什么是最具潜力的汽车安全技术?哪些是当前最热门的汽车安全解决方案?新型汽车安全系统在提高安全性的同时,给半导体厂商带来了哪些新挑战?新型方案是否会增加ECU的开发复杂度?与汽车相关的安全产品究竟需要符合哪些法规要求?中国在汽车领域的法规现状如何?中国的汽车电子市场有哪些与众不同的特点?未来的汽车电子产业,还将给我们带来哪些惊喜?围绕上述问题,本期《汽车电子》增刊提供了一个畅所欲言的平台,来自于汽车领域众多知名公司的诸位专家们,也将在这里各抒己见,碰撞智慧的火花。 汽车行驶安全性是消费者最关心的问题。美国伟世通公司曾经做过一项调查,结果显示:汽车行驶安全位于客户对汽车要求的核心。大部分消费者认为,汽车安全性比汽车动力性、舒适性、经济性重要。关注汽车安全,不仅是为了司机和乘客,而且为了道路上的其他的人。
在未来几年,汽车的发展趋势是绿色、安全、舒适。随着政府新能源汽车的激励政策不断出台,混合动力或者电动车将得到社会以及消费者越来越多的关注。混合动力车或者电动车的核心技术是锂电池视频以及电机的驱动技术,针对如何有效地监控锂电池使用情况,从而保护汽车运行系统是非常必要的。针对这一应用,监控I已经开发了相应的锂电池管理以及隔离芯片和用于电机驱动的DSP。
汽车安全可以大致分为主动安全和被动安全。被动安全大致分成两类:“事故发生”时作用的碰撞安全和“事故发生”后作用的碰撞安全。前者如行人保护吸能车体、安全带、驾驶员和副驾驶气囊、侧气囊和帘幕气囊,气囊控制模块和碰撞传感器等,后者如阻燃器件、自动报警、汽车黑匣子。主动安全范围广泛,从ABS、EBD、TPMS、ESP,再到今天的辅助系统和驾驶员监控系统等,再到智能越来越大的作用。汽车安全系统是汽车电子领域增长最强劲的需求之一。
被动安全:安全气囊
自1996年,国外就将安全气囊作为中档车的标准配置。从2002年起国际上已经将两个乘客测知座椅、预紧式安全带和传感器系统与安全气囊一起作为标准配置,预计2006年预紧式安全带和传感器系统将增加到4个,传感器系统更是大幅度增加以提高冲撞检测能力并提高乘车的稳定性,从而有可能构成统一的安全气囊网络。
由于安全气囊的不适当爆出会导致乘员的伤害,因此,乘员感知系统配合新一代的控制模块和多级引爆气囊成为目前新一代被动安全产品的代表。 美国政府要求从2006年开始所有新款汽车都必须能够根据乘员的体型来打开气囊。此类系统使得保护气囊能够“智能”打开或收缩。这种基于乘员体重的系统将可帮助汽车制造商满足《美国联邦车辆标准安全法规》FMVSS-208的要求。该法规要求气囊必须能够根据不同乘员的体重更为有效地打开。较为简单的系统采用安装在乘员坐垫下的体重传感器技术来实现。高级乘员识别算法和快速信号处理,使汽车气囊控制器可根据不同的情况来打开或收缩乘员气囊,从而可大大提高乘员安全性并降低修理成本。更为高级的系统则采用安装在车内的相机一检测和识别乘员,同时在算法上考虑到乘员调试及离气囊的距离来判断事故发生时气囊打开的时间、速度和程度。
主动安全:电子制动系统
安全制动技术在近几年取得最主要进展是在电子控制领域,从最初的ABS,到使用同样原理的驱动防滑控制系统(ASR),到后来的电子制动力分配(EBD),再到还处在早期发展阶段的线控制动系统。线控制动系统含有更轻的重量、更高的控制精度以及更易于与未来高级汽车动态控制系统的其他子系统进行整合等优势,是未来的发展方向。
