汽车安全性论文范文

小编精心整理了《汽车安全性论文范文(精选3篇)》，供需要的小伙伴们查阅，希望能够帮助到大家。摘要：随着全球汽车工业的快速发展，人们对汽车设计水平要求也越来越高，其中关于汽车安全性设计尤显重要。汽车色彩设计作为汽车设计不可或缺的环节，与汽车安全也有着较大的关联。文章阐述了汽车安全设计中色彩设计的基本内容，基于安全性角度，从汽车驾驶者、外部自然环境和社会环境等角度，对汽车色彩设计的具体思路进行探讨，希望能为相关从业者提供参考。

第一篇：汽车安全性论文范文

汽车电子控制技术在汽车安全领域的应用

【摘要】随着人们生活水平的提高和汽车生产装配技术越来越成熟，汽车逐渐走进了普通家庭。作为现代社会最重要的交通工具——汽车，不仅带来了速度，更赋予人们对品质生活的推崇和追求。与此同时也带来了诸多安全隐患。数据显示，2011年中国因交通事故造成的死亡人数为6.2万人，交通事故死亡率居世界之首。所以汽车安全显得越来越重要。

【关键词】汽车电子;安全;应用;控制

1.引言

随着近几年电子信息科学与技术的高速发展，智能电子技术已经由传统的家用电器领域向汽车智能控制领域衍进，大大提高了汽车舒适性，可操作性，安全性。自从1886年德国人卡尔·佛里特立奇·本茨发明了世界上第一辆三轮汽车开始，汽车安全与汽车发展便如影随形。当今社会汽车行驶安全性更是消费者最关心的问题。美国伟世通公司曾经做过一项调查，结果显示：汽车行驶安全位于客户对汽车要求的核心。大部分消费者认为，汽车安全性比汽车动力性、舒适性、经济性重要。关注汽车安全，不仅是为了司机和乘客，更为了道路上更多的人。本文将用浅显易懂的文字介绍车载智能电子控制技术对提高汽车安全性能主要控制技术的应用。

2.汽车电子防滑控制系统

汽车电子防滑控制主要包括制动防滑、驱动防滑和转向行驶防滑等三个方面的控制。汽车防滑控制系统是汽车上的一种安全附属装置，可以防止汽车在制动、起步、加速和转向时出现的侧滑、跑偏、丧失转向能力和滑转等，从而起到保护乘客和车辆的作用，大大降低因制动、驱动等而引起交通事故出现的概率。

2.1 制动防抱死系统(Anti-locked Braking System，简称ABS)

汽车在刹车时，由轮胎提供摩擦力让汽车停止运动。又由于静态摩擦力(轮胎转动)远远大于滑动摩擦力(轮胎打滑)，所以ABS系统能够让汽车获得更大摩擦力使其更快停止。汽车制动防抱死制动系统(ABS)是汽车在任何路面上紧急制动时，汽车智能电子系统接收到车轮转速传感器信号，自动控制和调节车轮的制动力，使车轮处于转动与滑动的临界状态，防止车轮完全抱死，使车轮获得最大制动摩擦力，获得最佳制动效果。从而避免制动过程中的跑偏、侧滑、和丧失转向操纵能力等，提高了汽车汽车操纵性能和稳定性能(如图1所示)。同时，汽车还能获取最大制动力，缩短30%的制动距离，提高汽车的制动性能，对保证汽车安全具有重要意义。

总之，“人工点刹”的时代已经过去，高智能的ABS在行车安全上给予我们很多保障。缩短30%的刹车距离无疑能够在很多时候成为救命稻草，刹车保证方向可控更是提供了驾车保障。

2.2 驱动防滑系统(Acceleration Slip Regulation，简称ASR)

汽车在起步或加速时，特别是下雨、下雪、冰雹、路冻等摩擦力较小的特殊路面上行驶时，往往会发生驱动轮打滑现象，这在山路上非常危险的。为了保证汽车行驶安全稳定性，控制车轮不出现滑转现象，主要通过汽车车载智能控制单元接收到轮速传感器信号，控制发动机电子点火部分和供油，通常通过改变节气门开度和点火提前角的方式调节发动机的输出转矩，确保车轮与地面之间最大附着力和牵引力，使车轮的滑移率达到最佳范围内(15%～20%)。如果车轮打滑得不到控制，车子就会失控。所以，别以为只有刹车时车轮抱死会出危险，起步时车轮打滑一样会出问题。

2.3 车辆电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)

