【導(dǎo)讀】作為現(xiàn)代汽車(chē)從舊技術(shù)向新技術(shù)過(guò)渡的一部分，感應(yīng)式位置傳感器旨在取代霍爾效應(yīng)傳感器，而這一轉(zhuǎn)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(xiàn)代汽車(chē)從舊技術(shù)向新技術(shù)過(guò)渡的一部分，感應(yīng)式位置傳感器旨在取代霍爾效應(yīng)傳感器，而這一轉(zhuǎn)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(yīng)用的感應(yīng)式位置傳感器，如汽車(chē)節(jié)氣門(mén)體、變速器齒輪感應(yīng)、電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向和油門(mén)踏板。需要位置測(cè)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(nèi)工作，但他們擔(dān)心機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化和磁性的退化從而影響精度。但是感應(yīng)式位置傳感器使用的是金屬而不是一塊磁鐵，不會(huì)隨著時(shí)間的推移而老化。
“這是一個(gè)重要的組成部分，觀察傳感器退化，無(wú)論是發(fā)生在集成電路內(nèi)部還是外部。”Microchip高級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Mark Smith說(shuō)，“當(dāng)涉及到傳感器退化時(shí)，工程師們?cè)谑褂酶袘?yīng)式位置傳感器時(shí)，主要擔(dān)心的應(yīng)該是PCB的壽命。”
這一點(diǎn)也很重要，因?yàn)榉?wù)于汽車(chē)應(yīng)用的傳感器IC越來(lái)越需要ASIL認(rèn)證。Microchip的感應(yīng)式位置傳感器LX3301A、LX3302A和LX34050符合ASIL-B認(rèn)證，允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者檢測(cè)到90%以上的單點(diǎn)故障。
圖1：LX3302A感應(yīng)式位置傳感器使用了更大的EEPROM，有助于實(shí)現(xiàn)八個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，以確保傳感器測(cè)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(rèn)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(yàn)，以檢查或證明某些數(shù)字，也稱為覆蓋率。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(cè)出來(lái)，同時(shí)使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的可靠性圖表。“這是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，工程師可以有效地處理它們。”Smith補(bǔ)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(yīng)傳感器到感應(yīng)式位置傳感器的轉(zhuǎn)變?cè)诠芾砥?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(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)是前進(jìn)的方向。
Smith表示，機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以在汽車(chē)傳感器出現(xiàn)故障之前實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別。“汽車(chē)工程師可以分析五種不同的傳感器，檢測(cè)系統(tǒng)級(jí)故障以及更高級(jí)別的退化。”
機(jī)器學(xué)習(xí)是未來(lái)
汽車(chē)行業(yè)開(kāi)始重視傳感器退化問(wèn)題，但隨著時(shí)間的推移，使用一些先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行退化相關(guān)分析的機(jī)會(huì)非常充足。然而，使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)管理車(chē)輛傳感器退化的想法目前還處于初級(jí)階段，需要更大的計(jì)算能力。
圖2：機(jī)器學(xué)習(xí)，上升到傳感器級(jí)別，可用于創(chuàng)建測(cè)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(shù)據(jù)，將其放入機(jī)器學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)正在做的。史密斯說(shuō)：“機(jī)器學(xué)習(xí)正在傳感器層面上興起，它可以用來(lái)簡(jiǎn)化退化測(cè)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(jī)器學(xué)習(xí)。事實(shí)上，機(jī)器學(xué)習(xí)需要大量的數(shù)據(jù)，并將其放入一個(gè)模型中，以檢測(cè)傳感器的故障，這一事實(shí)可以大大提高可靠性并節(jié)省成本。
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