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。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

為了讓自動駕駛汽車融入生活，并進一步推進其發展，世界各地的汽車制造商都在積極地進行開發、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。汽車有三大基本功能：行駛、轉向、停車，其中通過轉向系統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。動力轉向系統過去主要是液壓系統，但近年來被電動助力轉向(EPS*2)系統所取代，其主要的原因是后者的燃油效率更高。

電動助力轉向系統的全球需求預測

來源：2017年10月13日，Yano Research Institute Ltd.發布的電動助力轉向系統市場報告。注：基于EPS和EHPS系統的總出貨量

全球范圍內有越來越多的汽車采用電動助力轉向(EPS)系統。

EPS系統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定控制(ESC)系統等停車輔助系統，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的轉向角檢測等解決方案中。目前，線控轉向系統正在進行實際應用開發，有望應用于高級自動駕駛。線控轉向系統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，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、設計和制造方面的佼佼者，已為汽車和工業應用提供了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HAL 39xy：“TDK-Micronas的一個關鍵優勢是互補金屬氧化物半導體(CMOS)技術，該技術目前是大規模集成(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知識，以及獨特生產設備的研發?！?

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。

術語解說

*1 - 轉向系統：改變前輪/輪胎角度從而實現汽車轉向的系統。有些汽車采用四輪轉向系統，可以轉動所有車輪。

*2 - 電動助力轉向(EPS)系統：使用電力(電動機)輔助轉向的系統。

*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。