A TE Connectivity (TE) a világ egyik legnagyobb csatlakozó- és szenzorgyártó cégóriása, amely csak egymaga évente több százmillió szenzort és egyéb technológiai megoldást szállít le a globális autóipar számára, legyen szó előtesztelt szenzorokról, elektromos interfészekről vagy alkalmazástechnikai szaktanács-adásról. Az innovációs tevékenységre nagy hangsúlyt fektető TE folyamatosan fejleszt ki új megoldásokat a gépjárműipar számára, amelyek túlnyomó része rövid időn belüli elfogadtatásra talál. Cikkünkben bemutatjuk az autóipari szenzorpiac aktuális állását és a lehetséges gépjárműipari alkalmazások körét.
Bevezetés
„Utat mutatni, nem pedig követni” – valahogy így szól a TE Connectivity mottója, amely kiválóan példázza a cég általános szenzorfejlesztési koncepcióját. Ez természetesen a fizikai eredményeken, a gyakorlati alkalmazásokban is visszaköszön, ennek egyik ékes példája a többek között a változó geometriájú turbófeltöltők (VTG turbók) esetében alkalmazott, érintkezésmentes (mágneses) pozíciószenzorok. Ezek korábbi generációi még PLCD-alapúak (állandó mágneses, lineáris, érintkezésmentes elmozdulásérzékelős) voltak, az újgenerációs, innovatív, 3D Hall-elemes szenzorok azonban már jó ideje készen állnak az integrációra.A gépjárműiparban folyamatos az innováció és az újszerű megoldások bemutatkozása, amelyekbe beleértendők egyebek mellett a duplakuplungos és automatikus sebességváltó-rendszerek, keréksebesség-mérők, aktív hátsókerék-kormányzás, start-stop rendszerek, vagy akár az elektrohidraulikus fékek, amelyek a fékezéskor keletkező kinetikus energiát alakítják elektromos energiává. A rendszerek alkatrészeinek méretezése és a tervezés nagyban befolyásolja az érintkezésmentes szenzorok felhasználhatóságát.
A TE rendkívül tág termékportfólióval rendelkezik, amelyből nem hiányoznak a nyomás-, hőmérséklet-, páratartalom- és folyadékparaméter-mérő megoldások sem, amelyek kompatibilisek közvetlen üzemanyag-befecskendezési, kipufogógáz-kezelési, klímavezérlési stb. alkalmazásokkal is a gépjárművek motorterében, ill. fedélzetén. Alkalmazástól, mérési értéktartománytól és beszerelési lehetőségektől függően a TE-nél minden forgatókönyvre megvan a javasolt megoldás, egyetlen alkalmazási igény sem marad kielégítetlen. Ez nemcsak az egyedi szenzortechnológiák optimális kihasználását jelenti, de szabadságot is ad a költségvonzatos tételek (pl. állandó mágnesek méretezése) befolyásolhatóságában. Ami mintegy évtizeddel ezelőtt a TE-nél egyszerű szenzoros alkalmazást jelentett a cég portfóliójában, az ma már átfogó, egyedi igényekre szabható megoldás. Manapság a mágneses szenzorokkal kapcsolatos használati megkötés már nem számít korlátozásnak, és a TE saját technológiai portfóliójának önkényes bővítése helyett óriási hangsúlyt fektet a gépjárműgyártók igényeinek megismerésére. Ennek eredményeképpen a TE alkalmazástechnikai tapasztalatai a legújabb keletű alkalmazási területekre is kiterjednek, úgymint forgásisebesség-, nyomás-, páratartalom-, hőmérséklet-, valamint a közeljövőben folyadékparaméter-mérés.
Helyzet – állapot – jelenlét – mozgás
A mágneses elven működő, érintkezésmentes szenzorok akkor brillíroznak igazán, ha a saját képességeiknek legmegfelelőbb környezetben alkalmazzák őket, vagyis kompakt, teljesen tokozott rendszerekben, nagy hatásfokú mérőként, kiszámíthatatlan interferenciaviszonyok közepette. Rendszertől függően ez a szenzortípus célmágnessel vagy anélkül működik.
A kezdeti gépjárműipari alkalmazások közül több is a TE által szállított 2D/3D Hall-technológiás megoldás volt. A jelenleg legszélesebb körben alkalmazott, Hall-elemes szenzorokkal ellentétben a TE új, 3D-s Hall-szenzorai nem kizárólag külön tápfeszültséggel működnek, hanem közvetlenül a fedélzeti 12 V-ról is üzemeltethetnek. A szenzor alvó módja lehetővé teszi a jármű akkumulátoráról történő folyamatműködtetést, mivel ebben az állapotban az eszköz áramfelvétele mindössze néhány mikroamperre rúg.
