Ημερίδα τεχνολογικών εξελίξεων της Bosch στο Boxberg

Δημιουργώντας το μέλλον

Τα άλματα εξέλιξης που πραγματοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία συνδέονται άμεσα με την ηλεκτρονική και η Bosch, ως ο κορυφαίος συντελεστής έρευνας και παροχής νέων τεχνολογιών, μας αποκαλύπτει τις καινοτομίες του σήμερα για την αυτοκίνηση του αύριο.

KEIMENO: ΓIANNHΣ XAPΠIΔHΣ
ΦΩTOΓPAΦIEΣ: BOSCH

Πρόκειται ίσως για τη λιγότερο εμφανή και γνωστή στο -ευρύ- κοινό παράμετρο, που, όμως, αντικειμενικά παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο στην αρτιότητα, την αποτελεσματικότητα και την εξέλιξη των σύγχρονων αυτοκινήτων. Τα ηλεκτρονικά συστήματα και, εν γένει, ο ηλεκτρονικός έλεγχος εμπλέκονται, πλέον, σε καθολικό ποσοστό στις λειτουργίες ενός αυτοκινήτου, βρίσκοντας εφαρμογή στους κινητήρες, στα δυναμικά χαρακτηριστικά αλλά και στην ενεργητική και παθητική ασφάλεια. Αναμφίβολα, λοιπόν, οι εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα σκιαγραφούν και τις κατευθύνσεις που θα ακολουθήσει η αυτοκινητιστική ανάπτυξη στο άμεσο μέλλον. Η Bosch, ως βασικός ερευνητικός συνεργάτης και κύριος προμηθευτής ηλεκτρονικών συστημάτων σχεδόν του συνόλου των Eυρωπαίων αλλά και πολλών Aσιατών κατασκευαστών, αποτελεί, κατ’ επέκταση, και την πλέον αρμόδια πηγή πληροφόρησης για την τεχνολογία που σήμερα δοκιμάζεται και αναπτύσσεται, ώστε αύριο η εφαρμογή της να είναι δεδομένη σε ευρεία παραγωγή. Στο πλαίσιο, λοιπόν, της ετήσιας ημερίδας τεχνολογικών εξελίξεων της γερμανικής εταιρείας, που πραγματοποιήθηκε στην ιδιόκτητη πίστα δοκιμών Boxberg, είχαμε την ευκαιρία για μια εφ’ όλης της ύλης ενημέρωση αλλά και για μια δοκιμή των τελευταίων εξελίξεων στο χώρο.

Τεχνολογία για τη ζωή
Αυτή η φράση λογότυπο της Bosch συνοψίζει το στόχο και τις κατευθύνσεις της έρευνας της εταιρείς σε κάθε επιμέρους τομέα δραστηριοποίησής της. Η ανάπτυξη και η εξέλιξη διάφορων συστημάτων σε χρηστικό επίπεδο γίνεται με γνώμονα τη βελτίωση της άνεσης, την αναβάθμιση της ποιότητας των παροχών και την όσο το δυνατόν μεγαλύτερη διευκόλυνση του οδηγού. Την ίδια στιγμή, ακόμα μεγαλύτερο βάρος δίνεται στην ανεκτίμητη αξία της ίδιας της ζωής, προσανατολίζοντας τον κεντρικό άξονα της εξέλιξης στην πρόληψη και την αποφυγή των