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次世代自動車用アクチュエータ用回転式位置センサ
TDKは、電子ブレーキおよびステアリング制御システムの自動車安全要件を満たすように設計されたシングルダイホール効果位置センサを導入しました。
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HAL 3025サンスの導入により、既存の磁気位置センサのポートフォリオが拡充され、ステア・バイ・ワイヤやブレーキ・バイ・ワイヤシステムを含む、x-by-wire(バイワイヤ)アプリケーションの厳格な要件に対応可能となりました。このセンサは、垂直ホール効果技術を利用し、垂直磁界成分を評価することで、360度全角の回転角を測定します。
現代の電気自動車における主な技術的課題は、隣接するパワーエレクトロニクスや電気モータから発生する電磁干渉です。本コンポーネントは、ISO 11452-8:2015規格に準拠した磁気漂遊磁界(ストレイフィールド)補償を組み込むことでこの課題に対処しています。このメカニズムは、直流(DC)および交流(AC)の外部磁界をともに抑制するため、重い磁気シールドや大型のターゲット磁石を追加することなく、コンパクトなモータレイアウトを実現できます。その結果、システム設計者はエンドオブシャフト(軸端)構成において標準的な2極フェライト磁石を使用できるようになり、総部品構成表(BOM)のコストを削減できます。
機能安全アーキテクチャと高速モータ転流(コミュテーション)
SEooC(Safety Element out of Context:開発時に具体的なシステムを特定しない安全要素)として設計されたこのコンポーネントは、自動車用機能安全規格であるISO 26262:2018に準拠した「ASIL D ready」として評価されています。高い診断範囲(ディグノスティック・カバレッジ)を達成するためにデュアルダイまたはマルチダイの冗長性に依存する従来のアーキテクチャとは異なり、本デバイスはシングルダイ・フェイルセーフ・アーキテクチャを採用しています。この設計には、断線検知、過電圧・低電圧保護などのオンチップ安全監視機能が統合されており、外部の電子制御ユニット(ECU)に求められる二次的な監視負荷を最小限に抑えます。
高性能なモータ制御向けに、アナログ信号パスは最大60,000 rpmの回転速度をサポートするよう最適化されています。センサは差動またはシングルエンドの正弦波(Sine)および余弦波(Cosine)のアナログ出力回路を提供し、外部のマイクロコントローラが最小限のレイテンシで絶対極角位置を計算できるようにします。この高い出力帯域幅は、ブラシレスDC(BLDC)モータ、永久磁石同期モータ(PMSM)、および高電圧駆動用トラクションモータの転流において極めて重要です。
熱耐久性とエンドオブライン(製造ライン末端)キャリブレーション
デバイスはコンパクトなSOIC8表面実装(SMD)パッケージに収められており、従来世代とのピン互換性を維持しているため、直接的なハードウェアのアップグレードが容易です。過酷な車載環境に耐えるよう、本コンポーネントは-40 °Cから170 °Cの接合部温度(ジャンクション温度)範囲で定格化されています。
エンドオブライン・キャリブレーション(出荷時校正)においては、出力ピンを介して内部の非揮発性メモリのパラメータを直接プログラミングできます。この機能により、技術者は専用のプログラミングピンを必要とせず、サイン/コサインのゲイン、オフセット、0度アングル、および直交性を調整できます。現在、本センサのサンプル供給が可能であり、量産開始(SOP)は2026年第2四半期に予定されています。
追加コンテキスト
※本セクションでは、元の製品発表には含まれていない技術仕様および競合ベンチマークの詳細を記載しています。
車載用機能安全位置センサの市場において、単一のダイ(シングルダイ)でASIL D準拠を達成することは、Infineon TLE5014シリーズやMelexis MLX90380の構成に見られるような従来のデュアルダイ・ソリューションと比較して、独自のアーキテクチャ的アプローチを示しています。
- アーキテクチャの比較: デュアルダイ・センサは、同一パッケージ内に2つの独立したセンサ要素を配置することで冗長性を確保しますが、内部のシリコン面積が2倍になり、パッケージサイズに制約が生じます。これに対し、今回評価されたシングルダイ・アーキテクチャは、ISO 26262で要求される必要な診断範囲率を達成するために包括的な内部診断回路に依存しており、ECUのハードウェア複雑性と基板スペースを最小限に抑えています。
- 回転速度の優位性: さらに、最大回転速度60,000 rpmという仕様は、車載用磁気センサの能力として上位に位置付けられます。標準的なトンネル磁気抵抗(TMR)センサや従来のホールセンサでは、デジタル処理ループにおける伝播遅延が原因で、動作速度が30,000 rpmから45,000 rpmの間に制限されることが頻繁にあるためです。

