霍尔开关在制动灯开关中的应用

目前，绝大部分经济型乘用车，所使用的制动灯开关为机械式制动灯开关，有单回路开关，双回路开关两种，其中又可以根据工作原理分为滑片是制动灯开关及触点式制动灯开关，机械式开关制造成本较低。

随着各种智能化车载功能的开发和投放市场，各类型ECU控制器对于制动灯开关的信号依赖程度和要求与日俱增，导致传统的机械式开关无论在可靠性、信号准确性方面都无法适应各个控制器的要求；这使得整车的新智能化技术可靠性收到严重的影响。

为解决制动灯开关对于各项新兴技术的适应性及可靠性的问题，开发一种霍尔式制动灯开关以替代传统制动灯开关；此种霍尔开关在可靠性方面和信号准确性方面都全面优于传统式开关。

制动灯开关概述

制动灯开关作用

制动灯开关具有两大作用：①反映驾驶员的制动意图，控制制动灯点亮或者熄灭；②为相关控制器提供车辆制动的信号，用作各种控制逻辑和判断的依据。随着各项新兴车载电子、智能化技术的发展，制动灯开关的作用变得非常重要，其信号的质量的重要性可以通过下图1看出来：

传统制动灯开关结构

传统的制动灯开关为接触式制动灯开关，主要有两种形式：滑片式和触点式，下图2是某车型传统制动灯开关结构示意图：

传统的制动灯开关有以下缺点：

①内部结构复杂，制造和装配工艺很难保证，总成质量控制困难；

②硬件耐久性差，触片和滑片运动磨损严重，易损坏；

③信号不稳定，容易出现信号失效、失真。

制动灯开关可靠性低的不良后果

当制动灯开关信号 出现失效或者不可靠时，可能会导致以下后果：

①制动灯点亮熄灭异常，车辆无法正确反映驾驶员的操作意图，影响行车安全；

②定速巡航系统工作异常；

③发动机ECU工作异常，车辆加速异常；

④车辆无法正常启动； 

⑤ABS/ESP系统误判，系统报故障；

⑥其他控制器判断及工作异常制动灯开关失效或者性能不可靠时可能导致的整车失效模式如上所述，其中绝大部分的失效模式严重度都非常高，可见制动灯开关的性能的重要性。

霍尔式制动灯开关方案

根据“制动灯开关的概述”，我们对于制动灯开关的重要性都有了比较明确的认识，因此寻找一种可靠性更好、信号控制更加准确的制动灯开关方案，以满足车载新电子技术发展的要求，是非常必要的，而霍尔式(俗称非接触式)制动灯开关，就能满足整车电子技术要求，下面具体介绍一下这种霍尔开关方案。

1.霍尔式制动灯开关的布置设计方案霍尔式非接触制动灯开关理想的布置位置非常有限，经过仔细的研讨论证，其中两个方案是比较有实施性的方案。

方案一：将霍尔式制动灯开关布置在制动主缸上，开关内部电路板上设计两个霍尔芯片；制动主缸材料采用铸铝材料，主缸活塞上需设计一永久磁性环，作为信号触发用。

方案二：将霍尔式制动灯开关布置在制动踏板的转动销轴上，由制动踏板的转动销轴驱动霍尔式制动灯开关的内部永磁铁，使得传感器内部霍尔芯片感应并处理、发出促发信号，结构设计如图4所示。

2.霍尔式制动灯开关工作原理说明

如图5所示，驾驶员在进行行车制动时，制动主缸活塞沿图5中“V"方向运动，第二活塞上设计的“永磁环”也随着活塞运动，切割制动灯开关内部设计的霍尔芯片的磁感应线，从而产生感应信号。

由于霍尔开关的非接触式特点，在产品的功能方面，完全可以实现替代传统接触式制动灯开关；性能方面，不仅可以替代原传统式制动灯开关，还可以满足更广泛的控制器要求。