ατυχημάτων, ενώ βέβαια κάθε άλλο παρά υποδεέστερη είναι η προσπάθεια προστασίας του περιβάλλοντος και διαφύλαξης των κλασικών πηγών ενέργειας, μέσω της δημιουργίας πιο καθαρών αυτοκινήτων. Μπορεί, λοιπόν, οι ίδιοι οι δημιουργοί της τεχνολογίας του αύριο να υποστηρίζουν πως η εποχή της εξ ολοκλήρου «πράσινης» και απολύτως ασφαλούς αυτοκίνησης βρίσκεται ακόμη μακριά, όμως είναι γεγονός πως τα βήματα προς αυτήν την κατεύθυνση μεγαλώνουν συνεχώς, καθώς η τεχνογνωσία πολλαπλασιάζεται με ταχύ ρυθμό και, αντίστροφα, το οικονομικό κόστος της τεχνολογίας μειώνεται σημαντικά, ανοίγοντας έτσι το δρόμο της ευρείας εφαρμογής. ¶λλωστε, η θέσπιση αυστηρότερων προδιαγραφών εκπεμπόμενων ρύπων και η προγραμματισμένη μείωση των ποσοστών ατυχημάτων σε παγκόσμιο επίπεδο δεν αφήνει κανένα περιθώριο για πιο συμβατική προσέγγιση. Σημειώστε επίσης πως, παρά τη δεδομένη αύξηση του αριθμού των οχημάτων, η Ευρωπαϊκή Ένωση ανακοίνωσε τη στόχευση υποδιπλασιασμού των θανάτων από τροχαία ατυχήματα μέχρι το 2010, όταν, τόσο στις ΗΠΑ όσο και στην Ιαπωνία, έχει τεθεί ως στόχος η μείωση των ατυχημάτων κατά 5% ετησίως. Χαρακτηριστικό των μέτρων που λαμβάνονται είναι η νομοθετική ρύθμιση από το υπουργείο Συγκοινωνιών των ΗΠΑ που προβλέπει τον υποχρεωτικό εξοπλισμό με ESP όλων των νέων αυτοκινήτων μετά το 2011. Η μεγαλύτερη, μάλιστα, πρόκληση για την Bosch αλλά και για τους υπόλοιπους κατασκευαστές αντίστοιχων συστημάτων είναι η ανάπτυξη φθηνών συστημάτων ασφαλείας για τον εξοπλισμό των μοντέλων χαμηλού κόστους (αξίας CIF κάτω των 7.000 ευρώ) για τις φτωχότερες αγορές, όπως, για παράδειγμα, της Ινδίας, όπου οι θάνατοι από τροχαία είναι διπλάσιοι, σε σχέση με την Ευρώπη, παρά τα μόλις 8 εκατ. οχήματα, έναντι των 200 εκατ. των ευρωπαϊκών χωρών. Η Ασία, μάλιστα, αναμένεται να παίξει πολύ σημαντικό ρόλο και σε ό,τι αφορά την περιβαλλοντολογική προστασία, υιοθετώντας την πολιτική των αυστηρότερων προδιαγραφών ρύπων που εφαρμόζεται σε Ευρώπη και Αμερική. Επιβάλλοντας, λοιπόν, την κυκλοφορία αυτοκινήτων σύγχρονης τεχνολογίας τόσο στην Ινδία όσο και στην Κίνα, υπολογίζεται πως μέσα στην επόμενη τριακονταετία οι εκπομπές ρύπων θα βρίσκονται παγκοσμίως στο μισό των σημερινών τιμών, αν και ο αριθμός των οχημάτων αναμένεται να έχει δεκαπλασιαστεί.