车辆电子稳定系统(EPS)当车辆在转向、制动或打滑时，电子控制单元ECU接收到包括来自转向角度传感器(检测方向盘的转向角度)、轮速传感器(监测各个车轮的转动速度)、G(侧滑)传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横摆率(横向加速度)传感器(测汽车转弯时的离心力)、减速度传感器，对车辆的的运行状态进行分析、计算和判断然后发出指令，把制动执行器内的压力泵产生的的液压传送到相应的车轮制动器的轮缸。从而实现对前轮侧滑和后轮侧滑的控制，使车辆不偏离正确的行驶轨迹。例如，当汽车后轮出现侧滑时，ESP系统立即把制动力加到正在转弯的外前轮上，迅速制动前轮使汽车产生一种相反的转矩，以保证汽车在原来的车道上行驶;当汽车前轮出现“飘动”现象时。ESP系统把制动力施加到两个后轮上，迅速制动后轮使汽车保持在原来的车道上行驶。不难看出车辆电子稳定系统(EPS)是传统ABS(防抱死刹车系统)、ASR(驱动防滑系统)的进一步扩展，ESP最重要的特点就是它的主动性，如果说ABS是被动地作出反应，那么ESP却可以做到防患于未然。更智能化提升了汽车的稳定性能和安全性能。

2.4 紧急制动辅助系统(Elemental Battle Academy，简称BAS)

由于大度数驾驶员在紧急情况下会优柔寡断，不能有效的采取制动措施。制动系统性能不能有效发挥，制动距离明显延长。为了缩短缩短在紧急制动的情况下的刹车距离，梅赛德斯-奔驰公司研制了制动辅助系统(BAS)。从1997年开始，这个系统成为所有梅赛德斯-奔驰轿车的标准装配。具体的工作流程如图2所示。

梅赛德斯-奔驰对制动辅助系统(BAS)的功能和作用方式已做了详尽的试验。例如：在驾驶模拟器中：在这里，驾驶员会不经警告而遇到危险情况，此时他们必须实施紧急制动。在干燥的路面上，如果没有使用制动辅助系统，大多数测试者最多需要达73米的制动距离，才能把速度为每小时100公里的汽车完全停下。而利用这个系统时，仅仅经过40米后汽车就完全停下了。这相当于制动距离缩短大约45%。装配上这个系统的新车在撞车事故方面，使事故发生的频率降低了百分之八，在行人事故方面，使事故发生的频率降低了百分之三十。

3.安全气囊防护系统(SupplementalInflatableRestraintSystem，简称SRS)

汽车与阻碍物的撞击为第一次碰撞，人与汽车上相应部件的撞击为第二碰撞，一般在第一次碰撞发生的60ms发生碰撞，人的伤亡由第二次碰撞造成。当汽车第一次碰撞发生后，第二次碰撞发生前，传感器感受汽车碰撞强度并将其传给控制器，SRS的ECU接收与处理传感器的信号，当SRS的ECU判断有必要打开气囊时，立即发出点火信号触发气体发生器，气体发生器点火后迅速产生大量气体并快速展开气囊(气囊的整个充气过程大约需要30ms)，完成安全气囊整个工作过程，阻挡乘员(主要有正面、侧面、膝部、头部)与车内相应构件之间可能发生的碰撞，通过气囊上的排气节流空的阻尼作用吸收乘员的动能，从而打到保护乘员的目的。

4.汽车电子防撞系统

国家统计局网站公布的2012年统计公报获悉，中国2012年末全国民用汽车保有量达12089万辆(包括三轮汽车和低速货车1145万辆)，比上年末增长14.3%。道路上行驶的汽车密度越来越大，碰撞事故与日俱增。为了防止高速行驶车辆之间或者行驶车辆与与路边车辆之间的碰撞，现已研制和开发出一种自动控制的防汽车追尾系统——汽车电子防撞系统。当汽车正常行驶时，该系统处于非工作状态，当后车车头非常接近前车车尾、障碍物时，该系统装有测距传感器，由该传感器利用光线、激光或超声波，测得汽车与障碍物间的距离，将这个距离信号和车速信号以及车轮转角传感器的信号送入ECU，通过计算求出汽车和前方车尾实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告会车、超车的警告，显示前方物体的距离;当快要撞车时，ECU向制动器和节气门控制电路发出控制指令，即可使汽车及时制动，从而有效的避免追尾、撞车。

5.电子驻车制动系统(Electrical Park Brake，简称EPB)

