신기술 REPORT - 히타치의 저가격 ESC 센서

내열성·내진동성을 확보하여 유압 Unit에 내장 가능

히티치의 센서

 히타치 제작소와 히타치 Automotive Systems는 2009 년 10 월, ESC(옆 미끄러워 짐 방지 장치)용 센서를 공동 개발했다고 발표했다. 센서의 내열성이나 내진동성을 높인 것으로, 엔진룸 내의 유압 Unit와 일체화할 수 있는 것이 특징. 장착 Cost를 포함하면 종래 비 50%의 저 Cost 화를 전망할 수 있다. 2012 년 양산 개시를 예정한다. ESC의 시스템은, 옆 미끄러워 짐을 검지하는 센서와 각 바퀴에 제동력을 발생시키는 유압 Unit로 구성한다. 현행의 시스템은, 센서를 차 실내에 배치하고 있는 경우가 많아, 이 경우는 센서로부터 엔진룸의 유압 Unit까지 Cable로 접속하고 있었다. Cable의 Cost 가 늘어나기 때문에 ESC의 시스템 Cost의 저감에는 제약이 있었다. 신센서는, 내열성이나 내진동성을 높인 것으로 유압 Unit 와 일체화할 수 있게 되었다. 센서와 유압 Unit 간의 Cable를 줄일 수 있는 것 외에 조립 공정을 줄일 수 있던 것으로 저 Cost 화할 수 있다. 조립 공정을 포함한 센서의 Cost는 50% 저감 할 수 있다고 한다.

히타치 그룹은 향후, 신흥국 전용 등을 중심으로, 세계적 차량의 저 Cost 화와 ESC 의 탑재 의무화가 퍼진다고 보고 있다. 신센서라면, 저가격의 차량에도 ESC의 탑재가 용이하게 된다. 이미 미국에서는 2012 년까지 단계적으로 ESC의 탑재가 의무화되고 있고 유럽에서도 같은 움직임이 있다. 신개발의 ESC 센서는, MEMS 구조를 채용하고 있어 각속도(1 축)와 가속도(전후좌우의 2 축)를 하나의 센서로 검지할 수 있다. 내열성은, 차내 용도(－40~85℃)로부터 엔진룸 용도(－40~125℃)로 높였다. 내진동성은, 종래의 2 kHz 이하로부터 10 kHz 이하로 대응 범위를 넓혔다. 신센서는 MEMS로 일반적인, 고정부, 가동부, 고정부와 가동부를 잇는 용수철, 가동부의 움직임을 검지하는 전극으로 구성한다. 가동부가 움직이는 것으로, 전극의 정전 용량이 변화하는 성질을 이용해 각속도나 가속도를 계측한다. 각속도를 검지하는 전극은, 코너 등에서 차량을 회전시켰을 때만 신호를 검출한다. 신센서는 엔진 룸에서 사용하기 위해, 고정부를 포함한 기판이 열팽창에 의해 변형할 가능성이 있다. 동사는 상세를 공개하고 있지 않지만, 고정부의 변형으로 가동부의 움직임에 영향이 나오지 않게 용수철의 배치를 궁리했다고 한다. 한편, 내진동성을 확보하기 위해, Noise 대책을 실시했다. 엔진의 진동이 센서의 전극의 검출 신호에 영향을 주지 않도록, 차량의 주행과 관계없는 약 100 Hz 이상의 Noise 는 신호 처리를 생략했다.