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Hitachi

日立安斯泰莫

研究开发 / 制造工艺

融合了IoT、AI等尖端技术和工匠技艺的制造工艺,为全球客户提供高品质的产品。

自动驾驶

辅助公路自动驾驶功能的风险预测地图技术

风险预测地图是公路自动驾驶应用的关键技术。我们开发了风险预测地图技术来预测车辆与周围静止和移动物体的碰撞风险。传感器可检测到的静止和运动物体,将碰撞风险视为“显性风险”,对于盲点中传感器无法检测到的物体,将其碰撞风险视为“潜在风险”。

由于这两种风险都因位置关系随时间而变化,因此仅在二维地图中通过投影车辆的未来到达点就可以很容易地进行预测。 在这项技术的理论验证中,自动驾驶系统可以提前5秒完成实时风险预测,来避免潜在的风险。

基于双目相机路面轮廓预测的半主动悬架技术

为了提升安全性和方便性,贴切地应对路面颠簸和坑洼的悬挂控制是一个焦点所在。双目相机具备的测距性能随距离缩短而提高,可以兼顾探测车辆和人等较大的远距离障碍物与附近立体物的详细轮廓。

运用双目相机通过预先探测行驶的道路,组合行驶路径的三维形状提供预测悬架控制,可以实现安全舒适的行驶。目前,搭载了双目相机和半主动悬架的试验车已经进入演示阶段。

成电动执行器的车辆一体化控制技术满足安全安心的需求

以零事故为目标设计的自动驾驶/先进驾驶辅助系统(AD/ADAS),必须兼顾道路安全和舒适移动二个维度的需求。这就会要求ECU以熟练驾驶员的方式自动驾驶车辆,熟练驾驶需要满足以下三个条件:

(1)必须为规避意外和风险提供足够的时间和空间。
(2)保证蜿蜒曲折路况行驶中的车身稳定。
(3)维持快速行驶到目的地的车速。

日立安斯泰莫正在开发舒适行车轨迹(包括路径和车速)的动态规划算法,精确跟踪轨迹的车辆控制算法(HPVC:High Precision Vehicle Control),以及支持车辆控制各种类型的执行器。通过这些技术的融合,完成在单个ECU中的集成控制,搭建安全舒适的车辆系统,为实现零事故目标做贡献。

电动化・发动机

高精度空气流量传感器的封装结构发明

空气流量传感器是用于控制燃料喷射系统的汽车零部件。 根据发动机的工作状况,将通过进气管的空气量信息传输到发动机控制单元(ECU),通过优化燃料的喷射量,提高燃油效率并减少二氧化碳和废气的排放,来达到节能减排的效果。

空气流量传感器是不完全树脂封装结构,流量检测是由数微米裸露的半导体晶体执行。为解决产品的测量精度问题,我们采用模塑树脂封装工艺取代以往树脂灌封工艺。然而,在使用模塑树脂封装时,通常会造成检测结构部分开裂,模塑树脂流入检测结构部而发生缺陷。

日立安斯泰莫发明了模内嵌件的专利技术解决了这个课题,并获得了发明奖。模内嵌件是为防止树脂的流动,运用弹簧的支撑来安装滑动模内嵌件,设置滑动模内嵌件的空间,在流量检测结构部设置弹性薄膜后实施封装的专利技术。滑动模内嵌件技术解决了流量检测结构部的开裂问题,并阻止了封装树脂流入检测结构部,提升了检测空间的尺寸精度,与以往的传感器相比实现了更高的检测精度。
半导体模封技术起源于上世纪70年代DRAM生产,具有40多年的发展历史。日立安斯泰莫将其与处理复杂形状的汽车模封技术相结合,并加以发展从而完成了此项发明。

xEV系统仿真技术

对于电机驱动的电动汽车而言,静音性能是一个重要的指标,而振动控制是此产品特性的关键。

电机振动取决于振动的机械易受程度和伴随设备运行的激振力。特别是激振力是受磁路和控制引起的脉动电流影响产生的电磁力,它随工作状态的变化而变化。为了能在设计阶段评估振动,首先对电机和逆变器的电气特性进行建模,并将其与控制相连接后来分析电磁力,完成近似实际环境的振动分析。

