汽車(chē)安全設計——開(kāi)發(fā)完整的碰撞防護系統

　　在保護司機和行人的安全方面，電子產(chǎn)品扮演的角色日益重要。雖然車(chē)載安全系統具有防止碰撞的“防護及安全”功能，能將交通事故發(fā)生時(shí)的傷害減到最低，并具備提前預防事故能力，而這些功能，都可透過(guò)一些主要電子零件加以控制。

　　通常，汽車(chē)內的“碰撞防護系統”需要高速、低噪聲和高可靠性的微控制器(MCU)。

　　汽車(chē)中的“碰撞防護系統”價(jià)值正日漸提升。為了將事故發(fā)生時(shí)的傷害降至最低，必須使用碰撞防護系統，其中最具代表性的例子就是安全氣囊。當系統檢測到碰撞時(shí)，氣體產(chǎn)生裝置會(huì )啟動(dòng)并點(diǎn)燃，氣囊隨之利用產(chǎn)生的空氣迅速膨脹，乘客立即受到保護，碰撞能量被吸收。這一系列動(dòng)作必須在200ms左右時(shí)間內完成。

　　自1980年代起，安全氣囊開(kāi)始成為豪華汽車(chē)配件，發(fā)展至今，它已成為多數汽車(chē)的標準配備。安全氣囊的安裝位置和形狀有很多種，不僅安裝在司機座位前方的儀表板內，也有安裝于車(chē)身側邊與車(chē)門(mén)的氣囊。

　　安全氣囊控制系統必須以固定周期，不斷地從安裝在儀表板和側邊的兩個(gè)或兩個(gè)以上撞擊檢測傳感器及加速傳感器獲得信息。這個(gè)檢測過(guò)程必須在數百微秒檢測周期內以每秒數百次的頻率重復。這個(gè)檢測“沒(méi)有碰撞”信息，以防止氣囊被可忽略的撞擊引爆是極重要的步驟。當檢測到必須引爆氣囊的碰撞時(shí)，MCU應能立即判斷觸發(fā)哪個(gè)氣囊、如何打開(kāi)氣囊，并點(diǎn)燃氣體產(chǎn)生裝置。這個(gè)操作必須在數毫秒內啟動(dòng)，并在數十毫秒內完成。安全氣囊控制系統需要高速MCU，因為相應的傳感器數量不斷增加，必須涵蓋的碰撞形式越來(lái)越多，氣囊的種類(lèi)和數量也持續提升。

　　某由于安全氣囊控制系統位于汽車(chē)中心，因此幅射噪聲必須夠低，才不會(huì )影響收音機、電視和車(chē)載導航系統的正常運作。該系統必須具備高可靠性，因為它可直接影響汽車(chē)的壽命。

　　汽車(chē)安全的關(guān)鍵組件

　　未來(lái)，汽車(chē)“防護和安全”的重要性將越來(lái)越高，它可用來(lái)提前預防可能發(fā)生的事故。

　　ABS剎車(chē)系統和用于車(chē)身穩定性控制的車(chē)輛動(dòng)態(tài)控制(VDC)功能早已商用化。據統計80%~90%的交通事故是由于司機的判斷失誤所引起。未來(lái)的關(guān)鍵車(chē)載安全系統可透過(guò)將來(lái)自信息和導航系統(如傳感器和車(chē)載攝影機)的道路信息傳送給司機、從而減少這種判斷失誤來(lái)避免交通事故。碰撞警示系統、LDWS(車(chē)道偏離警示系統)和導航系統等道路信息警示系統的實(shí)際運用將越來(lái)越廣泛。

　　支持FlexRay的LSI、用于處理車(chē)載攝影機影像的LSI、用于實(shí)現與導航系統同步的LSI等都是未來(lái)車(chē)載安全系統的關(guān)鍵組件。

　　FlexRay網(wǎng)絡(luò )

　　作為支持未來(lái)車(chē)載安全系統的關(guān)鍵技術(shù)FlexRay已獲得業(yè)界極大關(guān)注。與目前主流的CAN相比，FlexRay具有高速高可靠性特點(diǎn)。FlexRay在構建用于控制方向盤(pán)、剎車(chē)和車(chē)身穩定性等的車(chē)載電子控制系統中發(fā)揮著(zhù)重要作用，這種電子控制系統是未來(lái)車(chē)載安全系統的組成部分。為因應此一趨勢，瑞薩正計劃開(kāi)發(fā)在單封裝中整合MCU和總線(xiàn)驅動(dòng)器的SiP組件。

　　車(chē)載攝影機影像處理技術(shù)

　　支持未來(lái)車(chē)載安全系統的另一項技術(shù)，是車(chē)載攝影機影像處理技術(shù)。透過(guò)多種已安裝于汽車(chē)上的傳感器，如汽車(chē)距離傳感器與天氣狀態(tài)傳感器等，具備影像處理技術(shù)的攝影機將能夠處理未來(lái)車(chē)載攝影機的影像處理功能。

　　另外，車(chē)道和行駛車(chē)輛識別攝影機、紅外線(xiàn)攝影機、后視攝影機和盲區檢測攝影機等也已被廣泛安裝和使用，它們共同組成了未來(lái)的車(chē)載安全系統。為提高安全性，一輛汽車(chē)可能會(huì )安裝10臺以上的攝影機，如車(chē)內監控攝影機的瞌睡檢測警示功能，以及使用監控攝影機進(jìn)行導向的車(chē)道偏離警示系統等，也正由汽車(chē)制造商開(kāi)發(fā)中。

　　此處便需要影像處理技術(shù)。必須對來(lái)自攝影機的影像訊號進(jìn)行處理，同時(shí)輸出必需的訊號。車(chē)輛前進(jìn)和車(chē)道可透過(guò)分析影像的邊緣部分進(jìn)行檢測。透過(guò)檢測車(chē)道影像可以發(fā)出車(chē)道偏離警告。

　　與導航系統同步

　　對駕駛來(lái)說(shuō)，能提供路況信息并警示的“防護和安全”系統非常重要。當汽車(chē)內的電子控制系統檢測到道路信息變化時(shí)，道路信息與汽車(chē)內建的地圖信息便會(huì )傳送給駕駛，此時(shí)汽車(chē)確實(shí)行駛在道路上并接收來(lái)自于GPS的定位信息，因而駕駛人員可獲得有效的導航警示信息。接下來(lái)，若道路已修復，則系統會(huì )再次發(fā)出更正信息給駕駛。