Panasonic -什么是ESC？一項防止車輛打滑并提高駕駛時穩(wěn)定性的技術～

出處：維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于：2024-08-07 15:34:21 | 568 次閱讀

　　ESC（Electronic Stability Control）是一項用于提高汽車操控穩(wěn)定性的技術。它可以防止車輪打滑（車輪停止旋轉而在路面上滑動）并輔助駕駛員將車輛保持在預期的方向。通過這種功能，在彎道或易滑的公路上提高車輛的穩(wěn)定性，降低事故風險。我們將在本消息中就ESC的功能和系統(tǒng)配置進行解說，同時對構成的電子零部件進行介紹。
　　PART01
　　什么是ESC？
　　ESC是ABS (Anti-lock Braking System 防抱死剎車系統(tǒng))、TCS (Traction Control System 牽引力控制系統(tǒng))、偏航控制(Yaw Control)三者組合而成的技術。通過集成姿態(tài)穩(wěn)定、防滑和剎車輔助功能，可以期望提高車輛的穩(wěn)定性。具體而言，基于各種感測信息，分別控制安裝在4個車輪上的剎車來進行細微的姿態(tài)控制。特別是在易滑的路況條件、或需要緊急規(guī)避操作的情況下，有助于降低事故風險。
　

　　圖1 ESC的作用
　　PART02
　　ABS與ESC的區(qū)別
　　ABS和ESC雖然相似卻有所不同。ABS的主要目的是在緊急剎車時防止車輪鎖死。它能在剎車時保持車輛的操控性，并減少打滑，但無法控制側滑旋轉。

　　而ESC則旨在防止車輛滑移和打滑，確保駕駛員能按照預期控制車輛。這一功能在彎道或不穩(wěn)定的路面上將會提高車輛的穩(wěn)定性。與ABS的不同之處在于，可以控制車輛的側滑旋轉。

　　4個車輪的每個剎車以相同的壓力進行控制，斷續(xù)控制輪胎的旋轉以免鎖死。
　　相比沒有ABS的情況，可以縮短制動距離，車輛的側滑旋轉無法得到控制。
　　4個車輪的每個剎車以不同的壓力進行控制，斷續(xù)控制輪胎的旋轉以免鎖死。通過改變每個剎車的壓力來抑制車輛的側滑旋轉。
　　相比沒有ESC的情況，可以縮短制動距離，
　　車輛的側滑旋轉可以得到控制。
　　關于市場和設備的趨勢
　　ABS和ESC已被安裝在眾多的車輛上，隨著車輛數(shù)量的增加，預計今后安裝數(shù)量仍將繼續(xù)增加。從設備角度看，為了進一步提高車輛的行駛性能，需要設法實現(xiàn)剎車控制的高精度化。此外，為了延長續(xù)航里程，還需對設備進行小型化，實現(xiàn)系統(tǒng)的冗余化等進化以確保安全性。為了實現(xiàn)這些“高精度化”、“小型化/輕量化”和“冗余化”，電子零部件方面需要解決損耗增加（發(fā)熱、電力消耗）和耐熱性等課題。
　　關于ESC的電路配置
　　總體配置
　　收發(fā)器：用來與外部進行通信的元器件或者電路（CAN通信）。
　　MCU（微機）：進行數(shù)據(jù)處理和判斷、馬達、剎車壓力閥門的控制。
　　DC/DC轉換器：為MCU、收發(fā)器提供電源。
　　馬達驅動電路：馬達驅動電源。
　　閥門驅動電路：剎車壓力閥門驅動電源。
　　馬達：控制整個液壓系統(tǒng)的壓力。

　　閥門：控制各剎車的壓力調節(jié)閥。

　　圖3 ESC的總體配置
　　個別電路及組件
　　收發(fā)器I/F
　　在收發(fā)器電路中，使用兩根線纜與外部設備（CAN、Ethernet等）進行通信。此時，如果靜電噪聲從通信線路混入，則可能會導致收發(fā)器IC故障。因此，收發(fā)器電路中作為用來預防靜電噪聲的措施通常嵌入片式壓敏電阻器。
　　使用部件
　

　　ESD噪聲去除
　　片式壓敏電阻器
　　藉由具有廣泛容量特性的產(chǎn)品陣容，在保持電路通信品質的同時，為抑制靜電(ESD)噪聲做出貢獻。
　　片式壓敏電阻器藉由其8~250pF的容量特性，支持從低速到高速的通信速度。

　　圖4 在收發(fā)器中使用的零部件
　　DC/DC轉換器
　　DC/DC轉換器主要由FET、線圈、電容器構成。為了去除輸入部的噪聲和使得輸出部平滑，通常使用導電性聚合物混合鋁電解電容器，為了進行電壓轉換，通常使用車載用功率電感器，為了進行電壓測量，通常使用貼片電阻 (高精度貼片電阻)。
　　使用部件
　

　　噪聲去除、開關/平滑
　　導電性聚合物混合鋁電解電容器
　　藉由大容量、低ESR和高紋波性能，為電路的小型化/大功率化（低電壓和大電流）做出貢獻。
　　藉由支持高頻的容量特性，為去除電路的高頻開關化中所產(chǎn)生的廣帶寬和高頻率噪聲做出貢獻。
　　電壓轉換
　　車載用功率電感器
　　藉由金屬磁性材料的低損耗和大電流性能，為電路的小型化/大功率化（低電壓和大電流）做出貢獻。
　　藉由損耗特性的高頻化（低ACR），為抑制電路的高頻開關化損耗做出貢獻。
　　電壓測量
　　貼片電阻器
　?。ǜ呔荣N片電阻器）
　　藉由薄膜結構的電阻值公差、低TCR性能，為電路輸出特性的高精度控制化做出貢獻
　　

　　圖5 在DC/DC轉換器中使用的零部件
　　馬達驅動電路
　　在馬達驅動電路中，通過多個開關元件來進行電壓的轉換。由于開關時的輸入電壓變動會導致噪聲，所以使用線圈和電容器來構成噪聲濾波器。此外，通過令開關元件On/Off來執(zhí)行轉換操作，但由于元件On/Off時會產(chǎn)生噪聲，因此在柵極端子上配置電阻器來抑制驅動噪聲。
　　使用部件
　

　　噪聲去除/平滑
　　導電性聚合物
　　混合鋁電解電容器
　　藉由大容量、低ESR和高紋波性能，為電路的小型化/大功率化（低電壓和大電流）做出貢獻。
　　藉由支持高頻容量特性，為去除電路的高頻開關化所產(chǎn)生的寬帶和高頻率噪聲做出貢獻。
　　噪聲去除/平滑
　　車載用功率電感器
　　藉由金屬磁性材料的低損耗和大電流性能，為電路的小型化/大功率化（低電壓和大電流）做出貢獻。
　　藉由損耗特性的高頻化（低ACR），為抑制電路的高頻開關化損耗做出貢獻。
　　開關元件柵極驅動噪聲抑制
　　貼片電阻器
　　(小型高功率貼片電阻器)
　　藉由獨特的電阻器圖案、電極結構等實現(xiàn)小型高功率化，為電路的小型化做出貢獻。
　