霍尔元件在自动变速箱控制器中的应用
霍尔效应定义了磁场和感应电压之间的关系,当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力,从而在垂直于导体与磁感线的两个方向。上产生电势差。根据这种磁电效应,并且伴随着高强度高稳定性磁体和工作于小电压输出的信号调节电路的发展,霍尔元件开始大规模、广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。伴随之汽车电子的不断发展,位置传感器开始应用到自动变速箱控制器中,通过检测在自动换档过程中换档拨叉的实际位置以确定是否换档成功。
霍尔效应原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。霍尔效应的原理如图1所示,当通电介质处于垂直于电流方向的磁场时,此时电流方向为X轴正方向,磁场方向为Z轴正方向,用电压表可以测量出介质Y方向两侧产生的电势差VH。

根据霍尔效应制作出来的位置传感器示意图如下,VDD于霍尔板的磁通量成正比例关系,而变速箱在生产标定过程中将换档拨叉的位置以及输出电压的大小按照一一对应的关系存储在变速箱控制器内。

关键技术
在整车的实际应用中,变速箱控制器获得位置传感器的输出电压Vout通过查询存储数据可知换档拨叉的精确位置,以此来判断是否换档成功。

通常情况下,变速器内的位置传感器不只一个,如上图共有六个霍尔传感器(四个位置传感器和两个速度传感器),这就对各自的相对位置有严格的要求,因为如果相邻两个传感器的感应区域重叠的话就会有干扰,这对变速箱的设计提出了一定要求。另外,霍尔元件在变速箱中的输出电压一般都比较小,仅达到毫伏量级,这就需要电路中的集成小信号放大、滤波等功能,现代大规模集成电路满足了此要求。
霍尔被广泛应用于汽车电子领域,相应的霍尔元件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换:可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
霍尔效应原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用引起的偏转。当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。霍尔效应的原理如图1所示,当通电介质处于垂直于电流方向的磁场时,此时电流方向为X轴正方向,磁场方向为Z轴正方向,用电压表可以测量出介质Y方向两侧产生的电势差VH。

根据霍尔效应制作出来的位置传感器示意图如下,VDD于霍尔板的磁通量成正比例关系,而变速箱在生产标定过程中将换档拨叉的位置以及输出电压的大小按照一一对应的关系存储在变速箱控制器内。

在整车的实际应用中,变速箱控制器获得位置传感器的输出电压Vout通过查询存储数据可知换档拨叉的精确位置,以此来判断是否换档成功。

霍尔被广泛应用于汽车电子领域,相应的霍尔元件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换:可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。