Πράσινος πλανήτης
Είναι δεδομένο πως, χωρίς τους περιορισμούς οικονομικής φύσεως, η υβριδική τεχνολογία είναι η πλέον καθαρή ανάμεσα στα συστήματα με δυνατότητα μαζικής παραγωγής. Ωστόσο, το κόστος των εξελιγμένων συσσωρευτών με μικρό όγκο και μεγάλη διάρκεια ζωής είναι ακόμα αρκετά υψηλό, με αποτέλεσμα η χρήση τους να είναι οικονομικά βιώσιμη και ανταγωνιστική σε πιο ειδικές και ακριβές κατηγορίες. Χωρίς, λοιπόν, να εγκαταλειφθεί η έρευνα και η εξέλιξη σε αυτόν τον τομέα, η προσπάθεια για άμεσα εφαρμόσιμες λύσεις έχει εστιαστεί στη βελτιστοποίηση της καύσης των κινητήρων αλλά και στη χρήση εναλλακτικών καυσίμων. Τα συστήματα άμεσου ψεκασμού άνοιξαν το δρόμο προς αυτήν την κατεύθυνση, φέρνοντας εντυπωσιακά αποτελέσματα σε κινητήρες βενζίνης και πετρελαίου. Ειδικά στην περίπτωση των πετρελαιοκινητήρων, η επίτευξη σημαντικής μείωσης της κατανάλωσης συνοδεύτηκε και από αντίστοιχου επιπέδου πρόοδο στην επεξεργασία των καυσαερίων και στη μείωση των εκπεμπόμενων σωματιδίων, με μεθόδους ανακύκλωσης πριν από τη μεταβίβαση στον καταλύτη αλλά και με χρήση φίλτρων. Μάλιστα, το 2009 η Bosch θα εισαγάγει και μια νέα γενιά πιο αποτελεσματικών φίλτρων σωματιδίων, χάρη στα οποία οι πετρελαιοκινητήρες θα ανταποκρίνονται ακόμα και στους αυστηρότατους περιορισμούς της αμερικάνικής νομοθεσίας. Από εκεί και πέρα, το μεγάλο στοίχημα σε μακροπρόθεσμο επίπεδο, σε σχέση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, είναι ο περιορισμός των οξειδίων του αζώτου, καθώς τα όρια θα περιοριστούν σημαντικά, ακόμα και στην Ευρωπαϊκή Ένωση, όπου, με την εφαρμογή του Euro 5 το 2009, οι εκπομπές θα πρέπει να μειωθούν από τα 250 χλγμ./χλμ. στα 180 και, στη συνέχεια, στα 80, όταν τεθεί σε ισχύ το Euro 6 το 2014. Βασικά όπλα στην επίτευξη χαμηλότερης κατανάλωσης και λιγότερων ρύπων, σε συνδυασμό με την αυξημένη υπολογιστική δυνατότητα των σύγχρονων ηλεκτρονικών εγκεφάλων, είναι η εξέλιξη των συστημάτων υπερτροφοδότησης και η βελτίωση της απόδοσης των συστημάτων τροφοδοσίας. Ο ηλεκτρονικός έλεγχος της υπερτροφοδότησης και η βελτιστοποίηση των συστημάτων εξαγωγής, για παροχή υψηλής πίεσης στην έξοδο προς τον υπερτροφοδότη, έχουν εξαλείψει το σημαντικότερο πρόβλημα της υστέρησης στα χαμηλά και μεσαία φορτία, βελτιώνοντας έτσι τα ποιοτικά χαρακτηριστικά λειτουργίας αλλά και την απόδοση. Tα παραπάνω έχουν επιτρέψει τη δημιουργία νέων κινητήρων μικρότερου κυβισμού, χωρίς, όμως, θυσίες, σε επίπεδο απόδοσης, σε σχέση με μεγαλύτερους συμβατικούς. Το πλεονέκτημα που προκύπτει είναι πως η μικρότερη χωρητικότητα και οι λιγότεροι κύλινδροι συνεπάγονται και πιο λίγες μηχανικές απώλειες, οπότε, κατ’ αναλογία, υψηλότερο βαθμό απόδοσης. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας με 25% μικρότερη χωρητικότητα από έναν άλλο αντίστοιχης απόδοσης έχει μειωμένη κατανάλωση κατά 10% και, φυσικά, ανάλογα χαμηλότερες εκπομπές ρύπων. Αντίστοιχα σημαντικός είναι και ο ρόλος των νέας γενιάς συστημάτων τροφοδοσίας με την ανάπτυξη πιεζοηλεκτρικών εκχυτήρων υψηλής ακρίβειας, που έχουν τη δυνατότητα διαστρωματωμένου ψεκασμού του καυσίμου στον κύλινδρο σε επίπεδα διαφορετικής αναλογίας, σύμφωνα με τις ακριβείς ανάγκες και το φορτίο του κινητήρα. Παράλληλα, η Bosch έχει έτοιμη και την καινούργια γενιά αντλιών καυσίμου άμεσου ψεκασμού, με αύξηση της λειτουργίας από τα 1.800 bar στα 2.000 bar, προσφέροντας βελτίωση της απόδοσης στις χαμηλές και μεσαίες στροφές.
