电子制动辅助系统的传感器解决方案

即使在自动驾驶汽车问世之前，毫无疑问，先进的汽车应用正在将驱动器从驾驶员手中夺走 - 尤其是当基于传感器的系统确定即将发生高速碰撞时。汽车制造商越来越多地试图减轻潜在致命事故的一个领域是自动制动系统。

研究表明，近一半的驾驶员没有快速踩刹车，而且强度足以阻止紧急情况下的车辆。因此，自动制动结合了先进的驾驶员辅助系统和电子稳定控制系统（ESC），可在不可避免的碰撞时减慢车辆速度并降低碰撞的严重程度。通过结合前视雷达和视频系统的数据，自动制动可在有或没有驾驶员干预的情况下工作，从而提供完整，准确，实时的前方道路图像。当这些数据表明即将发生撞击并且驾驶员的转向和制动干预不足以避免碰撞时，一旦驾驶员接合制动器，就会立即自动施加制动压力以提供最大制动助力。最终动作实现为全ABS制动，确保最大程度地降低速度。

最近在新闻中 ¹ 是一款全新的“防撞车”，正在宝马公司工作。该车具有主动辅助系统，该系统允许车辆进入另一车辆的特定范围内，然后自动接管驾驶员的制动。使用激光传感器，系统可以有效地扫描车辆周围360度，并在车辆撞到任何静止物体之前自动轻柔地制动。

它的工作方式与自动减速的巡航控制系统不同当你在前面的车上关闭太快时车辆：BMW测试车中的传感器跟踪墙壁，柱子和其他静止物体，不断维护和更新周围区域的数字地图。该公司已经证明，如果你在墙壁上驱动其主动辅助汽车全油门，系统将使车辆在没有驾驶员接触制动器的情况下远离撞击。

宝马现在正在努力扩展系统以包括移动物体，这是一项更加困难的任务，因为所涉及的算法不仅要显示行人或汽车的位置，还要显示它们的位置。

<宝马远非孤身一人。丰田也刚刚宣布扩大其自动制动技术的可用性，并将提供现有雷克萨斯和SUV车型的低成本版本，以在2017年底之前提供这些制动功能。丰田的制动辅助系统（图1显示了有无车辆的反应和制动时间）此功能）根据施加在制动踏板上的力以及驾驶员踩踏板的速度来检测尝试的紧急制动。当系统识别出突然制动时，它会给制动器增加额外的压力。在制动辅助期间释放脚时，制动力会减轻并轻松调节制动。

图1：自动制动系统通过加强制动来支持驾驶员力量和改善反应时间。 （由丰田公司提供）

与大多数技术一样，随着使用量的增加，价格下降 - 预计系统价格将从现在的2000美元或更高的高端车辆降至300美元至650美元之间对于低成本版本。

同样，梅赛德斯制动辅助技术使用驾驶员踩下制动踏板的速度感应紧急制动，并立即应用最大可用功率提升。它可以通过消除人类不能足够快地刹车的倾向来减少停车距离。除自动制动外，梅赛德斯的PRE-SAFE系统还采用了传感器网络（其中许多已经为车辆中的其他安全系统提供服务），以检测出即将发生事故的某些情况，例如极端打滑。然后收紧前排座椅安全带，调整前排座椅和乘客座椅，甚至可以关闭车窗和天窗，以便更好地为乘客做好准备，从而获得更有效的约束系统效果。

目前，大多数防撞系统都是可选包的一部分，但好消息是标准设备类别的可用性正在增长。根据公路损失数据研究所 ² ，2014年车型特征数据库中超过20％的车型提供了具有自动制动能力的前防撞系统，两年前的可用性翻了一番。 2014年近40％的车型提供前碰撞警告，超过51％的车型提供前碰撞警告作为标准或可选功能，但只有27％将其与自动制动相结合。

当联合国欧洲经济委员会 ³ （UNECE）裁定这些系统从今年开始对新型重型车辆强制执行时，该技术得到了推动。

传感器示例

虽然存在许多制动技术，但它们都依赖于传感器输入的形式。来自激光器，雷达或视频数据的传感器输入决定了车辆路径中物体的存在。一个重要因素是车辆的速度差异与要避免的物体的速度相比。当速度差很大时，碰撞更加确定，这些系统将自动激活制动器。

英飞凌科技TLE4921-5U差分霍尔效应传感器（图2）提供高灵敏度优越的稳定性，特别适用于铁磁齿轮的转速检测和定时应用，如防抱死制动系统。 IC提供数字信号输出，其频率与旋转速度成比例。

图2：英飞凌差分霍尔效应传感器广泛应用于汽车应用，包括自动制动系统。 （由英飞凌提供）

如前所述，自适应巡航控制系统也开始使用自动制动。这些系统能够测量领先车辆的速度并匹配它。它们还可以通过减少油门，降档以及最后启动制动器来降低速度。

讴歌，梅赛德斯 - 奔驰和沃尔沃采用自动制动系统作为多种车型的标准配置;最后一家汽车制造商使用先进的自动制动系统作为沃尔沃S60，S80和XC60的标准配置。

紧急制动系统也可以通过轮胎爆胎启动，从而制动压力从液压动力源传递到每个轮缸。利用车辆的横摆率信号，紧急自动制动系统的控制器判断操作条件并调节每个轮缸中的压力幅度。在这种情况下，可以使用ADI公司的ADXRS620偏航率陀螺仪等传感器（图3）。

图3：ADI公司的ADXRS620专门针对发生轮胎爆胎时的自动制动问题 - 这是必要的，特别是对于无人驾驶的未来。 （由ADI公司提供）

ADXRS620是一款汽车级陀螺仪，100％引脚，封装，温度和功能与该公司的工业级ADXRS652陀螺仪兼容。输出信号RATEOUT是与围绕垂直于封装顶面的轴的角速率成比例的电压。相对于提供的参考电源，输出是比例的。外部电容设置带宽。操作需要其他外部电容器。提供温度输出用于补偿技术。两个数字自测输入以机电方式激励传感器，以测试传感器和信号调理电路的正常运行。应用包括汽车用惯性测量单元。

当然，有许多传感器和传感器类型可以组合起来提供自动制动系统。例如，ADI公司的ADIS16364惯性系统包括一个三轴陀螺仪和三轴加速度计。每个传感器都有自己的动态补偿公式，可提供准确的传感器测量。用于平台稳定和控制和导航应用，所有必要的运动测试和校准都是工厂生产过程的一部分，减少了系统集成时间。紧密的正交对齐简化了导航系统中的惯性框架对齐。 SPI和寄存器结构为数据收集和配置控制提供了简单的接口。这款紧凑型模块大约为23 mm×23 mm×23 mm，提供灵活的连接器接口，可实现多种安装方式选择。

总之，新技术正在集成到车辆中的系统中。一段时间大多数汽车制造商目前在部分型号上提供自适应巡航控制或防碰撞系统，它只是在它们无处不在的短时间内，加入了无数的技术，旨在通过协助驾驶员或从手中取出轮子来拯救生命完全是人类

有关本文中讨论的部分的更多信息，请使用提供的链接访问Digi-Key网站上的产品页面。

参考文献

1. 宝马“防撞车”
2. 公路损失数据研究所
3. 联合国欧洲经济委员会（UNECE）