艾睿电子研发了一款半自动驾驶汽车Sam Car,其特点在于只需利用有限的动作,就能完成汽车的转向与驾驶。该车为残障人士消除了常规汽车驾驶中的操作障碍,使其在操控汽车时重获独立性及成就感,享受移动出行的乐趣。

Sam Car是一辆改款克尔维特赛车,凭借自主研发的简易电子件,公司对其转向装置进行了改动,4个红外摄像头对准了驾驶员头部。当驾驶员头部向左移动时,摄像头会追踪其头部动作,汽车随之左转。同理,驾驶员可利用该方法完成汽车的右转操作。

油门和制动系统的操作原理也非常简单:用户只需向一根透明管内吹气,就能帮助汽车完成加速操作;从透明管吸气时,汽车就会执行减速操作直至制动。

欧洲新车或将引入11款车载安全系统

欧盟委员会发布了一套新议案,要求自2021年起为欧洲市场的在售新车引入11款车载安全系统,包括:先进紧急制动系统、酒精锁车装置辅助系统、疲劳检测及注视感知系统、事件(事故)数据记录系统、紧急停车信号系统、全宽式前方乘客防碰撞测试改良型安全带系统、行人及骑行者头部碰撞区增强件——防碰撞安全玻璃、智能车速辅助系统、车道保持辅助系统、侧面柱碰撞乘客防护系统、倒车摄像头或倒车探查系统。

根据该议案,自2021年起,所有欧洲在售新车将配置“可覆盖的智能车速辅助”功能,使得交通信号识别摄像头与车辆的线束装置紧密配合,根据限速法规的要求,自动设置车辆的最高车速。欧盟委员会表示,未来数年后,还将发布强制令,该机构提议再新增4款车载安全系统。

Pirelli引入Cyber Car技术获得轮胎参数数据

Pirelli引入了Cyber Car技术,实现轮胎与汽车的交互,并分辨轮胎状态、提前警示轮胎的损害或磨损,从而提升道路安全性。

Cyber Car系统可提供数据传输服务,数据对汽车的安全及性能表现将发挥重要作用。该系统还能传输胎内空气压力、胎内温度、胎面花纹的剩余深度等各种车辆参数。此外,由于该系统可提供轮胎磨损程度的具体信息,其轮胎的维护及更换工作也变得更容易。

Integrated Roadways研发智能路面技术

Integrated Roadways公司正在研发“智能路面”技术,可在提升道路安全性的同时被用作车载无线网络平台,助力未来的移动出行服务。

该路面系统采用高清光纤传感器及其他路面内置技术,旨在探查车辆的实时位置及道路情况。该技术能够探查车辆的碰撞事故,并自动通知急救人员前来事故现场进行救援。智能基础设施还将向高速公路的管理人员提供事故发生前后的数据,利用相关设计变动防止在未来发生类似的碰撞事故,提升道路安全性。

智能路面采用了预制型混凝土板,在出厂前已完成制作,只需装载到卡车上并运到现场铺设即可。公司在路面内还嵌入了多项被动(安全)技术,可利用光纤网络进行操控。智能路面设有拓展端口,可允许插拔传感器及其他元件,当设备存在故障或运行不畅时,可更换相关设备。

未来,智能路面的互联用例可能还包括:互联汽车的无线网络接入、专用短程通信系统及新一代高速蜂窝式网络设备。

MIT自动驾驶新导航系统或可实现远途出行

麻省理工学院(MIT)研发了新款自动驾驶车载导航系统。该系统假定汽车的前进路线上无障碍,该技术可与其他现有的算法搭配使用,后者采用激光传感器探查道路障碍,可在运量繁忙的交通情境下为车辆提供导航服务。当车辆配置该项技术后,用户们可尽享远行的快乐。

尽管车辆在市内交通穿行时仍需采用3D地图,但该项导航技术有助于推动未来自动驾驶的越野出行。由于激光传感器在雨雪天气下运转效果不佳,搭载了新款导航系统的车辆还需要额外配置成像技术,确保车辆在恶劣天气下的驾驶安全性。

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