磁気センサ

SPCインターフェースを備えた外乱磁場に強い3Dホール ポジションセンサ

2020/09/30 - Trade News - PR2003

  • 外乱磁場補正機能を備えた3Dホール ポジションセンサにSPCインターフェースを追加
  • 360°で外乱磁場耐性があり、ステアリング角度位置検出センサとして最適*

2020年9月30日

TDK株式会社(社長:石黒 成直)は、ミクロナス・ブランドのmasterHAL® 製品ファミリに、外乱磁場に強い3Dホール ポジションセンサHAL 3970が新しく加わり、製品ラインナップが拡充したことを発表します。当該製品は自動車および産業機器向けで、0°~360°の高精度での角度検出や直線位置検出を行い、計算された位置情報の送出にはShort PWM Codeフレーム(SPC)を用います。SPCインターフェースは、SAE J2716に準拠した標準SENTプロトコルの拡張版です。外部ECUからセンサに送信されるトリガー・パルスを基にデータ通信を開始することが大きな特長で、ポイント間の通信のみならず、シングル・ワイヤ・バス・モードで最大4つのセンサ接続が可能です。ユニット・タイム、フレーム・フォーマット、トリガー・モード、低速チャネル・フォーマット、ローリング・カウンタなどを容易に設定することが可能です。使用例として、自動車のステアリング角度を外乱磁場の影響を受けずに角度検出することができます*。サンプル出荷開始は2020年第四四半期を予定しています。

HAL 39xy製品ファミリは、特許を取得している3D HALピクセル・セルを基にしています**。HAL 3970では、垂直/水平磁界を高精度に計測するため、ホールプレートの特殊な配列が採用されています。この洗練されたホールプレートの配列により、360°の角度検出と外乱磁場補正を実現できます。回転角度を検出するために必要となるのは単純な2極磁石だけで、その軸端をセンサ上部に配置することです。また、センサは外乱磁場に堅牢な軸側面配置の検出にも対応しています。

HAL 3970のオン・チップ・シングル・プロセッサは、磁場成分から角度を算出し、その値をデジタル値に変換します。センサにはDSPと組み込みマイクロコントローラが搭載されています。DSPで高速信号処理を行い、マイクロコントローラが出力インターフェースの設定および機能安全に関連するタスクを行います。

磁気回路の持つゲイン, オフセットや 基準位置のズレなどは、不揮発性メモリへプログラミングをすることで調整可能です。HAL 3970は、ISO 26262に準拠したSEooC (Safety Element out of Context) ASIL B-readyの製品で、8ピンのSOIC-8表面実装パッケージです。

HAL 39xy 製品ファミリは、10月20日よりオンラインで開催されますCEATEC 2020 ONLINEでも紹介されます。

用語集

  • 3D HAL® ピクセル・セル:X軸、Y軸、Z軸の磁界を直接計測
  • 外乱磁場補正:ハイブリッド車や電気自動車(xHEV)のモータやワイヤーハーネスにより発生する外乱磁場に影響を受けないホールセンサ

主要用途*

  • ステアリング角度検出
  • トランスミッション・システムやクラッチ用途

主な機能と利点***

  • ISO 11452-8の要件を満たす外乱磁場に対して堅牢な位置検出(直線と360°の回転計測)
  • 磁場振幅勾配を含む外乱磁場補正 (180°の回転計測)
  • 位置や温度情報およびローリングカウンタの伝送による異常検出機能の向上
  • SPCインターフェース対応 - 拡張された温度情報を含む12-bitシリアル・メッセージ・フォーマット
  • 多様なSPCトリガー・モード(固定長、可変長、トリガ・パルス(ポイント・トゥ・ポイント))
  • 出力端子でプログラミング可能 (電源電圧の可変は不必要)
  • 機能安全用途でISO 26262に準拠したSEooC ASIL B-ready 対応
  • 3.0 V~16 Vの幅広い電源電圧
  • 最大16 kSpsのサンプルリング周波数
  • -40 °C~150 °Cの幅広い動作周囲温度で自動車向けに最適

主要データ

 
型番HAL 3970
パッケージSOIC8
デジタル出力フォーマットSENT (SPC対応)
角度精度±0.6°
検知磁場強度±10 mT~ ±130 mT
機能安全ASIL B-ready
サンプル出荷2020年第四四半期

* ターゲット・アプリケーションは一例で、システム・レベルで確認される必要があります。
** HAL 39xyは、フラウンホーファー集積回路研究所(IlS)のライセンスを使用しています。
*** すべての動作パラメータは、実際のアプリケーションの中で、お客様により検証される必要があります。

TDK 株式会社について
TDK株式会社(本社:東京)は、スマート社会における電子デバイスソリューションのリーディングカンパニーを目指しています。 独自の磁性素材技術をそのDNAとし、最先端の技術革新で未来を引き寄せ(Attracting Tomorrow)、社会の変革に貢献してまいります。 当社は各種エレクトロニクス機器において幅広く使われている電子材料の「フェライト」を事業化する目的で1935年に設立されました。主力製品は、積層セラミックコンデンサ、アルミ電解コンデンサ、フィルムコンデンサ、インダクタ、フェライトコア、高周波部品、ピエゾおよび保護部品等の各種受動部品をはじめ、温度、圧力、磁気、MEMSセンサなどのセンサおよびセンサシステムがあります。さらに、磁気ヘッドや電源、二次電池などです。これらの製品ブランドとしては、TDK、EPCOS、InvenSense、Micronas、Tronics、TDK-Lambdaがあります。 アジア、ヨーロッパ、北米、南米に設計、製造、販売のネットワークを有し、自動車、産業電子機器、コンシューマー製品、そして情報通信機器など幅広い分野においてビジネスを展開しています。2020年3月期の売上は約1兆3000億円で、従業員総数は全世界で約107,000人です。

TDK ミクロナスについて
TDK ミクロナスは、TDKにおける磁気センサとそのCMOSプロセスへのインテグレーションのコンピテンス・センターです。TDK ミクロナスは、四半世紀以上のセンサとアクチュエータを自社一貫生産で製造してきた優れた経験を有しています。1993年、初めてのCMOSテクノロジを用いたホールセンサを発表して以来、自動車/産業機器向けに50億個を超えるセンサを出荷しました。事業本部はフライブルク・イム・ブライスガウにあります。従業員数は約1000 人です。

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