什么是ESC？
～一项防止车辆打滑并提高驾驶时稳定性的技术～
2024-3-22
ESC（Electronic Stability Control）是一项用于提高汽车操控稳定性的技术。它可以防止车轮打滑（车轮停止旋转而在路面上滑动）并辅助驾驶员将车辆保持在预期的方向。通过这种功能，在弯道或易滑的公路上提高车辆的稳定性，降低事故风险。我们将在本消息中就ESC的功能和系统配置进行解说，同时对构成的电子零部件进行介绍。
什么是ESC？
ESC的概要
ESC是ABS (Anti-lock Braking System 防抱死刹车系统)、TCS (Traction Control System 牵引力控制系统)、偏航控制(Yaw Control)三者组合而成的技术。通过集成姿态稳定、防滑和刹车辅助功能，可以期望提高车辆的稳定性。具体而言，基于各种感测信息，分别控制安装在4个车轮上的刹车来进行细微的姿态控制。特别是在易滑的路况条件、或需要紧急规避操作的情况下，有助于降低事故风险。
ABS与ESC的区别
ABS和ESC虽然相似却有所不同。ABS的主要目的是在紧急刹车时防止车轮锁死。它能在刹车时保持车辆的操控性，并减少打滑，但无法控制侧滑旋转。
而ESC则旨在防止车辆滑移和打滑，确保驾驶员能按照预期控制车辆。这一功能在弯道或不稳定的路面上将会提高车辆的稳定性。与ABS的不同之处在于，可以控制车辆的侧滑旋转。
| 系统 | 控制内容 | 效果 |
|---|---|---|
| ABS |
4个车轮的每个刹车以相同的压力进行控制 断续控制轮胎的旋转以免锁死 |
相比没有ABS的情况，可以缩短制动距离 车辆的侧滑旋转无法得到控制 |
| ESC |
4个车轮的每个刹车以不同的压力进行控制 断续控制轮胎的旋转以免锁死 通过改变每个刹车的压力来抑制车辆的侧滑旋转 |
相比没有ESC的情况，可以缩短制动距离 车辆的侧滑旋转可以得到控制 |
关于市场和设备的趋势
ABS和ESC已被安装在众多的车辆上，随着车辆数量的增加，预计今后安装数量仍将继续增加。从设备角度看，为了进一步提高车辆的行驶性能，需要设法实现刹车控制的高精度化。此外，为了延长续航里程，还需对设备进行小型化，实现系统的冗余化等进化以确保安全性。为了实现这些“高精度化”、“小型化/轻量化”和“冗余化”，电子零部件方面需要解决损耗增加（发热、电力消耗）和耐热性等课题。
关于ESC的电路配置
总体配置
- 收发器：用来与外部进行通信的元器件或者电路（CAN通信）
- MCU（微机）：进行数据处理和判断、马达、刹车压力阀门的控制。
- DC/DC转换器：为MCU、收发器提供电源
- 马达驱动电路：马达驱动电源
- 阀门驱动电路：刹车压力阀门驱动电源
- 马达：控制整个液压系统的压力
- 阀门：控制各刹车的压力调节阀
个别电路及组件
收发器
在收发器电路中，使用两根线缆与外部设备（CAN、Ethernet等）进行通信。此时，如果静电噪声从通信线路混入，则可能会导致收发器IC故障。因此，收发器电路中作为用来预防静电噪声的措施通常嵌入片式压敏电阻器。
ESD噪声去除――片式压敏电阻器
POINT- ❶ 藉由具有广泛容量特性的产品阵容，在保持电路通信品质的同时，为抑制静电(ESD)噪声做出贡献
- ❷ 片式压敏电阻器藉由其8~250pF的容量特性，支持从低速到高速的通信速度
DC/DC转换器
DC/DC转换器主要由FET、线圈、电容器构成。为了去除输入部的噪声和使得输出部平滑，通常使用导电性聚合物混合铝电解电容器，为了进行电压转换，通常使用车载用功率电感器，为了进行电压测量，通常使用贴片电阻 (高精度贴片电阻)。
噪声去除、开关/平滑――导电性聚合物混合铝电解电容器
POINT- ❶ 藉由大容量、低ESR和高纹波性能，为电路的小型化/大功率化(低电压和大电流)做出贡献
- ❷ 藉由支持高频的容量特性，为去除电路的高频开关化中所产生的广带宽和高频率噪声做出贡献
电压转换――车载用功率电感器
POINT- ❶ 藉由金属磁性材料的低损耗和大电流性能，为电路的小型化/大功率化(低电压和大电流)做出贡献
- ❷ 藉由损耗特性的高频化(低ACR)，为抑制电路的高频开关化损耗做出贡献
马达驱动电路
在马达驱动电路中，通过多个开关元件来进行电压的转换。由于开关时的输入电压变动会导致噪声，所以使用线圈和电容器来构成噪声滤波器。此外，通过令开关元件On/Off来执行转换操作，但由于元件On/Off时会产生噪声，因此在栅极端子上配置电阻器来抑制驱动噪声。
噪声去除/平滑――导电性聚合物混合铝电解电容器
POINT- ❶ 藉由大容量、低ESR和高纹波性能，为电路的小型化/大功率化(低电压和大电流)做出贡献
- ❷ 藉由支持高频的容量特性，为去除电路的高频开关化中所产生的宽带和高频噪声做出贡献
噪声去除/平滑――车载用功率电感器
POINT- ❶ 藉由金属磁性材料的低损耗和大电流性能，为电路的小型化/大功率化(低电压和大电流)做出贡献
- ❷ 藉由损耗特性的高频化(低ACR)，为抑制电路的高频开关化损耗做出贡献
阀门驱动电路
这是一个用来令驱动阀门的电磁阀ON/OFF的电路。该电路由电磁阀、浪涌保护用二极管以及用于控制电磁阀ON/OFF的FET组成。由于FET的ON/OFF操作时会产生噪声，因此在栅极端子上配置电阻器来抑制驱动噪声。
小结
ESC是一项集成了ABS、TCS、偏航控制的车辆安全技术。通过这项技术来稳定车辆的姿态，防止滑移并辅助刹车。目前，ABS和ESC已被安装在众多的车辆中，预计今后安装数量仍将继续增加。作为设备，需要提高刹车控制的精度，同时也要求实现设备的小型化和冗余化。此外，构成设备的电子零部件必须实现低损耗和提高耐热性。松下机电株式会社备有面向ESC的广泛的产品阵容（表1）。
| 零部件 | 特点 | 低损耗 | 小型化 | 高耐热 |
|---|---|---|---|---|
导电性聚合物混合铝电解电容器 |
低ESR 高可靠性 |
✔ | ✔ | ✔ |
车载用功率电感器  |
大电流、低损耗 高可靠性 |
✔ | ✔ | ✔ |
 |
高精度、高耐热 | ✔ | ✔ | |
片式压敏电阻器 |
小型化/轻量化 | ✔ |
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