霍尔传感器在汽车中的应用

霍尔传感器在汽车上的应用

迄今,已在汽车中各个系统广泛应用的霍尔器件有:（1）在分电器中作信号传感器；（2）在无分电器点火系统中作发动机转速和曲轴角度传感器及点火脉冲触发器；（3）作各种开关；（4）作汽车速度表和里程表；（5）作防抱死制动系统(ABS)中的速度传感器；（6）在车用无刷直流电机中作位置传感器和电流换向器；（7）作各种液体检测器；（8）作各种用电负载的电流检测及其工作状态诊断；（9）在OBD-II型车载诊断器中作发动机熄火检测；（10）作自动制动系统(替代手制动)中的速度传感器；（11）作蓄电池充电的电流控制器。还可用于导航系统、变速器控制、汽车生产线自动控制以及公路挠性路面的检测等等。

本文将介绍霍尔器件在汽车上的几种重要应用,包括发动机点火系统中的信号传感器、ABS中的速度传感器以及功率霍尔电路作开关。

一、在汽车发动机点火系统中的应用

霍尔器件在汽车发动机点火系统中,是用霍尔开关电路构成霍尔翼片传感器，由软磁齿状翼片和传感器体两部分组成。放在分电器中,取代机械断电器,作点火脉冲触发器。在汽车分电器中,将翼片连接在凸轮轴上,传感器固定于分电器底板上。工作中,当翼片齿移入气隙时给出一高电平,移出气隙时给出一低电平,形成矩形波,利用下降沿(或上升沿)触发点火电路,进行点火。这种用霍尔翼片传感器取代机械触点断电器的电子断电器工作无惯性,无触点,无摩擦,无须保养,寿命长,可靠性高,点火准时性不受其它因素影响,准时误差最小,和晶体管开关电路一起工作时,可使点火线圈次级得到较高的点火电压和能量,且低速、高速点火性能均好。

二、在防抱死制动系统(ABS)中的应用

ABS是目前国外汽车中广泛使用的一种行车安全装置。使用ABS后,可使汽车达到:（1）防止汽车侧滑、甩尾,大大提高车辆制动过程中的方向稳定性；（2）使汽车转向轮具有可操纵性,即使在制动过程中,仍然能操纵汽车躲开前方的障碍。（3）可缩短制动距离,特别是在很滑的冰雪路面上,可缩短10%~20%的制动距离。（4）防止轮胎“拖胎”,减小轮胎磨损和轮胎粉末对大气的污染,并可使轮胎使用寿命延长6%~10%。e·可使汽车行驶的平均车速提高约15%。速度传感器是ABS中用来采集行车状态信息的重要部件(每车需用4~8只)。上市的ABS中,大多仍采用感应传感器来作速度传感器。用感应传感器来做车轮速度传感器的缺点是:其输出信号幅值随车速变化,在低于5km/h时,幅值极低。其体积较大,灵敏度随空气隙变化等。但ITT Teves1995年就已宣称他们正在开发零频率响应的车轮速度传感器,这种传感器中使用的就是前面介绍的差动霍尔电路。采用霍尔器件制作的速度传感器,在整个车速范围内信号幅值恒定,即使速度为0,信号幅值仍保持不变。而且,还可用这些输出信号去做汽车中许多需做的其它工作,例如牵引控制、速度表、里程表、导航系统以及作发动机和变速器的管理等。霍尔速度传感器的优点还有:信号输出电压较高,使因端子腐蚀及电磁干扰等产生的问题较少。空气隙灵敏度降低,减少了质量和空间等。

三、功率霍尔电路在汽车中的应用

功率霍尔电路在汽车上用作开关电路,该电路带有功率驱动级和各种保护电路,它可抽出或吸入300 mA的稳态电流,峰值电流可达900 mA,比普通霍尔开关大10多倍。见图8。在汽车中,有许多白炽灯和继电器、螺线管等电阻性和感性负载,白炽灯电阻负载的冷热电阻差极大,开关时,有很大的浪涌电流可使机械开关拉弧

或产生大的电

磁干扰信号,

而感性负载在

关断的瞬时会

产生约150V

的回扫电压,

也易拉弧和损

坏开关。采用

功率霍尔开关,用磁体来驱动它们,加上电路本身已采取了限流和回扫放电通路等保护措施,因此,适合用作汽车开关。

总之，随着汽车工业的飞速发展,霍尔器件也在汽车中得到了广泛地应用,如发动机点火正时、防抱死制动系统的控制、制动安全系统的驱动、电气装置工作状态诊断、功率霍尔开关电路等。可以预见,霍尔器件在汽车中的应用具有广阔的前景。

学号：20051000394

班级序号：06205118

姓名：王磊

日期：2007.12.10