汽车技术正在电子、通信、能源、环保等多种因素影响下发生革命性变化,而这种变化也迅速波及中国。
今天,你已经完全可以想象,一辆自动驾驶的汽车、语音控制的汽车、自动规避危险的汽车、超低排放的汽车,在这样的一辆汽车面前,你甚至什么都不需要做,只要告诉它要到哪里,任务程序就会自动执行。
“从技术角度讲,一辆永远不会发生碰撞事故的车辆,日产是能够制造出来的,只不过它的成本极高。”日产汽车公司环境安全技术部门田课长对《商务周刊》说。
事实上,在节能、环保、安全三个大方向下,我们能够看到的幻想成真远远不止这些。电子技术在汽车上的不断应用,通信网络技术与汽车的加速结合,新能源带来的动力革新,都在使汽车业迈向一场新的“技术革命”。
智能化安全
3月2日,日产环境安全技术部担当部长寺沼润一行四人来到北京,他们此行目的是与日产中国公司的环境安全技术部门进行交流,探讨在中国发起安全驾驶与环境保护的相关活动。
在他们看来,中国的交通事故频发,各个地区道路差异巨大,推出安全性更高的汽车显得十分必要。
安全技术方面,寺沼润告诉《商务周刊》,除设计上为乘车人员创造生存空间的基本思想外,日产研发的主要思维是面对任何一种可能发生的危险状态,都能够适时启动相应的技术系统,防止危险状态的进一步扩延。
比如,行驶中如果存在明显危险,有车距感应式辅助制动系统帮助驾驶员及时规避;如果有碰撞的可能性,那么有ABS和VDC(也称ESP电子稳定程序)及时躲避;如果无法避免碰撞的发生,那么还有智能辅助制动系统和智能预紧张安全带等提前准备;如果碰撞事故发生,还有主动安全头枕、区域组合车身、正侧面安全气囊帮助减轻碰撞时的受损程度。
不过,无论被动安全还是主动安全,上述技术都为人们所熟知,已经作为标配装备到了多数中高端车型上,真正令人期待的是越来越电子化的汽车安全系统。
这方面,美国德尔福公司多年以前就推出了一体化底盘控制系统,通过中央底盘控制器,将制动、悬挂、转向、动力传动等控制系统进行“电子化连接”,通过复杂的控制运算,对各个系统进行协调,使车辆整体性能和稳定性达到水平,减少颠簸和快速转向时离心力造成的冲撞。现在,这一趋势已经延伸成为车身动态整合管理系统(VDIM),全车各项电子安全配备都整合到了其中。
与欧美企业相比,日本汽车企业更注重利用本国在电子技术方面的优势,试图使汽车具备“视觉”和“判断”能力以确保安全。比如日产公司的一项技术——车线偏离防止系统(LDP),利用摄像头判断车辆是否位于车线中央,防止由驾驶员因注意力不集中造成的事故,这个系统会以发出声音等方式向驾驶员警告,同时还可以自动进行制动措施,帮助驾驶员回到车线中央。
目前,日产的这一技术在美国已经应用到其“INFINITI”等高端车型上。丰田、本田等公司也具备类似技术。“但是由于中国许多地方的道路根本没有白线,所以这一技术并没有引入中国。”日产(中国)投资有限公司环境安全技术部总监中川恒彦告诉《商务周刊》。
相对日产,丰田在立体相机开发方面更为积极,在基于立体相机的障碍识别以及基于车内相机的驾驶员打盹监测系统方面做了大量研究,使用红外线相机的夜间行人识别系统可以与自动刹车联动,并在刹车同时打开发动机盖,从前护板弹出安全气囊保护行人。丰田公司透露,该技术极有可能应用于雷克萨斯的新款车型上。
在监测驾驶员打盹方面,日本电子企业的研发相当令人惊奇。早在2003年,日本先锋音响公司就开发出一种能通过自动播送不同节奏的音乐,防止司机打瞌睡,从而有效防止交通事故发生的音响系统。当人疲劳产生瞌睡时,心率会发生变化。根据这一原理,该音响系统有一个安装在方向盘上的传感装置,可以测试出司机的心跳频率,并通过微电脑分析其心电图来判断司机是否犯困。
更棋高一招的是一些日本企业研究的眼睛扫描系统。该系统能监视司机眨眼睛频率和眼瞳孔的状况,判断司机是否出现睡意或醉意,对司机进行提醒。目前,美国一些集装箱货车已经开始安装这种系统。
