近期即將實現的六種汽車新技術
大衆汽車公司最近做了大部分汽車廠商都沒有做過的事:它揭開了新車測試廠的面紗,讓我們深入其中實地參觀了其技術開發的流程,包括技術培訓班、樣品車測試等。從爲孩子開發的導航系統到司機在睏倦狀態下駕車時使用的巡航控制,再到更爲清潔的燃料轉化,下面就是我們的所見所聞。
計算機可以計算出哪個方位的太陽光會照射到司機的眼睛,因此將前面擋風玻璃的相應部分的顏色加深以免陽光照射到司機的眼睛。
如果你在早上向東行駛或者在傍晚向西行駛,那麼不管什麼樣的遮陽玻璃都是沒有用的。爲了擋住陽光,我們甚至在遮陽玻璃的底部貼了一層不透明的紙。 大衆汽車公司進行了一項研究,開發出了一種電子防耀眼系統,這個系統可以利用由電腦控制的玻璃中的電子矩陣來擋住陽光。
這個系統中有兩個感應器,一個是用來感應太陽的狀態的,另一個是用來感應司機的眼部方位。這兩個感應器都將信號傳輸到計算機中,然後計算機會計算出陽光進入司機眼睛的視角的照射點,然後計算機就可以在擋風玻璃中的電子矩陣中製造出一個黑點來擋住射向司機眼睛位置的陽光。(與觀後鏡自動變暗的原理類似。) 當汽車的行駛方向變動時,那些黑點的位置也會相應變動。現在,這項技術還不能應用於所有的玻璃,但是它已經是一項巨大的進步了。
這種特殊的椅背配備了一個供孩子使用的導航系統,還有一個方便孩子的腳凳。
2、家庭技術
“我們到了嗎?” 當一家人駕車外出旅行時,駕車的父親總是會不斷聽到孩子們發出這樣的疑問。過去,父親們總是會轉過頭對孩子們說:“還沒有到,親愛的。” 不久,孩子們自己也可以回答他們自己的問題了。大衆汽車公司的孩子導航系統實際上是一個帶有簡化路線顯示功能的DVD顯示屏,它還對沿途的景色做了特殊的說明。 顯示屏上顯示出一個時間蟲在不斷吃掉路線的長度,因此孩子們可以看着自己距離目的地越來越近。顯示屏上有一個卡通人物在玩遊戲,並且要求孩子們做一些適合在座位上進行的運動,那個卡通人物甚至會在孩子們睡着時也去睡覺。
大衆汽車公司展示了一款安裝在汽車第二排的特殊動力座椅。那個系統是由司機控制的,它可以將座椅升高以便孩子們可以看到擋風玻璃前面的景色,或者將座椅摺疊起來供孩子們睡覺。 另外,這款座椅還可以旋轉,方便父母們將孩子們抱出或者抱進汽車。簡直酷極了。
交通指揮中心可以利用這些路旁的照相機和探測器通過廣播信號通知仍在駕駛的汽車司機,從而讓汽車由於道路擁塞造成的減速情況降低到最小。在川流不息的車道上行進的汽車司機可以根據提示加速,從而拉開與後面的汽車之間的距離。 由於道路堵塞而滯留在道路上的汽車也可以獲得提示轉向臨時開通的其他車道,然後迅速換到新開放的車道上去。
3、交通堵塞預防系統
你每天所走的高速公路或許會因爲一起交通事故而變成單車道行駛狀態,這是非常令人泄氣的事情。那條路上的汽車必須轉道行駛。 因此你不可避免地必須在中途減速換到另外一條路上去。但是,那種減速情況是否是不可避免的呢?
