隨著汽車市場的激烈競爭，人們對汽車駕乘舒適性和個性化的不斷追求，以往許多只有高級車輛才具有的功能，目前正在加速進入中檔乃至低端車輛。而這些功能中絕大部分都與車身電子相關聯，包括自動靈巧的車門區(qū)域控制、精確的動態(tài)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、個性化的智能燈控系統(tǒng)、數字化顯示系統(tǒng)、動態(tài)智能小環(huán)境空調系統(tǒng)以及其它舒適電子系統(tǒng)等。上述這些功能，對許多人來說，似乎都似曾相識，但可能很少有人想過未來的先進技術究竟是什么樣，更少有人去深入思考其技術的復雜性以及這些功能的實現所受到的種種制約。思考一下就不難想象，上述任何一種功能，要落實到中低端車輛時，都將面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。

作為汽車電子的領先廠商之一，英飛凌公司為解決上述挑戰(zhàn)提供了一系列的整體解決方案。在剛剛落幕的2007年英飛凌汽車車身電子解決方案研討會上，英飛凌公司就如何解決上述種種挑戰(zhàn)，為與會的工程師們提供了很好的答案。

分布式車門解決方案更適合中國市場

為了實現車門區(qū)域的完美設計，業(yè)界推出了多種解決方案?？傮w上，目前車門解決方案可分為三大類：

第一類是中央處理架構。在這種架構中，采用功能強大的中央控制模塊。所有的終端負載（包括門控、燈控、面板、反射鏡、窗戶以及雨刷和除霜等）全部采用導線直接連接。這種方案的致命缺點是線束過多過長，終端模塊多，可靠性差，耗油量大等。“雖然這種處理架構目前還是中國乃至亞洲市場上的主流方案，但考慮到上述種種弊端，該方案在歐美已經逐漸減少，尤其是在歐洲，已經基本上被淘汰。只剩下個別小型車輛中還在使用。”英飛凌公司汽車、工業(yè)及多元化電子市場的高級經理劉魯偉說道。

第二類是中央和分布式相結合的控制方案。在這種方案中，每個主要負載都用一個電子控制單元（ECU）來控制，各ECU與中央處理器之間的通信通過LIN和CAN來實現。該方案的優(yōu)點是重量輕、線束極少、可靠性高、節(jié)油等，但缺點是成本過高，當往中低端車輛推廣時面臨較大的成本壓力，故目前僅被某些高端車輛(如寶馬和奧迪等)采納。

圖1：英飛凌TLE8201門模塊方框圖。

第三類控制處理架構為分布式門模塊處理架構。在這種架構中，沒有功能強大的中央處理器，而是采用分布式門模塊。該模塊承擔所控區(qū)域中的所有負載的控制功能。包括門本身、窗戶、鎖、踏板燈、警示燈和其他各種信號燈、各種鏡子以及相關的面板顯示等。該架構中，并行使用了CAN和LIN總線。CAN用于車前門的復雜控制傳輸，而LIN則應用于后門等簡單控制的傳輸。該方案的一個主要特點就是沒有中心，相互之間節(jié)省了總線收發(fā)器的數量。從而降低了成本。這種方案的功能和架構目前具有廣泛的代表性。“基于成本和復雜度等考量，該方案在歐洲已成為主流方案，也特別適合亞洲市場上的中低端車輛，故也是英飛凌公司目前在亞洲市場主推的方案。”該公司技術工程師陳琪介紹。

英飛凌公司支持這種方案的門模塊為TLE8200系列。主要功能包括用于驅動主控門鎖電機的全橋、多個支持死鎖、鏡位、折疊和除霜的半橋。還有多個驅動大電流的高性能電子開關，標準的SPI接口等。這些開關取代了原有的繼電器方案，在可靠性方面得到了很大改善，也根除了繼電器動作引起的機械噪聲。另外，內含標準的16位SPI，以及各種保護功能，包括過溫、過壓和過流保護等，還具有完善的診斷功能。另外，劉魯偉還介紹：“通過采用這種方案，與第一種方案比較，僅這一項所節(jié)省的平均油料就高達0.2～0.3L/每百公里。”

