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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、零部件供應商還是中國的普通消費者，對安全問題的關注度都在與日俱增。汽車安全性所涉及的范圍很廣，大到專門的安全配置，小到每個零部件、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，并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，包含正面氣囊的輔助防護安全系統(SRS)已經成為很多中檔轎車的標準配置。隨著側面安全氣囊、簾式安全氣囊等氣囊數的增多，SRS正在向更先進的氣囊系統發展�！拔磥淼内厔�，將是低檔轎車中將兩個正面氣囊作為標準配置，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�！庇w凌科技亞太有限公司汽車電子事業部安全系統市場高級經理Francis Foo說。 上世紀90年代早期，汽車安全氣囊系統大量采用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安全氣囊系統基礎芯片(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)也將于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‘系統級封裝’的新時代。主、被動安全系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�！憋w思卡爾所使用的全面集成的TPMS系統級封裝，包括4個晶片：壓力傳感器、加速度傳感器、一個8位微控制器(MCU)和RF發射器。 “同安全氣囊一樣，防抱死制動系統(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�！盕rancis Foo補充道，“而如EPS、TPMS等其他安全系統也獲得了足夠的市場重視。這四個主要的安全系統目前占據了全球汽車安全系統的絕大部分份額。” 未來汽車安全技術需要給車輛提供前、后、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. 自適應巡航系統ACC、前向碰撞預告警系統FCW、碰撞緩解和避撞系統AB/ABA； 2. 車道偏離告警系統LDW、駕駛員車道保持能力告警LKP、主動夜視系統ANV、前大燈控制系統AHC、交通標志識別系統TSR； 3. 車輛盲區檢測、換道輔助、車輛追尾預告警； 4. 車輛后視影像系統、智能泊車輔助系統。 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大中華區汽車電子商務經理李防震介紹，目前中國本土的安全模塊供應商以及大學，已經研發出以視頻技術為基礎的車道偏離和夜視功能，不過采用雷達技術還處在一個開始階段。 “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，在采用方面仍處在初期階段，”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，在于前者的性能與路況、交通狀況特別是駕駛員的駕駛習慣有關�！钡聽柛�(中國)科技研發中心安全系統新產品開發部門經理沈駿強博士在這里特別強調，“因此，將一個在北美和歐洲開發完善的主動安全系統原封不動拿到中國市場來，不一定是最佳方案。供應商必須針對中國的實際情況進行二次開發，不僅調整標定參數，還要修改核心算法。同時，也需要在中國的路面上進行大量試驗和數據采集及分析�！� 德爾福目前的電子掃描雷達ESR和智能前視視頻系統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范圍。基于ESR雷達可以構建具備起停功能的ACC系統、FCW系統、AB/ABA系統。IFV是一個集成了攝像頭和處理器的視頻系統，尺寸小但功能強大，可以安裝在擋風玻璃后，提供LDW、LKP、ANV以及基于視頻的FCW系統。同時，ESR雷達信號和IFV的視頻信號還可以進行融合，提供基于數據融合的FCW和AB/ABA系統。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)或自適應巡航控制的RF雷達解決方案正在開發中。 安全系統的復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面�！�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：冗余和內置安全自查)要求我們提供更高的集成度和復雜度。” 不可或缺的高性能微處理器 在主動安全技術中，信號處理同上面提到的信號采集同樣重要。主動安全技術大量采用了復雜的數字和模擬信號處理，以及圖像處理和模式識別技術。要處理這些復雜的算法，需要高性能的微處理器或DSP作為軟件運行的平臺。 目前，英飛凌的16位MCU XC2300系列被廣泛應用于包括EPS、ABS以及安全氣囊等各種安全系統中，該系列MCU性能從低端的38引腳64K閃存到高端144引腳1MB閃存。XC2300系列具有可擴展性及涵蓋眾多汽車電子安全系統的兼容性，而且軟硬件可重復使用。該產品系列配備高性能的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、緩沖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，并具有網關功能。此外，英飛凌針對該領域還提供8位XC800和32位TriCore MCU系列。 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微控制器，其中MPC564xL是其最新產品，專門優化電子助力轉向、車輛穩定控制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、中斷控制器、內存控制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位微控制器可為安全系統提供處理能力，而一款通信控制器則可用于汽車電子系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系統的開發需求不僅限于芯片技術層面，應用和系統軟件層面的資源與支持也必不可少�！睘榇耍珹DI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。 事實上，幾乎所有電子解決方案都會涉及到軟件開發，而擁有更多后臺運行軟件的情況也正在不斷增加。對于傳統的被動安全，由于系統的集成度越來越高，ECU的開發會比以往復雜，但是由于所用的芯片具有一定的兼容性，而且都采用了標準協議，所以雖然復雜程度提高，但是卻帶來了更高級的安全功能以及更低的成本，而且這也是技術發展的趨勢。 此外，Goh Yan還認為，在汽車內增加模塊化系統，并不會像很多人想的那樣增加ECU算法的復雜性，反之，采用模塊化概念可以降低復雜性。因為在這種情況下，每個控制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。 汽車安全法規情況 按照Marc Osajda的想法，現代汽車中部署安全系統主要源于兩個因素的驅動：一是嚴格的法規要求車輛制造商實施電子安全系統。例如，FMVSS要求在美國必須安裝電子穩定控制系統和胎壓監測系統，歐洲也將強制執行。而考慮到所有車輛和道路使用者的利益，預計類似法規也將在中國實施。 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。對于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，電子安全系統以及它們對人類福祉所具有的直接影響，開始面臨日益嚴苛的要求。即將推出的功能性安全標準ISO26262將應用到汽車行業，以確保汽車的電子系統完全安全。這些新要求影響著整個產品開發流程，并且對汽車電子協會(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；芯片在做成模塊后還要有一系列測試如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，各國政府也出臺了相應法規去強制企業安裝相應的功能。 “從系統標準方面來講有ISO標準，”沈駿強介紹，“所以德爾福開發主動安全系統的一個最基本前提是滿足ISO標準。從法規方面來講，北美和歐洲都有相關主動安全方面的法規和車輛安全評價標準。譬如NCAP標準針對前向預碰撞告警等都有相關的測試要求和通過標準。中國汽車電子市場在法規方面在緊跟歐美，除了已經實施的被動安全方面的法規外，在主動安全特別是在行人保護方面有相關的建議性法規出臺。” 雖然中國汽車電子行業目前已經全面啟動了“汽車電子標準化”工作，在新能源汽車方面國家也將出臺相應的政策法規鼓勵和規范這個正在發展中的行業，但事實上，中國汽車電子標準化工作與國外相比仍明顯滯后，產品開發缺少規范，這也影響著整個產業的發展。 除了安全法規，中國汽車市場還有一些獨到的特色�！爸袊袌雠c其它新興市場的一個主要區別就是，中國消費者期望每一輛汽車都擁有所有最新電子器件和功能，而其它一些市場只希望有基本配置的汽車�！鳖櫪妆硎�，“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�？��！� |
