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张海东:森萨塔变速箱压力传感器技术及应用

发布日期:2021-02-09 02:56

  中国汽车工程学会联合中汽翰思管理咨询公司于2010年4月23日-24日、第十一届北京国际汽车工业展览会期间,在北京国家会议中心举办“2010国际汽车自动变速器技术及中国产业化研讨会”。搜狐汽车全程报道。

  张海东:各位嘉宾,各位专家,很高兴有机会一起交流,今天的交流的主题是《森萨塔变速箱压力传感器技术及应用》,我介绍一下我们产品的技术以及特点。

  森萨塔公司是全球领先的传感器控制器和电路保护器的供应商,最早成立于1996年,成立于传感器和控制器的部门,我们独立上市了,我们在全球九个国家和地区设有11处的运营机构,在中国有三处,另外有超过九千名员工,我们每年的电路器、传感器的销售量是一亿支。我们在中国的总部是负责商务和技术支持的中心,在常州有传感器的生产厂,也有测试和生产支持,在江苏是控制器的生产厂。我们传感器的事业部,总部在美国的麻省,在美国、北美、欧洲、亚洲的日本、韩国都有当地的机构负责本地客户。从1959年在德州仪器开始服务于汽车行业的传感器,到现在为止有五十多年的历史,全世界范围内包括中国的主要的主机厂和一级供应商都是我们的客户。

  森萨塔不管从产品的设计也好,产品的选择,都是成熟的经过市场检验的产品,有成熟的经验和产品控制的经验。主要是应用在空调和汽车领域,保证了交通运输的安全,环保节能。

  从这张图片可以看到我们主要的车用的传感器,我们在发动机变速箱舒适度控制,底盘安全和排气尾气上,有种类非常多的传感器。大家关心的压力传感器,以及压力传感器和开关,还有档位选择开关。接下来介绍一下压力传感器的应用,首先我们知道中国变速箱的市场,目前还是MT占绝大多数的市场份额,但是中国的自动变速箱增长速度非常快,年复合增长率大概20%,四五年以后,这种自动变速箱,尤其是这三种新的自动变速箱,会达到15%到20%的市场份额。相比较而言,本土的自动变速箱安装率,目前低于合资伙伴,返过来讲,这也是对本土自动变速箱的一个有更多的新的项目和机会,和增长的空间。

  我们的压力传感器呢,主要应用在下面三个系统,我会分别介绍。这个CVT系统,CVT它的传动比可以通过由钢带连接的两个滑轮,滑轮的宽狭调整,主要实现以下的功能。一个是压力传感器用来测量钢带和滑轮之间的力,并且控制这个力,另外是压力传感器用来检测油压系统的管线的压力。我们的CVT压力传感器,包括后面提到的AMT的传感器,大致分为以下几种类型。一个是可以进入油里面的传感器,另外是外部安装的传感器。可以进入油里面的传感器,需要密封,还需要在压力敏感元件上加硅胶密封。外部安装的传感器,像这张图所示的,通过螺纹连接安装在变速箱体的外面。森萨塔的压力传感器,可以给变速箱带来哪些的益处呢?

  首先是可以进入在ATF油里面的传感器,可以进入到空间,我们在设计的时候,空间是非常宝贵的。另外安装在油里面,避免安装在外面,对传感器造成碰撞和损坏。除了我们现在已经量产的CVT压力传感器,我们已经开发并且量产了更高精度的压力传感器。新的更高精度的压力传感器,可以带来0.1%到0.2的燃油的节省,这是我们的客户在做新的项目的一个实际的奔驰Benchmark的结果。

  另外因为精度更高,它可以减少钢带之间的摩擦力,也可以提高钢带的寿命。目前我们CVT的传感器在量产,并且在以下的车型和品牌上量产。值得一提的是像中国国内的奇瑞,经过多年的CVT的开发,现在也实现了量产,我们的压力传感器也用在他们上面。

