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三维霍尔开关技术在换档手柄上的应用

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-08-07 08:43:34【

随着霍尔技术的发展,已经出现了能够检测在三维空间内运动磁体或磁场的霍尔,可称为三维霍尔开关。它能够检测三维空间内某一个位置点的磁场的三个分量值和大小口。如果将三维霍尔开关固定在空间某一点,在它临近的三维空间内,有一个已知的小磁铁运动并引起周围的磁场变化,三维霍尔可以通过检测它这一点的磁场,获取X、Y、Z三维方向的磁场分量值,则可以计算出小磁铁的位置;如果在整个检测过程中叠加上时间分量,则可以获得小磁体的运动轨迹。

汽车用换档手柄在驾驶员操作时,它的运动方式并不复杂。在一个以转动点为圆心的半圆球面上进行运动,通过限位及导向机构限制手柄的运动,构成一个个的档位位置。经过换挡模式和逻辑的判断,在确定手柄的档位后发送给变速箱系统进行车辆的换挡操作。

霍尔技术和霍尔元件已经大量应用在车辆电控技术中,如油门踏板,方向盘转角传感器等平面运动的应用上,它在汽车领域的应用已经不成问题。并且三维霍尔元件的功能,与换挡手柄的运动相符,可以运用到汽车换挡手柄的设计方案中。

可以使得换挡机构更加简单,只需要一个三维霍尔开关,无需其它传感器和接触开关,即可完成位置检测;同时也可以使得换挡机构更加的灵活,适用于不同的换挡。模式,之需要通过对手柄的限位机构的更改,以及软件内部的配置更改,就可以完成换挡模式的切换。相对于传统的换挡模块,具有结构简单,体积小重量轻,更改方便等优势。

三维霍尔技术是指基于霍尔效应,通过霍尔传感单元的组合,能够检测空间X,Y,Z三维方向的磁场强度的一种非接触式传感技术。它的主要应用原理是基于通过多个一维传感器或者二维传感器组合,达到三维磁场的检测能力。同时它对于磁场强度的检测也具有较高的精度和分辨能力。

结合三维霍尔开关的功能,可以构建一个小范围内移动物体的三维位置检测系统。霍尔右侧有一个S极朝向霍尔的小磁体。而小磁体在三维空间的位置和运动,将引起传感器芯片附近的磁场变化。固定三维霍尔的位置,就可以检测传感器位置的磁场强度,以此就可以进行小磁体的位置计算。在它的底部有一个导向和限位结构,换挡手柄杆绕着中心轴旋转,并由导向槽限制它的运动位置。在手柄的中间位置靠近转动轴的位置,集成一个小型磁铁,其中磁场S极朝向印刷电路板上的霍尔。通常车辆的换挡模式包含P、R、N、D、M、M+、M-两列共7个位置。

当驾驶员操作换档手柄杆运动时,带动小磁体前后及上下小范围运动,引起霍尔附近的磁场变化。集成在印刷电路板上的霍尔可以不停的检测三维方向磁场强度值,与集成在印刷电路板上的主控制芯片进行通信。经过主控制芯片的计算与判断,可以获得当前的手柄位置,即换挡机构的各个档位。换挡机构与变速箱进行通讯,告知当前的驾驶员换挡手柄位置,从而使得整车完成换挡行为。

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