Аудиосистема без динамиков, «колесо будущего» и другие автоновинки Continental
Компания Continental известна автолюбителям как производитель шин. Но это далеко не единственный род деятельности европейского производителя. По уровню продаж шинное подразделение приносит компании около четверти выручки. Остальные 74 % приходятся на другие отделения компании: по производству компонентов для шасси и обеспечения безопасности, салонного оборудования, силовых передач и подразделение ContiTech, которое разрабатывает и производит функциональные элементы, компоненты и системы для автомобильной промышленности и других ключевых отраслей.
Нынешним летом компания собрала журналистов со всей Европы в рамках мероприятия Continental TechShow 2017, на котором рассказала о 30 новых технологиях в области автомобилестроения. Демонстрация проходила на полигоне Contidrom, который расположен неподалёку от Ганновера, так что многие прототипы можно было опробовать в действии на треке.
«Подключённые автомобили» (Connected Cars) — одна из актуальных тем последних лет среди автопроизводителей. Автомобиль, имеющий доступ к глобальной Сети, становится значительно удобнее для водителя: к примеру, он может видеть актуальную информацию о дорожной обстановке на экране мультимедийной системы. В будущем возможности подключённых автомобилей будут гораздо шире: компания Continental показала это на примере концептуальной разработки под названием Holistic Connectivity.
Демокар, оснащённый данной системой, продемонстрировал несколько любопытных возможностей, которые будут доступны автомобилистам в ближайшей перспективе. Например, автомобиль будет знать, если вдоль вашего маршрута следования есть возможность подвезти пассажира и заработать на этом какую-то сумму денег: соответствующее предложение появляется прямо на экране мультимедийной системы.
Поездка на заправку на подключённом автомобиле также станет удобнее: представьте, что вам даже не придётся выходить из машины, чтобы расплатиться за бензин. Выбрать тип топлива, указать его количество и оплатить бензин можно будет прямо на экране развлекательной системы! Кроме того, автомобиль может проинформировать вас, что уровень антифриза находится на минимальной отметке, а в магазине на заправке его можно купить со скидкой.
По задумке производителя, мультимедиа выступает также в качестве цифрового помощника. Анализируя поведение водителя, система автоматически создает информационно-развлекательную программу: например, утром, по пути на работу, включается его любимая новостная радиостанция. Основой для системы послужили стандартные решения в области Интернета вещей — IBM Red Node, IFTTT и другие, а также стандартные интерфейсы, например MQTT (Message Queue Telemetry Transport) и REST (Representational State Transfer).
Ещё одним преимуществом подключённых автомобилей станет доступ к облачному хранилищу музыки, а вкупе с голосовым управлением процесс выбора композиций станет простым и удобным.
Количество подобных автомобилей будет активно расти и уже к 2020 году достигнет 250 млн. Это значит, что у различных служб появится новый источник данных — можно будет в режиме реального времени контролировать не только дорожную обстановку, но и качество дорожного полотна и погоду. Уже сейчас Continental работает вместе с Meteo France над проектом eHorizon.Weather: 220 автомобилей помогают отслеживать погодные явления по всей стране. Автомобили, подключённые к сервису eHorizon.weather, передают сведения о погоде для оптимизации краткосрочных прогнозов и интеграции актуальных данных о состоянии погоды в отдельных местах маршрута. Это позволит заблаговременно предупреждать водителей об ухудшении погодных условий. Технология eHorizon.weather предполагает использование доступных компонентов подключённого автомобиля — датчиков стеклоочистителей, противотуманных фар или антиблокировочной системы и системы поддержания курсовой устойчивости — для получения данных о температуре, давлении воздуха и видимости или информации о состоянии дорог.
Автомобили, оснащённые диагностическим разъёмом OBD-II, можно сделать умнее с помощью Bluetooth-донгла, подключаемого к этому порту. По беспроводному интерфейсу можно не только просматривать диагностическую информацию вашего автомобиля на экране смартфона, но и передавать её на общий сервер, где та будет анализироваться. Эта функциональность будет особенно полезна владельцам различных автопарков: прокатных контор, такси, служб доставки и т. д. Операторы в режиме реального времени смогут отслеживать информацию обо всех автомобилях: их текущее положение, уровень топлива, пробег и многое другое. Это значит, что обслуживать такой автопарк будет гораздо проще: система сама сообщит, если подойдёт срок ТО у одного из автомобилей либо если будет замечена неисправность оборудования.
