没有谁能准确预测未来十年。基于先进汽车安全技术在全球汽车市场的增长，我们也无法准确预测汽车主、被动安全系统的集成化程度。因此，我们需要一个具有开放式电子架构的新型控制器，来满足整车制造商的技术愿景。这一想法，促使TRW开发新一代安全域ECU（Safety Domain ECU），即SDE。

TRW日前公布了新一代控制单元——安全域ECU（Safety Domain ECU），即SDE的部分细节和其背后的开发思路。采用开发式AUTOSAR架构的SDE，集成了部分底盘、悬架和驾驶辅助系统（DAS）控制功能，能够处理并兼容整车制造商和第三方供应商的软件。该产品计划于2013年推向市场。

几十年前，安全功能在汽车上仅发挥预警作用；慢慢演变成主动和被动安全系统；如今向碰撞缓解和避免碰撞技术方向快速发展。在不久的将来，半自动甚至全自动驾驶将成为可能。

这些技术上的进步使得电子系统在车辆上的使用大幅增长。这一趋势也使得未来几年，车载系统间的互联互通呈增长之势。这种通讯不仅仅局限于同一车辆上的不同系统，还包括车与车、车与道路基础设施之间的通讯。

未来的“网络化”汽车，将能够监测到附近车辆的速度和位置，促进道路交通管理系统的发展，提前向驾驶者发出危险情况预警，并通过主动干预防止事故发生。

安全集成

如果看一下现在的主动和被动安全技术，我们可以发现目前安装在乘用车上的电子产品已经非常多。

安全气囊已经具有两级充气和主动放气功能，能够与来自加速度计和陀螺仪设备的一系列传感器进行信息交换。座椅安全带具有主动卷收器、负载限制器和扣锁预紧器。通过电子技术的集成，ABS技术升级成电子稳定性控制（ESC）、可再生制动和电子驻车制动。

电动转向系统的推出，需要先进的电子硬件和软件技术开发。如今该技术也能够与安全传感器及视觉系统进行信息交互，从而减轻事故的严重程度，并且为驾驶辅助系统（DAS）提供支持，如自动平行泊车。

视觉/雷达系统能够为自适应巡航控制（ACC）、车道监测系统和碰撞预警系统提供技术支持。即使是悬架和稳定杆零部件，如今也在电子系统的控制之下，并且能够与安全系统进行信息交互。

电子和移动通讯战略的终极目标是汽车安全无极限。但是，因此而带来的系统复杂度及成本的增加也不容忽视。

为何选择SDE？

近年来，车内电子安全系统的数量以及为之服务的通信网络的复杂程度都日益增加，已经达到了传统架构所能承受的极限。为了应对这一问题，越来越多的域模型架构正在开发之中，在这些架构中，中央电子系统的功能相结合，从而减少电子冗余，降低成本。

这一工作几年前已经开始进行，包括把传感器功能结合成集群，从而减少单个传感器的数量。这项工作催生了一些有趣的产品，包括安全气囊控制单元（ACU），该产品的设计使得部分碰撞预警乘员安全功能和用于稳定性控制的惯量传感器（IMUs）集成起来。

该方案有几大优势。首先，传感器布置在靠近车辆重心的地方，对于车辆碰撞传感器和惯量传感器来说，这都是理想的位置。其次，把惯量传感器和碰撞传感器结合到一个模块中，能够实现以下功能：诊断覆盖率的替代方法；惯量传感器用于加强侧面碰撞和侧翻监测；单个传感器集成到多传感器集成电路上。最后，许多需要独立惯量传感器模块的部件可以被淘汰，不会影响ESC控制器的设计及性能。

其它的例子还包括，集成了ESC陀螺仪和两轴加速度计的电子驻车制动ECU；集成了惯量传感器（IIS）的制动ECU。

三代产品

因此，安全功能的不断升级以及降低成本的需求，促使了安全域控制器的开发。此外，车辆各系统间兼容的需求，也促使这一产品的开发。以底盘系统为例，制动、转向和悬架等系统之间必须兼容，以优化驾驶操控，同时确保整车制造商能够把其独有的驾驶特性，或者说DNA融入到车辆中。