大多驾驶初学者在上坡起步都会面临一件非常棘手的难题——倒溜，有时由于与后车保留的安全距离不足造成不必的擦挂。电子驻车制动系统(EPB)能够有效的预防这样的事故。这个系统在上坡起步时主要通过坡度传感器监测出坡度然后将信号传输到ECU并计算给出准确的驻车力，智能调节制动力，在上坡起动时，驻车控制单元通过离合器距离传感器，离合器捏合速度传感器，油门踏板传感器等提供的信号通过计算，当驱动力大于行驶阻力时自动释放驻车制动，从而使汽车能够平稳起步。能够避免车辆不必要的滑行，简单的说就是车辆不会溜后，保障上坡起步安全。

6.轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitor System，简称TPMS)

也许你会问，爆胎在各种交通事故中的比率真的很高吗?我们通过一组数据来向您证明，1998-2000年之间，广东省交通部门在广深高速公路上共统计2484起交通事故，其中848起交通事故出现爆胎情况，爆胎发生概率达到34.14%，而所有会造成爆胎的因素中胎压不足当为首要原因。所以广大的有车一族，我们要经常检查轮胎胎压力，TPMS就是专门检测轮胎压力保证行车安全的系统。一种是直接式(Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB)，顾名思义，这种系统要在每个轮胎里安装压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线射频发射器将压力信号从轮胎内部发送到中央接收器上，然后对每个轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压低于门限值或漏气时，系统会发出警报。另一种为间接式(Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB)，这种系统是通过共享汽车ABS系统的轮胎转速传感器信号通过处理器计算，来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。还有一种为复合式(TPMS)，该系统是将直接式轮胎压力检测系统(PSB)和间接式轮胎压力监测系统(WSB)结合而成，吸取了前两种系统的优点，提供更安全稳定的胎压数据。

7.结束语

自电子技术在汽车安全方面得到应用后，整车的安全性能便得到很大提高，但是能否安全行车，不仅仅由汽车安全配置的好坏决定，如若酒后违规驾车，麻痹大意，开车打电话，高速飙车等违法驾车行为，即使安全性能再高的汽车，也不能保障行车安全。因此广大车主只有具备了安全意识，坚决不酒后驾驶，不疲劳驾驶，不超速，不抢道，文明驾车才能做到真正意义上的汽车安全。汽车安全为了自己和车上最亲最爱的人，更为了道路上更多的人。

参考文献

[1]冯渊.汽车电子控制技术[M].机械工业出版社，2005.

[2]王正键.现代汽车构造[M].华南理工大学出版社， 2006.

[3]史文库.现代汽车新技术[M].国防工业出版社，2004.

[4]杜瑞丰，李忠凯.汽车底盘构造与维修[M].高等教育出版社，2007.

[5]余超.电子驻车制动系统操作简便、安全性强[EB/OL].中国汽车网，2012-07-06.

[6]PCauto.“飞入寻常百姓家”家用ESP车型导购[EB/OL].太平洋汽车网，2009-12-6.

[7]于进明，于光明.汽车电气设备构造与维修[M].高等教育出版社，2007.

[8]汪淼.爆胎真能要命!从真实事故谈轮胎养护[EB/OL].汽车之家网，2012-07-18.

作者简介：张琨林，男，大学本科，现就读于长江师范学院物理学与电子工程学院2010级电子信息科学与技术(汽车电子)专业。

作者：张琨林

第二篇：基于安全性角度的汽车色彩设计分析

摘 要：随着全球汽车工业的快速发展，人们对汽车设计水平要求也越来越高，其中关于汽车安全性设计尤显重要。汽车色彩设计作为汽车设计不可或缺的环节，与汽车安全也有着较大的关联。文章阐述了汽车安全设计中色彩设计的基本内容，基于安全性角度，从汽车驾驶者、外部自然环境和社会环境等角度，对汽车色彩设计的具体思路进行探讨，希望能为相关从业者提供参考。

关键词：安全性 汽车 色彩设计

Analysis of Automobile Color Design Based on the Perspective of Safety

Wang Zhong

Key words：safety， car， color design

1 引言

随着现代社会经济不断发展，人们生活水平持续提高，我国汽车保有量大幅度增长。在汽车科技发展和设计水平越来越高的情况下，人们对汽车外观美观度、安全性等方面的要求越来越高。在汽车安全设计中，不仅需要考虑各种主动、被动安全设计，还要考虑汽车色彩设计对安全性的影响。如今，汽车安全设计中的色彩因素分析研究越来越深入，对汽车制造水平的整体提升有重要的意义。

