汽车安全技术如何实现零伤亡

汽车安全一直都是大家关注的话题，随着去年中国取代美国成为最大汽车销售国，无论是汽车企业、零部件供应商还是中国的普通消费者，对安全问题的关注度都在与日俱增。汽车安全性所涉及的范围很广，大到专门的安全配置，小到每个零部件、每块钢板，每个焊点甚至是焊点位置。从当前的技术发展趋势来看，从被动安全、主动安全、主动安全功能集成再到主被动安全功能集成，汽车安全技术正朝着“零伤亡”的方向不断努力。

被动安全和主动安全

被动安全中的安全气囊市场发展极为迅速，并将成为当前以及未来几年间最广泛使用的安全技术。“2015年，中国汽车市场安全气囊的普及率将超过90%，安全气囊技术正在日趋成熟。”飞思卡尔全球汽车营销经理Marc Osajda表示。

目前，包含正面气囊的辅助防护安全系统(SRS)已经成为很多中档轿车的标准配置。随着侧面安全气囊、帘式安全气囊等气囊数的增多，SRS正在向更先进的气囊系统发展。“未来的趋势，将是低档轿车中将两个正面气囊作为标准配置，而中高档轿车中将出现六个或更多气囊以及安全带预紧器。”英飞凌科技亚太有限公司汽车电子事业部安全系统市场高级经理Francis Foo说。

上世纪90年代早期，汽车安全气囊系统大量采用MEMS加速计，这也促成了MEMS设计的第一波发展浪潮。作为安全气囊加速计领域的领先企业，飞思卡尔近期推出了多款MEMS产品，包括MMA5xxxW卫星碰撞加速度计、业内首款以QFN封装形式提供的PSI5 X或Z轴卫星惯性传感器、针对安全气囊ECU的MMA68xxQ双轴碰撞传感器以及MC33789安全气囊系统基础芯片(SBC)。而ADI也表示，其高集成MEMS(加速度传感器和陀螺仪集成到一起的ADXRS8XX，低g值和高g值的加速度传感器集成到一起的ADXL2XX)也将于不久的将来研发完成。

“未来MEMS传感器的发展趋势仍然是减小体积、增强可靠性和提高灵敏度。”Marc Osajda表示，“这是一个被称为‘传感器融合’或‘系统级封装’的新时代。主、被动安全系统的融合带来了新的挑战，可以通过把不同传感器集成到单个封装中(如陀螺仪加低加速度传感器)来解决这些问题。”飞思卡尔所使用的全面集成的TPMS系统级封装，包括4个晶片：压力传感器、加速度传感器、一个8位微控制器(MCU)和RF发射器。

“同安全气囊一样，防抱死制动系统(ABS)虽然在发达国家中已经被公认为是标准配置，但是在中国等发展中国家的发展潜力仍然十分巨大。”Francis Foo补充道，“而如EPS、TPMS等其他安全系统也获得了足够的市场重视。这四个主要的安全系统目前占据了全球汽车安全系统的绝大部分份额。”

未来汽车安全技术需要给车辆提供前、后、左、右360度的安全保护，用德尔福公司的说法，就是需要给车辆提供360度的安全屏障(Safety Cocoon)。其所使用到的技术包括：

1. 自适应巡航系统ACC、前向碰撞预告警系统FCW、碰撞缓解和避撞系统AB/ABA；

2. 车道偏离告警系统LDW、驾驶员车道保持能力告警LKP、主动夜视系统ANV、前大灯控制系统AHC、交通标志识别系统TSR；

3. 车辆盲区检测、换道辅助、车辆追尾预告警；

4. 车辆后视影像系统、智能泊车辅助系统。

在上述众多先进技术中，最典型的是车道偏离和前撞预警，其技术基础是视频和雷达。据ADI大中华区汽车电子商务经理李防震介绍，目前中国本土的安全模块供应商以及大学，已经研发出以视频技术为基础的车道偏离和夜视功能，不过采用雷达技术还处在一个开始阶段。

“确实，目前使用新式雷达和成像技术的防撞型预防式安全技术，在采用方面仍处在初期阶段，”Atmel亚太区及日本RFA业务营销总监Goh Yan表示，“仅有几家主要OEM厂商开始将该技术作为一项安全选配。”

“主动安全产品与其它汽车电子产品相比很大的不同，在于前者的性能与路况、交通状况特别是驾驶员的驾驶习惯有关。”德尔福(中国)科技研发中心安全系统新产品开发部门经理沈骏强博士在这里特别强调，“因此，将一个在北美和欧洲开发完善的主动安全系统原封不动拿到中国市场来，不一定是最佳方案。供应商必须针对中国的实际情况进行二次开发，不仅调整标定参数，还要修改核心算法。同时，也需要在中国的路面上进行大量试验和数据采集及分析。”

德尔福目前的电子扫描雷达ESR和智能前视视频系统IFV，能够提供对车辆的前向安全保护。ESR雷达是多模式电子扫描雷达，提供长距离和中距离两种覆盖范围。基于ESR雷达可以构建具备起停功能的ACC系统、FCW系统、AB/ABA系统。IFV是一个集成了摄像头和处理器的视频系统，尺寸小但功能强大，可以安装在挡风玻璃后，提供LDW、LKP、ANV以及基于视频的FCW系统。同时，ESR雷达信号和IFV的视频信号还可以进行融合，提供基于数据融合的FCW和AB/ABA系统。据Marc Osajda介绍，飞思卡尔在该领域也在不断创新，其针对盲点监测(BSP)或自适应巡航控制的RF雷达解决方案正在开发中。

安全系统的复杂性毫无疑问为芯片供应商带来的更多的挑战。“关键的需求和挑战将集中在提供技术方面。”德州仪器汽车电子产品中国区高级经理顾雷表示，“故障安全设计特性(如：冗余和内置安全自查)要求我们提供更高的集成度和复杂度。”