セーフティクリティカルな車載アプリケーションでの使用に最適なamsの高速ロータリポジションセンサ Neuester Positionssensor von ams ist ideal geeignet für den Einsatz in sicherheitskritischen Fahrzeuganwendungen und für sehr hohe Drehzahlen
ams（日本法人：amsジャパン株式会社、東京都港区、カントリーマネージャー 岩本桂一）は本日、機能安全規格ISO26262の要件に対応する車載アプリケーションにおいて信頼性の高い性能を発揮する超高速マグネティックポジションセンサ、AS5147Pを発表しました。
最大28,000rpm（毎分回転数）の速度でアブソリュート/インクリメンタル方式の測定を高い精度で出力を実現するAS5147Pは、電動パワーステアリング（EPS）、ブレーキやアクセルペダル、ポンプ、ダブル・クラッチ・トランスミッション、スタータモータ、オルタネータ、フロントガラス・ワイパ・モータなどのセーフティクリティカルなアプリケーション向けに最適です。
車載システムの設計者にとっての本製品の魅力は、高速回転時の高い測定精度、高信頼性、低システムコスト、規格適合へのサポートを併せ持っていることです。
AS5147Pは、特許技術DAEC™（ダイナミック・アングル・エラー補正）を搭載し、極めて高い回転速度であっても正確な位置測定を行います。DAEC補正スキームは、センサのシグナルチェーンにつきものの伝播遅延をほぼゼロまで減らします。その結果、AS5147Pの角度誤差は1.7krpmで0.02°、14.5krpmで0.17°、28krpmで0.34°とごくわずかです。さらにDAECは、デバイスが1.9µsごとに測定出力をリフレッシュできる機能を有しています。
車載アプリケーションにおける高い信頼性と低いシステムコストは、AS5147Pが備える浮遊磁場に対する耐性により保証されています。強い浮遊磁場はとりわけ、強力な電気モータや高い通電導体で構成される、部分的または全体的な電気ドライブトレインを備える車両に存在します。これらの浮遊磁場は、マグネティックポジションセンサに組み込まれている小さなターゲットマグネットよりもはるかに強力です。
ams独自の差動センシング原理を搭載したマグネティックポジションセンサは、浮遊磁気に対する耐性を設計によって実現させます。これにより、車載システムの設計者は、自社製品に大きくて費用のかかる磁気シールドを組み込む必要がなくなり、競合の磁気位置センサICをベースにした設計より、サイズ、重量、コストを最小化することができます。AS5147Pは高感度でもあるため、小型（直径6mm）で低コストのターゲットマグネットを使用することができます。
加えて、AS5147Pは自動車OEMメーカのISO26262コンプライアンスプログラムを次のさまざまな方法でサポートします。
- AS5147PはISO26262フローに準拠して開発され、SEooC（Safety Element out of Context）およびAoU（Assumption of Use）ガイドラインに従っているため、メーカがあらゆるASILグレードの要件を満たすのに有効
- 様々なアプリケーションにおいてお客様をASILグレード目標達成に導くため、amsはAS5147P用の安全マニュアルおよび故障モード影響診断解析（FMEDA）文書を提供
- AS5147P開発プロセスの根拠となる文書、つまりセーフティケース、証明書、AECQ-100認定（生産部品認証プロセス、PPAP）の提供が可能
- ISO2626に準拠した完全なSEooCプロセスとそれをサポートする文書は、独立した第三者機関が証明
- AS5147は、磁界強度の閾値検出および磁気損失の検出など、ISO26262プロセスをサポートする内部診断機能を装備
AS5147Pは、ゼロ位置合わせにより、連続で回転するシャフトをアブソリュート/インクリメンタル方式で角度測定を行います。標準の4線シリアル・ペリフェラル・インタフェースにより、ホストマイコンが14ビットの絶対角度位置データを読み込み、専任のプログラマを必要とせずに不揮発性設定をプログラムすることが可能です。
インクリメンタル移動は、最大分解能が1回転当たり4,096ステップ/1,024パルスのABI信号一式により示されます。ABI信号の分解能は、1回転当たり4,096ステップ/1,024パルス、1回転当たり2,048ステップ/512パルス、または1回転当たり1,024ステップ/256パルスにプログラム可能です。ブラシレスDC（BLDC）モータは、1～7までのプログラム可能な極対数で、標準のUVWコミュテーションインタフェースを介してコントロールすることが可能です。絶対角度位置はまた、PWMエンコード出力シグナルとして提供されます。
ams、シニアマーケティングマネージャ、ハインツ・オイラーのコメント：「高精度、小型、低システムコストの機能を併せ持つマグネティックポジションセンサは、車両の回転位置センシングに最良なソリューションであるとして広く認知されています。今回AS5147Pを発表したことで、amsは、OEMメーカのISO26262コンプライアンスプログラムへのシームレスな適合に対応すると共に、浮遊磁場の影響に対する懸念をも取り除くマグネティックポジションセンサセンサを実現しました」