Από εκεί και πέρα, περαιτέρω ενίσχυση της αποτελεσματικότητας προσφέρουν διάφορα περιφερειακά «υβριδικά» συστήματα (όπως το Start-Stop, που σταματά τον κινητήρα, όταν το αυτοκίνητο είναι ακίνητο), η εξέλιξη ηλεκτρικών αντλιών στη θέση των μηχανικών για διάφορα υποσυστήματα καθώς και η ανάπτυξη συστημάτων ανάκτησης ενέργειας (π.χ., κατά το φρενάρισμα). Τέλος, σε ιδιαίτερα υψηλό επίπεδο εξέλιξης έχουν φθάσει τα συστήματα τροφοδοσίας κινητήρων εναλλακτικού καυσίμου με δυνατότητα καύσης βενζίνης αλλά και αιθανόλης (οι οποίοι έχουν ευρεία απήχηση στη Νότια Αμερική), ενώ υψηλό μερίδιο αναμένεται να καταλάβουν τα επόμενα χρόνια οι κινητήρες βιοκαυσίμων. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα έχουν μειωθεί κατά 70% με τη χρήση βιοκαυσίμου πρώτης γενιάς, το οποίο προκύπτει από την επεξεργασία μόνο των σπόρων των φυτών, ενώ η μείωση αναμένεται να φθάσει το 90% στη δεύτερη γενιά καυσίμου, όπου θα γίνεται εκμετάλλευση όλου του φυτού για την παραγωγή αιθανόλης και βιοντίζελ.

Ο μεγάλος αδελφός
«Έξυπνα» αυτοκίνητα που παρατηρούν, ειδοποιούν και, αν χρειαστεί, ενεργούν για λογαριασμό του οδηγού, προκειμένου να τον διευκολύνουν, προλαβαίνοντας και διορθώνοντας το λάθος. Αυτή είναι η εικόνα που σκιαγραφείται για το αυτοκίνητο του μέλλοντος, στο οποίο πρωταρχικοί στόχοι είναι η ασφάλεια και η άνεση. Με τα ESP τελευταίας γενιάς να εξασφαλίζουν την ισορροπία των δυναμικών χαρακτηριστικών και την εξάλειψη εκδήλωσης απώλειας της πρόσφυσης, οι προσπάθειες στον τομέα της ασφάλειας εστιάζονται πια στο συνδυασμό των λειτουργιών του ESP με επιπλέον συστήματα πρόληψης, μέσω παρατήρησης του περιβάλλοντος κίνησης του αυτοκινήτου. Βάση για την ανάπτυξη και τη λειτουργία αυτών των συστημάτων είναι ο συνδυασμός αισθητήρων υπερήχων για την περιμετρική κάλυψη του περιβάλλοντα χώρου σε μικρές αποστάσεις (μέχρι 4 μ.) με κάμερες με δυνατότητα υπέρυθρης λειτουργίας για κάλυψη αποστάσεων έως 80 μ. μπροστά από το αυτοκίνητο και αισθητήρες ραντάρ για την ανίχνευση σε μεγάλες αποστάσεις έως 200 μ. Πεδίο έρευνας και εξέλιξης αποτελούν σήμερα ορισμένα αυτοκίνητα της premium κατηγορίας, με στόχο τη βελτιστοποίηση και την εφαρμογή σε ευρεία παραγωγή και σε κατώτερες κατηγορίες, όταν η κατασκευή των -ακριβών σήμερα- εξαρτημάτων γίνει περισσότερο προσιτή, κάτι που εκτιμάται πως θα γίνει κοντά στο 2010. Τα πλεονεκτήματα των εν λόγω συστημάτων εισπράττονται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Οι κάμερες με δυνατότητα βραδινής όρασης δίνουν μια νέα διάσταση ασφάλειας στις νυκτερινές μετακινήσεις, κατά τις οποίες οι έρευνες έχουν δείξει πως οι