  AMT系统,基本上有两种,一个是电子机械式,一个是电子液压式,电子液压式需要一套液压操纵机构,来帮助换档。对于这种电子液压式的需要压力传感器,这个压力传感器安装在液压助力单元上面,提供信号给TCU,再结合其他的传感器,一并提供给TCU,再换档。压力传感器也是检测液压助力单元的主管压力。和很多以前的这种低成本的AMT相比较,以前很多用的是开关,而不是传感器,跟开关相比较,压力传感器有以下优点,一个寿命更长,一般开关有一百万次,传感器一般两百万,三百万,甚至更高,温度漂移小,以前在5%到15%左右,那么在如果采用传感器的线%。另外看这张图的话,就是说在如果用开关的话,低于一定压力和高于一定压力的时候,蓄压器会频繁地开启,使用传感器,可以检测线性的变化,检测波动范围,节省电泵的能量。

  目前我们主要供给以下的车型,另外在奇瑞今年也会实现量产。我们每年在AMT的压力传感器,全球销售一百万支。

  DCT系统,DCT有两个齿轮轴,每一个轴有自己的离合器。对于干式和湿式的DCT,压力传感器作用不太一样。那么对于湿式的DCT,压力传感器检测离合器结合和脱离的点,对于干式可以检测液压主系统的压力。我们的DCT的传感器有很多类型,一个是外部安装,通过螺纹连接,另外一种是通过插针连接在背板上面,是大陆提到的TCU供给大众的DSG,就是用的这样的传感器,还有可用在油里面的传感器。

  森萨塔的压力传感器,对于干湿DCT来说,用同类型来比,可以提升20%的效率,是客户测试的结果。在极端温度环境下,这种精度的DCT,可以减少损失。对于湿式DCT,离合器脱离压力,可以被TCU记忆,在换档会更加舒适。另外我们的响应时间非常快,最大在十毫秒以内,这样就使得DCT在换档的时候,不会成为换档时间的阻碍。

  DCT我们传感器目前应用在这些客户上面,已经在这些车厂实现量产,目前已经销售了900万支,经常提到的像大众DQ200和DQ250,都是我们供应的压力传感器。

  总结上面讲到的干式和湿式的DCT,产品的效能在这张表上,可以看到传感器实现应用在各个应用上面。对于CVT来讲,典型的是30巴,最大做到75巴,对于干湿DCT来说,压力范围比较大,最大达到80巴,湿式的相对小一些。温度范围,一般在负40到135度,最大可以到150度,初始的误差一般是2.2左右,那么我们新一代开发的新的CVT,它的压力传感器的初始精度可以达到1%,在全温度全寿命范围内的这种版本,一般是3.53,那么新一代高精度的,也可以做到2%。另外响应时间在十毫秒以内,功耗非常低。还有压力传感器的寿命,压力循环可以做到从两百万次到五百万次。除了压力传感器正常的这种工作压力范围,我们还有一个prove pressure,就是工作在这个正常压力范围以上,低于??,那么短时间工作在这个范围内,再回到正常的工作压力,还可以保证压力传感器正常工作和精度。一般是在1.5到两倍的正常工作压力。

  森萨塔传感器经过这么多年来设计和量产的经验,我们积累了很多的这种很极端的这种测试的标准。包括举一个例子,比如说传感器的??是一个0到60的传感器,那么它的温度范围是负40到140,精度是这样,初始精度和全温度,全寿命的精度。那么我们会有哪些这种很苛刻,很高标准的这种实验呢?比如说有这种高温寿命循环。高温寿命循环是说在最高温度140度的温度下,它从0到60再回到0,做640次的循环,还有是温度冲击,从最低温度负40到140,做两百个循环,保证没有泄漏,还有塑料键的破损,还有高压寿命循环,高压寿命循环在通电的情况下,从0到超过它的正常工作压力的范围,77,78,然后再回到0,做五万次的循环。另外还有振动实验,也是汽车零部件常规的实验,在三个轴,每个轴四小时的11.2G的苛刻实验。这些实验经过大量的多年的设计和量产,才能够做到这样的规格。

  接下来看一下我们产品的实现的技术,还有哪些特点。我们大多数的用在变速箱上面的压力传感器,用的是APT的技术,其实是陶瓷电容的技术,有陶瓷基板,基板镀了金属薄膜,形成电容,如果有压力在基板上,形成变化,输出跟压力成正比的电压值。这种技术有哪些优点呢?一个是压力范围可以调节,从刚才看到的压力比较低的10巴,20巴的这种,一直到高达88的这种应用,都可以用这种技术实现。还有就是它的温度范围非常的广,适合这种变速箱的应用从负40度到135度,甚至高达150度。再有它在这种变速箱密封在体内的环境内,它的耐久性非常的好,通过刚才的高温实验,高压实验,寿命循环可以看到。还有它这种技术的可靠性,是经过这十年左右的时间,市场的验证。我们现在这种产品,失效的PPM一般在五到十左右,另外设计的非常的紧凑。

