霍尔开关在双离合自动变速器中的应用

随着用户对汽车驾驶性和燃油经济性要求的不断提高，双离合器自动变速器(DCT)得到越来越广泛的应用，DCT采用两组离合器交替工作，不存在动力中断，传动效率高，兼顾了燃油经济性和驾乘舒适性。而转速信号作为DCT控制的最基础信号，对换挡的品质和安全性起着至关重要的作用，转速传感器输入转速信号给变速器控制单元(TCU)进行信号处理以优化传动比，从而获得较好的发动机性能和效率叫。转速传感器主要有磁感应式、霍尔效应式、变磁阻(VR)式及磁敏式(MRE)传感器四等，考虑到信号的稳定性、高精度以及正反转探测等因素，DCT一般采用霍尔开关。

转速测量的原理

典型的霍尔开关输出波形。如图1所示。当轮齿接近霍尔开关和磁铁时，磁通量集中通过金属信号轮齿，传感器的输出为正弦波，正弦波的频率为金属轮的转数乘以轮齿数，系统的分辨率由轮齿数决定。θ为360°除以齿数，表征了频率与齿数的对应关系。

当轮齿经过传感器时，传感器输出一个电脉冲信号，由TCU的计数器记录脉冲数，由脉冲信号的频率便可得到转速值。

霍尔开关的信号产生及内部处理

在芯片工作、信号转换与传递过程中，芯片对目标的检测有频率范围要求，输出脉冲会在设定的磁通量范围内起作用，也会在相应范围内被释放。同时，芯片所受的磁感应强度也影响输出电压的特征，进而影响到输出脉冲的特征。差分处理信号与磁感应强度的关系相对应。

当目标齿轮经过芯片 的感应面时，每个轮齿产生一个脉冲输出，每个脉冲输出包含目标齿轮的转速大小和转动方向。其中，转速大小通过脉冲频率表达；转动方向通过脉冲宽度表达，即每个脉冲存在的时间。目标信号齿轮允许的最高转速受到输出脉宽及TCU所能处理的最短低电平宽度限制。

在正向与反向检测中，芯片输出脉冲与齿轮的对应位置关系，如图4所示，正向脉冲位于齿轮槽，反向脉冲位于轮齿处，正方向频率范围需求高于反方向，正向脉冲宽度是反向脉冲宽度的1/2。

霍尔转速传感器在DCT上的安装

某款DCT采用湿式结构，变速器主要由两组多片式湿式离合器、双输入、双输出轴式齿轮变速器及电液控制机构组成，如图5所示。发动机的输入转速和扭矩通过挂上相应挡位和对应离合器结合后被传递到输出轴并最终将动力传递到车轮。变速器的控制需要发动机输入到变速器的转速以获取输入转速，需要输入轴1和2的转速并配合输入转速以获取离合器的滑摩率，需要输出轴转速并配合输入轴1和2的转速以检测是否挂上正确挡位及计算车速。输出轴转速传感器带方向检测以判断倒挡输出及反托等其他工况。

变速器输入转速传感器一般安装在离合器壳体上，检测湿式双离合器的齿毅(或与之啮合的油泵的驱动齿)的转速。

输入轴1转速传感器和输入轴2转速传感器根据布置情况可集成到一个传感器模块上，安装在壳体或机械电子模块上，检测输入轴1和2上的固定斜齿轮(或者安装在轴上的磁性靶轮)的转速。

输出轴转速传感器可单独布置或者集成到传感器模块上，安装在壳体或机械电子模块上，检测输出轴上的固定斜齿轮(或者安装在轴上的磁性靶轮)的转速。

转速传感器的安装都要求与被测对象(斜齿轮的齿顶或磁性靶轮)对准，传感器芯片的中心位置对应被测对象可检测范围中心位置。被测对象的振动会干涉传感器的方向检测功能，使得芯片有可能输出无方向信号脉冲，故被测对象的轴向和径向跳动需在合理的范围内。