凝聚了小型轻量化技术的组件

公司为紧凑型混合动力汽车开发了一款HEV逆变器。

产品凝聚了公司小型轻量化的技术,采用集成电流传感器的一体化智能电源模块和RC-IGBT,具备更高控制功能的紧凑型功率半导体组件,和运用新控制技术的紧凑型电压控制单元(VCU),产品还内置了DC-DC转换器以提高性能。

RC-IGBT: Reverse Conducting-Insulated Gate Bipolar Transistor
VCU: Voltage Control Unit

All-in-one智能电源模块

以往的智能电源模块结合了大功率主电路和门极驱动功能与电压检测功能,最新的技术是在此基础上添加一个上层ECU和监控输出电流的检测功能,来控制调节门极驱动状态以实现更高的性能。从硬件角度而言,运用电路板的小型化技术,将9个部件的功能集成到了一个智能电源模块中。

先进底盘

制动解决方案的电气化进程

制动解决方案的演变是从自动驻车制动器(APB)大规模搭载开始起步,并随着CASE(Connected, Autonomous, Shared, Electric)推进逐渐加速:

  • 为满足电动汽车和制动能量回收,制动器有必要进一步提升电气化程度
  • 自动驾驶车辆也引发了更高的安全和系统冗余需求

传统液压制动系统正在逐步被取代:
阶段1:驻车制动器功能电动化——市场引入自动驻车制动器(APB)
阶段2:制动助力功能电动化——e-Actuation / Electric Servo Brake
阶段3:制动系统完全电动化——智能制动系统 /干式线控制动系统

第3阶段将是一个制动领域完成系统优化后,支持电动汽车和自动驾驶未来需求的技术性突破。

智能制动系统由4个机电制动器和制动控制软件组成,其主要功能是充当行车和驻车制动器。
系统依托先进的执行器技术,可融合转向器和主动悬架实现高性能车辆综合控制(车辆稳定性控制)。
通过拆除液压网络和将智能传输到车轮,简化了车辆制动系统的基本配置,有效支持车辆电子和电气(EE)体系的集成。

此外,还具备在轻量化、改善电动汽车续航里程、缩短制动距离和简化控制等方面的优势。
智能制动系统及其接口包含冗余配置,以始终确保在故障情况下的安全制动操作。集成到车轮的电子设备也是一项重大创新,它将促进未来自主和共享车辆的安全改进并提供增值功能。
配置智能制动系统的特装示范车已经于2019年在瑞典完成了冬季实车测试。

APB:Automated Parking Brakes

转向与悬架的协同控制

转向与悬架的协同控制是一项先进的技术,通过在EPS(电动助力转向系统)和IECAS(电子控制减振器)之间信息交互,在不影响乘坐舒适性的前提下,提高车辆的转向灵活性和稳定性。系统将来自EPS的信号发送给IECAS,IECAS在转向操作时通过单独调节四个减振器的阻尼力来控制车辆的姿态,从而提高车辆转弯时的灵活性,在转向操作过程中,通过单独调整四个减振器的阻尼力来控制车辆的姿态,从而提高转弯时的灵活性。此外,通过从IECAS向EPS发送车辆状态信号来补偿由于车辆特性引起的EPS转向力的变化,提高了车辆行为的稳定性。

1. ESP信号 → IECAS控制:同步辊距 → 提高转向早期阶段的灵活性和操控感
2. IEDAS信号 → EPS控制:由虚拟SAT校正EPS转向力 → 急转向状态下的操舵稳定性

新一代摩托车

摩托车专用电子控制技术『SHOWA EERA』

为了适应所有车手的需求、体格和驾驶状态,提供给车手更好的驾驶体验,公司开发了电控液压阀来匹配摩托车减振器所需的最佳阻尼特性。

新型的电控液压阀在不影响传统减振器基本性能的前提下,对减振器实现了电子控制。此外,还自主开发了控制单元以及控制逻辑和软件。

EERA: Electronically Equipped Ride Adjustment
IMU: Inertial Measurement Unit
FI: Fuel Injection
TPS: Throttle Position Sensor

各种驾驶环境的实车认证测试

汽车和摩托车需要对其在不同天气和道路等环境条件下的性能进行认证,因此必须在实际车辆上进行测试。公司通过在自有设施中的反复实车试验,以应对多元化市场需求的系统开发为目标,努力提升产品和系统的可靠性以及完成车的敏感性评估值,

主要自有设施 EERA』


十胜(北海道)


旭川(北海道)


盐谷(栃木县)


