電子技術(shù)助力打造對人類和環(huán)境友好的汽車

　　全球變暖、交通事故…汽車的負(fù)面影響正在被不斷地放大。然而，在2007年第40屆東京車展上，多家汽車廠商都展出了以"對人類和環(huán)境友好"為主題的汽車。

　　"這是能夠讓人越來越健康的汽車"--豐田汽車總裁渡邊捷昭在該公司舉行的發(fā)布會上對其概念車RiN進(jìn)行了如此評價(見圖1a)。為了營造出讓駕駛者不會感到緊張的環(huán)境，使駕駛者保持良好的精神狀態(tài)，RiN中采用了眾多的電子技術(shù)。

　　比如，車內(nèi)設(shè)計有利用電極測定心跳次數(shù)的"調(diào)心方向盤"，以及反映駕駛者心理狀態(tài)的電動助推式滑動車門。凋心方向盤可通過安裝在方向盤內(nèi)的電極測量駕駛者的心跳次數(shù)，電子控制單元(ECU)能夠?qū)ψ月缮窠?jīng)的活動量進(jìn)行分析，并結(jié)合駕駛者當(dāng)時的心理狀態(tài)，再將用于提示放松或集中灃意力的抽象圖像顯示到方向盤中央的顯示屏上。當(dāng)駕駛者平靜地開關(guān)滑動門時，電動系統(tǒng)將會進(jìn)行適當(dāng)?shù)刂?；?dāng)駕駛者粗暴地開關(guān)滑動門時，電動系統(tǒng)就會進(jìn)行一些限制，以幫助駕駛者調(diào)整心態(tài)。

　　另外，車內(nèi)還有用于緩解肩部酸痛、發(fā)冷現(xiàn)象的"舒適加熱座椅"、"氧氣濃度調(diào)節(jié)器"、"定位加濕"等設(shè)備，并采用了讓行人和其他車輛的駕駛者不會覺得晃眼的配光控制前照燈。豐田汽車表示："這款車的目標(biāo)是保護(hù)駕駛者的身心健康，并與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。"

　　以駕駛者在心情放松時容易發(fā)生事故的研究結(jié)果為基礎(chǔ)，日產(chǎn)汽車的概念車PIVO 2采用了能夠根據(jù)表情和對話推斷駕駛者狀念并對其進(jìn)行語音提示的"機(jī)器人總管(Robotic Agent)"(見圖1b)，駕駛者還可將機(jī)器人總管更換成可顯示到監(jiān)視器上的其他動畫人物。該功能的應(yīng)用軟件由日產(chǎn)汽車開發(fā)，硬件(機(jī)器人頭部)由NEC提供。

　　本田的PUYO是一種燃料電池概念車，為了體現(xiàn)出對人類和環(huán)境友好的主題，車身采用硅樹脂制成(見圖1c)，感覺較為柔軟。設(shè)計工程師介紹說："燃料電池車屬于新一代汽車。我們的設(shè)計目標(biāo)是想要改變過去汽車的冷硬形象。"PUYO的另一大特點(diǎn)是采用了操縱桿以取代方向盤。

　　電動汽車的實用化日益臨近

　　此次車展讓人感覺到，作為環(huán)境友好型汽車，電動汽車已經(jīng)日益臨近實用化。三菱汽車總裁益子修表示，電動汽車將于2009年進(jìn)入實際應(yīng)用，比之前的計劃提前了1年。日產(chǎn)汽車總裁兼首席執(zhí)行官CarlosGhosn在2007年10月26日的中期決算發(fā)布后，也發(fā)表了將于2012年建立電動汽車量產(chǎn)體制的宣言。

　　繼上述兩家公司之后，富士重工業(yè)表示將在2010年之前實現(xiàn)電動汽車的產(chǎn)品化。也就是說，目前已有3家日本的汽車廠商明確表示要實現(xiàn)電動汽車的實用化。在此次車展上，這3家公司也展出了電動汽車的概念車，即日產(chǎn)汽車的PIVO 2、三菱汽車的i MiEV SPORT和富士重工業(yè)的G4e CONCEPT(見圖2)。

　　日產(chǎn)汽車的PIVO 2是在2005年東京車展上展出的PIVO基礎(chǔ)上進(jìn)化而成的電動汽車。與PIVO一樣，PIVO 2的座艙也可旋轉(zhuǎn)，并且，不僅能前后移動，還能夠左右移動。以前，馬達(dá)被安裝于底盤下面，現(xiàn)在則換成了分別與各車輪直接連接的輪轂式馬達(dá)。這種馬達(dá)是由2個轉(zhuǎn)子和1個定子構(gòu)成的軸向間隙型馬達(dá)，它是在富土通通用公司的技術(shù)支持下開發(fā)出來的。每個馬達(dá)的輸出功率為15kW，4個總共60kW。蓄電池采用鋰離子充電電池，這種電池使用尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4作為正極材料，快速充電10～20分鐘后可連續(xù)行駛120km以上。

