双离合变速器传感器模块技术开发与应用

作者:姚 伟 文章来源:TE Connectivity中国汽车事业部 发布时间:2015-07-27
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双离合变速器的传感器模块采集来自变速器机械系统和液压系统中的位移、速度和温度等信号,并将信号提供给变速器控制器使用。高精度的传感技术是保证双离合变速平顺、稳定等高性能的基础。传感器和线束总成一般布置在变速器内,狭小空间和严苛工作环境对产品的耐油、耐高温和抗振特性都提出了极高要求。TE Connectivity(以下简称“TE”)突破了同一模块内传感器互相干扰的难题,开发了速度、位移和温度传感等多种功能集成的可编程模块。

TE的可编程传感器模块解决方案有其独特的技术优势:能够高效地集成不同类别的传感器,并通过模块内传感器引脚分配优化,显著减少了连接器的位数,降低连接器的复杂程度并减少了线束的使用量。模块化设计在实现小型化和功能集成的同时,保证了良好的机械定位。TE研发的速度位移集成传感器模块如图1所示。

传感器模块的应用要求

双离合变速器内的应用条件非常苛刻,系统要求传感器产品在-40~+150℃温度范围长期浸泡变速器油的高频振动环境下稳定工作,位移传感下线编程线性精度与客户端实际应用精度误差控制在±2%以内。传感器模块需要采集拨叉位置信号、内/外输入轴转速信号、输出轴转速信号、离合器压力信号、离合器温度及变速器温度等信号并集成输出。这对传感器产品的定制开发提出了很高的要求。

TE传感器模块的设计特点

选用优质塑料材料和特殊封胶技术,配合激光焊接、选择性波峰焊等一系列行业领先的工艺,使产品具备了在-40~+150℃的温度范围内长期稳定工作的要求。此外,封胶能对电子元器件起到保护作用,防止振动引起的电子元器件失效。激光焊接塑料使产品能够长期浸油使用。

产品采用紧凑的结构设计和感应单元的合理化分布,让传感器覆盖所有的测量点并实现良好的机械定位。通过磁场有限元仿真分析,使传感器在基于客户装配的最差工况下也能够可靠地工作,仿真与实测值基本吻合(见图2)。

变速器系统不断追求更高的安全等级,以位移传感器为例,会要求传感器输出大量程的冗余信号,兼容更宽的供电电压范围,磁铁设计匹配最差工况要求且兼具经济性。TE采用自主研发的TESS芯片,可达到安全等级(ASIL-B),多个霍尔单元可集成在同一芯片,单芯片即可实现三路信号的可编程输出,供电电压范围兼容5~12 V,并且具备休眠和唤醒功能。为了满足互换性来降低对客户端机械公差要求,TE将客户的变速器复制到生产线,模拟客户的真实工况,调校传感器参数。另外,TE采用自动化生产工艺和检测技术,实现了产品性能的一致性和对客户端的良好适配性。

结语

凭借全球共享的技术和资源,以及优秀的中国研发团队和生产基地,TE能够实现双离合变速器传感器模块的定制开发和本地化生产。其开发的双离合变速传感器模块已经进入到应用阶段,目前已被国内和国际众多知名品牌的汽车制造厂采用并投入量产。除了产品的专业定制和本地化生产,TE的工程团队能够根据长期积累的经验提供一系列的传感器开发与应用相关的工程支持。随着2014年对全球领先的传感器设计商和制造商Measurement Specialties Inc.(现为TE旗下企业)的收购,TE在传感技术方面的整体竞争实力大幅提升。在车用传感器方面,在原有的基础上还增加了压力、湿度和温度传感器应用

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