2005年底,日本富士通公司展出了其开发的汽车用图像识别模块,它与车载摄像头连接,可识别道路上的白线、斑马线和交通信号,比如可识别远30米处的交通信号,根据汽车的速度采取强制刹车。
从未来趋势看,计算机控制在提高汽车安全性能方面所发挥的作用势必越来越大。以自动巡航系统来说,在设定巡航速度后,车载电脑可以控制油门,自动保持与前车的安全距离,在GPS的帮助下,会选择一条达到目的地的路线,而且会时时提醒自动巡航系统近一平方公里范围内可能突然出现的物体。自动巡航系统一接受信息,马上会用它自己的“脑子”判断车速应该是多少,并自动巡航行驶,待确认无潜在危险之后,又会自动恢复到较快的巡航速度。目前,在国内销售的别克君威豪华型和马自达6豪华型等中车都配备有自动巡航系统。
2005年,自动巡航系统又有了新的发展,博世公司推出了更加智能化的自适应巡航控制系统(ACC),它不仅可以通过雷达和计算机来鉴别靠近车辆的是自行车、汽车还是行人,而且在传统巡航控制系统的基础上增加了制动功能。目前奔驰、宝马、雷克萨斯的部分车型都装备了该类系统。
以新款奔驰S级为例,其安装的“预防安全系统”具有相当的判断和应变能力,当车载计算机认为该车要发生撞车事故时,它就会自动刹车,关上车窗,拉下遮阳板,拉紧安全带,并把座位调整到安全的位置。通用汽车则宣布将在2008年之前推出自动驾驶汽车,这种汽车装载的自动巡航控制系统,通过汽车前部的特殊装置测量与前车之间的距离,并且实现自动加速和减速,还可以在汽车超出车道时自动加以纠正。
尽管有如此众多的安全技术,不过做到普及还是一件非常困难的事情。“选择将哪种技术引入中国,与车辆的成本有直接关系。”中川恒彦说,太的技术往往成本很高,消费者很难承受这样的成本,“我们的目的是要制造出客户能够接受其成本的车辆,在这样的基础上尽可能把一些先进的技术运用到其中”。
这一点上,日系汽车企业在中国非常聪明,依靠成本与技术紧密结合的高性价比战略博得了众多国内消费者的好感。北京奥吉通奥迪4S店销售总监徐晓亮告诉《商务周刊》,日系车的传统不是追求技术,因为那样做成本会比较高。“它们擅长采用跟随战略,比如电子稳定系统ESP,奥迪会用的版本ESP8.0,而许多日系的车型则会选择相对较低的版本,由于中国消费者对版本高低不是太敏感,所以日系车就做到了既有新技术又能保证成本。”徐晓亮认为,这是企业不同风格所决定的。
移动的终端
“汽车已经不仅仅是一个代步工具,而是一个移动终端,它有皮肤,有视觉,有判断,在电脑的控制下与各种网络相连接,并进行信息交流。”丰田汽车技术中心(中国)一位人员告诉《商务周刊》,随着汽车电子控制系统向集成化、网络化和智能化方向发展,电子业对于汽车技术的渗透和影响越来越大。
徐晓亮也深感这种趋势的迅速推进:“上一代A6上只有十几块芯片,而现在新一代A6上已经有几十块芯片,从驱动到转向,再到空气悬架,汽车已经高度电子化了。”
正是基于对未来智能化汽车的看好,今年2月,汽车行业内的半导体供应商飞思卡尔与意法半导体宣布,将携手开展一项有关汽车半导体广泛的联合创新计划,共同开发新型微控制器,以满足汽车行业对更高功率和智能增强的需求,推动汽车电子系统领域的控制密集型产品发展。
按照对汽车行驶性能的影响划分,业内人士一般把汽车电子产品归为两类:一是与车上机械系统配合使用的电子控制装置,包括发动机、底盘、车身电子控制等,多用来辅助驾驶员实现便利操作及汽车安全;另一类是汽车里能独立使用的电子装置,和汽车本身的性能并无直接关系,包括导航系统、语音识别系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。
目前,新的流行趋势是将汽车的信息、音频、视频及通信功能进行有效合成。2005年,日本飞利浦电子宣布开发出了面向播放视频、音频等信号的车内娱乐设备的媒体处理器,该媒体处理器被定位于汽车版家用服务器,可从各种外部设备输入视频与音频信号进行信号处理,并可与数码相机等外部设备相连接。这种媒体处理器正处于试制阶段,未来还可通过UPnP、WiFi与家中的家用服务器连接,在服务器之间交换图像与音乐数据。
