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日立低價位ESC傳感器:確保耐熱性及抗振性,可內(nèi)置于油壓單元

發(fā)布時間:2009-12-16 來源:技術(shù)在線

產(chǎn)品特性:
  • 由檢測側(cè)滑的傳感器以及使各輪發(fā)生制動力的油壓單元構(gòu)成
  • 采用MEMS結(jié)構(gòu)
  • 抗振性將適應范圍擴大到了10kHz以下
  • 采取了噪聲對策
適用范圍:
  • 汽車

日立制作所和日立汽車系統(tǒng)(Hitachi Automotive Systems)于2009年10月宣布共同開發(fā)出了ESC(防側(cè)滑裝置)用傳感器(圖1)。該傳感器的特點是:提高了耐熱性及抗振性,可與發(fā)動機室內(nèi)的油壓單元一體化。包括組裝成本在內(nèi),成本有望比原來降低50%。預定2012年開始量產(chǎn)。

圖1:ESC用傳感器的模塊
將角速度和加速度的傳感器集成在1枚芯片中。模塊尺寸為10×19mm。傳感器部為3.4×8.3mm
ESC的系統(tǒng)由檢測側(cè)滑的傳感器以及使各輪發(fā)生制動力的油壓單元構(gòu)成?,F(xiàn)有系統(tǒng)大多在車室內(nèi)配置傳感器,這時傳感器到發(fā)動機室油壓單元是用電纜線連接的。由于電纜線的成本昂貴,因此ESC在降低系統(tǒng)成本方面存在限制。

新傳感器由于提高了耐熱性及抗振性,因此可與油壓單元一體化。除了能夠省去傳感器與油壓單元間的電纜線之外,由于減少了組裝工序,還可降低成本。包括組裝工序在內(nèi),傳感器的成本可降低50%。

日立集團預計,以新興市場國家等為主要對象,車輛的低成本化及ESC配備的義務(wù)化將呈現(xiàn)出全球擴大趨勢。新傳感器可使ESC輕松配備到低價位車輛上。美國已開始采取在2012年之前將ESC的配備分階段進行義務(wù)化的措施,而且歐洲也展開了同樣的行動。

新開發(fā)的ESC傳感器采用MEMS結(jié)構(gòu),可通過一個傳感器來檢測角速度(單軸)和加速度(前后左右雙軸)。耐熱性從可用于車內(nèi)(-40~85℃)的水平提高到了可用于發(fā)動機室(-40~125 ℃)的水平。抗振性將適應范圍從原來的2kHz以下擴大到了10kHz以下。

新傳感器由MEMS中常見的固定部、可動部、連接固定部與可動部的彈簧,以及檢測可動部運動的電極構(gòu)成。利用電極靜電容量隨著可動部的運動而發(fā)生變化的特性來檢測角速度和加速度(圖2)。檢測角速度的電極只有在彎道等使車輛轉(zhuǎn)向時才檢測信號。

圖2:檢測方式采用靜電容量式
角速度的檢測部(結(jié)構(gòu)為模擬數(shù)據(jù),與實際的產(chǎn)品不同)。可動部運動時,電極的靜電容量就會發(fā)生變化
新傳感器由于在發(fā)動機室中使用,因此包括固定部在內(nèi)的底板可會因為熱膨脹而變形。為了使固定部的變形不會影響到可動部的運動,在彈簧的配置上下了工夫,不過日立并未公布相關(guān)細節(jié)。另外,為了確??拐駝有?,還采取了噪聲對策。為了使發(fā)動機的振動不給傳感器電極的信號檢測造成影響,通過信號處理去除了與車輛行駛無關(guān)的約100Hz以上的噪聲。
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