構(gòu)建ADAS需要考慮的因素匯總

介紹

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）是現(xiàn)代汽車普遍存在的功能，包括用于提高汽車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（TSD）、車道偏離警告（LDW）、自動制動系統(tǒng)和電池管理。這些對安全至關(guān)重要的功能問世20年后，有助于減少因道路事故而發(fā)生的險情、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、準(zhǔn)確地測量轉(zhuǎn)速、位置和距離等變量。例如，基于攝像頭的傳感器IC從周圍環(huán)境中捕獲信息，例如與車輛和障礙物的距離。

構(gòu)建ADAS的基本考慮因素

汽車行業(yè)的新興趨勢對汽車制造商提出了更高的要求，以提高汽車的安全性和駕駛性能。下面討論的是工程師在設(shè)計配備尖端ADAS的車輛時應(yīng)考慮的六個基本考慮因素。

ASIL合規(guī)性

汽車安全完整性等級（ASIL）是基于ISO26262的風(fēng)險分類系統(tǒng)，提供了保證道路車輛功能安全的指南。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而導(dǎo)致的不合理風(fēng)險”。ASIL系統(tǒng)由四個級別組成：A、B、C和D（A是最低的汽車危險，D是最高的）。ASIL值是在通過評估參數(shù)（例如暴露、嚴(yán)重性和可控性）對潛在危害進(jìn)行必要的風(fēng)險分析后分配的。例如，尾燈屬于ASILA級別，而后視攝像頭、剎車燈、雷達(dá)巡航控制和視覺ADAS屬于ASILB。同樣，發(fā)動機管理和主動懸架屬于ASILC。相比之下，

GMR與霍爾技術(shù)

霍爾效應(yīng)傳感器通過測量將半導(dǎo)體器件置于磁場中時電壓電平的變化來工作，從而將磁編碼信息轉(zhuǎn)換為電信號。在汽車中，霍爾效應(yīng)傳感器測量距離、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量發(fā)動機旋轉(zhuǎn)的時間和方向?；魻栃?yīng)，因為它以恒定電流測量導(dǎo)體周圍的磁場強度，因此可以反向測量電池管理等汽車應(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。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)動機控制）處以更低的邊緣抖動實現(xiàn)高精度的轉(zhuǎn)速測量。它們可以將霍爾傳感器的性能與更小的磁信號相匹配，并在類似的氣隙下優(yōu)于抖動。這些優(yōu)勢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)奏的汽車行業(yè)過時，工程師必須確保他們使用的硬件和軟件可以在未來進(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駕駛車輛的駕駛員、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，可檢測三個磁場分量（X、Y和Z）中的兩個。使用可配置的信號處理、線性化和角度計算，它們可以準(zhǔn)確地解析移動磁性目標(biāo)的絕對旋轉(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安全至關(guān)重要的汽車應(yīng)用的嚴(yán)格要求所需的測量精度和性能。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)用包括動力總成執(zhí)行器、電子油門、踏板位置和制動缸位置。

卡鉗制動與電動制動

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

另一方面，電動制動器最大限度地減少了容易發(fā)生故障的機械動作。當(dāng)踩下制動踏板時，傳感器檢測其位置并將電子信號傳遞給控制單元，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動。AllegroMicroSystems提供霍爾效應(yīng)和xMR傳感器IC，用于在電動制動應(yīng)用中進(jìn)行精確的位置測量。這些產(chǎn)品符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如ASIL和ISO26262以及EMC要求。

轉(zhuǎn)向應(yīng)用

2012年，美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）要求汽車制造商在所有新車中集成電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)3（ESC），以提高車輛的安全性，從而降低道路事故風(fēng)險。ESC模塊通常是車輛ABS模塊的一部分，并包含用于測量偏航率、橫向加速度、車輪速度、方向盤角度和轉(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)向角傳感器來檢測方向盤的方向和速度，然后將信息傳遞給ESC模塊，該模塊使用算法來確定轉(zhuǎn)向是否準(zhǔn)確或車輛是否正在轉(zhuǎn)向在錯誤的方向。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，以實現(xiàn)最佳能效，同時滿足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級汽車電源管理IC，輸入電壓范圍為2.8至50V。

LED照明因其眾多優(yōu)勢而成為汽車應(yīng)用不可或缺的組成部分，包括低電壓運行、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)動器拓?fù)?，包括線性、降壓、升壓和降壓-升壓-Allegro的LED驅(qū)動器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)代汽車和卡車的駕駛輔助功能對汽車制造商提出了越來越高的要求，以提高車輛的易用性、安全性和駕駛性能。此外，ADAS通過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)致險情、受傷和道路事故的人為錯誤。設(shè)計ADAS的工程師必須使用一流的組件并確保符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。誠然，Allegro是值得信賴的全球汽車應(yīng)用傳感器和穩(wěn)壓器供應(yīng)商。