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日立低價(jià)位ESC傳感器:確保耐熱性及抗振性,可內(nèi)置于油壓?jiǎn)卧?/h2>

發(fā)布時(shí)間:2009-12-16 來源:技術(shù)在線

產(chǎn)品特性:
  • 由檢測(cè)側(cè)滑的傳感器以及使各輪發(fā)生制動(dòng)力的油壓?jiǎn)卧獦?gòu)成
  • 采用MEMS結(jié)構(gòu)
  • 抗振性將適應(yīng)范圍擴(kuò)大到了10kHz以下
  • 采取了噪聲對(duì)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(diǎn)是:提高了耐熱性及抗振性,可與發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的油壓?jiǎn)卧惑w化。包括組裝成本在內(nèi),成本有望比原來降低50%。預(yù)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(cè)側(cè)滑的傳感器以及使各輪發(fā)生制動(dòng)力的油壓?jiǎn)卧獦?gòu)成?,F(xiàn)有系統(tǒng)大多在車室內(nèi)配置傳感器,這時(shí)傳感器到發(fā)動(dòng)機(jī)室油壓?jiǎn)卧怯秒娎|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?jiǎn)卧惑w化。除了能夠省去傳感器與油壓?jiǎn)卧g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(tuán)預(yù)計(jì),以新興市場(chǎng)國家等為主要對(duì)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(kuò)大趨勢(shì)。新傳感器可使ESC輕松配備到低價(jià)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(jìn)行義務(wù)化的措施,而且歐洲也展開了同樣的行動(dòng)。

新開發(fā)的ESC傳感器采用MEMS結(jié)構(gòu),可通過一個(gè)傳感器來檢測(cè)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(dòng)機(jī)室(-40~125 ℃)的水平。抗振性將適應(yīng)范圍從原來的2kHz以下擴(kuò)大到了10kHz以下。

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

圖2:檢測(cè)方式采用靜電容量式
角速度的檢測(cè)部(結(jié)構(gòu)為模擬數(shù)據(jù),與實(shí)際的產(chǎn)品不同)??蓜?dòng)部運(yùn)動(dòng)時(shí),電極的靜電容量就會(huì)發(fā)生變化
新傳感器由于在發(fā)動(dòng)機(jī)室中使用,因此包括固定部在內(nèi)的底板可會(huì)因?yàn)闊崤蛎浂冃?。為了使固定部的變形不?huì)影響到可動(dòng)部的運(yùn)動(dòng),在彈簧的配置上下了工夫,不過日立并未公布相關(guān)細(xì)節(jié)。另外,為了確保抗振動(dòng)性,還采取了噪聲對(duì)策。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)不給傳感器電極的信號(hào)檢測(cè)造成影響,通過信號(hào)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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