车辆安全系统

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系统工程师Christine Graham

座椅位置感应

图1。正面和侧面碰撞安全气囊需要关于座椅和乘客位置的精确数据。

乘员安全是汽车设计中最关键的因素之一。因此，安全系统继续变得更加复杂，以便在发生事故时限制并最终防止人身伤害。

座椅位置感测用于安全系统中，以确定乘员相对于方向盘的位置，防止气囊过度用力展开。

目前最常见的解决方案是在传感离散座椅位置区域中采用双线、单极、霍尔效应开关。传感器IC必须以数字输出的形式将此信息中继到控制器单元，以指示特定区域。此信息在车辆启动时必须正确，因此传感器IC输出必须在没有任何用户操作的情况下解码。

座椅导轨通常是能够中断霍尔效应传感器IC和磁铁之间的磁场的黑色金属材料。座椅导轨的黑色金属通过开关和磁铁之间，使开关打开或关闭，将座椅位置信息中继到控制器单元。传感器IC输出状态的变化向控制器单元指示座椅已进入特定区域。

根据使用的霍尔效应传感器IC的数量，可以有任意数量的区域，假设每个座椅导轨有两个传感器IC，则可能有四个区域。霍尔传感器IC提供的信息由控制器处理，以确定座椅相对于方向盘的位置。位于方向盘较近区域之一的座椅将向控制器单元指示需要较低的力部署。位于其中一个后部区域、距离方向盘最远的座椅位置需要更大的力展开。控制器单元对霍尔效应传感器IC的输出状态进行解码，以确定座椅位于哪个区域。两个传感器IC将提供方便的灰色代码输出，如图2和下表所示。

图2。位置传感器ICs将正确的座椅位置在整个车辆行驶期间中继到控制器单元。乘客不知道这样一个事实，即车辆正在自动做出生死决定，而不需要用户界面。

区域	2号厅输出	1号厅输出
1	0	0
2	0	1
三	1	1
4	1	0

霍尔效应传感器集成电路的广泛选择允许为相同的应用提供不同的解决方案。可能需要更高的分辨率来确定座椅在任何时候的确切位置。最高分辨率的解决方案是使用线性，模拟霍尔传感器集成电路，它产生的电压输出与磁场强度成比例。一个双极磁铁在一个滑动配置与线性将产生一个输出范围从0伏到5伏与适当的设计。

霍尔效应技术具有高可靠性和相对便宜的特点。如果需要自动感应，解决方案必须可靠。

如果需要更高的精度，可以使用可编程开关和线性器件，并且可以通过允许线端编程来最小化堆叠公差。

铁质目标可以检测使用后偏置霍尔效应传感器集成电路。这些传感器集成电路包括霍尔电路和稀土颗粒在一个二次成型组件。为开关和线性设计提供了反向偏置解决方案。这些组件简化了制造，并提供了一个优化的电气和磁性设计在一个单一的二次成型封装。

安全带扣感应

安全带扣SBB是霍尔效应技术被用作安全系统一部分的另一个领域。双线，单极开关再次是一个简单，但可靠的解决方案，常见于许多汽车在道路上。霍尔效应装置（HED）的目的是确保皮带扣的正确锁定，从而确保在发生事故或突然停车时乘员受到适当约束。

与座椅位置传感应用类似，安全带锁扣开关使用叶片中断概念进行操作。在这种情况下，由铁材料制成的皮带扣负责中断磁铁和霍尔效应装置之间的磁场。通常，当磁场中断时，设备输出打开，当皮带扣拆除时，设备关闭。该信息被发送到控制器，然后控制器结合来自座椅位置传感器IC的数据和其他输出处理这些数据，以便在发生事故时可靠地展开安全气囊。

应用程序障碍

SBB传感器IC具有严格的空间限制，使得难以使用印刷电路板。因此，将互连线焊接到HED引线是更常见的方法，作为封装过程的一部分，以最小化尺寸。然而，引线的焊接需要焊接方面的专业知识，并且通常外包给焊接设施。焊接霍尔效应器件中最常见的一个错误是，过多的热量/功率进入集成电路，导致引线键合严重损坏。在新的焊接工艺中，另一个常见的错误是引线夹持不足，导致引线在与焊头接触时扭曲或拉扯。这也会对导线连接造成灾难性的损坏。

除了空间限制外，传感器IC还受到高ESD水平和磁干扰的影响，原因是：

客户在车辆内可触及的点，如带扣总成的舌部，
由于带扣组件的铁质特性，对传感器IC的磁场产生分流效应，以及
机械带扣组件的宽公差，导致冲击霍尔效应传感器IC的磁场变化较大。

选择合适的传感器芯片是满足所有应用要求的关键。

应用解决方案

图3。安全带扣的典型机械装配，显示与霍尔效应传感器IC的电气连接。

通过在传感器IC电源和传感器IC接地之间焊接0.1µF旁路电容器，实现了瞬态/ESD保护。在PCB的情况下，除了旁路电容器外，还使用了MOV，以保护传感器IC免受由于使用底盘接地而产生的恶劣EMC/ESD条件的影响。当传感器IC具有抗EMC/ESD的鲁棒性时，仅一个旁路电容器就足够了。
需要足够大的磁铁来克服皮带扣组件本身造成的分流效应。钐钴和钕是用于安全带扣应用的常见磁性材料。它们提供了较大的磁场水平，以补偿SBB应用中出现的机械公差和可能的较大气隙（大于3mm）。雷竞技最新网址

机械组件的公差可能会导致磁场水平的大高斯变化（数百高斯）冲击传感器IC；因此必须描述所有条件，以确保传感器IC不会切换到错误状态。不得导致霍尔效应传感器IC错误切换的条件如下：

舌片就位时的正常扣合位置。
正常的无扣姿势，舌头被移开。
当被坐在舌头上的人或靠在皮带扣总成上的儿童座椅推入并握住舌头时，舌头的过度移动。
假锁紧状态当实际舌头以外的东西被推入时，使皮带扣处于假锁紧状态（冰棒、玩具等）。

建议的设备

快板™ 零件号	温度射程	包装类型	磁带和卷轴可用
A115x型	埃尔	左侧，UA	是的
A119x型	E、我	左侧，UA	是的