【導讀】自動駕駛要求實現汽車基本功能的自動化，如行駛、轉向、停車。TDK開發(fā)的HAL 39xy是一款用于檢測轉向角的霍爾傳感器，而轉向角的檢測一直是汽車實現自動轉向的一大挑戰(zhàn)。這是一款全方位傳感器，能夠在單一芯片上提供四種傳感模式，同時不受EV（電動汽車）的磁場干擾或系統(tǒng)電氣化造成的干擾。除了轉向檢測外，該傳感器還可以為各種其他汽車應用提供位置檢測，包括踏板、閥門和變速桿的位置檢測。
自動駕駛汽車轉向的技術挑戰(zhàn)
為了讓自動駕駛汽車融入生活，并進一步推進其發(fā)展，世界各地的汽車制造商都在積極地進行開發(fā)、合作和融資。許多國家已經開始著手實際試驗并提供機器人出租車服務。然而，自動駕駛汽車仍然面臨各種技術挑戰(zhàn)。汽車有三大基本功能：行駛、轉向、停車，其中通過轉向系統(tǒng)實現的汽車轉向需要較高的技術含量。
一般來說，汽車的轉向系統(tǒng)是根據方向盤*1的轉動來改變輪胎方向的機械裝置。動力轉向系統(tǒng)可以協助駕駛員，讓輪胎輕巧地轉動，這也是讓汽車進行轉向的重要功能。動力轉向系統(tǒng)過去主要是液壓系統(tǒng)，但近年來被電動助力轉向（EPS*2)系統(tǒng)所取代，其主要的原因是后者的燃油效率更高。
電動助力轉向系統(tǒng)的全球需求預測
全球范圍內越來越多的汽車采用電動助力轉向（EPS）系統(tǒng)。
EPS系統(tǒng)通過電動機提供動力，因此很容易對其進行電子控制，并且可以在無需駕駛員干預的情況下對車輛進行轉向，非常適合未來的自動駕駛。檢測轉向角的傳感器對實現這一操作至關重要。檢測到的角度數據可應用于自動轉向和電子穩(wěn)定控制(ESC)系統(tǒng)等停車輔助系統(tǒng)，從而助力實現自動駕駛。
高性能3D霍爾傳感器解決方案，在單個芯片上實現四種測量模式
出于安全、舒適和能效考慮，通常使用磁傳感器對汽車進行位置檢測（包括轉向角檢測），磁傳感器通過測量磁場的強度或變化來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自動駕駛車輛安全標準，具有出色的功能和靈活性。
3D霍爾傳感器利用霍爾效應來測量x軸、y軸和z軸的磁場，從而檢測線性運動以及磁場旋轉。HAL 39xy是唯一一款能在單個芯片上提供以下四種測量模式的磁傳感器：1.線性位置，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，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駕駛汽車的轉向角檢測系統(tǒng)中。
單個芯片上的四種測量模式
傳感器的另一個主要特點是其補償雜散磁場*4的內置功能。隨著汽車的計算機化和電氣化程度越來越高，來自各種磁場的干擾已經成為一個日益突出的問題，但HAL 39xy用一項革命性的技術解決了這一難題：為傳感器配備補償功能。
此外，小巧輕便的HAL 39xy有望應用于線控轉向系統(tǒng)的轉向角檢測等解決方案中。目前，線控轉向系統(tǒng)正在進行實際應用開發(fā)，有望應用于高級自動駕駛。線控轉向系統(tǒng)依靠電信號來實現轉向，省去了駕駛員控制方向盤和輪胎轉動之間的機械連接。此外，HAL 39xy還可以用于多種線控系統(tǒng)，從線控制動到線控換擋。
HAL 39xy的汽車應用示例
除了轉向角檢測外，HAL 39xy還可應用于車輛各處的位置檢測，如踏板、閥門和變速桿的位置檢測。
HAL 39xy是由TDK集團旗下公司TDK-Micronas開發(fā)的產品。TDK-Micronas總部位于德國西南部的弗萊堡。30多年來，TDK-Micronas一直是霍爾傳感器開發(fā)、設計和制造方面的佼佼者，已為汽車和工業(yè)應用提供了50多億個傳感器。
產品營銷經理Jens Schubert介紹了公司是如何成功開發(fā)HAL 39xy：“TDK-Micronas的一個關鍵優(yōu)勢是互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術，該技術目前是大規(guī)模集成(LSI)制造工藝的主流技術。這得益于我們30多年來積累的信號處理專業(yè)知識，以及獨特生產設備的研發(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，適合各種應用場景，包括踏板、閥門和變速桿的位置檢測。有關詳細信息，請訪問產品中心。
術語
*1 轉向系統(tǒng)：改變前輪/輪胎角度從而實現汽車轉向的系統(tǒng)。有些汽車采用四輪轉向系統(tǒng)，可以轉動所有車輪。
*2 電動助力轉向(EPS)系統(tǒng)：使用電力（電動機）輔助轉向的系統(tǒng)。
*3 數字界面：車載網絡的數字通信標準。
*4 雜散磁場：影響各種設備正常運行的外部磁干擾。
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