http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 12:45:27
汽車安全一直都是大家關注的話題,隨著去年中國取代美國成為最大汽車銷售國,無論是汽車企業、lingbujiangongyingshanghaishizhongguodeputongxiaofeizhe,duianquanwentideguanzhududouzaiyurijuzeng。qicheanquanxingsuoshejidefanweihenguang,dadaozhuanmendeanquanpeizhi,xiaodaomeigelingbujian、每塊鋼板,每個焊點甚至是焊點位置。從當前的技術發展趨勢來看,從被動安全、主動安全、主動安全功能集成再到主被動安全功能集成,汽車安全技術正朝著“零傷亡”的方向不斷努力。
被動安全和主動安全
被動安全中的安全氣囊市場發展極為迅速,並將成為當前以及未來幾年間最廣泛使用的安全技術。“2015年,中國汽車市場安全氣囊的普及率將超過90%,安全氣囊技術正在日趨成熟。”飛思卡爾全球汽車營銷經理Marc Osajda表示。
目前,包含正麵氣囊的輔助防護安全係統(SRS)已經成為很多中檔轎車的標準配置。隨著側麵安全氣囊、簾式安全氣囊等氣囊數的增多,SRS正在向更先進的氣囊係統發展。“未來的趨勢,將是低檔轎車中將兩個正麵氣囊作為標準配置,而中高檔轎車中將出現六個或更多氣囊以及安全帶預緊器。”英飛淩科技亞太有限公司汽車電子事業部安全係統市場高級經理Francis Foo說。
上世紀90年代早期,汽車安全氣囊係統大量采用MEMS加速計,這也促成了MEMS設計的第一波發展浪潮。作為安全氣囊加速計領域的領先企業,飛思卡爾近期推出了多款MEMS產品,包括MMA5xxxW衛星碰撞加速度計、業內首款以QFN封裝形式提供的PSI5 X或Z軸衛星慣性傳感器、針對安全氣囊ECU的MMA68xxQ雙軸碰撞傳感器以及MC33789安全氣囊係統基礎芯片(SBC)。而ADI也表示,其高集成MEMS(加速度傳感器和陀螺儀集成到一起的ADXRS8XX,低g值和高g值的加速度傳感器集成到一起的ADXL2XX)也將於不久的將來研發完成。
“未來MEMS傳感器的發展趨勢仍然是減小體積、增強可靠性和提高靈敏度。”Marc Osajda表示,“這是一個被稱為‘傳感器融合’或‘係統級封裝’的新時代。主、被動安全係統的融合帶來了新的挑戰,可以通過把不同傳感器集成到單個封裝中(如陀螺儀加低加速度傳感器)來解決這些問題。”飛思卡爾所使用的全麵集成的 TPMS 係統級封裝,包括4個晶片:壓力傳感器、加速度傳感器、一個8位微控製器(MCU)和RF發射器。
“同安全氣囊一樣,防抱死製動係統(ABS)雖然在發達國家中已經被公認為是標準配置,但是在中國等發展中國家的發展潛力仍然十分巨大。”Francis Foo補充道,“而如EPS、TPMS等其他安全係統也獲得了足夠的市場重視。這四個主要的安全係統目前占據了全球汽車安全係統的絕大部分份額。”
未來汽車安全技術需要給車輛提供前、後、左、右360度的安全保護,用德爾福公司的說法,就是需要給車輛提供360度的安全屏障(Safety Cocoon)。其所使用到的技術包括:1 自適應巡航係統ACC、前向碰撞預告警係統FCW、碰撞緩解和避撞係統AB/ABA;2 車道偏離告警係統LDW、駕駛員車道保持能力告警LKP、主動夜視係統ANV、前大燈控製係統AHC、交通標誌識別係統TSR;3 車輛盲區檢測、換道輔助、車輛追尾預告警;4 車輛後視影像係統、智能泊車輔助係統。
在上述眾多先進技術中,最典型的是車道偏離和前撞預警,其技術基礎是視頻和雷達。據ADI大(da)中(zhong)華(hua)區(qu)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)商(shang)務(wu)經(jing)理(li)李(li)防(fang)震(zhen)介(jie)紹(shao),目(mu)前(qian)中(zhong)國(guo)本(ben)土(tu)的(de)安(an)全(quan)模(mo)塊(kuai)供(gong)應(ying)商(shang)以(yi)及(ji)大(da)學(xue),已(yi)經(jing)研(yan)發(fa)出(chu)以(yi)視(shi)頻(pin)技(ji)術(shu)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)車(che)道(dao)偏(pian)離(li)和(he)夜(ye)視(shi)功(gong)能(neng),不(bu)過(guo)采(cai)用(yong)雷(lei)達(da)技(ji)術(shu)還(hai)處(chu)在(zai)一(yi)個(ge)開(kai)始(shi)階(jie)段(duan)。