А пока автомобили не умеют общаться друг с другом, это могут делать их водители — например, с помощью радиостанций гражданского диапазона (CB radio). В России такие рации особенно популярны у дальнобойщиков: с их помощью водители предупреждают друг друга о дорожных заторах, полицейских засадах и т. д. Continental предлагает вывести общение на новый уровень с помощью приложения VoicR, являющегося цифровым аналогом CB radio. На экране планшета или смартфона можно будет видеть количество пользователей в радиусе 10–70 миль. Приложение VoicR будет интегрировано в планшет Zonar Connect для коммерческого автотранспорта и тем самым обеспечит поддержку водителей и менеджеров автопарков.
Аналоговые стрелочные приборы постепенно уходят в небытие, особенно в автомобилях верхней ценовой категории. Continental продемонстрировала концепт электронной приборной панели с весьма необычным дизайном. Вполне возможно, кто-то из автопроизводителей заинтересуется данной разработкой, и мы скоро увидим её аналог в серийном автомобиле.
В будущем и другие элементы интерьера автомобиля могут значительно измениться. Даже такие, казалось бы, тривиальные вещи, как дверные панели, могут стать технологичнее. Continental предлагает использовать полупрозрачные материалы, за которыми помещены источники света. Цветовые эффекты могут служить не только для украшения интерьера, но и в качестве дополнительного способа информирования водителя о потенциально опасной ситуации. Например, в случае риска столкновения салон заливает ярко-красный цвет — водитель явно заметит такое предупреждение и отреагирует.
Ещё более наглядные сигналы может подавать световая панель, встроенная в нижнюю часть лобового стекла. Яркая вспышка подскажет уткнувшемуся в смартфон водителю, что сейчас самое время нажать на тормоз и уберечь себя и свой автомобиль от столкновения.
Автомобильные мультимедийные системы при прослушивании радио могут по RDS получать информацию о том, какая композиция сейчас играет. Наличие подключения к Интернету позволит автоматически находить нужную обложку альбома и демонстрировать её на экране. Мелочь, а приятно.
Управление мультимедиасистемой с помощью жестов уже используется в современных автомобилях — например, в BMW 7-й серии можно не касаясь дисплея увеличивать громкость воспроизведения или переключать треки. Несколько иную технологию управления жестами разработала Continental: компания предлагает рисовать пальцами на экране различные фигуры. Например, если нарисовать двумя пальцами сердечко, система позвонит вашей жене, а если символ крыши дома, то навигация проложит маршрут домой. С помощью жестов можно отдать команду автомобилю сделать то или иное действие, при этом водителю не придётся отвлекаться от процесса вождения.
Сегодня даже бюджетные автомобили оснащаются камерами заднего вида, облегчающими процесс парковки. Более дорогие автомобили часто комплектуются системами кругового обзора, умеющими комбинировать изображение с четырёх камер в одно изображение, показывающее автомобиль с верхней точки. Однако из-за низкого разрешения камер и не самой идеальной склейки данная опция не всегда помогает в реальной жизни. Continental разработала модульную масштабируемую платформу MFC 500, оснащаемую камерами с разрешением до 8 Мп и углом обзора 125 градусов. Автомобиль, оснащённый прототипом данной платформы, порадовал великолепным качеством картинки с камер.
Но это не единственный плюс MFC 500. Модульная система включает интеллектуальную камеру, различные датчики и центральный компьютер. Оборудование и программное обеспечение создают условия для выполнения любых функций — от простого обнаружения объекта до мгновенного анализа сложных сценариев с использованием нейронной сети для беспилотного вождения. В качестве примера разработчики показали, как автомобиль можно «научить» парковаться в гараж. Достаточно один раз заехать в гараж в режиме обучения. После этого автомобиль сможет самостоятельно парковаться в гараже, а управлять данным процессом можно прямо со смартфона — находиться внутри салона не обязательно.