2 汽车安全设计中的色彩设计概述

汽车色彩设计，主要是指针对汽车外观及内饰表面的色彩进行搭配设计的过程，还涉及到对不同漆类材料、复合材料、皮质材料、布料等多种质感材料的应用，以呈现出不同的色彩、质感。汽车安全设计是汽车研发设计中不可或缺的一部分，关系到汽车驾乘人员以及公共安全。基于安全性的汽车色彩设计，主要是从色彩感性工学、色彩心理研究等角度，选用更符合安全行车和交通管理要求的色彩设计方案的过程。经过大量的实际案例研究，结合心理学方面的分析，汽车色彩设计大有讲究[1]。比如，在汽车外观设计方面，尽量采用明度高的色彩，即使是黑色、棕色这样的色彩，也需要通过材质优化，提高色彩反光率。只有这样，才能让其他驾驶者、路人在光线不好的情况下更好的发现该车，保证交通安全。在汽车内饰色彩设计方面，需要充分考虑驾驶者的心理特点，在塑造安静、柔和、舒适的氛围下，避免驾驶者过于兴奋、烦躁或过于放松、疲劳。综合来讲，汽车安全设计中的色彩设计，一方面要考虑人们的心理、情绪，另一方面需要考虑基本的色彩视觉，以保证行车安全和公共交通安全为宗旨，是一个需要不断研究、总结、优化改进的过程。

3 基于安全性角度的汽车色彩设计思路和策略

3.1 从人的角度考虑

在汽车使用过程中，驾驶者是汽车唯一的操控者，其精神状态、操控方式，都将影响汽车驾驶安全。从汽车驾驶人员的角度来讲，色彩视认性、刺激性、诱目性会通过视觉感官感受色彩的强弱，进而影响人们对色彩的辨别力、反应力。同时，人们对不同色彩会产生不同的心理感受和联想，影响驾驶人员辨别能力、反应能力乃至情绪和注意力。具体分析，人对事物的认知有一个基本的循环流程，即“感觉、知觉、记忆、思维、想象和反应等认知要素组成”，即人们会通过相应的感官去发现外界信息，然后由神经系统、大脑进行思考、想象、判断，再由大脑、神经系统发出指令，让人做出相应的反应。这个过程所花费的时间，即代表人的反应力。除了人体健康状况、疲劳状况以及人在特定情况下的心理状态以外，外部环境是影响人反应力的关键内容，而色彩是一种十分重要的因素。以红色为例，首先这种颜色是一种比较鲜明的颜色，其视觉刺激性和诱目性最强，容易被人眼察觉，其次该颜色会让人产生紧张的感受，当人眼观察到红色时，会让人警觉，进而产生“注意”“远离”的感受。也就是说，不同色彩会影响驾驶人员的情感，在汽车安全设计的色彩设计中，这个原理被称为色彩“情感度”设计[2]。

3.1.1 外观色彩设计

在汽车色彩情感度设计中，首先要考虑色彩的明度。有研究表明，汽车外观色彩方面，浅色外观发生车祸的概率更低，并且在车祸损失程度方面也更低。前文已经提到，汽车的外观普遍需要选用明度较高的色彩，有助于让其被外部人员、其他车辆发现，并注意避让。同时，不同汽车的外观色彩，会对其他汽车驾驶者、路人等产生不同的心理感受，进而影响判断。例如，当人们驾驶汽车在路上行驶，看到外观为红色、黄色等明亮色彩的汽车，会自然对该车驾驶者的年龄、性格等进行判断，如果出现一些负面的判断，则可能导致驾驶人员产生不良的心理，进而提高“路怒症”的发生概率。对于一些特种专用车，颜色设计要符合有关行业规定和标准，其色彩设计既要体现用途又要突出安全，如消防车为大红色，工程抢险车为黄色，邮政车为绿色，国家行政执法车多为上白下蓝。在当下汽车的生产制造中，雖然要通过推出一些特殊化外观色彩的汽车以满足少量个性化消费者的需求，但色彩也不宜过多过花，以保障公共行车安全需求。

3.1.2 汽车内饰色彩设计

同时，在汽车内饰方面，需要采用明度较低、纯度较低的色彩，通过内部和外部的色彩明度差异，一方面适当丰富驾驶者视觉效果，另一方面避免因发光现象而导致驾驶者出现视觉疲劳。比如，在汽车中控显示器、仪表盘、中控台的设计方面，一般需要选用反光率低的色彩，如黑色、棕色，材质方面选用亚光、柔和的皮料、塑料、木料等。