虽然我们需要高性能的电子产品来支持汽车技术的这一趋势，然而一些已经或者即将在西欧市场达到100%装配率的标准系统，如安全气囊、侧滑控制系统等，正面临着巨大的成本压力。与此同时，部分用于高端车的配置，其安装率不足20%。在独立的电子“选项框”中，这些功能被集成起来。

在这样的背景下，有必要推出三代底盘控制器产品。

第一代底盘控制器已经在部分高端车上应用，用来传递有关车辆动态的判断信息，从而增强部分被动和主动安全功能。

驾驶辅助系统（DAS）传感器，如摄像头（CMOS和IR）及雷达能够提供额外的预警功能，且数据可以在新传感器和传统安全及底盘系统之间互换。所需的额外软件可以在现有传感器和执行器系统之间实施。然而，这些系统被设计成能与所有级别的车辆匹配，无论其是否需要这一功能，这也使得中低端车辆面临高的成本压力。

TRW采取了不同的做法，把安全气囊和滑移控制系统（包括ABS）与其专用的硬件和软件包分离，同时把附加功能和DAS性能定义到选项框。这样的系统可以称之为第二代底盘控制器。TRW表示，第一代安全域ECU（SDE）将于2013年应用在2014车型年的车辆上。

第二代底盘控制器开发的重点是，基于额外的环境监测和执行机构之间的高互动，缓减碰撞或者改进被动安全系统。它将需要更多的传感器、更高级别的传感器数据融合、底盘系统之间的兼容（需要更高的处理能力），电子架构必须具备灵活性，以满足系统和功能间不同组合、不同装配率的要求。如果不显著增加成本的话，数据融合及执行器控制不能在现有的安全及底盘系统上实现。

第三代底盘控制器具有以下特点：传感器融合度更高、能够实现360°全方位传感，并且具有先进的功能，包括碰撞缓减、半自动甚至全自动驾驶。该产品预计在2015/2016年后推出的高端车上有所应用。执行器的高度控制将与主被动安全系统的电子集成紧密相关。

SDE架构

当然，很难预测未来的系统将包含哪些功能。系统功能最终取决于各种配置在车辆上的装配率。一般来说，当一个技术的装配率达到30%～40%时，我们可以认为它即将成为标准配置。

TRW的安全域ECU是这一概念的产物，但我们也承认整车制造商想要开发属于自己的动态、安全和控制功能，从而为其车辆提供独特的卖点，这些卖点可以通过车辆的人机界面被消费者识别，这也是每一家整车制造商的DNA。

为此，整车制造商已经着手开发自己的软件，并要求供应商集成这些被称之为“黑匣子”软件的软件包（代码向供应商开放）。过去软件与硬件密切相关，然而现在软件与硬件变得越来越独立。这使得那些具有开放式软件架构的新的系统设计有用武之地，AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）在其中起了重要作用。

基本SDE系统框图显示了该系统具有一个高性能的微控制器和一个开放的软件架构，允许整车制造商和第三方供应商的模块进行集成。也包括了高速CAN和FlexRay收发器及阻尼阀元件——其性能可以调整，以适应汽车行业内所有可用的主要执行机构。此外，还有电源，各种输入/输出，开关元件和一个26针的连接器。

SDE的首次应用将集成了垂直动态兼容、DAS功能，还包含功率级低端悬架控制。SDE安装在一个IP5K0保护级铝压铸外壳中，如果需要可结合散热片。其最低/最高工作温度为－40℃/＋85℃。热量可以通过安装点向车辆，或者通过壳体向大气散播。

SDE的开放式架构使其能够集成来自整车制造商和第三方供应商，甚至零部件供应商的控制算法，它将为TRW带来新的商业机会，促进TRW与客户建立更为紧密的技术联系。（作者/Hans-Gerd Krekels & Christian Klaus）