车辆工程与技术
NO.012021
93
车时代
AUTO TIME
戴明鑫1
王博1
李源2
（1.法士特汽车传动工程研究院，陕西西安710077；2.航空工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710077）摘
要：里程表传感器是商用车变速器产品的重要辅件，同类转速传感器在车辆上应用得较多。目前常用的里程表
传感器分为接触式与非接触式两种，非接触式又由触发原理可分为磁电式和霍尔式。由于普遍使用，直接面对用户，里程表传感器的异常会给用户带来非常直接的不良体验。本文结合作者经验，针对目前使用量最大的非接触式里程表传感器就设计原则进行了详细描述。
关键词：非接触式；里程表传感器；信号解析
汽车车速里程表传感器常用于指示车辆的行驶速度，计算累积里程。随着近年商用车市场自动变速器的迅猛普及，对传感器本身的技术和功能要求也越来越高。商用车由于自身恶劣及复杂的使用环境，需要在传感器设计阶段考虑更多的技术预防，同时由于各大主机厂仪表差异，信号匹配细节一直是我们进行相关工作最大的风险点。为了尽可能保证应用的准确性，对其中存有争议的部分进行了反复研讨和测试。1
车速里程表传感器简介
车速里程表传感器的种类有很多，按功能可分为智能型（可输出实时车速信号和加密信号，常见于出口欧盟车型）和普通型（只输出实时车速信号），按接口形式可分为接触式和非接触式，根据触发原理非接触式传感器又可分为霍尔式和磁电式。
目前市场上的接触式里程表传感器使用量相对较少，逐步被非接触式里程表传感器所取代，本文内容即针对非接触式里程表传感器展开。2
非接触式车辆里程表传感器原理
非接触式里程表传感器的触发原理分为两种，分别是磁电式和霍尔式。
磁电式里程表传感器工作需要由磁感应部和靶轮配合组成。靶轮是一个运动部件，一般安装在变速箱输出轴上，与输出轴同步旋转。磁感应部由永磁体磁芯和包裹在磁芯外的线圈组成。当靶轮在外驱动作用下旋转时，作用在线圈上的磁场产生周期性变化，两端产生感应电动势。
霍尔式里程表传感器同样由磁感应部和靶轮配合组成。磁感应部由霍尔芯片和永磁体组成，工作原理依据霍尔效应。当靶轮在外驱动作用下旋转时，穿过霍尔元件的磁场产生周期性变化，引起霍尔元件输出电压变化，通过后续电路处理形成稳定的脉冲电压信号，作为车速传感器的输出信号。3
非接触式商用车里程表传感器设计要求
里程表传感器通常由外壳、磁感应部、PCBA 、填充胶、密封件、接插件等部分组成，目前国内最贴近实车使用环境对传感器性能进行约定的行业标准是QC/T 824—2019《汽车用车速传感器》，标准中详细规定了车速传感器在电气、气候、机械、电磁兼容方面的具体性能要求。根据笔者在商用车行业
的实际经验，最核心的为耐振动性、防护等级、耐温度性三项设计指标。 （1）商用车使用环境中对里程表传感器影响最大的因素来自恶劣的整车振动。由于车辆存在大量的后市场改装，改装件
非原厂、改装同轴度差等情况屡见不鲜。而里程表传感器布置点位于变速箱输出端，靠近次取力，更容易受到振动干扰。
耐振动性设计，要求PCBA打板、原件选型及布局符合电路布置规范，提前设置合理的电路检测点，另一方面要求支架和内部结构受力点的稳定性。成品性能必须满足GB/T 28046.3—2011中4.1.2.6.2.2，合理的设计建议包括壳体内可采用软质填充胶，吸收部分振动能量，对磁感应部进行额外加固和支撑措施，减小总重以减少振动惯量等。在实际开发和试装产品中，经常出现由于PCBA焊接不可靠、支撑设计不合理导致的振动失效。
（2）商用车变速器与乘用车变速器匹配传感器最大的区别，在于商用车变速器存在牵引车、矿车等特殊应用环境，变速箱可能处于自然暴露状态。要求传感器本体必须具有较高的防护等级要求。在实际设计过程中，防护应满足IP67要求，特种车辆在接插件选用上应满足IP69K 。
合理的设计建议包括壳体与接插件处应增添合适的密封O 圈，PCBA表面均匀覆盖绝缘材料，注意接插件的密封结构。
（3）商用车变速器本体在使用过程中最高温度可达140℃，常用温度80~105℃，加装缓速器等装置时，瞬时温度可达160℃。安装在输出轴上的里程表传感器，经过实际测试和试装验证，以135℃作为长期工作温度上限，是一个比较准确的极限。
合理的设计建议包括，依据元器件、填充胶、电路板基材、密封耐温必须满足135℃标准，最优应达到150℃，并可通过温度冲击试验筛选，能较准确的预判设计缺陷，节约设计时间。4
结语
综上所述，结合笔者实际从业经验，汇集了试验测试、实车装配、售后市场反馈的相关信息，从实际使用的角度，对商用车里程表传感器的设计提出了一些建议，在实际应用过程中，由于传感器与线束、仪表端仍存在硬件或软件的匹配和质量管控风险，实际应用前需要进行更详细和周密的检验验证。
参考文献
［1］苗斌，王卫华.新型汽车车速里程表信号采集与处理研究［J ］.
汽车电器，2014（8）：19-22.
作者简介：戴明鑫，本科，工程师，研究方向为汽车零部件开发、汽车电气电子测试。
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