从细节的角度来讲，随着现代汽车安全性设计要求越来越高，色彩的设计需要在每个细节方面进行考虑。以汽车内饰设计为例，除了前文提到的整体色彩明度、质感控制以外，细节处的色彩选择和搭配也很重要[3]。例如，如今汽车电子化水平越来越高，汽车的仪表盘、中控显示器面积越来越大，而这类电子显示器的色彩设计也十分讲究。首先，仪表盘的背景色需要选择黑色、灰色等冷色系，烘托简洁、舒适的视觉氛围。其次，仪表盘上显示的各项数据，应当用和背景色对比比较强烈的白色或浅色，确保驾驶者可以快速获取关键信息。然后，仪表盘指针、显示车速的数字等，应当选用更为突出的红色、黄色等亮丽色，能够达到提醒驾驶员注意的作用。从整体来讲，仪表盘的整体色彩应当控制在3-5种以内，再通过一些几何图形的设计，尽量简化界面，突出重要信息。这样的色彩设计理念，有助于为驾驶员在行驶过程营造更为舒适的视觉效果，让其快速通过仪表盘的数据，了解汽车行驶状态，并且在特殊情况下让驾驶员第一时间了解关键信息，做出有效判断[4]。

3.2 从环境的角度考虑

在现代设计理念下，设计方案的科学与否，只有将其放在实际应用环境下，才能进行判断。同一种色彩，在不同环境下产生的效果以及给人带来的感受都是不同的。例如，红色、黄色等明亮色彩的搭配，在商场等环境下，会给人以活泼、明快的感受，让人提振精神。但是如果人们在驾驶汽车的时候，通常处于一种比较谨慎的状态，此时如果看到这些色彩，会让人感到视觉干扰，加重人们的紧张感，不利于安全驾驶。因此，从汽车的色彩安全设计角度来讲，需要充分考虑汽车的使用环境。

从环境的角度出发，汽车色彩安全设计方面，首先需要提高汽车外观色彩和环境的对比度，让人能够迅速看到汽车以及判断汽车的行车路径和远近距离。比如，绝大多数情况下，汽车行驶的路面都以深灰色为主，那么在汽车外观色彩设计方面，应当更多的选用与地面、道路色彩有对比的色彩。即使是灰色车身，也需要通过增加车漆材料明度、添加装饰镀铬条以及配置合适的车灯系统，提高汽车的辨识度[5]。

另外，汽车的外观色彩设计，还需要考虑公共交通安全管理的基本要求。首先，汽车外观色彩应当尽量保持单一性，避免出现过多的色彩。这样做的目的除了避免对其他汽车驾驶人员产生干扰以外，还能便于交通管理人员的快速识别、信息传递。例如，在交通安全管理部门的信息传递过程中，除了阐述汽车类型、品牌、车牌号以外，还可以加入反映汽车外观颜色的信息，避免出现信息传递争议，帮助相关人员快速掌握车辆信息，便于锁定和管理。其次，汽车的外观色彩要和汽车灯光系统进行和谐搭配，便于更好的发挥汽车灯光的功能。例如，红色外观的汽车，由于其尾灯也是红色，后车驾驶员长期跟车的情况下，会产生视觉疲劳和误判，在前车紧急刹车时无法做出快速判断。而如果汽车外观色彩和尾灯色彩有较强的对比度，将有助于方便后车识别灯光信号，进而保持安全行车距离[6]。

4 结束语

综上所述，在我国已进入汽车社会，国民出行都将与汽车和公路发生直接联系，汽车安全设计备受重视。在汽车的安全设计中，不同的色彩设计方案，将会对汽车行车安全及公共交通安全产生较大的影响。因此，在进行汽车设计时，需要充分考虑不同色彩对驾驶者、行车环境、交通管理产生的影响。积极利用色彩心理学的相关原理，在汽车外观、内饰、仪表盘、显示器等方面的设计中，做好色彩的整体搭配设计及细节设计。通过科学的汽车色彩设计，为驾乘者提供一个冷静、协调、舒适的驾乘色彩环境，便于驾驶员保持良好的驾驶状态，同时满足行车环境中其他车辆驾驶者、路人及交通安全管理人员的快速识别、紧急预警需求。只有这样，才能更好的提升汽车行车安全，为公共交通安全的管理做出积极贡献。

项目来源：教育部2019年第一批产学合作协同育人项目

项目编号：201901254008，

项目名称：汽车电子UI/UE联合实验室及实践基地建设

参考文献：

[1]王雅熙，钟厦.基于用户安全感需求的非洲风格汽车内饰设计研究[J].工业设计，2020(9)：54-55.