门田课长是日产智能交通技术(ITS)专家,她认为,汽车电子特别是通信技术的进步将终引起汽车技术革命,“实现车与车、车与人、车与周围基础设施的双向交流是今后的发展方向。”门田说。这方面,2002年日产就实现了操作人员、汽车、手机、电脑合为一体的综合信息服务系统——CAR WINGS。
在日产公司看来,车用传感器和车载导航等设备可以让汽车成为一个移动通讯平台。目前,日产公司正在日本神奈川县进行一系列实验,利用网络通信、电子技术相互配合发展智能交通技术(ITS),比如交叉口防撞系统、防违反交通信号系统、超速时的信息提供系统、IC标签儿童保护系统等,并准备在商品化后将成果寻机引入中国。
丰田则在2004年就推出了PM-01概念车。它充分利用先进的信息通信技术,多辆“PM”车之间可以实现信息交流和信息共有,同时“PM”还具有通过车载电脑控制方向、加减速、刹车等,实现自动驾驶以及跟车等行驶功能。该概念车仪表显示盘上则采用了“形象视觉传达系统”,系统中的红外线手指传感器能够感知手指的按键动作,实现空中的按键输入命令。
据麦肯锡公司驻德国柏林的分析师Andreas Zielke称,他的小组在研究后认为,目前汽车电子部件在汽车生产成本中所占的比例为20%;到2015年,这一比例将达到40%。
这种趋势导致了两个变化,其一是电子企业正在汽车技术方面获得越来越多的话语权。“为了实现目标,往往是我们向电子企业提出方案和要求,然后一起做开发。”门田告诉《商务周刊》。
另一方面是,汽车企业在这种大融合的潮流中正不断拓展其业务领域。以丰田汽车为例,丰田以汽车产业为中心,还发展了信息通信事业、能源环保事业、智能交通系统等。由于今后汽车所用的关键元件之一将会是半导体,丰田还成立了一家半导体公司,立志自产核心元件,成为未来的半导体厂商。
不过,汽车电子的普及也会带来麻烦,比如电子设备过于繁多而导致的操作不便。2002年,宝马公司就推出了它的智能驾驶控制系统(iDrive),其目的是利用一个类似于计算机的中心菜单来控制音响、车内温度及导航功能。“不过,初它的菜单是分级的,层次非常多,其复杂的用户界面让驾驶者难以操作。”徐晓亮告诉《商务周刊》,现在无论是宝马还是奥迪,都已经对智能驾驶控制系统进行了简化。
新能源汽车
在汽车领域,正在发生的另一个革命性变化,是混合动力汽车和柴油车的广泛推广与研发,这些新技术的核心在于降低油耗和排放,以缓解能源和环境压力。
2006年初,丰田汽车在中国投产了混合动力轿车普瑞斯,该公司开发的几款新型混合动力车也将在今年上市。大众汽车在中国推出的柴油车已销售多年,目前正准备推出更多柴油车型。
不过,虽然丰田竭力向市场推介混合动力,但多数汽车公司的新能源汽车并没有在市场上形成批量销售。“柴油车很节油,但目前排放问题难以解决;混合动力从油耗和排放来说都是非常的,但是大家也知道,其价格非常高,日产认为两种技术都尚未完全成熟。”日产汽车环境安全技术部担当部长寺沼润告诉《商务周刊》,日产汽车在日本国内2000年也有销售100台混合动力车的业绩,但随后很快停产,主要原因是当时成本太高,没有什么利润。
他表示,针对柴油车排放不是很好的情况,现在普遍的做法是在车上安装柴油颗粒过滤系统(DPF),但DPF无法过滤被限制排放的氮氧化物。
特别是,旨在减少乘用车及轻型商用卡车尾气排放物的欧V排放标准,早将于2008年6月份在欧洲正式执行,欧V标准的目标是使柴油乘用车颗粒排放量比目前的欧IV标准减少80%,氮氧化物减少20%。这一指标将大大提高柴油车的成本,行业人士指出,欧洲柴油车的发展令人担忧。