ABS已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准配置。安全领域的下一个目标是普及电子稳定系统(ESP,又称ESC),从而防止车辆在转弯时失控。2004年,该系统在欧盟的使用率为36%,在美国是11%。根据美国高速公路交通安全委员会的统计,ESP的安装让轿车的交通事故率降低了35%,SUV的事故率则下降了67%。因此,电子稳定系统已经证明了它的强大作用。
主动安全:轮胎气压监测系统
记者从美国高速公路交通安全委员会的网站上了解到,美国高速公路交通安全局要求2007年9月1日以后生产的全部车辆将配备轮胎气压监测系统(TPMS)。这是继安全带、安全气囊之后汽车安全的第三个立法产品。当前,国外新车型大多装配了轮胎气压监测系统,如奔驰、奥迪、宝马、法拉利、保时捷、辉腾等。国内只有个别车型安装了轮胎气压监测系统。
国外TPMS主要生产商有加拿大斯马轮胎公司、固特异轮胎橡胶公司、米其林公司、诺基亚轮胎公司、日本横滨公司等。
日本阿尔卑斯电气公司成功地开发出了不需电池的TPMS。住友橡胶工业最近开始向德国博世公司提供轮胎气压降低报警装置软件。该软件使用ABS和ESP等信息进行运算,通过轮胎外周长的变化来发现气压的降低,属于间接式。与使用压力传感器直接检测气压的直接式相比,具有耐用性强、成本低的优点。固特异轮胎橡胶公司与西门子公司联合展示了一个新型轮用压力监测系统。该系统不包括补偿温度、压力以及轮胎负载、速度等因素的相关软件。飞利浦电子集团推出了可直接测量车辆轮胎气压并识别轮胎的新型半导体解决方案。
主要安全:辅助驾驶系统
通过消除繁琐的驾驶动作,辅助驾驶可提供更高的舒适水平。例如,传统的巡航控制允许司机设定一个固定的行驶速度,同时在需要时可手动控制。而现在的汽车是提供自适应巡航控制(ACC)功能,采用雷达感知器不间断地监测与前方车辆之间保持的距离,并可自动地调节行驶速度,以便维持与前方车辆的安全距离。因此,在拥挤的道路交通状况下,它也可以使用巡航控制功能。 辅助驾驶系统提供了基本的安全功能,如增加红外相机来提高观察能力。更为先进的设计还可利用范围广泛的传感器来提醒潜在的危险情况。将来,车辆将能够自动对这种信息做出反应,为司机提供信息以及特殊情况下的车辆控制能力,从而保证乘客的安全。例如,有些最新的卡车安装了AD前面的道路情况。如果车辆在没有使用指示灯的情况下改变行驶路径,那么系统就会发出声音警告。
由于中国汽车产业起步比较晚,所以这方面的制度或者法规还不是很完善,但是,随着人们对安全性越来越重视,我相信相关的政府部门也会陆续出台一些政策和法规去规范这个市场,如将来的安全隐患召回不仅仅只是发生在外资或者合资品牌上,本土的汽车企业如果有安全的问题,会面临同样的处理。
中国汽车电子标准化工作明显滞后,产品开发缺少规范,影响着产业的发展。目前,中国汽车电子行业已经全面启动了“汽车电子标准化”工作。如新能源汽车方面,国家会出台相应的政策法规鼓励和规范这个正在发展中的行业,以方便以后大规模的批量生产。
中国汽车市场正在繁荣增长。有调查数据表明,到2011年,中国的全球电子系统生产将是半导体消费量的一倍。增长的主要原因首先是国内轻型汽车生产对电子器件增长的需求, 其次是许多全球汽车厂商正逐渐将生产重心转移到中国。来自美洲、欧洲、日本和韩国的国际汽车电子系统和组件供应商已经开始与中国公司建立合资企业。这不仅带动了中国汽车电子市场的发展,也对人才培养和技术交流起到了积极作用。中国汽车电子市场的独特优势在于,中国拥有巨大潜在市场需求,未来越来越多的中国人将考虑购买汽车,因此,汽车厂商对于电子器件的需求也不会因此不断增长。对于中国汽车电子市场,我们看到的是巨大的增长空间和潜在的机遇。