[2]李珵.略论汽车色彩设计中的安全因素及其对策[J].设计艺术研究，2012，02(1)：84-87，124.

[3]陆超伟，单炜.中国五行色彩在汽车内饰设计中的应用研究[J].工业设计，2020(8)：137-138.

[4]苏建宁，胡晴，张书涛等.面向汽车车身色彩-材料-表面处理工艺的耦合设计特性研究[J].机械设计，2020，37(4)：119-125.

[5]马亚男.基于图像识别的汽车内外饰材料与色彩品质设计技术研究[J].汽车博览，2020，(7)：6.

[6]裴麗娜.浅析色彩材质在汽车内饰设计中的情感化传达[J].神州，2019(2)：233.

作者：王中

第三篇：展现环保、安全的汽车

全球半导体市场在2003年达到了18万亿日元的规模，其中车用半导体占5%～6%。值得一提的是车用半导体呈现出强烈的增长势头。与其说是汽车市场规模的扩大，还不如说是因为汽车的电子化进程在加快。在这里说的电子化是指传统汽车内部的电子化。

图1：车载信息系统解决方案由封闭的空间向开放式空间转换

目前汽车电子正在向CIS(车载信息系统)和控制两方面快速发展。

CIS是指车载信息及车载娱乐系统，比如导航系统。目前，瑞萨科技在针对导航系统的半导体领域走在了前列。与此同时，在汽车控制系统方面，瑞萨也处于顶尖水平。

首先介绍一下控制车辆基本操作及其应用技术。

汽车控制及微控制器

汽车电子化的核心是微控制器。

汽车控制是根据不同的功能采用局部处理的分散控制方式，在车辆的各个部位装配ECU(电子控制单位)，然后通过车载网络实现控制。现在即使是经济型轿车，每台都至少装载着50个以上的微控制器，保障驾驶员及乘客的安全。其中带有闪存功能的存储芯片微控制器在逐渐增多。

世界上有许多FLASH MCU供应商，从市场份额来看，瑞萨的全球市场份额占到了整体的32%，位居第一，其余的份额由其他公司共享。

这个数字或许看起来是由于三菱电机与日立制作所的半导体部门合并之后所创造的，但不管怎么样，瑞萨科技对这一结果还是引以为豪的。

在车用FLASH MCU领域，瑞萨是全球第一的生产厂商，而且瑞萨科技正在实施“到2009年在车用半导体的整体领域成为世界第一”的计划。

环保和安全决定汽车的价值

那么人们到底追求什么样的汽车呢?答案是“环保和安全”。

首先关于环保。欧盟自2005年开始对尾气排放实施“欧4”标准，从2008年开始计划实施“欧5”标准，美国也在实施LEV/ULEV/SULEV标准，加强对美国国内柴油卡车的尾气排放限制。另外随着燃料的涨价以及汽车自重的不断减轻，最终会出现越来越多的环保车辆。

现实的环保技术包括对喷射到引擎的燃料进行精密控制的技术、减少电气配线、减轻车重的车载LAN技术等等，而支持这些技术的就是微控制器。

从撞击安全到预防安全和行驶安全，车辆的安全性能不断提高。同时，保障安全的技术也从车体结构向安全带、安全气囊、ACC(Adaptive Cruise Control)等与传感器相连动的电子技术发展。胎压的监控系统也属于此范畴。然而，实现这些技术的核心元件还是微控制器。

汽车本身就是一套网络系统

车载LAN大大改变了传统意义上的汽车的概念，而最初设想的LAN技术也在不断的发展(参见图2)。

图2：车载LAN协议的发展趋势

减少过于庞大的电气配线是车载LAN的最初设想。然而，就目前来说，“通过CAN使车载LAN成为现实的现在，已经显现出将分散控制的传感器、电子装备的信息和操作相互连接起来的优越性”。

比如在撞击安全方面，根据ACC(Adaptive Cruise Control)接收到毫米波雷达探测到的信息，在紧急情况下启动安全带的抽紧装置，打开安全气囊，这些都是多个关键零部件通过LAN来实现相互连接，提高汽车整体的安全性能。

但是，车载LAN也存在多个LAN并存等令人头疼的问题。在汽车的控制数据中，同时存在着诸如安全气囊等需要快速反应的数据以及车窗开关等慢速处理的数据，这些数据的处理速度和优先程度都大不相同，要将这些数据全部汇集在一个LAN上谈何容易。不如根据特定的功能群体设置专用的LAN，也就是说汽车的控制系统也实现网络化管理。但是现在每个LAN的规格还不尽相同，还没有形成一个统一的标准。基础部分的LAN通过CAN来控制，快速处理通过FlexRay或TTP/C以及MOST，相反慢速处理只需一根配线的LIN就可以解决。针对此问题，业界现在还正在加紧制定其规格标准。