πιθανότητες ατυχήματος πολλαπλασιάζονται. Σε συνδυασμό με υπέρυθρο φωτισμό υψηλής στόχευσης, παρέχεται η δυνατότητα μετάδοσης στον οδηγό (μέσω οθόνης) μιας ιδιαίτερα ευκρινούς εικόνας του χώρου μπροστά από το αυτοκίνητο, ακόμα και με μηδενικό εξωτερικό φωτισμό. Έτσι, ο οδηγός μπορεί να αντιληφθεί «αόρατους» στο μάτι κινδύνους και εμπόδια και, φυσικά, να αντιδράσει νωρίτερα και αποτελεσματικότερα. Μελλοντικά, η λειτουργία του συγκεκριμένου συστήματος θα εξελιχθεί ακόμα περισσότερο, καθώς, σε συνδυασμό με τους αισθητήρες υπερήχων και ραντάρ, θα είναι δυνατή η αναγνώριση από το σύστημα των κινούμενων και σταθερών αντικειμένων μπροστά από αυτοκίνητο, ώστε να ειδοποιείται κατάλληλα και ο οδηγός για ενδεχόμενο κίνδυνο ή ακόμα και να πραγματοποιείται αυτόματο φρενάρισμα του αυτοκινήτου, αν αυτό κριθεί απαραίτητο από την επεξεργασία των δεδομένων και ο οδηγός αργεί να αντιδράσει. Επιμέρους λειτουργίες που μπορούν να ενσωματωθούν στις εξελιγμένες εκδόσεις του συστήματος είναι η παρατήρηση της διαγράμμισης του δρόμου και η ειδοποίηση του οδηγού ή η αυτόματη ενεργοποίηση των φλας, σε περίπτωση διάγνωσης απρόβλεπτου ελιγμού, καθώς επίσης η παρατήρηση των ορίων ταχύτητας και η προειδοποίηση για υπερβολική ταχύτητα. Το αυτόματο φρενάρισμα του αυτοκινήτου, όμως, αποτελεί λειτουργία που ενσωματώνεται και σε προηγμένα συστήματα αυτόματης προσαρμογής της ταχύτητας (Adaptive Cruise Control), τα οποία υπάρχουν σε ορισμένα premium μοντέλα και πολύ σύντομα θα είναι δυνατό να εφαρμοστούν και σε χαμηλότερου κόστους αυτοκίνητα. Πρόκειται για μια εξέλιξη των συστημάτων ACC που προσφέρουν τη δυνατότητα προσαρμογής της ταχύτητας του αυτοκινήτου με βάση εκείνη του μπροστινού, αλλά άνω των 30 χλμ./ώρα. Με την επιπλέον λειτουργία αυτόματου φρεναρίσματος, το ACC αποκτά ακόμα μεγαλύτερη χρηστικότητα, στον τομέα των καθημερινών μετακινήσεων, αναβαθμίζοντας ταυτόχρονα και την ασφάλεια. Σε ό,τι αφορά την προειδοποίηση του οδηγού, μέσω ερευνών που πραγματοποιούνται, έχει επιλεχθεί ο πιο αποδοτικός για κάθε περίπτωση τρόπος, που μπορεί να είναι οπτικός (με πιθανή απεικόνιση σε οθόνη ή ακόμα και στο παρμπρίζ), ηχητικός (με αυξανόμενη ένταση, ανάλογα με τη σοβαρότητα της κατάστασης), ή και παρεμβατικός (για παράδειγμα, με σφίξιμο των ζωνών ή μετάδοση κραδασμών στο κάθισμα). Πού αλλού βρίσκει εφαρμογή η χρήση των δεδομένων από τους αισθητήρες παρατήρησης και κίνησης; Στη βελτίωση της παθητικής ασφάλειας ή, για να είμαστε πιο ακριβείς, στην καλύτερη προετοιμασία των επιβατών πριν από τη σύγκρουση. Όταν διαπιστωθεί πως, πλέον η κίνηση του αυτοκινήτου είναι ανεξέλεγκτη και