柏林-尽管自动驾驶汽车有其固有的好处,但批评人士对许多尚未解决的问题感到担忧。例如,自动系统在紧急情况下还能保持可靠吗?而且,如果安全系统由于短路或其他电气故障而出现故障怎么办?

为了防止总失败和潜在的危险情况,Fraunhofer型可靠性和微融合(IZM)的工程师已经开始被称为Hibord的研发项目。目标是开发一种电子断开设备,能够隔离车辆电气系统中的任何故障。IZM工程师已经在BMW I3中成功测试了一个模块。

“在当今的自动化车辆的电气系统架构中,它是通过过载保护系统隔离受故障影响的地区,”Fraunhofer IZM的研究助理,菲利普阿诺德表示,这是一个过载的保护系统。“此设置意味着在故障情况下,受影响的组件完全关闭。

阿诺德指出:“对于自动化和全自动化车辆来说,这种方法只有在所有部件和车载电气系统都存在冗余的情况下才可行。”“也就是说,它们是一式两份。这是昂贵的,增加重量和消耗空间的机载电气系统。

在Hibord项目中,阿诺德和他的IZM同事与Fraunhofer综合系统和设备技术协作,开发了一个断开设备,在电气系统中关闭了有缺陷的组件,同时仍在保护对安全关键组件的电力供应。这保证了安全驾驶,无需安装重复的车载电气系统。

“虽然听起来听起来像经济措施,但这种方法实际上代表了自主驾驶安全方面的重大改善,”索赔阿诺德。“在传统系统中,在道路上的任何欠压都可以触发整个车载电子器件的突然和不受控制的故障,包括制动和转向系统。这提出了一种不可接受的风险,特别是在高速行驶时。

阿诺德说:“但是,有了我们的新模块,车载电子系统的一部分仍能像以前一样工作,因此全自动车辆仍有足够的时间将乘客送到高速公路或停车场的紧急车道上。”

弗劳恩霍夫的工程师们使用场效应晶体管(mosfet)来开关或阻断大电流。配备了16个这样的开关,新开发的断开装置能够切换高达180安培的电流。

“如果超出该阈值 - 如果发生短路的事件,例如 - 电气开关打开,从而关闭电源,”Arnold解释。“此外,由于MOSFET开关能够处理高达300安培,因此在其最大允许载荷低于其最大允许的载荷,因此它们具有比传统解决方案更长的寿命。

Arnold声称:“在(我们)故意触发短路的测试中,结果表明,该模块能够可靠地隔离高达700安培的电流,而不存在任何初始短路的传播。”“与传统系统相比,在切换速度方面也有明显优势。

“虽然传统的保险丝需要大约20毫秒到绊倒,但断开设备在10微秒内检测到故障,并且在跳闸之前只需要另外300微秒,”Arnold指出。“这使得它比当前保险丝系统快60倍。”

阿诺德补充说:“这个模块的设计方式基本上可以用于任何电动汽车。”“通过防止车载电气系统突然出现问题后出现完全故障,这一新开发标志着安全可靠的自动驾驶迈出了突破性的一步。”