对此，瑞萨积极地参加各种标准制定的国际组织，开展信息收集和先行开发，以应对各种标准。比如，FlexRay和TTP/C是互为竞争的，而瑞萨科技是要建立能够同时应对这两种模式的机制，另外还要建立起能对客户的需求迅速做出反应的机制。

混合信号

汽车电子控制的最终输出大多还是启动电动机、电磁传动装置等机电部件。因此在汽车的控制方面，除了微控制器以外，还同时存在接收传感器信号的模拟处理电路、微控制器等数据快速处理电路、包括功率器件在内的高压、大功率驱动电路等等，这些也就是所谓的汽车混合信号。

在混合信号中同时有模拟、数据和功率这三大要素，但是这三大要素元件的制造工艺又各不相同。过去只能对这三者分别进行设计、生产和合成，而现阶段处理混合信号的实际情况是微控制器加混合信号IC再加功率晶体管，也就是说2个芯片加1个功率器件。将来微控制器和混合信号处理电路还会合成为一个MCP(Multi Chip Package)或SoC(System on Chip)

瑞萨拥有将混合信号合一的BiC-DMOS技术。BiC-DMOS是将双极模拟功能、CMOS逻辑功能、DMOS耐高压抗大电流功能集中于一个芯片的混载技术。

如何应对不同汽车厂商的的各自特点

汽车是根据不同厂商、不同车型(档次)使用不同技术进行生产的产品。各厂家有独自的技术标准，且对外封锁其技术，汽车产业是各自谋求发展的独特的领域。因此客户大多都会提出各种不同的要求，如何快速、精确地满足客户不同的需求，成为半导体供应商确立自身特色的关键。

对于客户的个别要求，如果要从零开始采取对策，是无法赶上汽车及其电子装备的开发速度的，必须快速、准确地判断客户要求中哪些部分是标准器件，哪些部分是需要定制的。比如就Safe-by-Wire来说，它是可以在一组功能中使用的标准件，但也可以针对不同客户的不同要求选用在不同的场合。对此，瑞萨同时在通用和定制两方面采取对应措施，以扩大解决方案的适用范围。

这样的话，客户可以从应用平台(软件开发用的电路板)获取标准化的服务，在产品开发的初期阶段着手研发。另一方面，对于定制的要求也可以尽早地采取措施，缩短交货期并降低成本。

这些措施对于通过车载LAN来连接所配置的各种功能的汽车开发厂商来说是必不可少的。

所幸的是，作为瑞萨前身的三菱电机和日立制作所原本就是微控制器的生产和经销商，在汽车电子领域拥有丰富的经验，能够充分地理解各种应用系统，具有为客户提供方案建议的能力。瑞萨秉承了上述这些优势，提高了提供解决方案的能力。

提高可靠性

对汽车半导体的可靠性要求正在日益加强。车用半导体同其它电子产品相比，是在更加恶劣的温度、震动、噪音环境下工作的。而且，它直接关系到人的生命安全，所以必须让其具有相当高的可靠性。此外，装有微控制器的半导体数量呈几何级数增多。为了保证整体的可靠性，就必须先保证每一个半导体的可靠性。在这方面瑞萨又是采取一些什么样的措施呢?

瑞萨并没有车用半导体专用的生产线，而是采取同普通产品一样的生产工序进行生产并提供给客户。

不同的是，瑞萨科技是在管理层面上采用了车用半导体的生产标准，从而没有特别的前道工序和后道工序。原因是按照瑞萨通常的生产工序生产出来的半导体元件，就已经满足了汽车的可靠性要求。

之所以这么讲，是因为从质量和可靠性的角度来看，车用半导体元件并没有什么特殊要求。当然对于在生产过程中以及生产出来的产品，瑞萨科技按照汽车环境的测试条件对其进行质量检测，这既能保证成品的质量，同时在设计和生产过程中也对质量做出严格保证。

在生产工序中通过对产品按照严格的车用半导体管理标准进行检测和筛选，然后将其结果反馈给设计和生产部门，并且反映在新的生产工序中。这种管理的结果是通过车用半导体带动提升了民用产品的质量。

不同的汽车厂商和汽车电子厂商，根据半导体的不同使用情况，对于质量的要求和检测项目的要求也会不同。比如引擎箱对于温度的要求相当高，最高温度可以达到125℃甚至是150℃。