Ещё один режим парковки, которому можно «обучить» автомобиль, — это повторение траектории движения. После обучения ваша машина сможет парковаться самостоятельно в специально отведённом для этого месте. Если же с течением времени обстановка изменится или автоматика обнаружит препятствие, естественно, столкновения не будет — автомобиль попробует его объехать либо остановится, если объезд невозможен. В зависимости от объёма памяти система отработанной парковки может сохранять множество итераций парковки, до нескольких сотен метров каждая. Последовательность действий также можно применить и в обратном направлении, то есть при выезде из гаража или с места парковки.
Использование камер значительно облегчает жизнь водителю, но для их корректной работы они должны содержаться в чистоте — в российских условиях это особенно актуально: снег, грязь, слякоть и пыль делают камеры бесполезными. Понимают это и в Continental: компания разработала систему очистки камер на основе форсунки для распыления воды, которая и удаляет грязь с линзы камеры.
Камера определяет загрязнение самостоятельно и автоматически запускает процесс очистки. В качестве жидкости для очистки используется вода, но можно подключить систему очистки и к бачку с незамерзайкой. Ещё одним способом борьбы с обледенением камер является специальный нагревательный элемент, встроенный в систему подачи воды. Жидкость подаётся на камеру под давлением от 2 до 4,5 бар. Было бы интересно протестировать систему в реальных московских условиях, например в снегопад при небольшой минусовой температуре. Ожидается, что система очистки камер Surround View появится на автомобилях к 2019 году.
Несмотря на появление систем автопилотирования, пока что обеспечение безопасности чаще всего по-прежнему ложится на плечи водителя. Поэтому очень важно, чтобы ничто не отвлекало сидящего за рулём человека от управления транспортным средством. Отслеживать это должна ещё одна интеллектуальная система компании Continental.
Установленная в салоне камера следит за лицом водителя и направлением его взгляда. Как только человек начинает отвлекаться и смотреть, к примеру, вбок, пытаясь построить маршрут в навигационной системе, выдаётся предупреждение (визуальное или звуковое) о необходимости вернуться к управлению машиной. Также система поможет в борьбе с засыпанием — она умеет замечать, если глаза водителя закрыты слишком долго. Пока всё работает неидеально, но в будущем подобные технологии наверняка найдут место в серийных автомобилях.
В последние годы европейские власти всё активнее обсуждают запрет автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В Германии предлагают пойти на такой шаг к 2030 году, Нидерланды и Норвегия готовы сделать это ещё раньше — к 2025 году. Однако в Continental считают, что и через 10 лет доля электрических автомобилей не превысит 10 % в общем объёме производимых автомобилей. По мнению немцев, в гибридных автомобилях всё чаще будет использоваться 48-вольтная схема. К примеру, недавно представленный седан Audi A8 как раз оснащается 48-В гибридной установкой MHEV (Mild Hybrid Electric Vehicle). 48-вольтная система привода, построенная на базе решения Continental, используется в автомобиле Renault Scenic Hybrid Assist, который в этом месяце поступил в продажу в Европе.
Индуктивный электродвигатель с водяным охлаждением может развивать до 10 кВт мощности, а использовать его можно вместо обычного стартера-генератора. Также модульная система включает преобразователь постоянного тока, который позволяет подключать 48-В систему к бортовой 12-В системе питания. В результате накопленную в батарее энергию можно использовать для стабилизации внутренней системы питания.
Преимущества 48-В гибридной схемы очевидны. Экономия топлива достигает 21 % в городских условиях, в том числе и за счёт более продвинутой системы «старт-стоп». ДВС может отключаться на скоростях ниже 20 км/ч — в городе такой сценарий достаточно распространён. Кроме того, 48-В схема позволяет запускать ДВС за 0,2 с, причём делает она это мягче, чем на традиционных автомобилях с системой « старт-стоп » и обычным стартером. Заявленный расход топлива для гибридного Scenic составляет 2,94 л дизеля на 100 км пути.
Одной из главных проблем, препятствующих распространению электромобилей, является их процесс зарядки. Зарядных станций даже в Европе не так много, время полной зарядки батареи может составлять 5–7 часов, так что при повременной оплате содержать электромобиль становится не слишком выгодно. Continental разработала комплексное решение для зарядки электрокаров на основе технологии индуктивной передачи энергии.
