關(guān)于為變速箱系統(tǒng)而生的傳感器的分析

中國汽車市場，2015年乘用車累計銷售2114.63萬輛，同比增長7.30%。中國的汽車市場在產(chǎn)銷量增長的同時, 各種車載系統(tǒng)也在發(fā)生著變化, 比如, 汽油直噴系統(tǒng)市場占有率持續(xù)上升,自動變速箱市場占有率也在持續(xù)上升。本文著重談一下變速箱系統(tǒng)及傳感器。

相比歐洲市場手動變速箱MT占近60%的市場份額，美國市場自動變速箱AT占近80％的市場份額，日本市場無極變速箱CVT占近50％的份額，中國的變速箱市場情況要更加復(fù)雜。中國目前還是以手動變速箱為主，但自動變速箱的市場占有率在以10％以上的年復(fù)合增長率（2013到2022年）上升，并有望在2018年超過手動變速箱。在自動變速箱中，CVT（無極變速箱）, AT（自動變速箱）, AMT（電控機械自動變速箱）, DCT（雙離合自動變速箱）系統(tǒng)同時存在，AMT占有率最低，2015年為低于3％，CVT為近12％，AT為72％，DCT超過14％。在以后的幾年中，CVT會以16％的年復(fù)合增長率上升，DCT會以近24％的年復(fù)合增長率上升。

市場出現(xiàn)這種變化趨勢的原因是消費者對車輛駕駛舒適性的要求越來越高，國家對油耗法規(guī)及二氧化碳排放的要求越來越嚴格，主機廠需要選擇有助于節(jié)能減排的變速箱系統(tǒng)，并同時滿足消費者對舒適性的要求。

各種變速箱系統(tǒng)為了根據(jù)車輛工況準確換檔，需要各種傳感器來檢測發(fā)動機以及變速箱的轉(zhuǎn)速，齒輪位置等信號，典型的變速箱系統(tǒng)需要的傳感器類型及數(shù)量如下表所示。

Note:

Magnetic Speed Sensors

Others
selection/position sensors: switch or linear Hall sensors

表1 典型變速箱系統(tǒng)傳感器需求

從表格中可以看出，DCT由于有兩個離合器，需要的傳感器數(shù)量最多。位置信號的檢測相對容易，可以采用多個霍爾開關(guān)，或線性霍爾傳感器，或3D傳感器。對于Hall開關(guān)，一般要求消耗的電流低，但輸入電壓范圍寬，并且集成過流和過溫保護功能，封裝尺寸小。英飛凌的TLE496x系列傳感器非常適合用于變速箱系統(tǒng)的各種位置檢測，一個位置信號需要一顆Hall開關(guān)。線性傳感器TLE499x也可以用于檔位的位置檢測，一般需要兩顆。最新推出的TLE493D只需要一顆就可以完成檔位的檢測。如果考慮系統(tǒng)安全，進行冗余設(shè)計，需要的傳感器的數(shù)量要翻倍。

轉(zhuǎn)速信號的檢測，各方面的性能要求更高，英飛凌推出了一系列的傳感器用于變速箱系統(tǒng)轉(zhuǎn)速檢測?？晒┻x擇的產(chǎn)品如下表格所示。

表2 英飛凌變速箱系統(tǒng)速度傳感器

變速箱系統(tǒng)速度傳感器的性能要求主要體現(xiàn)在，需要在目標輪齒距較大，工作過程中存在徑向及軸向振動的惡劣工況下，準確檢測轉(zhuǎn)速信號，對各種干擾信號有效的進行抑制。典型的變速箱系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號檢測及傳感器安裝方式請見圖1。包括磁性輪加傳感器，齒輪加傳感器外加南北極磁性偏置，及齒輪加傳感器集成磁性偏置的情況。

圖1 變速箱系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號檢測及傳感器安裝

為了適應(yīng)各種變速箱系統(tǒng)的不同需要，英飛凌磁性傳感器提供靈活的磁滯算法，包括 HF(Hidden Fixed)，VF（Visible Fixed）, HA(Hidden Adaptive)，VA（Visible Adaptive）。Hidden磁滯算法，信號在過零點處切換，可以避免受到隨空氣間隙變化而變化的信號幅度大小影響。Visible磁滯算法，信號在磁滯比較器水平上切換，在磁滯帶內(nèi)的信號會被當做噪聲抑制。

英飛凌推出的TLE495X系列傳感器集成了振動抑制算法，可以支持以上各種應(yīng)用，并且可以滿足無方向及有方向信號情況的需求，支持Visible磁滯算法，有三個霍爾探頭，左右探頭用于檢測速度，中間探頭用于檢測方向以及振動抑制算法。TLE4951C沒有輸出方向信號，中間探頭主要用于振動抑制。并且有非常高的靈敏度，可以用于大氣隙的方案。只需兩根信號線，通過電流信號進行信號傳輸。

iGMR原理的傳感器由于在氣隙及抖動方面的出色性能，成為未來變速箱轉(zhuǎn)速傳感器的發(fā)展方向。英飛凌即將推出的TLE5028C，就是基于iGMR原理的各方面性能都非常出色的轉(zhuǎn)速傳感器。

英飛凌的變速箱系統(tǒng)傳感器處于市場領(lǐng)先地位，并將持續(xù)創(chuàng)新，推出性能更加出色，更加滿足市場需求的產(chǎn)品。