　　三菱汽車的i MiEV SPORT是一種比預(yù)定在2009年上市的i MiEV還輕便的概念車。該車以輕型汽車"i"的平臺為基礎(chǔ)，由馬達(dá)驅(qū)動后輪。除了后輪馬達(dá)外，左右前輪也配置了輪轂式馬達(dá)。前輪的馬達(dá)輸出功率均為20kW，后輪為47kW。

　　另外，該公司還展出了已在2007年中期進(jìn)行實際行駛試驗的iMiEV汽車。同以往的汽車相比，該產(chǎn)品除了提高了馬達(dá)和逆變器的靜音性外，還在維持原有的馬達(dá)最大輸出功率和最大扭矩的前提下，將馬達(dá)減輕了10％，將逆變器縮小了30％。作為電源的鋰離子允電電池采用了GS YUASA公司的產(chǎn)品，其電流容量為50Ah，電壓為14.8V。汽車底盤下共安裝了22個模塊，每個模塊含有4個電池。電力容量為16kWh，一次充電可行駛約160km。

　　富士重工業(yè)的G4e CONCEPT中使用的鋰離子充電電池是采用V2O5(五氧化釩)作正極材料的新一代電池，同該公司已進(jìn)入實際行駛試驗的電動汽車R1e上使用的LiMn2O4相比，能量密度提高到了原來的2倍。汽車底盤下配置了16個電池模塊。電力容量為20kWh，一次充電可行駛200km。

　　可俯視汽車的攝像設(shè)備

　　在此次車展上，作為車載零部件展出較多的是車載攝像系統(tǒng)。如圖3所示，車上安裝4個攝像頭后，駕駛者便能夠利用汽車的俯視圖來停車，并可防止汽車在左右轉(zhuǎn)彎時發(fā)生沖撞。日產(chǎn)汽車在2007年10月底上市的ELGRAND便安裝了這種系統(tǒng)。

　　各公司車載攝像系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)大致相同，即一般在車輛的前方、左右兩側(cè)、后方分別安裝1個攝像頭，共計安裝4個攝像頭。系統(tǒng)對來自各攝像頭的影像進(jìn)行合成，然后將合成的影像顯示到車載顯示屏上，合成后，影像就如同從車頂上方看到的一樣。各公司的不同之處在于影像提供方式、是否具有通過影像識別檢測周圍移動物體的功能等。 

　　日產(chǎn)汽車的方式是： 一旦變速桿被掛入"R(倒車)"檔位，將自動在顯示屏的左半部分顯示汽車的俯視圖，顯示屏的右半部分則自動顯示后方攝像頭拍攝的影像。另外，屏幕左側(cè)不僅可顯示俯視圖，還能切換為被稱為"側(cè)面盲點(diǎn)視圖"的顯示模式，以顯示汽車左前方的情況，這對于汽車縱向出入時非常有用。汽車四角還配備了超聲波傳感器，一旦檢測到周圍的障礙物，就會發(fā)出警報。

　　日野汽車也采用了通過變速桿位置切換顯示影像的方式。通常情況下，顯示屏只顯示來自前方和兩側(cè)的3個攝像頭拍攝的影像。一旦變速桿被掛入倒檔，顯示屏就會切換顯示兩側(cè)和后方攝像頭拍攝的影像。顯示畫面一般分為3個區(qū)域，如果在分割的區(qū)域內(nèi)有物體移動，該區(qū)域?qū)@示為紅色且不停閃爍，并通過警報聲提醒駕駛者注意。

　　松下電器產(chǎn)業(yè)和三洋電機(jī)的系統(tǒng)中也安裝了檢測周圍移動物體的功能。在松下電器產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)中，當(dāng)檢測到車輛附近有移動物體時，在顯示畫面中，移動物體的上面將顯示紅色的驚嘆號標(biāo)記。而且，驚嘆號的顏色會根據(jù)移動物體與車輛的距離發(fā)生改變，如果距離變遠(yuǎn)，就顯示黃色的驚嘆號。在三洋電機(jī)的系統(tǒng)中，如果檢測到周圍有移動物體，顯示畫面便會在移動物體四周標(biāo)記一個紅色方框，并在影像合成時通過精心制定的算法對影像接縫及接縫產(chǎn)生的偏移進(jìn)行調(diào)整，幾乎完全消除了接縫痕跡，實現(xiàn)了清晰的無縫影像。

　　Clarion公司的方式則剛好與三洋電機(jī)相反，系統(tǒng)會故意將影像接縫清楚地顯示出來。據(jù)該公司的解說員介紹："這是為了通過顯示影像的結(jié)合部位，讓駕駛者意識到不能過度依賴接縫附近的影像。"