基于溫度傳感器保護(hù)汽車變速器的技巧

隨著汽車制造商不斷尋求為消費(fèi)者提供具有更高便利性、舒適性以及兼具更強(qiáng)性能和更省燃料的車型，汽車行業(yè)正在快速推出各項(xiàng)新技術(shù)。最明顯的技術(shù)創(chuàng)新往往體現(xiàn)在汽車駕駛室中以及車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)，而汽車傳動(dòng)系統(tǒng)也有了不起的改進(jìn)，大大提升了車輛的操縱性、性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。

如今，消費(fèi)者需要做出的關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)的最常見的選擇之一就是選擇手動(dòng)或自動(dòng)變速器。駕駛愛好者更可能選擇手動(dòng)變速器，但是自動(dòng)變速器因其便利性而日益流行。自動(dòng)變速器是一個(gè)大型的復(fù)雜系統(tǒng)，需要具有車載處理功能，并且需要在各種駕駛條件下保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

自動(dòng)變速器汲取汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率，然后通過(guò)符合各種駕駛需求的不同的齒輪傳動(dòng)比傳導(dǎo)這些功率。齒輪傳動(dòng)比之所以不同，是為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（RPM）和供應(yīng)給車輪的扭矩與當(dāng)前車速和加速度匹配。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的動(dòng)力通過(guò)扭矩變換器傳輸給變速器（見圖1）。

圖 1：自動(dòng)變速器概覽

變速器控制單元（TCU）是基于變速箱報(bào)告的速度、位置、壓力和溫度數(shù)據(jù)管理變速調(diào)檔的高級(jí)控制系統(tǒng)。由于需要連接至發(fā)動(dòng)機(jī)，所以TCU和變速箱位于發(fā)動(dòng)機(jī)室中或在發(fā)動(dòng)機(jī)室附近。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)達(dá)到極端溫度時(shí)，就會(huì)帶來(lái)?yè)p壞的風(fēng)險(xiǎn)。

TCU模塊包含具有很多集成電路元件的電路板，如對(duì)高溫非常敏感的微控制器（MCU）等。許多MCU都具有某些形式的集成溫度傳感功能，但它們通常不夠精確，只能達(dá)到TCU模塊整體溫度的粗略近似值。

LM71-Q1是一種外部溫度傳感器，能夠通過(guò)串行外設(shè)接口（SPI）直接將溫度數(shù)據(jù)傳輸給MCU，這樣一來(lái)便無(wú)需使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道和/或查詢表。另外，LM71-Q1可以監(jiān)測(cè)TCU模塊的總體溫度，當(dāng)溫度處于-40°C和+150°C之間時(shí)，測(cè)量精度可達(dá)+3/-2°C。

如前所述，TCU采用來(lái)自變速箱的溫度數(shù)據(jù)，作為其決策過(guò)程的一部分。LMT01-Q1是采用雙引腳引線封裝的一種易用型數(shù)字溫度傳感器，您可以把它安裝在變速箱上。將導(dǎo)線與LMT01-Q1封裝的引線壓接在一起，即可把這些導(dǎo)線連接至TCU電路板。LMT01-Q1通過(guò)發(fā)送脈沖來(lái)傳輸溫度數(shù)據(jù)，MCU/處理器會(huì)為脈沖計(jì)數(shù)。

LMT01-Q1的一大優(yōu)勢(shì)在于其始終發(fā)送的脈沖串，這意味著如果發(fā)生設(shè)備故障，那么丟失脈沖串將是一個(gè)明確的信號(hào)，因而無(wú)法繼續(xù)測(cè)量/傳輸溫度數(shù)據(jù)。達(dá)到汽車用品質(zhì)等級(jí)的LMT01-Q1能夠監(jiān)測(cè)變速箱的溫度，當(dāng)溫度處于-40°C和+150°C之間時(shí)，其測(cè)量精度可達(dá)±0.75°C。

憑借優(yōu)化齒輪傳動(dòng)比和改善駕駛員的總體體驗(yàn)，自動(dòng)變速器成為一項(xiàng)能夠節(jié)約燃油的出色創(chuàng)新。保障自動(dòng)變速器正常運(yùn)行，需要密切監(jiān)測(cè)自動(dòng)變速箱和TCU的溫度。TI提供多種簡(jiǎn)便易行的解決方案來(lái)幫助您實(shí)施完善的熱管理策略。
作者:德州儀器Punya Prakash, Jeff Craig