Специалисты аттестованы в Японии
Цены от производителя

«Высокоточный автомобильный датчик угла поворота» от Panasonic — определяет угол поворота автомобильных двигателей с повышенной точностью

07 июля 2017
По мере того как прогрессирует электрификация автомобилей, автономное вождение и Современная система поддержки водителя (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) начинают привлекать все больше внимания. Следовательно, возрастает спрос на высокоточные технологии управления. В этой статье представлен недавно разработанный Panasonic датчик угла поворота автомобиля, «A3MR».

О «A3MR» (A-cubed MR)

«Высокоточный автомобильный датчик угла поворота» («Vehicular High-precision Angle Sensor» или «A3MR») представленный Panasonic в марте 2017 является сенсорным устройством, которое с высокой точностью определяет угол поворота автомобильных двигателей.

Эти три «A» в обозначении «A3MR» означают:
Анизотропный (AMR — Anisotropic Magneto Resistance element)
Абсолютный (Absolute angle measurement)
Точный (Accurate detection)

«A3MR» — это гибридная система с элементами AMR и Hall для реализации:
Компактного, легкого и высокоточного детектирования до 360°
Совместимости с сильными магнитными полями благодаря высокой помехоустойчивости
Высокой степени свободы в компоновке, что облегчает проектирование и снижает затраты

Характеристики датчика

«A3MR» воплощает в жизнь как компактные размеры, так и высокую точность, чего раньше никогда не было. Используя магниты, этот датчик может точно определить количество оборотов вала двигателя. Он хорошо работает, даже когда напряженность магнитного поля изменяется, поскольку он, со своим «Side Shaft Detection»*, обеспечивает высокоточный контроль, даже если датчик размещен на расстоянии от вала двигателя. И даже в тех случаях, когда многополярные магниты, генерирующие большие вариации в магнитных полях, используются, например, когда двигатель имеет толстый вал, датчик сильно защищен от шума. Датчик также устойчив к колебаниям температуры.

1. Компактное, легкое и высокоточное детектирование до 360°

Датчик A3MR с использованием тонкой пленки AMR, который определяет угол между направлением электрического тока и направлением намагниченности свободного слоя, обычно измеряет изменение сопротивления с периодом 180° (GMR и TMR имеют период 360°), A3MR также объединяет элемент Холла с интегральной схемой, со встроенным алгоритмом, который преобразует 180°-период в элементе AMR в 360°, чтобы реализовать датчик, который обеспечивает высокоточное обнаружение до 360°, используя тонкую AMR пленку.

2. Устойчивость к изменениям напряженности магнитного поля

В последние годы индустрия переходит к электрификации транспортных средств (электромобили, гибридные автомобили и т.д.), и магнитные поля в транспортных средствах начинают оказывать более сильное влияние. Таким образом, возрастает спрос на датчики с одинаковым уровнем сопротивления независимо от силы магнитных полей и изменения температуры. «A3MR» подавляет магнитное возмущение за счет увеличения силы магнитного поля магнита, используемого для обнаружения. Кроме того, поскольку AMR обнаруживает значение сопротивления магниторезистивной пленки, этот датчик может поддерживать высокую угловую точность даже в сильных магнитных полях. Кроме того, чтобы свести к минимуму влияние изменений температуры, Panasonic разработала магниторезистивную пленку, на которую в меньшей степени влияют изменения напряженности магнитного поля (которые легко достигают магнитного насыщения), так что ее сопротивление остается неизменным даже при изменении температуры. Обычные датчики требуют температурной коррекции по всей системе для обеспечения их угловой точности во всем применимом температурном диапазоне, но A3MR поддерживает высокую угловую точность при температурах ниже 200°C.

Сенсорные устройства Panasonic

Panasonic разрабатывает и производит устройства, которые отвечают потребностям в различных датчиках, таких как температура/влажность, электрические токи, положения, расстояния и движения, а также продает эти устройства для использования в автомобильных/ промышленных/ ИКТ приложениях. Ниже приведен краткий обзор потребностей в отрасли электрических компонентов (в трех областях: автомобилестроение, промышленность, ИКТ).

