感应汽车的位置和运动控制功能,如齿轮选择器和转向灯指标是一个重要的在现代汽车设计的要求。然而,遥感3轴的运动不是简单和传统的传感器技术工程师与挑战。这些范围从物理设备大小和可靠性功耗和成本。最近推出了三维磁传感技术是帮助工程师解决这些挑战。
机电开关是一种常见的故障源在许多应用程序中,包括车辆。联系人可以腐蚀随着时间的推移或烧坏,导致失败和车主的不便和潜在的破坏性汽车制造商的声誉。因此,制造商喜欢固态技术,如基于霍尔效应开关检测的磁信号,尽可能提高可靠性和节省空间和成本。
两种最常见的事情我们做开车时信号将改变齿轮。在过去,汽车依赖强电流线束在汽车和电力传输信号。今天,使用旋转指示器或移动设备也可能转移到一个高阻抗信号发送到中央处理器,因为它是身体上的开关。
随着车辆的控制变得更加复杂和多功能,趋势是对他们在不止一个平面上移动。现在许多现代汽车自动变速箱提供时序控制通过将变速杆移至一个不同的平面上,从而使传感位置更复杂的任务。
三维磁传感方法
有几种方法可以实现3 d位置传感基于霍尔效应。运动的感觉有多个固定位置(在变速杆或转向灯)的情况下,一种方法是添加个人霍尔传感器为每个可能的位置,导致多达七个传感器元素,允许控制器知道位置的传感器是“生活”。
另一种方法,基于霍尔但使用流量集中器,减少了传感器的数量需要通过整合两双正交传感元素到一个CMOS IC,铁磁膜提高了磁场,��加灵敏度和信噪比也在IC表面沉积。
通过使用一些减法和加法的算法可以感知磁场组件运行水平的集成
威廉希尔官方网站
(BX和组件)以及垂直字段组件(BZ)准确。这些模拟电压转换为数字值通过一个模拟-数字转换器(ADC)。最后,绝对位置然后由数字信号处理。
而每一个解决方案是可行的从技术的角度来看,他们是在大规模生产不理想,特别是在汽车应用。使用多个传感器需要大量的空间和更多的组件添加可靠性将不可避免地受到影响。第二种方法有一些优点,但所涉及的复杂的算法和post-processing-not提到需要校准的个人sensors-mean,它是一个不理想的解决方案。
第三种选择利用Hall-based传感器能同时确定x,y,z坐标的磁源建立三维图像周围的磁场传感器(图1)。
图1三维解决方案可以节省空间,时间和成本,相比与多传感器解决方案。
的TLE493D-A1B63 d传感器集成了垂直和水平霍尔板为一个集成威廉希尔官方网站
,因此检测平面和垂直的飞机在一个操作。随着磁铁,传感器立即识别至少一个磁场的改变组件。
传感器体系结构包括三个主要构建块如图2所示。
图2的框图TLE493D-A1B6 3 d磁传感器
传感器单元包含大厅板块和措施在所有三个方向的磁场。使用垂直霍尔板平面组件允许传感器实现磁和解精度高(±1%),允许精确的角测量。
每个芯片上的输出霍尔板通过多路复用器连接到ADC。嵌入式温度传感器可以激活应用程序如果需要通过多路复用器和阅读。
通信与系统外部传感器通过快速模式促进(400 kbit / s)双线式I2C接口,提供对
单片机读取寄存器包含x,y,z和温度的值。关键应用程序的一个优化威廉希尔官方网站
允许数据率1 mbit / s。
传感器提供了12位数据分辨率(0.098吨/位)即使是最小的磁铁运动可以被测量。线性测量可能高达±150吨意义线性磁运动可以测量到4厘米,使一个简单的、健壮的、灵活的磁路布局。
高精度和广泛的特性集交付在一个小小的2.9×1.6毫米六pins-smaller TSOP-6情况比其他任何3 d磁传感器。TLE493D-A1B6操作供应电压在2.7 v至3.5 v的范围和温度范围内 −40°C到125°C。5运行功率设置,通过I2C接口配置,为设计师提供的灵活性在能量受限的应用程序工作。
AEC-Q100汽车标准合格的版本的3 d传感器(TLE493D-W1B6)所有有关ISO 26262文件提供履行ASIL功能安全系统需求。传感器配备测试函数允许故障检测操作期间,允许完整的传感器信号链评估在小于1毫秒。
开发支持
启用快速设计过程,英飞凌提供硬件
仿真工具和评价。在线”传感器的桌子“工具允许用户行为模拟传感器的范围内选择的应用程序和磁铁。
“塞和测量”评估板(图3),基于英飞凌XMC1100 32位微控制器,包括必要的软件,一个开源的代码示例和文档所需的工程师经验相对较少的磁传感器使最初的几分钟内测量。
图3的3 d磁2 eval董事会包括快速评价和开发的软件工具
除了齿轮选择器和指示器应用程序,其他汽车基于霍尔传感器的应用程序包括关闭,窗户和天窗定位。一个3 d霍尔传感器的另一个领域是有用的在操纵杆或控制列,正越来越多地用于自动控制。标准的解决方案是使用两个电位计和复杂力学将把旋转运动和z轴的信息。一个3 d霍尔传感器可以用来创建一个更简单、更稳健设计。
变速操纵杆控制可以用更简单的替换机电转换,更健壮的3 d磁霍尔传感器。
詹姆斯•斯特林磁传感器在英飞凌的产品线经理。
举报
