如何使用温度传感器保护汽车变速器

作者:德州仪器Punya Prakash, Jeff Craig

随着汽车制造商不断寻求为消费者提供具有更高便利性、舒适性以及兼具更强性能和更省燃料的车型，汽车行业正在快速推出各项新技术。最明显的技术创新往往体现在汽车驾驶室中以及车载信息娱乐系统，而汽车传动系统也有了不起的改进，大大提升了车辆的操纵性、性能和燃料经济性。

如今，消费者需要做出的关于传动系统的最常见的选择之一就是选择手动或自动变速器。驾驶爱好者更可能选择手动变速器，但是自动变速器因其便利性而日益流行。自动变速器是一个大型的复杂系统，需要具有车载处理功能，并且需要在各种驾驶条件下保持正常运转。

自动变速器汲取汽车发动机产生的功率，然后通过符合各种驾驶需求的不同的齿轮传动比传导这些功率。齿轮传动比之所以不同，是为了确保发动机转速（RPM）和供应给车轮的扭矩与当前车速和加速度匹配。来自发动机飞轮的动力通过扭矩变换器传输给变速器（见图1）。

图 1：自动变速器概览

变速器控制单元（TCU）是基于变速箱报告的速度、位置、压力和温度数据管理变速调档的高级控制系统。由于需要连接至发动机，所以TCU和变速箱位于发动机室中或在发动机室附近。但当发动机室内达到极端温度时，就会带来损坏的风险。

TCU模块包含具有很多集成电路元件的电路板，如对高温非常敏感的微控制器（MCU）等。许多MCU都具有某些形式的集成温度传感功能，但它们通常不够精确，只能达到TCU模块整体温度的粗略近似值。

LM71-Q1是一种外部温度传感器，能够通过串行外设接口(SPI)直接将温度数据传输给MCU，这样一来便无需使用模数转换器通道和/或查询表。另外，LM71-Q1可以监测TCU模块的总体温度，当温度处于-40°C和+150°C之间时，测量精度可达+3/-2°C。

如前所述，TCU采用来自变速箱的温度数据，作为其决策过程的一部分。LMT01-Q1是采用双引脚引线封装的一种易用型数字温度传感器，您可以把它安装在变速箱上。将导线与LMT01-Q1封装的引线压接在一起，即可把这些导线连接至TCU电路板。LMT01-Q1通过发送脉冲来传输温度数据，MCU/处理器会为脉冲计数。

LMT01-Q1的一大优势在于其始终发送的脉冲串，这意味着如果发生设备故障，那么丢失脉冲串将是一个明确的信号，因而无法继续测量/传输温度数据。达到汽车用品质等级的LMT01-Q1能够监测变速箱的温度，当温度处于-40°C和+150°C之间时，其测量精度可达±0.75°C。

凭借优化齿轮传动比和改善驾驶员的总体体验，自动变速器成为一项能够节约燃油的出色创新。保障自动变速器正常运行，需要密切监测自动变速箱和TCU的温度。TI提供多种简便易行的解决方案来帮助您实施完善的热管理策略。