與2001年相比較，2010年底歐洲公路死亡人數(shù)已經(jīng)減少了一半。雖然歐洲委員會在2003年確立的那個極具挑戰(zhàn)的目標(biāo)尚無法實現(xiàn)，但歐盟27個成員國的平均傷亡人數(shù)已經(jīng)下降了40%左右。傷亡人數(shù)均呈下降趨勢，在其他西方國家情況同樣如此，其中美國最新公布的調(diào)查結(jié)果。美國交通部國家公路交通安全管理局(NTHSA)披露，2009年死亡人數(shù)已降到1950年以來的最低。這些結(jié)果是可信的。因為人們從立法、道路基礎(chǔ)設(shè)施和駕駛員行為等幾個因素給予重視，尤其是關(guān)注車輛整體安全性能的提高。安全帶和安全氣囊等被動防護系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用，過去幾十年它已經(jīng)成功挽救成了成千上萬人的性命?，F(xiàn) 在，許多政府準(zhǔn)備進一步強制實施相關(guān)計劃，將側(cè)重點從被動安全轉(zhuǎn)移到主動安全。在2011年至2020年期間，即將推出一系列新型主動安全系統(tǒng)來防止碰車，其中包括車輛電子穩(wěn)定控制(ESC)。ESC是對防抱死制動系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的又一次改進。它的基本功能是在單個車輪上采用差分制動力和減少發(fā)動機扭矩的方式，以防止車輛打滑并確保其穩(wěn)定性。這一自動反應(yīng)功能通過減少轉(zhuǎn)向過大、過小問題來提高車輛的穩(wěn)定性，尤其是在車輛嚴(yán)重側(cè)偏，路面摩擦力小的情況下。ABS系統(tǒng)必須增添額外的傳感器來實現(xiàn)ESP功能，包括方向盤角度傳感器、偏航速率傳感器和低重力加速度傳感器，這些傳感器都用來測量車輛的動態(tài)響應(yīng)。顯然，這為飛思卡爾半導(dǎo)體這樣的MEMS傳感器制造商創(chuàng)造了新的商機。根據(jù)iSuppli的排名，2009年飛思卡爾半導(dǎo)體是汽車MEMS加速度計的頭號供應(yīng)商。
市場視角
過去這15年里ESC通過自身影響力，在安全領(lǐng)域做出了巨大貢獻。幾項國際研究表明，通過重要數(shù)據(jù)收集，ESC大幅降低撞車風(fēng)險，每年幫 助挽救了成千上萬人的性命。事實上，日本、歐洲和美國的一些汽車制造商已引入該設(shè)備，將它作為部分車輛生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)配置，從而大大提高了客戶的安全 利益。豐田和戴姆勒估計，它能分別將兩家汽車的單一車輛事故風(fēng)險降低35%-42%。NTHSA預(yù)計，在2006年這一風(fēng)險比例可能減少了30%以 上，相當(dāng)于每年減少9600次死亡和252 000次受傷事件。例如，在美國非常流行的運動型多功能車輛(SUV)，由于其重心高，因而在艱難的駕駛條件下容易發(fā)生翻車或方向盤失去控制。裝備ESC 后，這款車型發(fā)生翻車的可能性大大減少80%以上。有了這樣的安全保障，各國政府強制規(guī)定客車必須安裝ESC作為安全設(shè)備：截止到2012年，在美 國出售的最高噸位為4.5噸的所有新型車輛將必須配置ESC。歐盟委員會則規(guī)定，截止到2014年11月為止，所有新車輛都要安裝ESC;其他國 家，如巴西、日本和韓國也已經(jīng)宣布了要在2012年及以后強制采用ESC。2010年ESC在全球的安裝比例已經(jīng)達到35%左右，但是要實現(xiàn)全面實施，仍然還有大量工作亟需完成。
上述強制規(guī)定將使ESC的需求變得很大，并且據(jù)Strategy Analytics最近公布的消息顯示，在2009至2014年期間，安全系統(tǒng)將是增長最快的應(yīng)用之一。這主要指包括ESC在內(nèi)的幾大主動系統(tǒng)實施所帶來 的結(jié)果，預(yù)計到2014年，ESC系統(tǒng)的實施數(shù)量將從現(xiàn)在的2600萬上升到4400萬個。iSuppli估計，到那時市場上的MEMS加速度計數(shù)量將達 到4770萬，其中獨立的雙軸低重力傳感器占到66%。事實上，這些年來系統(tǒng)要求一直在不斷發(fā)展和改進，從而能夠更好地適應(yīng)各種車型(如四輪轎車)和不同 天氣條件下的道路需求。雙軸低重力傳感器的使用，則可以通過準(zhǔn)確測量車輛在斜坡上的傾斜度，來集成類似上坡啟動和電動駐車制動器(EPB)等新功能。在增 加這些功能的同時，又要滿足ESC要求的嚴(yán)格性能，這些要求綜合起來將對加速計提出巨大的挑戰(zhàn)。
傳感器要求
在ESC系統(tǒng)中，各種MEMS傳感器通常安裝在距離車輛重心很近的位置，它們的任務(wù)是保持觀察汽車底盤的運動。由于增加了偏航率傳感器來 測量垂直軸的角加速度，低重力慣性傳感器則可以被用來檢測車輛的橫向加速度，從而向系統(tǒng)提供更多的信息。當(dāng)車輛開始下滑并失去控制期間，這個加速度不到 1g。因此，該慣性傳感器必須具有極好的靈敏度來感應(yīng)到十分精確的低重力。這意味著設(shè)備輸出的噪音級別要求很低，而且零重力加速度在不同溫度中的變化小。 此外，加速計必須對必須對汽車底盤出現(xiàn)的高頻寄生效應(yīng)具有免疫力。在正常駕駛條件下的幾百赫茲到路面沖擊造成的幾千赫茲范圍內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)大頻率帶寬的低能 量信號。為避免破壞傳感器響應(yīng)，高于1kHz的頻率必須要過濾掉。根據(jù)定義，慣性傳感器對任何來源的加速度都十分敏感，因為這一微加工感應(yīng)元件是基于相對 于固定板的質(zhì)量塊運動的。傳感器輸出信號往往通過電子低通濾波來清除高頻寄生。擁有過阻尼功能的傳感器，可以消除多余的高頻加速度內(nèi)容，這在機械方面又提供了一大好處。
飛思卡爾最近推出的MMA6900Q，是一款能應(yīng)對上述所有挑戰(zhàn)的高級XY軸低重力加速計。它提供十分有用的特性和功能，使其能完全適合 ESC系統(tǒng)的需求。該產(chǎn)品設(shè)計十分強韌，對寄生震動的免疫力很強，而且有很寬的全格感測范圍(+/ -3,5g)，從而確保翻車時ESC應(yīng)用仍能在+/- 1.7g范圍內(nèi)運行。它還在-40°c 至105°C的整個車輛溫度范圍內(nèi)，提供偏移穩(wěn)定性為+/- 50mg 的低噪音輸出。