  对于用户来说,这个选择传感器的时候,除了考虑传感器满足他的性能规格的要求,还有一个重要的因素是接口,那么它可以对于接口来说,一个是压力端的接口,一个是电器连接的接口,用户关心接口是不是适合他的要求,容易找到匹配端的接口。对于压力端的接口,有很多方式,比如螺纹端的接口,是标准的螺纹接口,缺点是没法圆周定位,还有插入式的接口,这种接口的优点是压力接口尺寸比较小,不足是安装的时候需要支架,根据客户实际的设计方案来选择的,除了在压力端接口,我们在电器端接口也有很多选择,一个是接插件选择,一种是小尺寸的接插件和普通的接插件,涵盖了市面上大多数的主流的型号,可以根据实际选择。另外还有邦线连接,像这个连接在PCU的板上面,还有插针也可以连在板上面,对于选择的用户来说,需要比较高的这种邦定的设备和工艺。

  最后做一个总结,森萨塔公司的传感器已经有大量的CVT、AMT、干式和湿式的量产的经验,和丰富的设计经验,经过十年左右的时间的证明了产品的性能和质量。我们在市场上有绝对的优势,我们单一的压力传感器是70%左右,这样可以给我们带来规模经济效应,带来成本的优势。目前我们安装我们传感器在这三种变速箱上面,在路上跑的车,大概有2500万辆,我们的传感器销售了三千多万辆,有的变速箱需要用到两个传感器。我们有完整的压力传感器的产品线,有各种各样的电器接口和螺纹接口,适合不同用户的设计需要。我们在全世界包括中国,有技术支持、工程设计、商务支持,来更好地支持本地的客户的开发。

  最后除了刚才讲的已经量产的项目,我们积极参与中国本地的自主新的自动变速箱的开发,希望随着中国自动变速箱的发展,通过我们的努力,能给大家带来更多的服务和价值,好,谢谢大家。

  主持人韩枚:谢谢张先生,下面有五分钟的提问时间。我刚才看到了这个传感器我认为是很关键的一个部件,你的传感器出了问题的话,可能会带来变速器的损坏,甚至造成驾驶员的人身的伤害,有这种可能吧,我看到了一些技术,只要比如说反映时间,能够承受的温度,很多技术参数,但我想知道就是说,传感器未来的这种技术发展趋势是什么?有没有革命性的,或者是很创新的这种技术会产生?

  张海东:我觉得是一个,一个趋势之一是精度,这种高精度的传感器,尤其对像CVT这样的应用非常的重要,因为在CVT里面,它不仅是检测压力,而且要用压力控制钢带和滑轮之间的摩擦力,减少摩擦,用适合的压力实现这种功能,提高精度是其中的趋势。还有就是这种多样化,我们可以看到,不敢CVT,AMT,DCT,在中国市场有众多的客户,每一种技术有国内外的厂商,包括TCU,关键零部件,咨询公司做这样的方案,所以每一个客户的要求,对于封装和接口不一样,所以产品要满足多样化的需求。

  还有对油,ATF油兼容性的实验,每年做油的这些公司,都有新的ATF油的产品不断地推出,对于新的ATF油的快速的兼容性,也是很重要。那么我们在这方面,对ATF油的这种研发和测试的很多的经验。

  提问:我有一个问题是关于压力传感器和温度传感器的应用,变速箱应用的比较少,你们有没有这种研究,能把温度传感器和压力传感器集成在一起的?

  张海东:目前我们变速箱上的传感器主要是单独的压力传感器,但是我们有,也可以如果客户有这方面的需求,要求我们也可以针对性的开发,集成这种压力和温度的传感器。我们在中国,还有包括北美和欧洲都有这样的开发的能力。到目前为止,还没有太多的客户说要把这两种传感器集成在一起。

  提问:传感器很多问题是接触问题,插头问题,你们能够允许插拔多少次,能够考虑到振动和失效。

  张海东:具体多少次这个数字我没有具体的数字,但是我们这种插拔次数,还有包括振动,我们都有具体的在规格书里面有说明,详细的参数的话,我们接下来可以交流。

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