本技術文章介紹了磁傳感器集成電路（IC），該集成電路可提供汽車安全完整性等級（ASIL）符合性的診斷信息。智能車輛控制系統(tǒng)中的當前革命在很大程度上依賴于迅速發(fā)展的物理檢測技術，該技術稱為磁傳感器集成電路（IC）。這些非接觸式磁傳感器IC的復雜性，可靠性，靈活性和功能性幾乎消除了最新一代汽車幾乎所有應用中對機電開關的需求。然而，伴隨著復雜電子設備使用量的增加，人們更加關注難以檢測的系統(tǒng)級風險。反過來，這又導致汽車行業(yè)將重點放在汽車功能安全上。ISO 26262功能安全標準概述了開發(fā)過程，包括將風險最小化的預測分析。反過來，此過程需要將高級診斷功能直接集成到磁傳感器IC系統(tǒng)中。將對使用新型創(chuàng)新型嵌入式固態(tài)線圈進行端到端系統(tǒng)測試的，實現(xiàn)了集成診斷的新型磁傳感器IC進行檢查。

概述

打開任何新型汽車的門，您將立即被看不見的電子傳感器網絡所包圍。它們檢測安全帶的彎曲，窗戶或天窗的夾傷，變速桿的位置，發(fā)動機變速箱的轉速和方向以及凸輪軸的位置，僅舉幾個例子。通過各種類型的非接觸式磁檢測器（即霍爾效應，巨磁阻（GMR），各向異性電阻（AMR））的發(fā)展，使實時感測滲透到這些應用中已變得切實可行。這些先進的固態(tài)半導體IC除了具有非常小的外形尺寸外，還具有成本效益，功率效率，非接觸式，

這些檢測系統(tǒng)提供了高級的計算復雜性，提供了高度的輸出排列。這對實現(xiàn)ISO 26262的功能安全性提出了挑戰(zhàn)，因為設備狀態(tài)復雜性和幾乎無限種的車輛運行條件共同導致不可能通過設計預期或在測試程序中發(fā)現(xiàn)所有使用情況和故障模式。鑒于可能需要幾乎即時的響應來保護乘客和保護車輛，因此，這些靈巧的檢測系統(tǒng)必須能夠自我診斷，并且在運行不正常時甚至可以自行糾正。

傳統(tǒng)解決方案使用具有有限操作狀態(tài)（操作與否）的機電開關，因此故障檢測非常簡單。焊接的簧片開關觸點短路。開關彈簧損壞會阻止輸出狀態(tài)更改。系統(tǒng)級故障很難預料。預防性維護通常基于通用的平均故障時間（MTTF）數據，并且對開關進行了過度設計，以適應所有合理的情況而無需進行調整。

圖1基于磁性霍爾效應的傳感器IC在受限的位置（例如，變速桿和安全帶扣）提供緊湊的數據收集

IC可以提供次優(yōu)的輸出，因此根據ISO 26262汽車安全完整性等級（ASIL），汽車使用要求采取額外的安全措施以避免不合理的殘留風險。ASIL制定安全目標，而不是對整個系統(tǒng)或組件進行特征描述。嚴格的ASIL D級要求制造商遵循嚴格的開發(fā)準則，包括故障模式影響和診斷分析（FMEDA），以量化甚至非常低的故障風險。這些復雜性要求進行全面的診斷，以確保檢測到系統(tǒng)級故障并啟用安全（臨時回原點）模式。

安全關鍵應用中的冗余

對于安全關鍵功能，可行的選擇是系統(tǒng)中的冗余。機電設計通常體積大且在線，因此它們無法容納故障轉移冗余，而在備用冗余中可以在線進行替代控制。基于磁學的控制系統(tǒng)通過允許自動交換控制電路來適應故障轉移冗余，因為磁傳感器IC不需要與要檢測的機械目標或電路接觸或直接電連接。

冗余有多種形式。系統(tǒng)可以包括彼此非常靠近的一對非接觸式磁傳感器IC。每個傳感器IC都有自己的電源，地和輸出，因此，如果其中一個發(fā)生故障，則在診斷程序檢測到故障后，另一個傳感器將接管工作。互補傳感器IC可以僅用于通知控制器其隊列在應進行的時間不切換。此外，有些傳感器IC具有自我診斷功能，可以在不正常運行的情況下通知控制器，而無需其他傳感器IC的幫助。

編輯：hfy