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» 2020年10月01日 15時30分 公開

外乱磁場にも強い:SPCインタフェースを備えた3Dホールポジションセンサー

TDKは2020年9月30日、同社のグループ会社であるTDKミクロナスの製品として、SPC(Short PWM Code)インタフェースを備えた3D(3次元)ホールポジションセンサー「HAL 3970」を発表した。外乱磁場に強いという特長を持つ「HAL 39xy」ファミリーの最新品種で、産業機器や自動車、特に自動車のパワーステアリングを主な用途とし、ASIL-Bに対応している。

[村尾麻悠子,EE Times Japan]
「HAL 3970」

 TDKは2020年9月30日、同社のグループ会社であるTDKミクロナスの製品として、SPC(Short PWM Code)インタフェースを備えた3D(3次元)ホールポジションセンサー「HAL 3970」を発表した。外乱磁場に強いという特長を持つ「HAL 39xy」ファミリーの最新品種で、産業機器や自動車、特に自動車のパワーステアリングを主な用途とし、ASIL-Bに対応している。

 自動車分野では、電動化や、機構部品をモーターと磁気センサーを使ったシステムに置き換えるといった動きが進んでいる。こうした背景から、外乱磁場に強く、3次元(X、Y、Zの各方向)で磁場を測定できるホールポジションセンサーに対する強い要求があるとTDKは説明する。

 こうしたニーズに応えた製品がHAL 39xyだ。Z軸成分の磁界を計測するホール素子を4個と、X/Y/Z軸成分の磁界を計測する「3D Hall ピクセル・セル」を2個、合計6個のホール素子から成るホール素子アレイを搭載する。ホール素子アレイが計測した磁場情報を基に、差動計算を行うことで外乱磁場を補正する仕組みだ。直動位置、360度の回転角度といった4つの測定モードに対応していて、主要な磁気回路やアプリケーションをサポートできる。

「HAL 39xy」シリーズのホール素子アレイの構造(左)と、4つの測定モード(右) 出典:TDK(クリックで拡大)

SPCインタフェースを備える

 HAL 3970は、外乱磁場補正に加えて、SPCインタフェースを備えていることも大きな特長だ。SPCインタフェースは、車載ネットワーク向けのデジタル通信規格であるSENT(Single Edge Nibble Transmission)の拡張版で、1個のECUで最大4つのデバイス(センサー)と通信できる。そのため、ワイヤハーネスの本数を減らすことができるだけでなく、冗長設計にも活用できる。「機能安全が何よりも重視されるパワーステアリングにおいて、(ワイヤハーネスの本数削減による)コスト削減の他、冗長設計にも適したSPCインタフェースは、主流になりつつある」(TDK)

 また、8ビットマイコンを搭載しているので、各種出力インタフェースの設定や、ブロック電圧の監視など、機能安全関連のタスクを実行することができる。

SPCインタフェースの概要(左)と、HAL 39xyのアーキテクチャ(右) 出典:TDK(クリックで拡大)

 HAL 3970のパッケージはSOIC8で、サイズは4.9×6×1.42mm。計測磁界範囲は±10mT〜±130mTで、角度精度は(±10mTにおいて)±0.6度。外乱磁場による誤差は0.1度未満である。出力ピンを介してプログラム可能な他、多点補正機能(可変17点、固定33点)を備えている。

 HAL 3970のサンプル出荷開始は、2020年第4四半期を予定していて、量産開始はそれ以降(未定)である。

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