【導讀】作為現代汽車(chē)從舊技術(shù)向新技術(shù)過(guò)渡的一部分，感應式位置傳感器旨在取代霍爾效應傳感器，而這一轉變本質(zhì)上是為了更好地管理汽車(chē)傳感器性能退化相關(guān)問(wèn)題。
作為現代汽車(chē)從舊技術(shù)向新技術(shù)過(guò)渡的一部分，感應式位置傳感器旨在取代霍爾效應傳感器，而這一轉變本質(zhì)上是為了更好地管理汽車(chē)傳感器性能退化相關(guān)問(wèn)題。
例如，Microchip已經(jīng)推出了用于汽車(chē)應用的感應式位置傳感器，如汽車(chē)節氣門(mén)體、變速器齒輪感應、電子動(dòng)力轉向和油門(mén)踏板。需要位置測量不受雜散磁場(chǎng)的影響，不需要外部磁性裝置。
雖然工程師希望確保傳感器能在不同的溫度范圍內工作，但他們擔心機械結構的變化和磁性的退化從而影響精度。但是感應式位置傳感器使用的是金屬而不是一塊磁鐵，不會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而老化。
“這是一個(gè)重要的組成部分，觀(guān)察傳感器退化，無(wú)論是發(fā)生在集成電路內部還是外部。”Microchip高級市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Mark Smith說(shuō)，“當涉及到傳感器退化時(shí)，工程師們在使用感應式位置傳感器時(shí)，主要擔心的應該是PCB的壽命。”
這一點(diǎn)也很重要，因為服務(wù)于汽車(chē)應用的傳感器IC越來(lái)越需要ASIL認證。Microchip的感應式位置傳感器LX3301A、LX3302A和LX34050符合ASIL-B認證，允許系統設計者檢測到90%以上的單點(diǎn)故障。
圖1：LX3302A感應式位置傳感器使用了更大的EEPROM，有助于實(shí)現八個(gè)校準點(diǎn)，以確保傳感器測量精度。
傳感器退化管理
目前，該行業(yè)正在從頭開(kāi)始管理傳感器退化相關(guān)問(wèn)題，以符合ASIL認證。如果這個(gè)晶體管壞了，或者那個(gè)電路出故障了怎么辦？如果傳感器輸出短路，工程師能做什么？“這是一個(gè)不可抗力而且耗時(shí)的。”Smith說(shuō)。
必須進(jìn)行具體的實(shí)驗，以檢查或證明某些數字，也稱(chēng)為覆蓋率。汽車(chē)工程師可以創(chuàng )建一個(gè)故障，并確保它可以被檢測出來(lái)，同時(shí)使用行業(yè)標準的可靠性圖表。“這是一個(gè)相對簡(jiǎn)單的系統，工程師可以有效地處理它們。”Smith補充道。
今天的車(chē)輛使用大約50個(gè)位置傳感器，因此從霍爾效應傳感器到感應式位置傳感器的轉變在管理汽車(chē)傳感器退化方面至關(guān)重要。除了選擇材料不易退化的傳感器之外，在有效管理車(chē)輛中的傳感器退化方面，還有什么可以考慮的？Smith認為機器學(xué)習是前進(jìn)的方向。
Smith表示，機器學(xué)習模型可以在汽車(chē)傳感器出現故障之前實(shí)現模式識別。“汽車(chē)工程師可以分析五種不同的傳感器，檢測系統級故障以及更高級別的退化。”
機器學(xué)習是未來(lái)
汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始重視傳感器退化問(wèn)題，但隨著(zhù)時(shí)間的推移，使用一些先進(jìn)的計算技術(shù)，利用機器學(xué)習進(jìn)行退化相關(guān)分析的機會(huì )非常充足。然而，使用機器學(xué)習來(lái)管理車(chē)輛傳感器退化的想法目前還處于初級階段，需要更大的計算能力。
圖2：機器學(xué)習，上升到傳感器級別，可用于創(chuàng )建測量和減輕汽車(chē)傳感器退化的模型。來(lái)源：Mathworks
這種方法使工程師能夠收集大量數據，將其放入機器學(xué)習模型中，然后尋找可能的退化。這就是目前自動(dòng)駕駛（AV）的設計正在做的。史密斯說(shuō)：“機器學(xué)習正在傳感器層面上興起，它可以用來(lái)簡(jiǎn)化退化測量過(guò)程，使診斷過(guò)程更加有效。”。
汽車(chē)傳感器退化的研究非常適合機器學(xué)習。事實(shí)上，機器學(xué)習需要大量的數據，并將其放入一個(gè)模型中，以檢測傳感器的故障，這一事實(shí)可以大大提高可靠性并節省成本。
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