οι περιμετρικοί αισθητήρες διαγνώσουν επικείμενη σύγκρουση με κάποιο αντικείμενο, τότε ενεργοποιούνται οι προεντατήρες των ζωνών, για καλύτερη συγκράτηση του σώματος στο κάθισμα, και προετοιμάζονται οι αερόσακοι, κερδίζοντας έτσι πολύτιμα εκατοστά του δλ. που μπορεί να αποδειχθούν ζωτικής σημασίας. Τέλος, μεταξύ άλλων που είχαμε την ευκαιρία να δούμε και να δοκιμάσουμε στο Boxberg ήταν και το σύστημα αυτόματου παρκαρίσματος, που ανήκει στην κατηγορία των συστημάτων άνεσης. Μέσω των αισθητήρων υπερήχων, το αυτοκίνητο μπορεί να εντοπίσει την ύπαρξη επαρκούς χώρου για παρκάρισμα και, στη συνέχεια, να κατευθύνει με οπτικά σήματα τον οδηγό για το ακριβές στρίψιμο του τιμονιού που απαιτεί ο ελιγμός ή, σε ακόμα πιο εξελιγμένη έκδοση (η οποία θα εφαρμοστεί σε μοντέλο παραγωγής τον επόμενο χρόνο), μέσω ηλεκτροκινητήρων, Nα στρίβει μόνο του το τιμόνι, χωρίς να απαιτείται καμία απολύτως παρέμβαση του οδηγού, εκτός από το πάτημα των πεντάλ του γκαζιού και του φρένου.
Ασφάλεια, άνεση και οικονομία είναι, λοιπόν, το τρίπτυχο που οδηγεί τις εξελίξεις, οι οποίες, ανεξαρτήτως του βραχυπρόθεσμου ή μακροπρόθεσμου ορίζοντα εφαρμογής, θέτουν το μεγαλείο της τεχνολογίας στην υπηρεσία του ανθρώπου._ Γ. Χ.

Στο Boxberg
H δοκιμή και η εξέλιξη μερικών από τα πιο σημαντικά ηλεκτρονικά συστήματα που διαθέτουν ή θα αποκτήσουν μελλοντικά τα αυτοκίνητα δίνουν ιδιαίτερη βαρύτητα στην πίστα της Bosch στο Boxberg της Γερμανίας. Οι εγκαταστάσεις της εκτείνονται σε μια επιφάνεια 94 στρ., με τις διάφορες διαδρομές να καλύπτουν 24 στρ. Περιμετρικά των διαδρομών υπάρχει μια οβάλ πίστα μήκους 3 χλμ., ενώ εσωτερικά μια κυκλική επιφάνεια διαμέτρου 300 μ. για δοκιμές δυναμικών χαρακτηριστικών. Δίπλα σε αυτή βρίσκεται διαμορφωμένη πίστα με ποικιλία διαδρομών, στροφών και ποιότητας οδοστρώματος. Επίσης, υπάρχουν σημεία με ανωφέρειες διάφορων κλίσεων, τμήματα με αυτόματο ψεκασμό νερού για προσομοίωση οδοστρωμάτων πολύ χαμηλής πρόσφυσης καθώς και επιφάνειες με διαφορετικές επιστρώσεις, για μέτρηση των επιπέδων θορύβου και της άνεσης κατά την κύλιση.

1. Κτιριακές εγκαταστάσεις και συνεργεία.
2. Οβάλ πίστα τριών λωρίδων για ταχύτητες έως 200 χλμ./ώρα.
3. Επιφάνειες με άγρια επίστρωση.
4. Σημείο μέτρησης θορύβου.
5. Ανωφέρειες κλίσης: 5%, 10%, 15%, 20% και 25%, για μέτρηση της πρόσφυσης.
6. Λωρίδες συγκράτησης νερού (με βάθος έως 1 μ.), για έλεγχο αδιαβροχοποίησης συστημάτων.
7. Τμήμα μέτρησης φρένων με επιφάνειες διαφορετικής πρόσφυσης και ψεκασμό νερού.
8. Κυκλικό τμήμα δοκιμών δυναμικών χαρακτηριστικών.
9. Πίστα δοκιμών δυναμικών χαρακτηριστικών με εναλλακτικές διαδρομές.