自動(dòng)駕駛汽車(chē)轉向的技術(shù)挑戰

 

為了讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)融入生活，并進(jìn)一步推進(jìn)其發(fā)展，世界各地的汽車(chē)制造商都在積極地進(jìn)行開(kāi)發(fā)、合作和融資。許多國家已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手實(shí)際試驗并提供機器人出租車(chē)服務(wù)。然而，自動(dòng)駕駛汽車(chē)仍然面臨各種技術(shù)挑戰。汽車(chē)有三大基本功能：行駛、轉向、停車(chē)，其中通過(guò)轉向系統實(shí)現的汽車(chē)轉向需要較高的技術(shù)含量。

 

一般來(lái)說(shuō)，汽車(chē)的轉向系統是根據方向盤(pán)*1的轉動(dòng)來(lái)改變輪胎方向的機械裝置。動(dòng)力轉向系統可以協(xié)助駕駛員，讓輪胎輕巧地轉動(dòng)，這也是讓汽車(chē)進(jìn)行轉向的重要功能。動(dòng)力轉向系統過(guò)去主要是液壓系統，但近年來(lái)被電動(dòng)助力轉向（EPS*2)系統所取代，其主要的原因是后者的燃油效率更高。

 

電動(dòng)助力轉向系統的全球需求預測
 

 

全球范圍內越來(lái)越多的汽車(chē)采用電動(dòng)助力轉向（EPS）系統。

 

EPS系統通過(guò)電動(dòng)機提供動(dòng)力，因此很容易對其進(jìn)行電子控制，并且可以在無(wú)需駕駛員干預的情況下對車(chē)輛進(jìn)行轉向，非常適合未來(lái)的自動(dòng)駕駛。檢測轉向角的傳感器對實(shí)現這一操作至關(guān)重要。檢測到的角度數據可應用于自動(dòng)轉向和電子穩定控制(ESC)系統等停車(chē)輔助系統，從而助力實(shí)現自動(dòng)駕駛。

 

高性能3D霍爾傳感器解決方案，在單個(gè)芯片上實(shí)現四種測量模式

 

出于安全、舒適和能效考慮，通常使用磁傳感器對汽車(chē)進(jìn)行位置檢測（包括轉向角檢測），磁傳感器通過(guò)測量磁場(chǎng)的強度或變化來(lái)確定目標的位置或旋轉。TDK提供HAL 39xy 3D霍爾傳感器，該傳感器符合ISO 26262自動(dòng)駕駛車(chē)輛安全標準，具有出色的功能和靈活性。

 

3D霍爾傳感器利用霍爾效應來(lái)測量x軸、y軸和z軸的磁場(chǎng)，從而檢測線(xiàn)性運動(dòng)以及磁場(chǎng)旋轉。HAL 39xy是唯一一款能在單個(gè)芯片上提供以下四種測量模式的磁傳感器：1.線(xiàn)性位置，2.旋轉角度可達360°，3.旋轉角度可達180°和4.3D測量。它不僅具有低功耗的特點(diǎn)，而且支持各種最新的數字接口*3，包括SENT/PSI5和Short PWM Code (SPC)，并且已被采用在自動(dòng)駕駛汽車(chē)的轉向角檢測系統中。

 

單個(gè)芯片上的四種測量模式

 

 

傳感器的另一個(gè)主要特點(diǎn)是其補償雜散磁場(chǎng)*4的內置功能。隨著(zhù)汽車(chē)的計算機化和電氣化程度越來(lái)越高，來(lái)自各種磁場(chǎng)的干擾已經(jīng)成為一個(gè)日益突出的問(wèn)題，但HAL 39xy用一項革命性的技術(shù)解決了這一難題：為傳感器配備補償功能。

此外，小巧輕便的HAL 39xy有望應用于線(xiàn)控轉向系統的轉向角檢測等解決方案中。目前，線(xiàn)控轉向系統正在進(jìn)行實(shí)際應用開(kāi)發(fā)，有望應用于高級自動(dòng)駕駛。線(xiàn)控轉向系統依靠電信號來(lái)實(shí)現轉向，省去了駕駛員控制方向盤(pán)和輪胎轉動(dòng)之間的機械連接。此外，HAL 39xy還可以用于多種線(xiàn)控系統，從線(xiàn)控制動(dòng)到線(xiàn)控換擋。

 

HAL 39xy的汽車(chē)應用示例

 

 

除了轉向角檢測外，HAL 39xy還可應用于車(chē)輛各處的位置檢測，如踏板、閥門(mén)和變速桿的位置檢測。

 

HAL 39xy是由TDK集團旗下公司TDK-Micronas開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。TDK-Micronas總部位于德國西南部的弗萊堡。30多年來(lái)，TDK-Micronas一直是霍爾傳感器開(kāi)發(fā)、設計和制造方面的佼佼者，已為汽車(chē)和工業(yè)應用提供了50多億個(gè)傳感器。

 

產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Jens Schubert介紹了公司是如何成功開(kāi)發(fā)HAL 39xy：“TDK-Micronas的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術(shù)，該技術(shù)目前是大規模集成(LSI)制造工藝的主流技術(shù)。這得益于我們30多年來(lái)積累的信號處理專(zhuān)業(yè)知識，以及獨特生產(chǎn)設備的研發(fā)。”

 

 

3D霍爾傳感器HAL 39xy

 

3D霍爾傳感器HAL 39xy是一款低功耗位置傳感器，具有2D/3D檢測功能，適合各種應用場(chǎng)景，包括踏板、閥門(mén)和變速桿的位置檢測。有關(guān)詳細信息，請訪(fǎng)問(wèn)產(chǎn)品中心。

 

術(shù)語(yǔ)

 

*1 轉向系統：改變前輪/輪胎角度從而實(shí)現汽車(chē)轉向的系統。有些汽車(chē)采用四輪轉向系統，可以轉動(dòng)所有車(chē)輪。

*2 電動(dòng)助力轉向(EPS)系統：使用電力（電動(dòng)機）輔助轉向的系統。

*3 數字界面：車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的數字通信標準。

*4 雜散磁場(chǎng)：影響各種設備正常運行的外部磁干擾。

 

 

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