構(gòu)建ADAS需要考慮的因素匯總

介紹

高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）是現(xiàn)代汽車(chē)普遍存在的功能，包括用于提高汽車(chē)安全性和駕駛性能的大量電子技術(shù)。ADAS功能包括自適應(yīng)巡航控制（ACC）、前向碰撞警告（FCW）、交通標(biāo)志檢測(cè)（TSD）、車(chē)道偏離警告（LDW）、自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)和電池管理。這些對(duì)安全至關(guān)重要的功能問(wèn)世20年后，有助于減少因道路事故而發(fā)生的險(xiǎn)情、受傷和死亡的可能性。ADAS包括霍爾效應(yīng)和xMR（磁性）傳感器，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量轉(zhuǎn)速、位置和距離等變量。例如，基于攝像頭的傳感器IC從周?chē)h(huán)境中捕獲信息，例如與車(chē)輛和障礙物的距離。

構(gòu)建ADAS的基本考慮因素

汽車(chē)行業(yè)的新興趨勢(shì)對(duì)汽車(chē)制造商提出了更高的要求，以提高汽車(chē)的安全性和駕駛性能。下面討論的是工程師在設(shè)計(jì)配備尖端ADAS的車(chē)輛時(shí)應(yīng)考慮的六個(gè)基本考慮因素。

ASIL合規(guī)性

汽車(chē)安全完整性等級(jí)（ASIL）是基于ISO26262的風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)系統(tǒng)，提供了保證道路車(chē)輛功能安全的指南。根據(jù)ISO26262，功能安全是“不存在由于電氣和電子系統(tǒng)故障行為引起的危險(xiǎn)而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險(xiǎn)”。ASIL系統(tǒng)由四個(gè)級(jí)別組成：A、B、C和D（A是最低的汽車(chē)危險(xiǎn)，D是最高的）。ASIL值是在通過(guò)評(píng)估參數(shù)（例如暴露、嚴(yán)重性和可控性）對(duì)潛在危害進(jìn)行必要的風(fēng)險(xiǎn)分析后分配的。例如，尾燈屬于ASILA級(jí)別，而后視攝像頭、剎車(chē)燈、雷達(dá)巡航控制和視覺(jué)ADAS屬于ASILB。同樣，發(fā)動(dòng)機(jī)管理和主動(dòng)懸架屬于ASILC。相比之下，

GMR與霍爾技術(shù)

霍爾效應(yīng)傳感器通過(guò)測(cè)量將半導(dǎo)體器件置于磁場(chǎng)中時(shí)電壓電平的變化來(lái)工作，從而將磁編碼信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在汽車(chē)中，霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量距離、位置和速度。例如，與BiCMOS處理電路單片集成的霍爾傳感器可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的時(shí)間和方向?；魻栃?yīng)，因?yàn)樗院愣?a href="http://srfitnesspt.com/tags/電流/" target="_blank">電流測(cè)量導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)強(qiáng)度，因此可以反向測(cè)量電池管理等汽車(chē)應(yīng)用中的電流。

GMR與霍爾效應(yīng)技術(shù)相比具有一些優(yōu)勢(shì)。GMR傳感器基于巨磁阻（GMR），還單片集成了磁阻傳感器元件和BiCMOS電路。與霍爾效應(yīng)IC相比，基于GMR的傳感器IC在更遠(yuǎn)的氣隙（例如，變速箱和輪速感應(yīng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制）處以更低的邊緣抖動(dòng)實(shí)現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)速測(cè)量。它們可以將霍爾傳感器的性能與更小的磁信號(hào)相匹配，并在類(lèi)似的氣隙下優(yōu)于抖動(dòng)。這些優(yōu)勢(shì)與緊湊的封裝尺寸相結(jié)合，使其適用于組件密集型配置。

使用最新的3D傳感器IC

為了避免在快節(jié)奏的汽車(chē)行業(yè)過(guò)時(shí)，工程師必須確保他們使用的硬件和軟件可以在未來(lái)進(jìn)行更新。完全集成的霍爾效應(yīng)傳感器非常適合用于線性位置和絕對(duì)旋轉(zhuǎn)傳感。最新的解決方案提供片上診斷，以幫助提高駕駛員輔助和自動(dòng)駕駛車(chē)輛的駕駛員、乘客和行人安全。

AllegroMicroSystems的3DMAG傳感器IC集成了垂直和平面霍爾效應(yīng)元件，可檢測(cè)三個(gè)磁場(chǎng)分量（X、Y和Z）中的兩個(gè)。使用可配置的信號(hào)處理、線性化和角度計(jì)算，它們可以準(zhǔn)確地解析移動(dòng)磁性目標(biāo)的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)（全360°和短行程《360°）或線性位置。這些完全集成的傳感器可提供滿足對(duì)安全至關(guān)重要的汽車(chē)應(yīng)用的嚴(yán)格要求所需的測(cè)量精度和性能。Allegro的傳感器IC旨在滿足ISO26262和AEC認(rèn)證，始終處于創(chuàng)新的前沿。其應(yīng)用包括動(dòng)力總成執(zhí)行器、電子油門(mén)、踏板位置和制動(dòng)缸位置。