圖2：英飛凌公司帶有SPI I/O的半橋驅動器示意圖。

作為該方案中的總線模塊，功能也比較完善，主要包括中央門鎖和安全鎖控制、門燈控制；后視鏡X/Y軸調節(jié)、折疊和除霜加熱；電動玻璃升降和堵轉檢測；完整的保護和診斷功能：蓄電池反接保護，過壓、欠壓、過熱、短路保護和相關故障狀態(tài)反饋，負載電流及負載開路檢測；系統(tǒng)具有休眠和外部喚醒功能等。重要的是使線束接到了最少，可靠性得到了極大提高。

不過，根據一些用戶的觀點不難分析出，作為幾家主要的汽車電子半導體供應商，雖然其產品各有千秋，但大同小異，而英飛凌公司的產品線比較全，能夠為工程師的方案設計提供了較大的方便。

堅持直接式TPMS方案不動搖

如何有效控制高速行駛中的輪胎爆胎，一直是世界性的難題。據有關資料顯示，中國由于輪胎問題引起的重大安全事故已經超過10%以上。為了解決這一問題，業(yè)界研發(fā)出了TPMS這種主動安全技術。如今，TPMS的重要性越來越顯現，已經成為越來越多車輛的標配。

而目前，TPMS分為兩大類，一種是間接式方案，一種是直接式方案。

在間接式方案中，采集的原始變量不是胎壓本身，而是中間變量，即車輪的轉速。它是基于ABS傳感器技術來實現的。檢測車輪的轉速，將其與存儲的標準值進行比較，然后根據比較結果來判斷胎壓是否正常。這種技術具有可復用車內ABS傳感器，簡單，無需電池，可靠性高等優(yōu)點。但其缺點也是比較明顯的，比如，精度過低，只有欠壓較多時，ABS傳感器才會有反應，另外，由于汽車不可能總是直線行駛，故理論上車輪的轉速都是不一致的，這就會形成許多錯誤告警，還有就是只能用于具有ABS的車輛。正是因為這些不足，在發(fā)達國家已經逐步推廣更先進的直接式TPMS技術。

直接式TPMS技術，顧名思義，傳感器傳感參數就是壓力本身。將壓力傳感器直接植入每一個輪胎中，進而可以每時每刻監(jiān)測每只輪胎的壓力。無線收發(fā)器將傳感器感應的數據通過無線方式傳送到駕駛室內，從而無論是高速行駛狀態(tài)，還是慢速轉彎時，車主都可以動態(tài)獲得精確的數據。當然也會設定標準范圍，當超出該范圍時，產生告警信息。

直接式傳感器的特點是直接、準確、免維、可靠，從而能夠提高安全技術的有效性。但其缺點就是復雜，需要為輪胎內的傳感器提供能量。正是這些缺點，影響了一些用戶對這種技術的信心。

英飛凌公司采用的正是直接式TPMS方案。方案中包括射頻TPMS模塊SP30，TDK5100系列發(fā)射器，TDA5200系列的接收器，以及RISC微控制器以及采用公司專利技術的三層堆疊的傳感器等。完善的產品鏈自成系統(tǒng)，具有最高的匹配性，采用的是ASK/FSK調制方案，工作在350MHz和450MHz免許可頻段。除了能夠實現精確的胎壓監(jiān)測外，還能提供準確的溫度檢測和加速度檢測。壓力范圍為100-450kPa，而溫度范圍和加速度范圍則分別為-40～+125℃和-12～115g。該模塊實現了極小的誤差，在常態(tài)下的壓力誤差僅為±7kPa。所有功能均在僅有104.5平方毫米的柔性PCB上實現。

通過上述比較，兩種方案各自的特點已經比較明了，這里無意做出孰優(yōu)孰劣的結論，讀者自有合理的判定。該公司劉魯偉經理對其直接式方案也表現得無比自信，他說：“間接式的性能根本無法達到用戶的要求，也無法與我們的產品相比。人們往往擔心能量問題，但是目前我們植入輪胎的傳感器產品的電池壽命已經達到十年。試問，哪只輪胎的壽命可以達到十年呢？”另外，他還表示，能量的應用本身也有技巧，比如模塊中的收發(fā)器要用很大一部分能量，如果采樣頻率設計得更合理一些的話，節(jié)省能量的空間還很大。關于這一點，公司還有待對應用設計工程師作進一步的正確引導。