德國政府贊助汽車行業進行了一項名爲“ACTIV”的計劃,計劃的目的是充分利用技術進行車流量管理並最終實現自動化行車嚮導。作爲這項計劃的成果之一,大衆汽車公司的工程師們進行了一項研究,顯示出如何讓道路上的汽車在合適的時候提速以減少交通堵塞。 這基本上也是你一直期望司機們能夠做的事,加速讓其他司機插進來。
下面我們來看看它是如何發揮出作用的。在發生交通堵塞時,不用讓所有的車都減速,我們可以指示臨近道路上的一輛正在接近堵塞點的汽車加速。這樣在那輛汽車和它後面的汽車之間就留出了一段空間,供堵塞車道上的汽車插進去。 配備了照相機和電腦來記錄和分析路況的交通管理系統可以提示汽車何時停下以及啓動。
此外,還可以用一個更有效的系統對正在接近堵塞點的汽車進行半自動控制。這個系統可以內建在本地交通管理系統的先進型適應型巡航控制和互動通信之中。 當然,實際上如果沒有完全自動化的公路,事故現場的人們也做不了什麼。
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這款試驗性大衆汽車上的能動操控系統可以利用板上照相機來讀取道路標誌並保證測試車輛在道內行駛。
4、自動化操控
司機精神狀態不佳是全球交通事故發生的原因之一。不久,人們就可以利用先進的照相機系統來讀取公路標誌並在汽車發生漂移現象時對司機發出溫和的警告。 但是現在研究人員們還在研究更積極的干預措施。大衆汽車公司向我們展示了一款具備這種行駛矯正功能的汽車。
在大衆汽車公司的德國試驗場,我們在中等時速下測試了那個系統。我們沒有完全放開對方向盤的操控,將自己的生命交給一個電腦系統是很難的,但是這個系統卻做得不錯。 由於電力駕駛功能的出現,計算機得以通過一個照相機系統和另一臺電腦的信號來控制轉向器馬達。如果照相機和感應器檢測出汽車在正常行駛參數之外發生了漂移,它就會進行控制。 雖然大衆汽車公司的系統非常積極主動,但是它也可能會做過頭。例如,在打轉向指示燈或者感應到其他轉向力時,系統也會失效。
由於這種技術尚未得到大衆的接受,裝備了電子駕駛系統的汽車對電腦的介入控制進行了限制。通常它會被用來協助手動操控。 將駕駛權完全接手過去的汽車最好不要出現什麼漏洞。最大的問題是如何判定是司機注意力不集中了還是他故意想去換道。 因此,首款此類應用軟件很可能會與適應性巡航控制系統同時發佈。
我們駕駛的那輛試驗汽車實際上是通過利用感應器來監控司機的心跳來判定我們當時是清醒的還是奄奄欲睡的。工程師們在加深對人體機能的瞭解之後,可以利用各種信號來激活或者停用系統,包括體溫、坐在座位上時手在方向盤上的動作,甚至眼部運動等。 在這一點上,硬件已經不成問題了,我們現在只需等合適的軟件出來。
5、更清潔的燃料
大衆汽車公司和德國其他的汽車廠商正在開發一種新型合成燃料,那種燃料是通過液化過程得到的。大部分這種方法都使用觸媒(通常使用鐵或者鈷)來將固體如煤炭和農業廢物轉化成液體燃料或者將天然氣轉化成液體燃料。 現在它們還在研究用纖維素(稻草、木頭和各種廢物)而不是玉米或者甜菜來生產乙醇,因爲使用玉米或者甜菜的話會對食品供應造成影響。
生物燃料被稱爲陽光燃料,因爲從本質上來說它們是可再生的,它們的基本生產工藝與其他合成燃料的生產工藝是一樣的。人們可以根據先進發動機工藝的具體要求,利用各種精確的燃燒特性來設計合成燃料。
氫燃料如何? 大衆汽車公司對此並不樂觀。公司已經開發出了一種高溫燃料電池,而且大衆汽車公司的工程師們認爲燃料電池的使用壽命將達到20年以上。
正如大衆汽車公司的一位工程師所說,如果鋰電池或者其他電池技術可以實現足夠大的能量密度,即保證汽車的時速可以達到200公里以上, 那麼燃料電池纔會被取代。 在這一點上,鋰電池只能保證汽車的速度達到每小時7公里。 正在開發中的新鋰電池也只能讓汽車時速達到21公里。 顯然他們現在正在研究能夠讓汽車時速達到70公里的電池。
大衆汽車的混合燃燒系統是其2.0升4缸柴油機的改良版本。
6、未來的動力裝置
近期的研究方向是更有效地利用活塞式引擎比如大衆汽車公司的BlueMotion TDI和1.4升渦輪火花點火發動機中的礦物燃料。除此之外,還有帶啓動停止功能的汽油引擎等。 那與Chevrolet Volt公司的想法差不多,即在配備了即插即用型混合引擎之外還配備一個小型汽油引擎對可充電電池進行充電。
所有的汽車廠商都在開發同源電子壓縮點火引擎,在負載很重時,可以用火花塞點火,但是在負載很輕時,可以不用火花塞而通過汽缸和貧燃料混合氣來點火。 壓縮衝程可以令混合氣達到一種受控的自點火狀態,這樣就不用火花塞了。由於汽缸中的混合氣是均勻的,因此就不會出現前端熱焰,混合氣的燃燒也在瞬間就完成了。 因此,不存在出現“熱點”導致引擎爆燃的可能性。(三張)
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