- 研究討論支撐汽車(chē)四大主題的電子技術(shù)
- 利用電子技術(shù)提高舒適性和安全性
- 進(jìn)行汽車(chē)“CO2減排”和“車(chē)載軟件開(kāi)發(fā)效率化”
隨著汽車(chē)向電子化發(fā)展，電子部件在汽車(chē)制造成本中的比例正迅速提高，很多看法認(rèn)為其比例將達(dá)到40％。汽車(chē)對(duì)電子技術(shù)的依賴程度越來(lái)越高，2007 年電子部件在汽車(chē)制造成本中所占比例如下，“花冠”級(jí)小型車(chē)為10～15％、“雷克薩斯”等高級(jí)車(chē)為20～30％、“普銳斯”等混合動(dòng)力車(chē)約為50％。各種車(chē)型平均來(lái)說(shuō)達(dá)到了20～30％。該比例到2015年預(yù)計(jì)將升至40％。汽車(chē)制造成本大致可分為部件材料費(fèi)70％、人工費(fèi)15％、其他 15％，2015年電子部件將成為汽車(chē)部件材料費(fèi)用中的主要部分。
利用電子技術(shù)提高舒適性和安全性
汽車(chē)向電子化迅速發(fā)展的原因是，要想實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的四大技術(shù)主題——“舒適”、“安全”、“環(huán)保”、“可靠”，電子技術(shù)就不可缺少的結(jié)果。用戶除對(duì)汽車(chē)要求的基本性能指標(biāo)——“安全”和“可靠”之外，還隨著汽車(chē)的普及，越來(lái)越多的用戶開(kāi)始提出“舒適”要求，另外，近年來(lái)環(huán)境問(wèn)題備受關(guān)注，“環(huán)保”對(duì)策也成為不可回避的問(wèn)題。要想實(shí)現(xiàn)這四大主題，就需要在汽車(chē)上采用電子技術(shù)。
作為兼顧舒適性及安全性的技術(shù)，預(yù)防碰撞安全系統(tǒng)、泊車(chē)輔助系統(tǒng)、巡航控制功能等都在不斷普及，性能也在不斷提高。預(yù)防碰撞安全系統(tǒng)以前主要用于緩和碰撞時(shí)的沖擊，而今后則有望連碰撞本身也能避免。因此，各種電子系統(tǒng)及技術(shù)的實(shí)用化在不斷推進(jìn)，比如，在車(chē)內(nèi)配備基于CMOS及CCD圖像傳感器的攝像頭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CMOS/CCD攝像頭”），通過(guò)檢測(cè)駕駛員面部朝向，在駕駛員未看道路時(shí)會(huì)以聲音或振動(dòng)發(fā)出警告，以及通過(guò)結(jié)合使用雷達(dá)和CMOS/CCD攝像頭來(lái)提高障礙物檢測(cè)精度等等。此外，業(yè)界還實(shí)際驗(yàn)證了利用汽車(chē)與交通基礎(chǔ)設(shè)施之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信獲得的信息，通過(guò)微控制器來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)及制動(dòng)器，并開(kāi)發(fā)了除障礙物檢測(cè)外還可將車(chē)載雷達(dá)應(yīng)用于車(chē)車(chē)間數(shù)據(jù)通信的技術(shù)。
在泊車(chē)輔助系統(tǒng)方面，在指定所想停車(chē)的位置后，汽車(chē)自動(dòng)操縱方向盤(pán)來(lái)倒車(chē)的系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)用化。今后在該系統(tǒng)普及的同時(shí)，前進(jìn)和后退均可控制的系統(tǒng)也有望亮相。這種系統(tǒng)采用基于汽車(chē)周?chē)惭b的CMOS/CCD攝像頭的圖像識(shí)別技術(shù)。此外，還采取了通過(guò)儀表板LCD化來(lái)提高HMI（人機(jī)界面）性能、提高巡航控制性能、配備比原來(lái)更亮的LED燈等措施，提高了采用電子技術(shù)的舒適及安全性能。
另外，作為該領(lǐng)域的重大技術(shù)革新而備受關(guān)注的“X-by-Wire”（將制動(dòng)及轉(zhuǎn)向操作從原來(lái)的油壓及線纜等機(jī)械傳動(dòng)，換成經(jīng)由傳感器、電氣配線、馬達(dá)的電氣控制技術(shù)），其實(shí)用化也將成為現(xiàn)實(shí)。X-by-Wired將在加快從個(gè)別控制向綜合控制的過(guò)渡、促進(jìn)安全性及舒適性得以提高的同時(shí)，成為進(jìn)一步加快汽車(chē)向電子化發(fā)展的起爆劑。
讓汽車(chē)廠商頭疼的“CO2減排”和“車(chē)載軟件開(kāi)發(fā)效率化”
