构建高级驾驶辅助系统时要考虑的六件事

构建高级驾驶辅助系统时要考虑的六件事

2021年12月17日

简介

先进的驾驶辅助系统(ADAS)是现代汽车无处不在的特征，包括许多提高汽车安全性和驾驶性能的电子技术。ADAS功能包括自适应巡航控制(ACC)、前向碰撞预警(FCW)、交通标志检测(TSD)、车道偏离预警(LDW)、自动制动系统和电池管理。20年来，这些安全关键功能在减少道路事故造成的险些脱险、受伤和死亡的可能性方面发挥了重要作用。ADAS包括霍尔效应和xMR(磁)传感器，可以实时、准确地测量转速、位置和距离等变量。例如，基于摄像头的传感器ic从周围环境中捕获信息，如车辆和障碍物的接近程度，然后将信息传递给功能系统，如发动机、变速器和车轮/制动，启动安全措施，以保护车辆、其他道路用户和行人。

构建ADAS的基本考虑

汽车工业的新趋势对汽车制造商提出了更高的要求，以提高汽车的安全性和驾驶性能。下面讨论的是工程师在设计具有先进ADAS的车辆时应该考虑的六个基本问题。

ASIL合规

汽车安全完整性等级(ASIL)是基于ISO 26262的风险分类体系，为保证道路车辆的功能安全提供指南。根据ISO 26262，功能安全是指“由于电气和电子系统的故障行为所造成的危险而不存在不合理的风险。”ASIL系统包括四个级别:A、B、C和D (A是最低的汽车危害，D是最高的)。通过评估参数，如暴露、严重性和可控性，对潜在危害进行必要的风险分析后，分配ASIL值。例如，后视灯属于ASIL A级别，而后视摄像头、刹车灯、雷达巡航控制和视觉ADAS属于ASIL b级别。同样，发动机管理和主动悬架属于ASIL c级别。相比之下，安全关键功能，如电动助力转向、安全气囊和防抱死制动系统(ABS)，则属于ASIL D级别，因为它们提供了最高的危险级别。

GMR vs.霍尔技术

霍尔效应传感器的工作原理是，当半导体设备被置于磁场中时，测量电压水平的变化，从而将磁编码信息转换为电信号。在汽车上，霍尔效应传感器测量距离、位置和速度。例如，霍尔传感器集成了BiCMOS处理电路，可以测量发动机旋转的时间和方向。霍尔效应，因为它测量导体周围恒定电流的磁场强度，可以在汽车应用中反向测量电流，如电池管理。雷竞技最新网址

与霍尔效应技术相比，GMR具有一些优势。GMR传感器以巨磁电阻(GMR)为基础，集成了磁阻传感器元件和BiCMOS电路。与霍尔效应集成电路相比，基于gmr的传感器集成电路可以实现高度精确的转速测量，在更远的气隙处边缘抖动更低(例如，变速器和轮速传感和发动机控制)。它们可以用更小的磁信号匹配霍尔传感器的性能，并在类似的气隙中优于抖动。这些优点，加上紧凑的包占用，使它们适合组件密集的配置。雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems公司的A19250和A19350轮速传感器ic以及ATS19480和ATS19580传动传感器ic采用GMR专利技术，具有强大的传感方向性能，与霍尔效应前身兼容。

使用最新的3D传感器ic

为了避免在快速发展的汽车行业中被淘汰，工程师们必须确保他们使用的硬件和软件能够在未来更新。全集成霍尔效应传感器是用于线性位置和绝对旋转传感的理想选择。最新的解决方案提供芯片上的诊断，以帮助提高驾驶员辅助和自动驾驶汽车的驾驶员、乘客和行人的安全。

雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems公司的3DMAG传感器ic集成了垂直和平面霍尔效应元件，可以检测三个磁场分量中的两个(X、Y和Z)。通过可配置的信号处理、线性化和角度计算，它们可以准确地分辨运动磁目标的绝对旋转(全360°和短行程<360°)或线性位置。这些完全集成的传感器提供所需的测量精度和性能，以满足安全关键型汽车应用的严格要求。雷竞技最新网址设计满足ISO 26262和AEC资质，Allegro的传感器ic始终处于创新的前沿。它的应用雷竞技最新网址包括动力系统执行器，电子油门，踏板位置和制动缸位置。

用卡钳制动vs.电动制动

现代汽车和卡车上传统的前轮和四轮盘式制动器通过卡钳将液压作用于刹车片到转子上。然而，随着车辆效率的提高，机械功能也开始电气化，以减少重量和排放。电制动，也被称为线控制动，有助于解决现代汽车传统制动系统的几个限制。纯液压制动的挑战包括摩擦引起的吱吱声，刹车片磨损和撕裂，以及制动液泄漏。车轮错位也会导致盘式制动失效，危及汽车的安全性和驾驶性能。

另一方面，电动刹车减少了容易发生故障的机械动作。当踩下刹车踏板时，传感器会检测到刹车踏板的位置，并将电子信号传递给控制单元，控制单元向电磁执行器发送命令，激活卡钳，根据施加的压力来减缓或停止运动。雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems提供霍尔效应和xMR传感器集成电路，用于电动制动应用中的精确位置测量。雷竞技最新网址这些产品符合汽车行业标准，如ASIL、ISO 26262和EMC要求。

转向应用程序雷竞技最新网址

2012年，美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)要求汽车制造商在所有新车中集成电子稳定控制系统(ESC)，以提高车辆的安全性，从而降低道路事故的风险。ESC模块通常是汽车ABS模块的一部分，包含测量参数的传感器，如偏航速率、横向加速度、车轮速度、方向盘角度和转向扭矩。霍尔效应和xMR传感器ic可以用作转向角度传感器，检测方向盘的方向和速度，然后将信息传递给ESC模块，该模块使用一种算法来确定转向是准确的还是车辆转向错误的方向。类似地，磁传感器可以用作转向扭矩传感器，测量司机施加在方向盘上的力的大小，在失去转向控制的情况下，ESC发送一个信号到车内的电子油门系统，以降低发动机扭矩，直到重新获得控制。

用于平视显示器的DC/DC稳压器和LED驱动器

ADAS子系统使用电压调节器为微控制器、传感器和收发器提供电源，以达到最佳的能源效率，同时满足ASIL / ISO 26262标准。Allegro提供广泛的宽输入0级汽车电源管理ic，适用于12V和24V系统，输入电压从2.8到50 V。

LED照明是汽车应用的一个不可或缺的组成部分，因为它有许多优点，包括低电压操作，高发光效率，紧凑的占地面雷竞技最新网址积，热和紫外线稳定性，以及较长的使用寿命。led非常适合用于平视显示器(hud)，包括使用PWM调光的非常宽的调光范围(对比度)。外部LED安全照明可以使用多种LED配置，包括不同数量的LED，串和LED颜色。因此，可能需要各种各样的LED驱动器拓扑结构，包括线性、降压、升压和降压升压——所有这些都在Allegro的LED驱动器IC组合中覆盖。

ADAS功能提高安全性和驾驶性能

现代汽车和卡车的驾驶员辅助功能对汽车制造商提出了越来越多的要求，以提高车辆的便捷性、安全性和驾驶性能。与此同时，ADAS通过结合速度、位置传感和电压调节的电子组件，防止了可能导致近距离脱靶、伤害和道路事故的人为错误。设计ADAS的工程师必须使用一流的组件，并确保符合汽车行业标准。事实上，Allegro是全球汽车应用领域值得信赖的传感器和稳压器供应商。雷竞技最新网址

原创作者:关于电路2021年8月。转载已获授权。