瑞萨对于这些可靠性要求，采取逐一应对的对策，提供符合要求的检测项目和可靠性数据，以满足每一位客户的要求。乍看起来这和先前的说明有所不同，其实和汽车厂商、汽车电子厂商共同开发新产品是瑞萨的一贯策略。

举一个例子，有客户要求瑞萨科技生产可以解决引擎和牵引的机电一体化问题的微控制器，这对温度条件有非常高的要求。为此瑞萨开发了可以不使用WPP结合的解决方案，这也是瑞萨灵活应对客户的要求，与客户成为一体而带来的结果。

瑞萨科技将与客户一起，致力成为挑战新价值的合作伙伴。这也是瑞萨对待客户的基本方针。

提供丰富的产品阵容和整体支持，帮助缩短车载信息系统的开发周期

拥有用于CIS(Car Information System)的丰富的微控制器产品阵容，同时为系统的开发提供整体支持，帮助与其他汽车电子厂商缩短CIS开发周期。

实现低能耗、高性能的微控制器

在汽车信息化进程中，CIS(Car Information System，车载信息系统)已经不是仅仅局限于汽车导航系统，而是已经扩展到了汽车音响系统和娱乐系统等。

因此，车载信息系统就需要具备便于更新、创造应用、与网络社会的连接、与行驶系统的结合等功效。

另外还有汽车定位和宽带接入等要求。因此，半导体生产厂商所面临的课题就是，使汽车拥有与办公室、家庭的信息设备相同的组成部分，也就是存储、显示、网络和接口等，并能使其在汽车这样狭小的空间和酷热环境下运转。这就必须依靠低能耗、高性能的微控制器。

在汽车内部的高温环境下，如果使用只是追求高性能的微控制器的话，就无法解决高温问题，而使系统陷入瘫痪。很明显，瑞萨的低能耗、高性能的微控制器最适合解决上述问题。

用于车载信息系统的丰富的微控制器产品阵容

瑞萨拥有汽车音响系统控制器(M32C/M16C)、数码豪华音响处理器(嵌入SH-2A的SoC)、应对显示功能的AV控制器(SH7760)等用于CIS的丰富的微控制器产品阵容。并且在SH7770的基础上，开发下一代驾驶室服务器SH7780。

除了微控制器以外，与系统集成相连接的驱动器和中间件，以及在已装载OS的平台上进行前期开发的环境都是需要大笔研发投入的。为规模生产系统OS和中间件的匹配或操控提供优化，对系统的开发提供整体支持将能更好地为客户提供支持。这样，厂家便可以倾力于应用以及规模生产硬件的平行开发，缩短系统开发周期，增加产品的市场竞争力。

用于导航系统的SoC(System on Chip)SH7770进一步提升导航系统

导航系统现在已经不仅仅是用于导航功能，成为了集信息终端、播放影像和音乐功能于一身的多媒体仪器，其多功能和高性能的特点还会不断地发展。

迄今为止瑞萨提供了导航专用的SH-4和支持导航功能的辅助芯片，针对客户希望将多种功能集中到一块芯片的要求，2004年3月瑞萨研制出了用于导航的SoC“SH7770”并投放市场。

SH7770与400MHz状态工作的SH-4A相比，具有720MIPS的处理功能，为了最大限度地发挥CPU功能，通过将高速缓冲存储器设置4通道以提高成功率，实现软件的快速处理。将内部总线分成高速、中速和低速，通过调停电路，实现更高效的记忆存取，获得超过实际频率的性能。

瑞萨科技和英国的Imagination Technologies公司合作开发了3D绘图系统。该IP的特点是通过处理画面的自主技术实现高速绘图。由此可以大幅度减少对外部存储器的读取，把系统存储和文字存储整合到统一存储(UM)框架，并投入实际运用，从而削减了外部存储器的数量。

在这些高性能、多功能的背后，导航系统的开发也伴随多媒体化的进程发展，致使软件越来越复杂。为此，加强对开发的支持已成为了一个新的课题。

正因如此，SH7770沿用了以往的软件，其命令程序与SH4进行了上位互换。另外，在标准平台上开发的软件，通过系统集成移植到OS和中间件，与规模生产用的硬件驱动器相组合，形成一套优化的供应体系。

瑞萨科技将通过进一步强化对开发的支持体系，来应对导航系统的层出不穷的要求。

图3：下一时代导航系统所需的LSI的特点以及SH7770的内部构造

作者：三木务　东原一诚