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日新月异的汽车IT技术

2004-04-07 来源:光明日报 作者:选题策划:张碧涌([email protected]) 主持人: 我有话说

主持人语:IT技术的应用极大地增添了汽车的安全性和舒适感。可以说,在今天选择一辆满意的汽车,不仅要考虑品牌、发动机、售后服务等传统因素,还应该仔细地看一看汽车应用的IT技术。4月1日,本刊邀请了北京航空航天大学汽车工程系王建博士、宏伟工贸集团汽车销售公司副总经理韦革、清华大学

汽车工程系博士生侯德藻和汽车专家吴刚,一起说说汽车上的信息技术。

ABS最早用在火车上

主持人:信息技术在汽车的哪些方面得到了应用?

吴刚:信息技术主要应用在汽车发动机技术、底盘技术、制动技术、控油技术等几个方面。在安全方面应用也比较多,如ABS系统、安全气囊、GPS技术等。

韦革:10年前,像ABS和安全气囊这些技术只有高档车才能配置,现在已成为10万元车的配置。

侯德藻:ABS指防抱死制动系统,当车辆在高速驾驶中突然刹车时,这个系统能避免汽车出现后轮侧滑和前轮丧失转向能力,可以提高汽车行驶的稳定性、操纵性和安全性。

主持人:它的原理是什么?

侯德藻:ABS系统的工作原理类似我们驾驶技术中说的“点刹”,就是一点一点刹车。当车轮制动时,安装在车轮上的传感器能感知车轮是否抱死,并将信号传给电脑,电脑会马上降低被抱死车轮的制动力,车轮又继续转动。转动到一定程度,电脑又施加制动,这样不断重复,直至汽车完全停下来。通过“抱死―松开―抱死―松开”的循环工作,车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。

王建:ABS最早应用在火车上,以防止火车在刹车时脱轨。在上个世纪六、七十年代又应用在飞机上。

主持人:原先没有ABS系统的汽车可以补装吗?

韦革:可以,加装一套大约需要几千元钱。

主持人:带EBD的ABS系统是什么呢?

王建:EBD的意思是“制动力分配系统”,主要是对ABS起辅助功能,提高ABS功效。重踩刹车时,EBD会在ABS作用之前,依据车辆的重量分布和路面条件,有效分配制动力,以使4个车轮得到更接近理想化的刹车力分布。

韦革:冬天下雪,车辆很可能左轮行驶在冰面上,而右轮是在路面上,那么左右摩擦力不同,刹车需要的制动力也应该不同。EBD能在汽车制动的瞬间,分别计算出4个轮胎摩擦力数值,然后通过调整制动装置,达到制动力与摩擦力的匹配,以保证车辆的平稳和安全。

主持人:除了EBD外,ABS还有什么辅助系统?

吴刚:现在比较常见的还有电子稳定程序、制动辅助系统、驱动防滑系统、电子刹车辅助系统等等。像电子稳定程序可以通过主动调控发动机的转速,调整每个轮子的驱动力和制动力。电子刹车辅助系统又称EBA,可以通过电脑判断驾驶者的刹车意图。如果属于非常紧急的制动,EBA此时就会指示制动系统产生更高的油压使ABS发挥作用,这对于脚力差的妇女及高龄驾驶者帮助很大。有关测试表明,EBA可以使时速高达200公里的汽车完全停下的距离缩短21米,尤其对在高速公路行驶的车辆,EBA可以有效防止常见的“追尾”事故。

混合动力成为未来方向

主持人:我们常听说电喷发动机指的是什么?

王建:“电喷”指的是电子控制燃油喷射技术。在气缸每一次吸气时,都由电子控制燃油的供给量,由喷嘴喷射,与空气混合,再吸入气缸。这样,在发动机工作的所有点,都对空气和燃油的混合进行最佳控制,从而使燃油的供给量满足发动机的工作要求。

韦革:电喷技术是很先进的供油技术,它保证了发动机在动力、经济和排放上达到一个综合最佳状态,就是在省油、排放低的状态下表现出较好的动力。

主持人:那么电喷技术对汽车尾气的排放上有帮助吗?

