汽车电子技术无限可能

发布时间:2010-07-06
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带有超车辅助系统的试验车:基于能源管理为基础的超车辅助系统

在行驶到下一上坡时汽车会自动加大油门;通过车-车通信系统向后车通报公路路面的结冰状况;利用手机发送交通堵塞信息……上述种种情况是对未来汽车行驶世界做出的美好构想。但是如果只依靠汽车制造商自己力量的话,诸多发明创新还迟迟不能投放于市场。但是单就实现上述这些创新意图的技术前提而言,也许还相对容易完成。

静态电子地图数据的最新发展

1.扩大电子地图的数据量

电子地图的供应商们一直在努力扩大电子地图数据库的信息量:在Navteq公司于2007年提供的电子地图中,一组数据就多达21条信息,包括:车辆限速、交叉路口、急弯、陡坡和禁止超车等。电子地图的研发方向是三维显示。在数字式环境监控模块和卫星图片的帮助下,Navteq公司打算在显示屏上显示出更加实用的电子地图。

2.精确的三维数据信息显示

Intermap公司采用的是另外一套办法。这家美国的地理数据供应商在18个欧洲国家、220万平方公里的土地上采集了大量的地理数据,搜集了这一地区的交通网络信息。他们的软件Nextmap包含了三维的地理地貌数据信息,800亿个高度检测数据的信息和1.3兆像素的雷达图像。Intermap公司计划到2009年时使这一系统在交通领域中实现商业化和一些专业性的特殊用途,例如轮廓线、三维公路和其他地理地貌产品。


图1 大陆公司计划利用真实图像和嵌入在右侧的路标指示箭头可靠地指引驾驶员驾车

这一系统的优点是:检测精度高达1m,空间清晰度大于5m,雷达图片的清晰度为1.25m,可以满足汽车驾驶辅助系统的高要求。该系统可有助于实现类似视线受限的报警、偏离道路的报警、与实际地形地貌相符合的温度功能,以及严格的“潜在危险地域”行驶用ESP系统。此外,这项技术还可以应用于主动式车灯中,能够“预测”车轮的转向而自动地调整车灯的照射方向,而不是像现在的车灯控制系统那样,在旋转方向盘时才开始工作。

伟世通公司与Intermap公司合作开展了这一项目的研发工作。数据采集专家首先要为汽车零部件供应商提供道路的三维数据。Intermap公司高精度的公路数据将会对未来的汽车辅助驾驶系统、安全保障系统和汽车导航系统提供重要的支持和帮助。

动态交通信息技术

除了静态的地形地貌这一传统的重要交通数据外,第二个重要的交通信息数据就是动态的交通车辆信息数据了,但是其大范围的、具体的应用至今还一直受到限制,主要原因是无线信号传送技术的带宽太窄、通信联系的稳定性不够理想等。但是,新的移动通信技术标准将会对促进这一数据的应用产生很大的帮助。

1.新的网络通信技术

宝马公司于2008年向市场推出了第一种不受限制的网络技术。这是一种基于新的EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)移动通信标准的技术,其数据传送速度是普通GPRS系统的两倍。其实早在2007年9月,就已经有被称之为“Teleservices”的系统用于宝马公司各个汽车维修站的维修保养数据传送。在这一工程中,德国无线通信技术公司的子公司T-Systems公司负责利用移动通信设备进行数据传送任务。


图2 在下坡前断开发电机,蓄电池放电,以便在下坡路段能够充分为蓄电池充电

2.新的汽车互联网技术

T-Systems公司还打算在2008年实现汽车登录互联网的目标。德国Telekom无线通信技术公司和T-Systems公司的领导人认为,新的在线服务技术使得行驶中的汽车上网更加舒适和安全可靠。最终,汽车将成为上网的最终设备。T-Systems公司打算提供一整套的基础设施。基于互联网协议,形成各种可靠的传输数据的传输通道,其中包括EDGE、GPRS、HSDPA和WLAN。即使是在车辆高速行驶的过程中,车辆在各个不同传输通道之间也不会被人察觉出来。按照这种方式,可以弥补长达1min的通信中断。

3.建立在移动通信基础上的交通信息网络

当T-Systems公司把自己当作纯基础设施供应商时,西班牙的无线通信技术公司Telefonica和Navteq公司在2008年底以Telefonica移动通信技术为基础建成了新的交通信息服务网,地点在马德里至巴塞罗马之间的广大地区。这一系统的基本原理是:对移动车辆中的手机进行化名利用。例如,当在一个无线区间中有多个手机存在时,表示那里发生了交通堵塞。

4.ACC系统

由大陆公司开发的具有ACC(智能车载通信)功能的系统已在宝马5系轿车中使用,该系统就是受地形地貌数据支持的驾驶辅助系统。当行驶中的宝马轿车脱离车道时,它能够自动识别出来;若轿车前方没有其他车辆时,传统的ACC系统会驱使车辆加速行驶,在宝马5系轿车中则相反,它会自动停止工作。

据宝马公司相关人士介绍,带有弯道报警功能的驾驶辅助系统也在准备之中,可能将会随同新一代宝马7系列轿车投放市场。其功能基于对地形地貌数据的识别,当车辆行至下一弯道前的车速过高时,它会实时地自动报警提示。

基于电子地图的智能驾驶辅助系统

在宝马总部已经研发出一辆具有自主预测能力、“视线”更远的实验样车了。例如:当轿车在公路上尾随一辆货车行驶时,不同的系统能够识别出驾驶员的超车意图,并不知不觉地为此做好准备。ACC系统能够识别出两车之间的车速差异,下雨传感器探测到的路面干燥情况信息,公路地段的地理地貌数据等。

汽车控制器能够根据行驶地段的地理地貌调节发动机在稀燃和过浓之间的转换,调节节气门的开闭。电动冷却泵具有很大的功率,随时能够为自动变速器的变速提供足够的动力,空调压缩机和发电机是不会短时间工作的。因此在超车时发动机为汽车提供了强劲的动力。

“预测性”的能源管理是这种数据关联功能的另一个优点。当车辆行驶到一段较长的下坡路段时,汽车控制器已经在此之前就接通发电机,为蓄电池放电。在车辆开始下坡时,汽车启动蓄电池开始充电,车辆按照滑行方式行驶,从而充分利用了能源。

地形地貌数据的清晰度和通信技术赐予汽车驾驶员的不仅仅是驾驶辅助系统,它还能够计算车辆行驶的通行费用。西门子和思智浦半导体(NXP)公司正在研发这样的无线技术平台。

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