Мощность зарядной станции достигает 11 кВт, так что каждая минута зарядки обеспечивает автомобилю запас хода примерно в 1 км. Но у беспроводных зарядок есть один существенный недостаток: автомобиль должен очень точно припарковаться, чтобы батарея находилась прямо над передающим энергию блоком. Continental решила и эту проблему, разработав технологию микронавигации для более точного позиционирования автомобиля на заправке. Зарядная станция по радиоканалу передаёт данные автомобилю, а на экране мультимедийной системы появляется схематическое изображение автомобиля с положением его относительно передающего блока. Так что припарковаться в заданной точке не составит труда. В будущем автомобиль сможет делать это самостоятельно.
Смартфоны сейчас есть почти у всех, они уже превратились в наших неотъемлемых спутников, без которых мы не представляем свою жизнь. Continental предлагает теснее интегрировать смартфоны в автомобили, например использовать их вместо физического брелока, необходимого для доступа в автомобиль. Особенно актуальным данный сценарий будет для прокатных контор. Совместно с Hertz, Nokia, SAP и другими производителями Continental разработала платформу Remote Cloud Key для прокатного автомобиля будущего. Процесс аренды благодаря данному продукту существенно упростится. После того, как пользователь выберет и зарезервирует авто, приложение направит его к текущему месту расположения машины. Прибыв на место, водитель сможет разблокировать автомобиль через приложение, причём наличие доступа в Интернет необязательно. Эмуляция виртуального ключа, основанная на облачной технологии, взаимодействует с приёмопередатчиком Bluetooth, который передаёт данные доступа с высокой степенью защиты в исходную радиочастотную систему удалённого доступа автомобиля.
Смартфон пригодится не только для разблокировки авто. С его помощью можно предварительно настроить автомобиль, а затем просто синхронизировать телефон с авто, и всё настройки будут применены. Техническая реализация позволяет технологии Remote Cloud Key взаимодействовать с сотнями миллионов существующих транспортных средств во всем мире без необходимости модификации, подгонки или изменения существующей схемы автомобиля.
Continental, как один из ведущих европейских разработчиков шин, не мог не продемонстрировать новинки в этой области. Проект под названием New Wheel Concept нацелен на электромобили. Обод «колеса будущего» состоит из двух алюминиевых частей: внутренней несущей звезды с тормозным диском и внешнего дна обода с шиной. В отличие от обычных колёсных тормозов New Wheel Concept задействует алюминиевый диск изнутри. Это позволяет применять диски большого диаметра, что положительно сказывается на тормозных характеристиках автомобиля.
В электромобилях тормоза используются реже, чем в обычных авто: чаще применяется торможение двигателем для рекуперации энергии. Алюминиевый тормозной диск не подвержен коррозии и предотвращает образование ржавчины — с подобным эффектом легко столкнуться, если машина с чугунными дисками постоит на улице пару недель. Ещё одним достоинством New Wheel Concept является его небольшой вес — в электромобилях это особенно важно, там на счету каждый килограмм.
Ещё одним способом снижения веса автомобиля может стать отказ от привычных динамиков. Нет, никто не предлагает ездить в тишине, речь идёт об автомобильных аудиосистемах без динамиков. Continental предлагает использовать компактные модули для возбуждения колебаний подходящих поверхностей и, следовательно, создания естественного объёмного звучания. Вместо колеблющейся мембраны, применяемой в динамиках, для распространения звука компания использует сами поверхности автомобиля. Применение разработки Continental позволяет экономить десятки килограммов веса и десятки литров свободного пространства в автомобиле.
«
*Для сравнения возьмем скрипку: смычок и струны являются источником звука. Скрипичный мостик можно сравнить с местоположением и соединением источника звука с поверхностью, аналог которой — дека музыкального инструмента. Отдельные зоны автомобиля можно использовать для каждого из трёх основных диапазонов частот. Передняя стойка подходит для высоких частот, а дверные панели обладают требуемыми свойствами для извлечения звуков средней частоты. И так же, как в динамиках, мы используем крупные детали, например панель крыши или заднюю полку, для генерации низких частот*», — пояснил Димитриос Патсурас (Dimitrios Patsouras), директор экспертного центра NVH (Noise, Vibration, Harshness) подразделения «Инжиниринговые услуги» концерна Continental.
Автомобили меняются, с каждым годом становясь всё более технически продвинутыми и оснащёнными. Совсем скоро появятся машины с полноценным автопилотом, и это событие в корне изменит саму модель взаимодействия человека с автомобилем.