在環(huán)保方面，減少汽車(chē)的CO2（二氧化碳）排放是汽車(chē)廠商的最大技術(shù)課題，作為解決該問(wèn)題的一個(gè)方法，有必要開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力系統(tǒng)，制造電動(dòng)汽車(chē)及燃料電池車(chē)都是不可缺少的手段。環(huán)保方面的核心技術(shù)也是馬達(dá)及電池，電子技術(shù)同樣必不可少。在該領(lǐng)域，現(xiàn)有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也存在為實(shí)現(xiàn)低燃耗而采用電子技術(shù)的趨勢(shì)。比如，改進(jìn)電子控制噴射技術(shù)、改進(jìn)包含發(fā)電機(jī)在內(nèi)的電池充放電控制系統(tǒng)、采用電動(dòng)助力方向盤(pán)等。這些改進(jìn)雖然對(duì)減排CO2各自都只有百分之幾的效果，但是將這些效果累積起來(lái)，便可實(shí)現(xiàn)燃耗的大幅降低（注）。
在可靠性方面，為了確保汽車(chē)技術(shù)的必要條件——可靠性，電子技術(shù)的存在價(jià)值不容忽視。這是因?yàn)椋?jīng)過(guò)上述技術(shù)革新，電子技術(shù)正逐步成為汽車(chē)技術(shù)的核心。尤其是實(shí)現(xiàn)微控制器控制所需車(chē)載軟件的代碼規(guī)模迅速擴(kuò)大，確保該軟件的可靠性目前乃是讓汽車(chē)廠商頭疼的課題。在汽車(chē)開(kāi)發(fā)一線，軟件在開(kāi)發(fā)工時(shí)中的比例迅速提高，為了開(kāi)發(fā)規(guī)模大且可靠性高的軟件，建立高效開(kāi)發(fā)體制成為當(dāng)務(wù)之急。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，汽車(chē)廠商正在推進(jìn)“AUTOSAR”及“Automotive SPICE”等軟件開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化。
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電子技術(shù)的導(dǎo)入至關(guān)重要
隨著電子技術(shù)在汽車(chē)技術(shù)中不斷得到應(yīng)用，對(duì)于汽車(chē)廠商來(lái)說(shuō)，電子技術(shù)的導(dǎo)入以及為導(dǎo)入技術(shù)而與電子廠商展開(kāi)的合作，很可能會(huì)成為今后技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。
比如，為了削減CO2，汽車(chē)廠商需要對(duì)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行革新，可是要對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)的系統(tǒng)及燃料電池車(chē)系統(tǒng)這4～5種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，即使是大型汽車(chē)廠商，從開(kāi)發(fā)資源及開(kāi)發(fā)成本來(lái)看也十分困難。因此，汽車(chē)廠商之間、或者汽車(chē)廠商與汽車(chē)部件廠商及電子廠商之間開(kāi)始進(jìn)行共同開(kāi)發(fā)。另外，對(duì)于車(chē)載軟件的猛增，已經(jīng)跨過(guò)“軟件危機(jī)”的電子業(yè)界（包括計(jì)算機(jī)與IT業(yè)界的廣義電子業(yè)界）的經(jīng)驗(yàn)將可能會(huì)發(fā)揮巨大作用。
在汽車(chē)的CO2減排對(duì)策方面，最近的熱門(mén)話題是添加生物乙醇的汽油。但有觀點(diǎn)指出，增產(chǎn)生物乙醇存在使全球糧食問(wèn)題惡化的副作用。增產(chǎn)生物乙醇會(huì)導(dǎo)致原料 ——玉米和甘蔗的價(jià)格高漲，在連鎖反應(yīng)下，小麥及米類(lèi)的價(jià)格，以及以這些谷物為飼料的家畜肉品、雞蛋及奶酪等各種食品的價(jià)格也很有可能上升。這樣一來(lái)，在低收入層較廣的國(guó)家很可能會(huì)導(dǎo)致食品問(wèn)題惡化。也就是說(shuō)，從全球范圍來(lái)看，增產(chǎn)生物乙醇將為了擁有汽車(chē)的富裕層而犧牲飽受食品價(jià)格高漲影響的貧困層。從這一觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，為了減少汽車(chē)的CO2排放，應(yīng)該致力于汽車(chē)燃耗的降低，而不是增產(chǎn)生物乙醇。
