自動車におけるホールセンサ技術の活用

　　ホールセンサ技術の向上方向

自動車電子制御システムの情報源として、自動車センサは自動車電子制御システムの重要な部品である。

社会の発展に伴い、伝統的な接触式センサーには限界が現れつつある。接触式センサの不足を補うために、ホールセンサは強力に発展し、無接点、消費電力が小さく、構造が堅固で、寿命が長いなどの利点を備えているため、電子制御システムに広く応用されている。現在、従来の接触式センサの代わりに自動車用ホールセンサが主流となっている。

現在、我が国の自動車センサー技術のスタートが遅れているため、現在の産業全体のレベルは依然として低く、シリーズ化、セット化が形成されておらず、独立産業は形成されておらず、ホールセンサー、特に自動車センサーは依然として輸入に依存している。

現在、自動車ホールセンサ業界の研究専門家は、この分野の改善はホール素子構造、集積回路、パッケージ技術の3つの方面に集中することができ、我が国の関連企業が多く注目する必要があると考えている。

　　ホール素子構造は主に以下の3種類に分けることができる：

1.素子表面に垂直な磁場を測定するための自動車1次元ホールセンサ、ノイズが低く、安定性が高い、

2.自動車の2次元ホールセンサ、チップ上に2つの1次元ホール素子を同時に集積し、作製したホールセンサは同時に磁場の同一平面の2つの成分を測定することができ、その大きな利点は測定角度が永久磁石の位置の影響をほとんど受けず、比較的大きなパッケージ誤差と温度変動を許可することである、

3.自動車の三次元ホールセンサは、従来のCMOSチップ表面に集磁材料を堆積し、垂直方向を誘導することもできるし、チップ表面に平行な磁場強度を誘導することもでき、360度測定を実現し、ホール素子領域内の磁場を追加増幅し、感度を高めることができる。

集積回路を最適化すると、主にゼロビット誤差と温度補償を除去することにより、自動車ホールセンサの精度を効果的に向上させる。

1.ゼロビット誤差を除去するために、典型的な技術は冗長設計であり、2つの相対バイアスされたホール素子を用いて並列に接続され、不等ビット電位が相殺され、ホールセンサの精度を効果的に高める。原理と類似しており、4つのホール素子を並列接続し、複数のホール素子を並列接続することもできる。

2.温度補償については、抵抗等の素子形成温度補償回路を設けることができる一方、検出用ホール素子の近傍に温度監視用ホール素子を配置し、演算回路によりホール電圧の温度特性を相殺する演算を行うことができる。

自動車ホールセンサのパッケージ技術を改善する上で、主に各部材に対して正確に位置決めし、ホール素子の位置誤差を減少する、軟磁性素子を増やし、磁石と磁場感受性素子との間の磁石の片側に軟磁性素子を設け、磁場のずれ量を小さくするなど、センサ精度を高める。

　　自動車の電動バックミラーにおけるホールセンサの応用

バックミラーは、運転者が走行中に後方及び側、下方の外部情報を取得するのを支援し、道路を走行する車両の安全性を向上させることができる。

しかし、ドアミラーの位置のため、道路の渋滞が悪くなったり、通行空間が狭い場合には擦れ事故が発生しやすい。

一方、運転中にドアミラーを手動で調整する必要があると不便であるとともに、注意力の移動による交通事故も起こりやすい。

電動バックミラーはモータを用いて駆動することで、運転者が車内で調整と折り畳みを行うことができ、上述の不利な状況の発生を効果的に回避することができる。

電動バックミラーは主に2つの独立したモータと調整位置検出手段と制御回路から構成される

2つの独立したモータは、それぞれバックミラーの縦（上下）運動と横（左右）運動に動力を提供し、位置検出手段は、調整が適切かどうかを判断するために制御回路に現在の位置と角度情報を伝達する責任を負う。

誘導磁場変化による位置検出を行うセンシング素子として、ホールセンサはミラー調整中の角度の変化を測定することができ、制御システムがミラーを所定の位置に折り畳んだり展開したりする際に、動力調整モータを提供する電源を遮断し、損傷を防止することができる。

ハネウェル高感度デジタルラッチ型ホールセンサVF 360 STは小型で機能が強く、永久磁石や電磁石の磁場で動作することができる。

VF 360 STは双極性ホールセンサに属し、南極（S）または北極（N）磁場に応答することができる。VF 360 STはS極磁場で開状態（ON）になり、同じシリーズのVF 360 NTはN極磁場で開状態になります。チョッパ安定化技術を採用した同類の高感度、バイポーララッチ型ホールセンサに比べて、VF 360 STのチョッパレス設計により、センサの出力がより純粋になり、ラッチ応答時間もより短い。

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