“日产在欧洲销售的柴油车已经达到欧Ⅳ标准,现在正在研发高于欧Ⅳ排放的柴油车和降低了成本的混合动力车,它们会在一定时期里做出来。”寺沼润介绍说,无论柴油车还是混合动力车,日产都投入了大量财力和物力在做双管齐下式的开发,现在主要的工作仍是怎样降低混合动力车的成本,并对柴油车进行更加洁净化排放的研发工作。
寺沼润认为,现在状态下可以直接使用的比较现实和成熟的技术就是CVT(无级变速器)和发动机的改善。CVT是在现有汽油机装置基础上做的改善和创新,其优势首先是降低油耗,其次是提高动力性能。日产计划,到2007年CVT搭载车辆的全球销售量从现在的约25万辆增加到约100万辆。
汽油发动机改善方面,重要的一点是发动机的效率如何提高,以及发动机工作当中减少摩擦来达到更优异的性能。为此,日产与法国雷诺共同开发了HR新型发动机,通过发动机本身减少摩擦和提高运转功率的技术,来达到降低油耗和改善环境的目的。目前这款发动机已经在中国本地制造的骐达和颐达上使用。
实际上,除日产公司的选择外,新一代汽油直喷发动机技术正在出现。它不是将汽油和空气的混合气体抽入发动机,而是根据发动机需要的功率将适量的汽油喷入发动机,通过计算机来决定发动机所需的油量。这种新技术可使燃油效率提高15%,而且发动机的功率也得到了提高。
“奥迪的革新是前年投入量产的汽油直喷技术,汽油直接喷到汽缸上,燃烧实现油气结合,动力性更强,而且更节油。”徐晓亮告诉《商务周刊》,奥迪已经成为汽油直喷技术方面的者,其A6轿车的功率比过去增加了22千瓦,燃油效率为每加仑20英里,比以前减少了10%。宝马和雷克萨斯也开始利用这种技术。
寺沼润特别强调,日产之所以无法将柴油车引入中国,很重要的原因在于中国的客观条件限制,即一个是柴油供应的问题,另一个是柴油油品的问题。“我们所了解到的情况,中国在能源结构方面,乘用车柴油的供应很少甚至没有。”寺沼润说,这很难推动中国柴油车的发展。
技术革命渐至中国制造
与跨国汽车企业正在研发各种技术不同,国内汽车企业,特别是自主品牌企业,面临的主要问题是车身结构、底盘结构等基础研究。
“造型和数字风洞、车身表面塑膜和CAE分析、如何满足欧III被动安全的碰撞法规,从而形成轿车车身开发的集成技术,这些是吉利目前要解决的重要的技术难题。”吉利汽车研究院副院长智百年告诉《商务周刊》。
尽管还有很多基础课要补,国外汽车产品在中国的大规模销售和配置的不断提高,都给了奇瑞、吉利等自主品牌企业巨大压力,迫使这些年轻的汽车企业跟踪并研发技术。
2005年8月,吉利汽车启动了混合动力技术的研发,目前正在与这一领域内的相关企业商谈合作并聚集人才。“这项技术可以让企业比较容易达到欧III甚至更高标准,毕竟排放是国内厂家面临的一个硬性问题。”智百年说。
汽车电子方面,吉利跟踪技术的进度也比较快。2005年夏天,吉利开发成功了倒车雷达,并与德国博世公司合作开发ABS,与上海联合电子合作开发发动机管理系统,实现发动机的电子控制。
2006年,吉利还启动了ESP的研发。“博世的产品太贵,吉利主要是与国内院校合作,现在国内许多院校也可以把这个理论研究得很透。”智百年告诉《商务周刊》,更长远的是对于GPS的使用和定速巡航系统的跟踪,目前正在开发的一款混合动力车就准备采用定速巡航系统。
不过,对于汽车的智能化以及网络和通信的结合,国内自主品牌企业还没有投入更多精力。智百年表示,对于车内与外界的通讯、GPS、移动平台等都是下一步吉利面对的事情。
相对于吉利,奇瑞在对关键技术的研发方面部署更严密一些。2005年,奇瑞汽车在提交有关部门审批的一份《汽车产品开发技术》“十一五”科技计划重大项目可行性报告中表示:“当今世界的主流底盘技术正朝着集成化、电子化和智能化的方向迅速发展,许多新技术都在开发和探索之中。考虑到我国在底盘系统方面基本没有正向开发能力,因此应该集中行业的人才、技术和资金,形成一套完整的自主正向底盘平台开发技术。”