AS5147Pは現在、TSSOP-14パッケージで量産出荷中です。販売価格等の詳細については、当社の販売代理店までお問い合わせください。
AS5147Pのデモボードは、amsのオンラインショップICdirectで入手可能です。サンプル請求およびより詳しい技術情報については、こちらのサイトをご覧ください。
Unterpremstätten, Österreich (9. Juni 2015) - Die ams AG (SIX: AMS), ein führender Anbieter von hochwertigen Sensor- und analogen IC-Lösungen, hat heute den für extrem hohe Drehzahlen spezifizierten, magnetischen Positionssensor AS5147P vorgestellt, der auch bei sehr hohen Drehzahlen eine extrem genaue Winkelmessung garantiert und die Anforderungen an die funktionale Sicherheit gemäß ISO 26262 erfüllt.
Durch die außergewöhnliche Messgenauigkeit bei schnell drehenden Achsen von bis zu 28.000 Umdrehungen pro Minute (U/min) eignet sich der AS5147P ideal für den Einsatz in Motor- und Winkelmesssystemen, die sicherheitsrelevante Anforderungen gemäß ISO 26262 erfüllen müssen. Dazu zählen unter anderem die elektrische Servolenkung (EPS), Pumpen, Aktuatoren für Kupplungen, Startermotoren, Drehstromgeneratoren und Scheibenwischermotoren.
Die Attraktivität des neuen magnetischen Positionssensor AS5147P für Entwickler von Motorsteuerungen im Fahrzeugbereich beruht auf der Kombination aus hoher Messgenauigkeit bei schnell rotierenden Achsen, hoher Zuverlässigkeit, geringen Systemkosten und die Erfüllung der gängigen Normen und Standards.
Wie andere ICs dieser 47er Positionssensorfamilie verfügt auch der neue AS5147P über die patentierte DAEC™-Technik (Dynamic Angle Error Compensation) von ams, durch diese auch bei sehr hohen Drehzahlen eine außergewöhnliche Messgenauigkeit garantiert ist. Die DAECTM Technik kompensiert den dynamischen Winkelfehler, der aus internen Signalverzögerungen im Sensor entsteht, praktisch auf null. So beträgt der Winkelfehler des AS5147P bei 1700 U/min vernachlässigbare 0,02°, bei 14.500 U/min 0,17° und nur 0,34° bei 28.000 U/min. Die hohe Genauigkeit ist auf den DAEC™ Algorithmus zurückzuführen, der eine interne Winkelfehlerkompensation durchführt. Hohe Zuverlässigkeit, geringere Systemkosten und Immunität gegen magnetische Streufelder machen den neuen Positionssensor von ams ideal für den Einsatz im Fahrzeugbereich. Störende Magnetfelder können vor allem in Fahrzeugen auftreten, die leistungsstarke E-Motoren im Einsatz haben.
