[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]对于自动变速器换挡器设计、您建议使用哪种霍尔效应传感器？

使用3D 霍尔传感器降低系统成本并简化汽车换档器的机械设计

在自动变速器换档器中、标准位置为驻车档、行驶档、空档和倒车档。 多个前进档仅更换为一个或两个位置-行驶档和其他位置的低档设置。 如今、许多车辆还在自动变速器中包含手动模式、其设置为正负、以便驾驶员能够进行更多控制。

标准杆换挡器

大多数车辆都使用标准换档杆进行换档、其中换档杆以直线或 Z 字型方式移动、以选择不同的位置(驻车档、倒车档、空档、行驶档、低档和手动设置)、如图1所示。

图1：标准杆换挡器

霍尔效应感应是换挡器位置感应技术的首选。

在基于标准杆的系统中、换挡器主要使用简单的霍尔效应开关来设置变速器中的适当档位、如图2所示。 磁体连接到控制杆上、当磁体从一个位置滑动到另一个位置时、相关霍尔效应开关的输出会改变状态、以切换变速器内部的齿轮。 根据档位的数量、需要5-6个霍尔效应开关来实现该系统。

图2：具有多个霍尔效应开关的标准杆换挡器

三维(3D)磁传感器

现在、随着3D 磁传感器的推出、设计人员可以使用3D 位置感应代替线性霍尔效应开关阵列、从而节省空间和成本并简化设计、如下图3所示。 对于3D 霍尔传感器、我们使用磁体相对于3D 霍尔效应传感器的角度位置来实现不同的齿轮位置。 此外、与更昂贵的钕磁铁相比、使用3D 传感器时、可以使用更便宜的铁氧体磁体来降低成本。

图3：带3D 霍尔效应传感器的标准杆换挡器

千分表式换挡器

一些新型汽车现在配有转盘或圆形旋钮、用于换档、取代图4所示的标准杆、以实现更时尚的外观并节省中央控制台的空间。

图4：转盘或旋钮型换挡器

刻度盘或旋钮设计也可通过多个霍尔效应开关(图5)或像标准换挡杆那样仅使用一个3D 霍尔效应传感器(图6)来实现。 3D 磁传感器方法再次实现了更大的机械灵活性和更轻松的设计。 汽车电子系统对安全的需求不断增加、这推动了对冗余架构的需求、这种架构非常适合空间受限的3D 霍尔效应传感器–两个3D 传感器、而 PCB 上的霍尔效应开关只有10-12个。

图5：带霍尔开关的拨号换挡器                    图6：带3D 霍尔传感器的千分表变速杆

开始使用 TI 的霍尔效应磁传感器

无论您要设计哪种类型的换挡器，TI 都能为您的设计提供合适的霍尔效应传感器–DRV5021-Q1 (5V 霍尔效应开关)或 DRV5023-Q1 (高压(高达38V)霍尔效应开关)。 对于3D 霍尔效应传感器、TMAG5170-Q1是具有集成线角计算器和安全诊断功能的理想产品、可通过单个 IC 帮助符合 ISO26262 ASIL-B 标准、或通过冗余架构中的两个 IC 帮助实现更高的 ASIL 等级。  

其他资源

• 有关 TI 霍尔效应传感器的更多信息，请查看我们的磁传感器页面
• 有关使用多轴线性霍尔效应传感器进行角度测量的应用手册
• 有关磁传感器的 TI 高精度实验室(TIPL)视频培训系列