王建:电喷技术只是让燃油的燃烧更充分、更完全。因为污染来自于燃烧不彻底,尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。为了解决这个问题,还要在气缸的排气口与消声器之间安装一个尾气净化(催化)器。净化装置可以使一氧化碳、碳氢化合物被氧化成水和二氧化碳,而使氮氧化物还原成氮气和氧气。

韦革:很多因素也会影响到排放。例如交通堵塞,汽车总是低档行驶,燃油的燃烧不充分,排放中的污染物就多。另外,我国汽油的含铅量比较高,也对排放有影响。

侯德藻:现在国家已将混合动力列进“863”计划,并委托清华大学进行研究。“混合动力”就是使用电机和汽油两种能源,在低速行驶的时候利用电机驱动。电机驱动比较环保,但动力性差,当高速行驶时则会自动切换到汽油驱动。“混合动力”可以让发动机永远处在最环保的工作状态。

卫星定位系统日趋普及

主持人:现在很多车装载GPS系统,能否介绍一下?

侯德藻:GPS即全球定位系统,是由美国国防部耗资120亿美元建成的军事卫星系统,主要用于军事目的。

王建:美国为GPS发射了30颗卫星,其中6颗备用,其余24颗分布在6个轨道界面上,每个轨道面4颗。地球上每一点都可以同时接受到其中4颗卫星的信号。

主持人:它的精度有多高?

王建:目前全世界可以免费使用GPS的信息,但由于它主要用于军事用途,所以美国军方并不保证使用质量。

吴刚:也就是说你可以用它,但是所提供给你的信号并不一定是准确的,可能出现偏差。美国军方还可以对你的信号进行干扰。

王建:GPS是非常精确的系统。目前对外宣称民用级使用精度在10米左右。我亲自做过测量,精度可达到1米。假如在车的左右两边都安装发射器,汽车的行驶轨迹可以清晰地显示成两条平行线。

主持人:车载GPS的使用情况如何?

王建:在美国,GPS的使用程度非常高。但在国内还有两个问题要解决:一个是信息服务的问题,因为我国是快速发展中的国家,城市道路的面貌变化很快,这就需要对道路经常更新。另外一个是价格,国外这套设备的售价在100美元左右。

韦革:在我国,加装一套GPS系统,便宜的要几千元人民币,贵的要2万元左右。

主持人:世界上还有其他的定位系统吗?

王建:前苏联曾经在上世纪80年代建成全球定位系统,我国也有北斗双星定位系统。但这些系统的缺点在于发射卫星过少。

侯德藻:现在中国和欧洲正在共同投入名为“伽利略计划”的全球定位系统研究中,这个系统面向民用,将在未来几年投入使用。

汽车使用越来越“傻瓜”

主持人:汽车IT技术的使用会朝什么方向发展?

韦革:新的奔驰车上已经开始使用“蓝牙”技术。在一些高档车上,你可以看电视、上网、发传真等等,汽车其实已经成为一个信息中心。

侯德藻:未来的汽车将会出现无人驾驶。自动交通系统的完善,将会使汽车能在保持1米车距的情况下高速行驶。

吴刚:现在汽车的操控界面也越来越人性化和简易化,像宝马的idrive、奥迪的MMI多媒体界面。这些新的界面将会使驾驶越来越简单,人机对话越来越轻松,汽车将成为“傻瓜汽车”。

王建:其实IT技术已在汽车的每个部分得到应用。现在高档车上一般都装有100多个微处理器,这100多个微处理器通过车内网络连接。这个网络使用一个叫做“CANBUS”的通讯协议。针对不同的指令,整个系统可以通过高速网或低速网进行工作,高速网的带宽可达到1兆,低速网则只有100K。

吴刚王建

韦革侯德藻

(摄影:本报记者程伟光)

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