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(huì)在2003年確立的那個(gè)極具挑戰(zhàn)的目標(biāo)尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但歐盟27個(gè)成員國(guó)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(shì)，在其他西方國(guó)家情況同樣如此，其中美國(guó)最新公布的調(diào)查結(jié)果。美國(guó)交通部國(guó)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(lái)的最低。這些結(jié)果是可信的。因?yàn)槿藗儚牧⒎ā⒌缆坊A(chǔ)設(shè)施和駕駛員行為等幾個(gè)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(dòng)防護(hù)系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用，過(guò)去幾十年它已經(jīng)成功挽救成了成千上萬(wàn)人的性命?，F(xiàn) 在，許多政府準(zhǔn)備進(jìn)一步強(qiáng)制實(shí)施相關(guān)計(jì)劃，將側(cè)重點(diǎn)從被動(dòng)安全轉(zhuǎn)移到主動(dòng)安全。在2011年至2020年期間，即將推出一系列新型主動(dòng)安全系統(tǒng)來(lái)防止碰車，其中包括車輛電子穩(wěn)定控制(ESC)。ESC是對(duì)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的又一次改進(jìn)。它的基本功能是在單個(gè)車輪上采用差分制動(dòng)力和減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的方式，以防止車輛打滑并確保其穩(wěn)定性。這一自動(dòng)反應(yīng)功能通過(guò)減少轉(zhuǎn)向過(guò)大、過(guò)小問(wèn)題來(lái)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(lái)實(shí)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(lái)測(cè)量車輛的動(dòng)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(jī)。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(jì)的頭號(hào)供應(yīng)商。
市場(chǎng)視角
過(guò)去這15年里ESC通過(guò)自身影響力，在安全領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)。幾項(xiàng)國(guó)際研究表明，通過(guò)重要數(shù)據(jù)收集，ESC大幅降低撞車風(fēng)險(xiǎn)，每年幫 助挽救了成千上萬(wàn)人的性命。事實(shí)上，日本、歐洲和美國(guó)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(jì)，它能分別將兩家汽車的單一車輛事故風(fēng)險(xiǎn)降低35%-42%。NTHSA預(yù)計(jì)，在2006年這一風(fēng)險(xiǎn)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(guó)非常流行的運(yùn)動(dòng)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(guó)政府強(qiáng)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(guó)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(huì)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(guó) 家，如巴西、日本和韓國(guó)也已經(jīng)宣布了要在2012年及以后強(qiáng)制采用ESC。2010年ESC在全球的安裝比例已經(jīng)達(dá)到35%左右，但是要實(shí)現(xiàn)全面實(shí)施，仍然還有大量工作亟需完成。
上述強(qiáng)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(zhǎng)最快的應(yīng)用之一。這主要指包括ESC在內(nèi)的幾大主動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施所帶來(lái) 的結(jié)果，預(yù)計(jì)到2014年，ESC系統(tǒng)的實(shí)施數(shù)量將從現(xiàn)在的2600萬(wàn)上升到4400萬(wàn)個(gè)。iSuppli估計(jì)，到那時(shí)市場(chǎng)上的MEMS加速度計(jì)數(shù)量將達(dá) 到4770萬(wàn)，其中獨(dú)立的雙軸低重力傳感器占到66%。事實(shí)上，這些年來(lái)系統(tǒng)要求一直在不斷發(fā)展和改進(jìn)，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(guò)準(zhǔn)確測(cè)量車輛在斜坡上的傾斜度，來(lái)集成類似上坡啟動(dòng)和電動(dòng)駐車制動(dòng)器(EPB)等新功能。在增 加這些功能的同時(shí)，又要滿足ESC要求的嚴(yán)格性能，這些要求綜合起來(lái)將對(duì)加速計(jì)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(yùn)動(dòng)。由于增加了偏航率傳感器來(lái) 測(cè)量垂直軸的角加速度，低重力慣性傳感器則可以被用來(lái)檢測(cè)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(kāi)始下滑并失去控制期間，這個(gè)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(lái)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(jí)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(jì)必須對(duì)必須對(duì)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(hào)。為避免破壞傳感器響應(yīng)，高于1kHz的頻率必須要過(guò)濾掉。根據(jù)定義，慣性傳感器對(duì)任何來(lái)源的加速度都十分敏感，因?yàn)檫@一微加工感應(yīng)元件是基于相對(duì) 于固定板的質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)的。傳感器輸出信號(hào)往往通過(guò)電子低通濾波來(lái)清除高頻寄生。擁有過(guò)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(jī)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(duì)上述所有挑戰(zhàn)的高級(jí)XY軸低重力加速計(jì)。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(jì)十分強(qiáng)韌，對(duì)寄生震動(dòng)的免疫力很強(qiáng)，而且有很寬的全格感測(cè)范圍(+/ -3,5g)，從而確保翻車時(shí)ESC應(yīng)用仍能在+/- 1.7g范圍內(nèi)運(yùn)行。它還在-40°c 至105°C的整個(gè)車輛溫度范圍內(nèi)，提供偏移穩(wěn)定性為+/- 50mg 的低噪音輸出。