该报告认为,汽车底盘系统是整个汽车的基础,它包括制动系统、转向系统、悬架系统、传动系统和行驶系统,囊括了所有的汽车主动安全部件,对各组成部分的可靠性和性能的稳定性要求极高,同时也体现了许多汽车的关键技术。该公司希望能在国家经费支持下进行研发。
在建议的实施方案中,奇瑞准备建立动力总成系统开发与匹配技术的技术平台,其中包括可变气门定时、可变气门升程系统、涡轮增压技术、汽油直喷技术、柴油机高压共轨技术、电子控制技术、新材料在发动机上的应用、发动机废气后处理技术、新燃烧技术、混合动力技术、燃料电池技术和变速箱技术等。
底盘系统的开发和优化匹配也被作为重点的研究方向,其中包括防抱死系统ABS,驱动控制系统TCS,电子稳定控制系统ESP,电动转向系统EPS,主动侧翻控制系统ARC,轮胎压力检测系统TPMS,自适应巡航系统ACC,偏航警告系统LDW,电动驻车制动器,电控阻尼力可调减振器CDC,空气悬架弹簧。可以说,奇瑞正在研发和跟踪的项目基本涵盖了目前汽车安全和汽车电子方面的技术。
为此,奇瑞已经从跨国公司高薪聘请了各个领域内的专家到奇瑞汽车研究院,参与汽车电子、底盘、新能源汽车等各个重点领域的研发工作。来自于本田汽车美国公司的奇瑞汽车研究院副院长辛军就是其中一位,作为发动机方面的专家,他重点承担了奇瑞在新能源汽车方面的研发任务。
在辛军的办公室,记者看到数块白板放在墙边,白板上标明了奇瑞正在研发的数款新能源汽车项目的进展状况。其中燃料电池轿车一栏,标明目前的状态是“正在研发”,目的是“技术储备,降低排放”;双燃料电池LPG轿车一栏则标明状态是“已投产”,目的是“改变能源结构,降低排放”;奇瑞新一代发动机,状态是“正在开发”,目的是“提高发动机性能,低油耗,低排放”。
“我是五六个项目的总监,是超负荷工作。”辛军告诉《商务周刊》,其中三个发动机家族的项目、两款混合动力的项目、一款灵活燃料的项目是重点,“这些研究对奇瑞和对中国汽车工业的影响都是非常巨大的。”
2005年,卡迪拉克发布了高科技概念车cien,车内配备有夜间行驶时红外线相机拍摄的图像支援(图像显示在平视显示器中)。
宝马745LI车内配置的集成度相当高,车内约700个功能被高度集成在一个中央控制中心―iDrive中,所有重要的驾驶控制器件设置在转向盘支柱上或靠近的地方,iDrive具备记忆功能,驾驶者把某种设置储存,资讯就自动储存在汽车“钥匙”——一个智能卡片中,进入车内,将其插入插座中,即可按键起动或关闭发动机,这设备能使维修保养服务进行得更便利。
新款奔驰S级轿车的“预防安全系统”,可以通过雷达来检测前方车辆的速度和车距,如前方车距过小将向驾驶员发出警告。当车辆有碰撞危险,该系统将在驾驶员踩刹车之前便施加预先制动力,提高了制动响应速度,这项技术将大大降低追尾事故的发生。
在今年的北美底特律车展上,丰田推出了全新Camry,因应环保能源科技时代的来临,Camry导入了Hybrid油电混合动力系统。
配备汽油直喷发动机(FSI)的奥迪A8。与一般的发动机相比,汽油直喷技术将燃料直接喷入燃烧室,增加了动力性,也非常省油。这是在混合动力汽车、柴油车无法大面积普及情况下,汽油发动机技术的又一创新。
电子设备与技术正越来越多地用在汽车上,在这款奥迪A4上,液晶屏不仅可以安装在车内作为GPS的显示屏,而且还可拆下在家中上网,未来汽车公司和驾驶员可以将更多的电子装备集成到车内。
在日内瓦车展亮相的全新沃尔沃S80配备了自动巡航控制系统、帮助缩减刹车距离的先进功能、碰撞报警系统以及全球汽车遥控装置,这些功能可以减少驾驶员的操作任务,把这些任务交给电脑,同时先进的主动安全装置减少了事故发生的可能性。
日产在北美销售的车型infiniti M 配备了日产的技术“车线偏离防止系统”,可以利用摄像头判断车辆是否位于车线中央,并发出警告自动进行制动防止事故发生。
汽车技术革命蓄势待发
更新时间: 2006-04-28 16:09:31来源: 粤嵌教育浏览量:568