1. Автомобильная индустрия

Есть потребности в двух ключевых областях. «Безопасность транспортного средства», которая включает в себя «предотвращение заноса», «подушки безопасности со стороны удара, которые будут разворачиваться при опрокидывании» и «автономное вождение». И «Окружающая среда и комфорт», к которой относятся, например, «зеленые транспортные средства, такие как EV (электромобили)/ FCV (автомобили на топливных ячейках)», и создание «комфортной среды в автомобиле». Поскольку автомобильные правила в Японии, Европе и Северной Америке ужесточаются, мы должны быть хорошо подготовлены к тому, чтобы использовать еще более строгие правила.

2. Промышленность

Мы прогнозируем, что «единый процесс или процесс для инфраструктуры», например «производственные роботы» и «управление инфраструктурой», станут основными. И спрос на «безлюдные производства, удобные жилые помещения и обслуживание инфраструктуры», в том числе «автономные роботы, которые могут свободно перемещаться по складу», «интегрированное управление энергопотреблением для зданий» и «системы, которые диагностируют и предупреждают об ухудшении инфраструктуры», находятся на подъеме. Более конкретно, существует спрос на «контрмеры против перегрева устройств», «высокоточное считывание» и «долгосрочную гарантию безопасности».

3. ИКТ (ICT, информационно-коммуникационные технологии)

Мы предвидим, что в обществе, где «мобильные устройства», такие как «смартфоны» и «планшеты», являются обычным явлением, все больше и больше будут использоваться «носимые устройства» с информационными/коммуникационными возможностями, такие как «умные часы» и «умные очки». Ключевыми темами в отношении носимых устройств являются «контроль температуры для предотвращения ожогов при низкой температуре, даже если эти устройства носят в течение длительного периода времени», «оформление регламента на электромагнитные излучения», «суперкомпактная схема» и т.л., и дальнейшие улучшения необходимы в этих областях.

Для каких приложений подходит угловой датчик «A3MR»?

Современная система поддержки водителя (ADAS) и автономное вождение развиваются, и поэтому существует возрастающая потребность в автономном управлении транспортными средствами, от вождения, до поворота для остановки. Что касается транспортных средств, особенно востребованы точность датчиков и отличная безопасность, и с рулевым управлением с электроприводом (EPS) мы реализовали очень точный контроль направления движения транспортного средства в отношении автоматической парковки и удержания полосы. Кроме того, что касается двигателя со встроенным стартером-генератором (ISG), который обеспечивает помощь при запуске двигателя, мы побороли неравномерности вращения и тем самым улучшили топливную экономичность.

Что касается промышленных применений, то благодаря автоматизации строительной и сельскохозяйственной техники и роботизации заводов растет спрос как на высокоточный контроль, так и на всеобъемлющую безопасность. A3MR не только соответствует ISO26262 (функциональная безопасность), требуемому для датчиков движения, он может использоваться с той же конструкцией, что и резольверы, которые очень широко используются в настоящее время, поэтому он может служить альтернативой без каких-либо изменений конструкции. Кроме того, A3MR также может использоваться для двигателей с электронной коробкой передач, а также для промышленных роботов и строительной техники. Ожидается, что к 2025 году этот бизнес вырастет до 40 млрд. Иен.

Panasonic продолжит предлагать решения, которые помогут заказчикам сократить расходы и ресурсы, потраченные на проектирование и разработку, а также на цикл заказа, повысив производительность и минимизируя размер и вес транспортных средств и различных устройств.

Содействие созданию надежного, безопасного и комфортного общества мобильности

«Наши клиенты в настоящее время оценивают производительность нашего углового датчика. У них большие надежды не только на производительность наших датчиков, но и на сенсорные решения Panasonic в целом. Мы надеемся, что часто общаемся с нашими пользователями и понимаем их системы и проблемы до глубины их ключевых моментов. До того, как мы сможем предложить цены и спецификации, которые могут удовлетворить наших пользователей, существует ряд препятствий, но мы считаем, что этот датчик сможет внести вклад в надежное, безопасное и комфортное общество мобильности. Мы хотели бы запустить датчик в 2019 году и помочь ему стать устройством No.1 в мире, чтобы в будущем он стал неотъемлемой частью промышленного бизнеса Panasonic.

*Side shaft detection — способ позиционирования магнитного датчика, в котором он установлен не на конце вращающегося вала двигателя, а на его периферии.

http://ejarn.com/news.aspx?ID=45950