佐和(茨城县)

自动驾驶

相机模块高精度快速调焦技术

双目相机对左右图像的立体处理需要依赖高精度的焦距调整。
我们采用视准仪方式,在透镜/CMOS基板6轴调整工艺中建立了一种高精度的调整技术,能够在以往十分之一的时间内调整光轴变化和焦距变化。

此外,还开发了与粘接剂吸收波长匹配的UV-LED模组用于透镜的固定,抑制了涂布量的偏差和固化后的焦距偏差,实现了生产过程的高效化。

相机模块自动组装技术

双目相机是通过对左右图像进行立体处理,从而实现对外部环境的三维识别,这就需要对相机进行精密的组装。为此,我们开发了元素直视校正工序,用于调整相机的X/Y光轴和倾角。为了保证对相机模块的稳定夹持,采用了基准面上三点接触的弹簧机构来调整倾角。

相机模块夹持结构开发

电动化・发动机

通过深度学习,实现高效生产(逆变器生产线外观检查已经开始使用)

在精密零件的连接工序,除了监控工艺条件外,还必须实行全面的外观检查。

为了防止不良品流出,以往误报率(合格品判为不良的准确率)设定在25%左右。现在正在促进运用深度学习将这一比率改善到1%以下。
对于现有的产线,以逆变器为例,公司正在研究与标准库基础图像检测相结合的工艺手段。

制造工序中的批量组装方式

在逆变器内置的智能电源模块制造工序中,采用批量组装的新工艺削减了多个工序,实现了高效率的生产。

减少零部件库存数量及降低物流运输成本的对策

与传统的发动机零件不同,电动化产品需耗费大量的时间(工时)来移动采购的零件和成品。为了应对今后电机逆变器的增产,公司已经开始使用自动化仓储系统。该系统可以实现最佳库存量与准时生产的匹配。管理系统是根据产线终端发出的产品开始使用信号,向自动化仓库发送以“个”为单位的指令。对于库存零件的数量,可以细化管理到每种产品的过剩与短缺。

在新一代产品中采用激光加工工艺

现有的喷嘴使用放电加工喷孔,新一代产品采用高精度的激光加工工艺。通过提高加工部边缘的锐化程度和表面光洁度,在实现产品高精度的同时,减少了82% 的加工时间。

高强度材料的高精度快速加工

为了应对汽油直喷发动机的高燃料压力和市场需求的扩大,需要采用耐压的高强度、高可靠性材料和结构,使我们的产品在低噪音,小型化和轻量化方面突显优势,同时通过降低成本来提高产品的竞争力。

为了应对这些挑战,我们开发了以下技术并投入量产。
  (a)高强度材料的高精度快速加工(硬度:以往HRC11→34,加工时间缩短30%),
  (b)防尘自动传送组装线,
  (c)常规螺钉紧固→ 铆接紧固(总高度:60.2→45mm,重量:940→820g),
  (d)球面高精度加工工艺(低噪声68dB)

先进底盘

悬挂生产线产品传送技术的进化

产线引进了自主研发的产品传送设备,精减了原悬挂装配线根据不同型号配置的夹具以及调试工序,以应对同规格大批量生产到多规格小批量生产的转变,从而提高了生产效率。

新一代摩托车

提升摩托车碟式制动卡钳性能的加工技术

运用抑制振动的专用工具进行复杂且高精度的活塞缸孔和密封槽加工,实现了世界顶级的极小桥跨。

无紧固螺栓的整体式卡钳使用此加工工艺,满足了制动器的小型、轻量和提升刚性的需求。

通过自主的研发和生产工艺,确立新的制造方法

研发部门和生产技术部门紧密合作进行独立自主研发,优化设计和制造技术,确立了新的组装工艺。选择最适合小型电控单元量产的树脂、专用金属模具、自动化设备,实现了对电子部件没有影响的高效传送成型。

小型燃料喷射器实现丰富的喷雾变化

我们采用阀门选择结构来扩大小型燃料喷射器的流量可调范围以及喷雾变化,并通过阀门的小型化、轻量化技术,降低了阀门的工作噪音。

此外,为了实现喷雾的微粒化,采用了一种燃料分离结构。通过一条横流通道,将燃料从雾化室直接输送到喷嘴上方,促成燃料的初期分裂完成微粒化。喷雾可以选择标准喷射(单向/双向)或涡流喷雾(单向)。