“確實,目前使用新式雷達和成像技術的防撞型預防式安全技術,在采用方麵仍處在初期階段,”Atmel亞太區及日本RFA業務營銷總監 Goh Yan表示,“僅有幾家主要OEM廠商開始將該技術作為一項安全選配。”
“主動安全產品與其它汽車電子產品相比很大的不同,在於前者的性能與路況、交通狀況特別是駕駛員的駕駛習慣有關。”德爾福(中國)科技研發中心安全係統新產品開發部門經理沈駿強博士在這裏特別強調,“因yin此ci,將jiang一yi個ge在zai北bei美mei和he歐ou洲zhou開kai發fa完wan善shan的de主zhu動dong安an全quan係xi統tong原yuan封feng不bu動dong拿na到dao中zhong國guo市shi場chang來lai,不bu一yi定ding是shi最zui佳jia方fang案an。供gong應ying商shang必bi須xu針zhen對dui中zhong國guo的de實shi際ji情qing況kuang進jin行xing二er次ci開kai發fa,不bu僅jin調tiao整zheng標biao定ding參can數shu,還hai要yao修xiu改gai核he心xin算suan法fa。同tong時shi,也ye需xu要yao在zai中zhong國guo的de路lu麵mian上shang進jin行xing大da量liang試shi驗yan和he數shu據ju采cai集ji及ji分fen析xi。”
德爾福目前的電子掃描雷達ESR和智能前視視頻係統IFV,能夠提供對車輛的前向安全保護。ESR雷達是多模式電子掃描雷達,提供長距離和中距離兩種覆蓋範圍。基於ESR雷達可以構建具備起停功能的ACC係統、FCW係統、AB/ABA係統。IFV是一個集成了攝像頭和處理器的視頻係統,尺寸小但功能強大,可以安裝在擋風玻璃後,提供LDW、LKP、ANV以及基於視頻的FCW係統。同時,ESR雷達信號和IFV的視頻信號還可以進行融合,提供基於數據融合的FCW和AB/ABA係統。據Marc Osajda介紹,飛思卡爾在該領域也在不斷創新,其針對盲點監測(BSP)或自適應巡航控製的RF雷達解決方案正在開發中。
安全係統的複雜性毫無疑問為芯片供應商帶來的更多的挑戰。“關鍵的需求和挑戰將集中在提供技術方麵。” 德州儀器汽車電子產品中國區高級經理顧雷表示,“故障安全設計特性(如:冗餘和內置安全自查)要求我們提供更高的集成度和複雜度。”
不可或缺的高性能微處理器
zaizhudonganquanjishuzhong,xinhaochulitongshangmiantidaodexinhaocaijitongyangzhongyao。zhudonganquanjishudaliangcaiyonglefuzadeshuzihemonixinhaochuli,yijituxiangchulihemoshishibiejishu。yaochulizhexiefuzadesuanfa,xuyaogaoxingnengdeweichuliqihuoDSP作為軟件運行的平台。
目前,英飛淩的16位MCU XC2300係列被廣泛應用於包括EPS、ABS以及安全氣囊等各種安全係統中,該係列MCU性能從低端的38引腳64K閃存到高端144引腳1MB閃存。XC2300係列具有可擴展性及涵蓋眾多汽車電子安全係統的兼容性,而且軟硬件可重複使用。該產品係列配備高性能的CPU,在80MHz時每秒可處理高達8,000萬條指令。XC2300靈活的USIC(通用串行接口通道)可配置為UART、LIN、緩衝SPI、I2C總線或I2S接口。而MultiCAN(CAN 2.0B現行版本)則可通過三個CAN節點提供最多64個可靈活分配的消息對象,並具有網關功能。此外,英飛淩針對該領域還提供8位XC800和32位TriCore MCU係列。
飛思卡爾針對安全氣囊、助力轉向和ABS/ESP應用,提供一整套Power Architecture微控製器,其中MPC564xL是其最新產品,專門優化電子助力轉向、車輛穩定控製及駕駛員輔助等安全應用。雙核MPC564xL包含兩個“通道”,其中每個通道都包括一個內核、總線、中斷控製器、內存控製器和其他內核相關的模塊。與當前采用的雙MCU方法相比,成本更低。此外,針對ADAS應用的MCU目前也正在開發中。