卡鉗制動(dòng)與電動(dòng)制動(dòng)

現(xiàn)代汽車(chē)和卡車(chē)中的傳統(tǒng)前輪和四輪盤(pán)式制動(dòng)器通過(guò)卡鉗使用液壓將制動(dòng)片施加到轉(zhuǎn)子上。然而，隨著車(chē)輛變得更加高效，機(jī)械功能正在電氣化以減輕重量和排放。電動(dòng)制動(dòng)，也稱為線控制動(dòng)，有助于解決現(xiàn)代車(chē)輛中傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的一些限制。僅使用液壓制動(dòng)的挑戰(zhàn)包括由于摩擦、剎車(chē)片磨損和制動(dòng)液泄漏而產(chǎn)生的尖銳噪音。車(chē)輪未對(duì)準(zhǔn)也會(huì)導(dǎo)致盤(pán)式制動(dòng)器故障，從而影響汽車(chē)的安全性和駕駛性能。

另一方面，電動(dòng)制動(dòng)器最大限度地減少了容易發(fā)生故障的機(jī)械動(dòng)作。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，傳感器檢測(cè)其位置并將電子信號(hào)傳遞給控制單元，該控制單元向電磁執(zhí)行器發(fā)送命令，根據(jù)施加的壓力激活卡鉗以減慢或停止運(yùn)動(dòng)。AllegroMicroSystems提供霍爾效應(yīng)和xMR傳感器IC，用于在電動(dòng)制動(dòng)應(yīng)用中進(jìn)行精確的位置測(cè)量。這些產(chǎn)品符合汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如ASIL和ISO26262以及EMC要求。

轉(zhuǎn)向應(yīng)用

2012年，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）要求汽車(chē)制造商在所有新車(chē)中集成電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)3（ESC），以提高車(chē)輛的安全性，從而降低道路事故風(fēng)險(xiǎn)。ESC模塊通常是車(chē)輛ABS模塊的一部分，并包含用于測(cè)量偏航率、橫向加速度、車(chē)輪速度、方向盤(pán)角度和轉(zhuǎn)向扭矩等參數(shù)的傳感器?；魻栃?yīng)和xMR傳感器IC可用作轉(zhuǎn)向角傳感器來(lái)檢測(cè)方向盤(pán)的方向和速度，然后將信息傳遞給ESC模塊，該模塊使用算法來(lái)確定轉(zhuǎn)向是否準(zhǔn)確或車(chē)輛是否正在轉(zhuǎn)向在錯(cuò)誤的方向。相似地，

用于平視顯示器的DC/DC穩(wěn)壓器和LED驅(qū)動(dòng)器

ADAS子系統(tǒng)使用穩(wěn)壓器為微控制器、傳感器和收發(fā)器供電，以實(shí)現(xiàn)最佳能效，同時(shí)滿足ASIL/ISO26262標(biāo)準(zhǔn)。Allegro為12V和24V系統(tǒng)提供范圍廣泛的寬輸入0級(jí)汽車(chē)電源管理IC，輸入電壓范圍為2.8至50V。

LED照明因其眾多優(yōu)勢(shì)而成為汽車(chē)應(yīng)用不可或缺的組成部分，包括低電壓運(yùn)行、高發(fā)光效率、緊湊的占位面積、熱穩(wěn)定性和紫外線穩(wěn)定性以及更長(zhǎng)的使用壽命。LED非常適合用于平視顯示器（HUD），包括使用PWM調(diào)光的非常寬的調(diào)光范圍（對(duì)比度）。外部LED安全照明可以使用多種LED配置，包括不同數(shù)量的LED、燈串和LED顏色。因此，可能需要各種LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)?，包括線性、降壓、升壓和降壓-升壓-Allegro的LED驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品組合涵蓋所有這些。

ADAS功能可提高安全性和駕駛性能

現(xiàn)代汽車(chē)和卡車(chē)的駕駛輔助功能對(duì)汽車(chē)制造商提出了越來(lái)越高的要求，以提高車(chē)輛的易用性、安全性和駕駛性能。此外，ADAS通過(guò)集成用于速度和位置感應(yīng)以及電壓調(diào)節(jié)的電子元件，防止可能導(dǎo)致險(xiǎn)情、受傷和道路事故的人為錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)ADAS的工程師必須使用一流的組件并確保符合汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。誠(chéng)然，Allegro是值得信賴的全球汽車(chē)應(yīng)用傳感器和穩(wěn)壓器供應(yīng)商。