Die einzigartige differentielle Messmethode der magnetischen Positionssensoren ICs von ams machen diese praktisch resistent gegenüber magnetischen Störfeldern, wodurch man sie ohne zusätzliche Schirmung einbauen kann. Was wiederum geringere Systemkosten im Vergleich zu anderen Anbietern von Positionssensoren ICs mit sich bringt. Dank der hohen Empfindlichkeit des AS5147P kann ein kleiner und kostengünstiger Target-Magnet von 6mm Durchmesser verwendet werden.
Zusätzlich unterstützt der AS5147P die ISO 26262 Anforderungen der OEMs wie folgt:
- der AS5147P wurde gemäß des ISO 26262 Standards und der dort spezifizierten SEooC- (Safety Element out of Context) und AoU-Richtlinien (Assumption of Use) entwickelt, was dem OEM ermöglicht, die Anforderungen der jeweiligen ASIL-Stufe zu erreichen
- ams bietet ein Sicherheitshandbuch und Unterlagen zur Failure Mode Effects Diagnostic Analysis (FMEDA) für den AS5147P, die den Kunden bei der Erreichung der angestrebten ASIL-Stufe in den verschiedenen Anwendungen unterstützen
- Nachweise – Sicherheitsnachweis, Zertifizierungen und die Qualifikation nach AEC-Q100 (PPAP) – sind vorhanden; dadurch ist es möglich, das Entwicklungsverfahren des AS5147P zu belegen
- das vollständige SEooC-Verfahren nach ISO 26262 und begleitender Dokumentation sind von einer dritten unabhängigen Stelle zertifiziert
- der AS5147P bietet interne Diagnosefunktionen gemäß des ISO 26262 Standards, wozu eine Schwellenwertdetektion der magnetischen Feldstärke und die Erkennung eines Magnetverlusts gehören
Mit dem AS5147P ist sowohl eine absolute als auch inkrementelle Winkelmessung möglich. Über eine Vierdraht-SPI-Standardschnittstelle kann ein Host-Mikrocontroller einen 14-Bit-Absolutwert für die Winkelposition auslesen und nichtflüchtige Einstellungen ohne einen gesonderten Programmer programmieren.
Das ABI-Interface liefert die inkrementelle Position mit einer maximalen Auflösung von 4096 Schritten (1024 Impulse) pro Umdrehung. Die Auflösung des ABI-Signals kann auf 4096 Schritte (1024 Impulse), 2048 Schritte (512 Impulse) oder 1024 Schritte (256 Impulse) pro Umdrehung programmiert werden. Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) könnten über eine standard UVW-Kommutierungsschnittstelle mit einer programmierbaren Polpaarzahl von 1 bis 7 angesteuert werden. Die absolute Winkellage wird auch als PWM-kodiertes Ausgangssignal bereitgestellt.
„Weil sie eine außergewöhnlich hohe Messgenauigkeit, Stabilität und geringe Systemkosten garantieren, werden magnetische Positionssensoren weithin als die beste Lösung für die Drehwinkelbestimmung in Fahrzeugen erachtet. Mit dem AS5147P hat ams einen neuen magnetischen Positionssensor entwickelt, der perfekt zu den Bestrebungen der OEMs passt, die ISO 26262 in ihren Ausprägungen erfüllt, und der darüber hinaus jegliche Sorgen über die Auswirkungen von magnetischen Streufeldern vergessen macht“, sagte Heinz Oyrer, Senior Marketing Manager bei ams.
Der AS5147P ist in einem TSSOP-14 Gehäuse ab sofort in Produktionsmengen erhältlich. Bei Abnahme von 1000 Stück beträgt der Stückpreis 5,31 USD.
Ein Demonstrationsboard für den AS5147P kann über den ams-Onlineshop ICdirect bestellt werden. Musteranforderungen und weitere technische Informationen finden Sie auf AS5147P.