Atmel的MCU能夠在嚴苛的Grade 0條件下工作,非常適合汽車引擎蓋下的應用。其功能強大的8位或者32位微控製器可為安全係統提供處理能力,而一款通信控製器則可用於汽車電子係統內不同傳感器模塊之間的重要通信。
李防震表示:“當前客戶對輔助駕駛係統的開發需求不僅限於芯片技術層麵,應用和係統軟件層麵的資源與支持也必不可少。”為此,ADI特意開發了新一代DSP(BF6XX)芯片,很多數據處理由硬件完成,從而減少了客戶的軟件編程工作量。
事(shi)實(shi)上(shang),幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)電(dian)子(zi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)都(dou)會(hui)涉(she)及(ji)到(dao)軟(ruan)件(jian)開(kai)發(fa),而(er)擁(yong)有(you)更(geng)多(duo)後(hou)台(tai)運(yun)行(xing)軟(ruan)件(jian)的(de)情(qing)況(kuang)也(ye)正(zheng)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)被(bei)動(dong)安(an)全(quan),由(you)於(yu)係(xi)統(tong)的(de)集(ji)成(cheng)度(du)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),ECU的(de)開(kai)發(fa)會(hui)比(bi)以(yi)往(wang)複(fu)雜(za),但(dan)是(shi)由(you)於(yu)所(suo)用(yong)的(de)芯(xin)片(pian)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing),而(er)且(qie)都(dou)采(cai)用(yong)了(le)標(biao)準(zhun)協(xie)議(yi),所(suo)以(yi)雖(sui)然(ran)複(fu)雜(za)程(cheng)度(du)提(ti)高(gao),但(dan)是(shi)卻(que)帶(dai)來(lai)了(le)更(geng)高(gao)級(ji)的(de)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)以(yi)及(ji)更(geng)低(di)的(de)成(cheng)本(ben),而(er)且(qie)這(zhe)也(ye)是(shi)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)的(de)趨(qu)勢(shi)。
此外,Goh Yan還認為,在汽車內增加模塊化係統,並不會像很多人想的那樣增加ECU算法的複雜性,反之,采用模塊化概念可以降低複雜性。因為在這種情況下,每個控製盒都管理自己的電子裝置和軟件。而采用CAN等數字總線和LIN總線,這些模塊之間的通信亦被簡化。
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汽車安全法規情況
按照Marc Osajda的想法,現代汽車中部署安全係統主要源於兩個因素的驅動:一是嚴格的法規要求車輛製造商實施電子安全係統。例如,FMVSS要(yao)求(qiu)在(zai)美(mei)國(guo)必(bi)須(xu)安(an)裝(zhuang)電(dian)子(zi)穩(wen)定(ding)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)和(he)胎(tai)壓(ya)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong),歐(ou)洲(zhou)也(ye)將(jiang)強(qiang)製(zhi)執(zhi)行(xing)。而(er)考(kao)慮(lv)到(dao)所(suo)有(you)車(che)輛(liang)和(he)道(dao)路(lu)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)利(li)益(yi),預(yu)計(ji)類(lei)似(si)法(fa)規(gui)也(ye)將(jiang)在(zai)中(zhong)國(guo)實(shi)施(shi)。
