汽车ESC的难点仍旧是MEMS传感器技术

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自从8月奔驰因涉及ESC故障召回部分进口C级、AMG GT车辆后,广大车主均后怕不已,纷纷开始车辆安全自查。但时至今日,仍然有部分车主认为ESC系统为车辆安全补助系统,并没有意识到ESC故障的严重性。

今天就帮大家老话重提,解释下ESC系统对于车辆安全的不可替代性。

1. ESC、ESP、DSC、VSM...都是一回事

首先在称谓上,没有错,ESC并不是你电脑上的退出键。其实就是大家耳熟能详的ESP系统(“Electronic Stability Program”的缩写,中文即“电子稳定程序”。)只不过后者名称被德国博世注册了,而ESC是广义上的电子稳定控制系统(Electronic Stability Control)。

其实还有一些系统名称,比如VSA、DSC、VDC、VSC、VSM、PSM、VDIM、ADVANceTrac等,其实都是一回事,都是各大主机厂或者系统商贴上自家标签的ESC系统。

ESC系统

2. ESC是当代汽车安全保障的重中之重

一台电脑的处理速度和性能高低,首要的取决元素是CPU。 而ESC的角色就相当于车辆控制系统的“CPU”。

车辆会由ESC系统来统合ABS防抱死系统、AUTOHOLD自动驻车系统、EBD电子制动力分配系统、HAS坡道起步辅助、STC牵引力控制系统、HDC陡坡缓降系统、BAS制动辅助系统等多个子系统的运转时机和性能分配。

这意味着,当因为驾驶员的失误而可能引发的车辆危险将极大限度的被ESC系统所介入和避免。比如常见的转向不足和转向过度情况。

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当然,这并不表示车辆具备了完全自主的安全过弯、识别路况、上下陡坡等智能行为。只是从技术上看,有了ESC后,车辆在驾驶过程中对于突发情况的发生有了规避和极大程度减小伤害伤亡事故的可能性。

这无疑是车辆进化史里的一个重要里程碑。

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3. ESC技术难点依旧是传感器技术

如此重要的系统为何频频出现故障呢?

其实在ESC系统的制造技术里,难点依然存在。最大的难点莫过于MEMS传感器元件的性能和稳定性。MEMS也被称为微电子机械系统,其内部结构一般在微米甚至纳米量级,是一个独立的智能系统。

ESC系统

从技术难度去看MEMS,应该算不上是前卫新兴的技术科目,但从产业发展去看,MEMS在国内绝对是一个新兴的产业。因为近5-10年,国内的移动手持产品才得到井喷式地关注和集中。然而,国外的情况要好很多,比如硅加速度计和陀螺仪,BOSCH,ADI在上个世纪90年代初就投入到了工业汽车领域中。

即使如此,MEMS传感器的技术难点依然存在。相对于前端传感器工艺、中间设计能力、后端的封装技术来说,MEMS电路技术根本不算什么。国内厂商和科研院所也普遍选择MEMS设计和工艺打包一起做,但问题就是前面说的,这只是在做技术追分,缺乏对于MEMS传感器的整体布局,像MEMS惯性、加速度计、压力计等领域和世界上最先进的MEMS传感器依然存在差距。

举例来说,日本村田制作所今年新发布的3D MEMS惯性力传感器“SCC系列”(:点击了解更多产品详情),就是其中的佼佼者。

这款村田产品的优秀性能来自于偏压稳定性、宽带信号检测能力和高抗振性能,同时能将3轴加速度传感器和角速度传感器一体封装。要知道今年8月奔驰的ESC故障召回缘由就涉及横摆角速度传感器漂移的问题。这也是为什么大部分的车辆主机厂会选择国外的系统配件来生产,这也是往往很多人对进口车趋之若鹜的道理,确实存在国内暂时赶不上的技术壁垒问题。

小贴士:村田SCC系列新品

村田制作所2020年5月发布了用于车身电子稳定控制系统(ESC)的小型化和高功能化的三款新产品,即SCC3100、SCC3200系列(4轴)和SCC3300系列(5轴)3D MEMS惯性力传感器。

该系列产品计划于2020年12月底开始批量生产。

新产品的特点包括:

- 使用村田公司独特的3D MEMS结构,实现优秀的偏压稳定性、宽带信号检测能力、高抗振性能;

- 将3轴加速度传感器和角速度传感器一体封装,能够随意设置;

- 村田专利的自我诊断功能,可以对MEMS元件内部工作情况至整个信号电路是否正常工作进行验证;

- 符合ASIL D功能安全开发的ISO26262,以及符合AEC-Q100标准。

综上来看,希望大家可以对于ESC系统的重要性可以放到绝对关注的重要位置。我们也应该相信,伴随国内对于前沿技术的更新和研发,MEMS+IC的智能传感器解决方案总会到来。

文章来源:Murata村田中国

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