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不受电磁干扰的3D磁传感器助力自动驾驶汽车安全转向


  来源: TDK中国 时间:2021-05-20 编辑:清风
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自动驾驶要求实现汽车基本功能的自动化,如行驶、转向、停车。TDK开发的HAL 39xy是一款用于检测转向角的霍尔传感器,而转向角的检测一直是汽车实现自动转向的一大挑战。这是一款全方位传感器,能够在单一芯片上提供四种传感模式,同时不受EV(电动汽车)的磁场干扰或系统电气化造成的干扰。除了转向检测外,该传感器还可以为各种其他汽车应用提供位置检测,包括踏板、阀门和变速杆的位置检测。


自动驾驶汽车转向的技术挑战


为了让自动驾驶汽车融入生活,并进一步推进其发展,世界各地的汽车制造商都在积极地进行开发、合作和融资。许多国家已经开始着手实际试验并提供机器人出租车服务。然而,自动驾驶汽车仍然面临各种技术挑战。汽车有三大基本功能:行驶、转向、停车,其中通过转向系统实现的汽车转向需要较高的技术含量。


一般来说,汽车的转向系统是根据方向盘*1的转动来改变轮胎方向的机械装置。动力转向系统可以协助驾驶员,让轮胎轻巧地转动,这也是让汽车进行转向的重要功能。动力转向系统过去主要是液压系统,但近年来被电动助力转向(EPS*2)系统所取代,其主要的原因是后者的燃油效率更高。


电动助力转向系统的全球需求预测


来源:2017年10月13日,Yano Research Institute Ltd.发布的电动助力转向系统市场报告。注:基于EPS和EHPS系统的总出货量


全球范围内有越来越多的汽车采用电动助力转向(EPS)系统。


EPS系统通过电动机提供动力,因此很容易对其进行电子控制,并且可以在无需驾驶员干预的情况下对车辆进行转向,非常适合未来的自动驾驶。检测转向角的传感器对实现这一操作至关重要。检测到的角度数据可应用于自动转向和电子稳定控制(ESC)系统等停车辅助系统,从而助力实现自动驾驶。


高性能3D霍尔传感器解决方案,在单个芯片上实现四种测量模式


出于安全、舒适和能效考虑,通常使用磁传感器对汽车进行位置检测(包括转向角检测),磁传感器通过测量磁场的强度或变化来确定目标的位置或旋转。TDK提供HAL 39xy 3D霍尔传感器,该传感器符合ISO 26262自动驾驶车辆安全标准,具有出色的功能和灵活性。


3D霍尔传感器利用霍尔效应来测量x轴、y轴和z轴的磁场,从而检测线性运动以及磁场旋转。HAL 39xy是唯一一款能在单个芯片上提供以下四种测量模式的磁传感器:1.线性位置,2.旋转角度可达360°,3.旋转角度可达180°和4.3D测量。它不仅具有低功耗的特点,而且支持各种最新的数字接口*3,包括SENT/PSI5和Short PWM Code (SPC),并且已被采用在自动驾驶汽车的转向角检测系统中。


单个芯片上的四种测量模式



传感器的另一个主要特点是其补偿杂散磁场*4的内置功能。随着汽车的计算机化和电气化程度越来越高,来自各种磁场的干扰已经成为一个日益突出的问题,但HAL 39xy用一项革命性的技术解决了这一难题:为传感器配备补偿功能。

此外,小巧轻便的HAL 39xy有望应用于线控转向系统的转向角检测等解决方案中。目前,线控转向系统正在进行实际应用开发,有望应用于高级自动驾驶。线控转向系统依靠电信号来实现转向,省去了驾驶员控制方向盘和轮胎转动之间的机械连接。此外,HAL 39xy还可以用于多种线控系统,从线控制动到线控换挡。


HAL 39xy的汽车应用示例



除了转向角检测外,HAL 39xy还可应用于车辆各处的位置检测,如踏板、阀门和变速杆的位置检测。


HAL 39xy是由TDK集团旗下公司TDK-Micronas开发的产品。TDK-Micronas总部位于德国西南部的弗莱堡。30多年来,TDK-Micronas一直是霍尔传感器开发、设计和制造方面的佼佼者,已为汽车和工业应用提供了50多亿个传感器。


关键词:3D磁传感器 自动驾驶 霍尔传感器    浏览量:504

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