二是客戶需要更安全的車輛。NCAP規定,按照法律要求,車輛安全得分是做出買車決定時必須考慮的一個因素。對於正在打算購買車輛的消費者來說,安全氣囊和ABS/ESP是最基本的要求。
事實上,電子安全係統以及它們對人類福祉所具有的直接影響,開始麵臨日益嚴苛的要求。即將推出的功能性安全標準ISO26262將應用到汽車行業,以確保汽車的電子係統完全安全。這些新要求影響著整個產品開發流程,並且對汽車電子協會(AEC) AEC-Q100或ISO-9000質量要求也同樣產生著影響。工程師從一開始設計流程,就必須收集證據來證明該產品是根據法規標準進行開發的。
李防震表示,作為芯片供應商,ADI的所有產品一定要通過國際認可的測試標準,如TS16949/AEC-Q100等標準;芯片在做成模塊後還要有一係列測試如EMI/EMC等,車子在出場之前還有很多安全的測試,如NCAP等。為了使安全得到保證,各國政府也出台了相應法規去強製企業安裝相應的功能。
“從係統標準方麵來講有ISO標準,”沈駿強介紹,“所以德爾福開發主動安全係統的一個最基本前提是滿足ISO標準。從法規方麵來講,北美和歐洲都有相關主動安全方麵的法規和車輛安全評價標準。譬如NCAPbiaozhunzhenduiqianxiangyupengzhuanggaojingdengdouyouxiangguandeceshiyaoqiuhetongguobiaozhun。zhongguoqichedianzishichangzaifaguifangmianzaijingenoumei,chuleyijingshishidebeidonganquanfangmiandefaguiwai,zaizhudonganquantebieshizaixingrenbaohufangmianyouxiangguandejianyixingfaguichutai。”
雖然中國汽車電子行業目前已經全麵啟動了“汽車電子標準化”工(gong)作(zuo),在(zai)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)方(fang)麵(mian)國(guo)家(jia)也(ye)將(jiang)出(chu)台(tai)相(xiang)應(ying)的(de)政(zheng)策(ce)法(fa)規(gui)鼓(gu)勵(li)和(he)規(gui)範(fan)這(zhe)個(ge)正(zheng)在(zai)發(fa)展(zhan)中(zhong)的(de)行(xing)業(ye),但(dan)事(shi)實(shi)上(shang),中(zhong)國(guo)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)標(biao)準(zhun)化(hua)工(gong)作(zuo)與(yu)國(guo)外(wai)相(xiang)比(bi)仍(reng)明(ming)顯(xian)滯(zhi)後(hou),產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)缺(que)少(shao)規(gui)範(fan),這(zhe)也(ye)影(ying)響(xiang)著(zhe)整(zheng)個(ge)產(chan)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)。
除了安全法規,中國汽車市場還有一些獨到的特色。“中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)與(yu)其(qi)它(ta)新(xin)興(xing)市(shi)場(chang)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)區(qu)別(bie)就(jiu)是(shi),中(zhong)國(guo)消(xiao)費(fei)者(zhe)期(qi)望(wang)每(mei)一(yi)輛(liang)汽(qi)車(che)都(dou)擁(yong)有(you)所(suo)有(you)最(zui)新(xin)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)和(he)功(gong)能(neng),而(er)其(qi)它(ta)一(yi)些(xie)市(shi)場(chang)隻(zhi)希(xi)望(wang)有(you)基(ji)本(ben)配(pei)置(zhi)的(de)汽(qi)車(che)。”顧雷表示,“這反過來也會推動中國市場開發數量驚人的新產品,與成熟西方市場相比,產品開發周期也非常快。”