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：外乱磁場にも強い

[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。