A TE helyzetérzékelő szenzorait erőátviteli alkalmazásokban előszeretettel alkalmazzák, például kézi sebességváltóknál fokozatérzékelésre, kuplungérzékelésre, fokozatmentes sebességváltóknál stb.
Elektromos hajtás hatékony kezelése és támogatása
A gépjárművekben alkalmazott elektromos motorok egyre nagyobb figyelemnek örvendenek személyautóknál és kisteherautóknál egyaránt. A legnépszerűbb választás típus tekintetében manapság az állandó mágneses szinkronmotor (PMSM), aszinkronmotorok vagy reluktanciamotorok. Bármelyik típusról legyen is szó, mindegyiket teljesítményelektronika vezérli a megfelelő fordulatszám és nyomaték elérése érdekében.
A PMSM típuson belül a kefenélküli DC motoroknál a kommutáláshoz inverterre van szükség. A tényleges kapcsolási időzítés az állórész egyedi tekercseinek gerjesztésénél a forgórész tengelyének mindenkori helyzetétől függ – ezen információ nélkül se a forgórész helyzetéhez képest előbbre lévő és a motor gyorsításáért felelős irányító mágneses mező, se a motor lassításáért felelős késleltetett mező nem hozható létre. A TE olyan egyedi, reluktanciaanalízis-alapú megoldást fejlesztett ki erre a feladatra, amely azonosítja a forgórész pillanatnyi helyzetét az árammal táplált gépjármű elektromos motorjában. Ezek az analizátorok a mágneses ellenállás (reluktancia) alapján triggerelnek feszültségmodulációt, amely a ténylegesen mért mennyiség ebben az esetben. Általánosságban elmondható, hogy ezek az analizátorok voltaképp a cél és az analizátor között változtatható áttételű differenciál-transzformátorok.
A különböző hibrid és tisztán elektromos üzemű járművek erőátviteli rendszereihez a TE kétféle analizátormegoldást kínál a többtekercses analizátor (MCR) és egytekercses analizátor (SCR) képében. A rendszerkövetelményektől függően a felhasználó a számára ideális megoldást választhatja ki, így minden teljesítmény és környezeti vonatkozású igény teljesíthető.
Forgásisebesség-mérés
Egy tipikus alkalmazás a forgásisebesség-mérés hasznosítására a keréksebesség mérése, amelynek a blokkolásgátló (ABS) rendszerek üzemszerű működése esetén van megkérdőjelezhetetlen jelentősége, de nem kevésbé fontos alkalmazás az automata sebességváltó rendszerek vagy a motorban működő főtengely és vezérműtengely forgási sebességének mérése sem. A -40 ... 150 °C széles tartományt lefedő működési hőmérséklet-tartományon felül ezeket a szenzorokat teljesen tokozni kell, a különböző folyadékokkal (pl. automata és duplakuplungos váltók kenőanyagai) szemben történő megfelelő védelem érdekében.
Az érintkezésmentes működési alapelv ebben a tekintetben tehát kifejezetten előnyt jelent. Az alapkövetelményeknek való maradéktalan megfelelésen felül a TE 100%-os szivárgási tesztelést és funkcionális végtesztelést végez minden sebességmérő szenzorán. A forgási sebesség mérésére a cég kínál Hall-elemen és anizotróp magnetorezisztív (AMR) elven működő megoldásokat is, amelyek egyaránt érintkezésmentesek és mágneses elven működnek. Elméletileg mindkét szenzortípus alkalmas arra, hogy minden, korábbiakban említett alkalmazásban felhasználják őket.
Nyomásmérés
Számos gépjárműipari rendszerhez szükség van folyadéknyomás-értékre bemeneti adatként annak érdekében, hogy vezérlőfunkciójukat el tudják látni. Az alkalmazási lehetőségek sora hosszú, ezek közül talán a legjelentősebbek a fékfolyadék nyomásának mérése hidraulikus vagy pneumatikus rendszerekben, illetve az üzemanyagnyomás mérése közvetlen befecskendezéses, benzinvagy dízelüzemű motoroknál.
A standardnek tekinthető piezorezisztív vagy piezoelektromos nyomásszenzorokkal szemben a TE megoldása egyedi mérési alapelv alapján működik, amely a Krystal Bond Technology fantázianévre hallgat. A megoldás alapja nyúlásmérés, amely egy hídáramkörből áll, és megvan az a hatalmas előnye, hogy rugalmas felhasználási lehetőségeket tartogat gazdaságos gyárthatósági feltételek mellett.
A TE az alacsony, közepes és nagy nyomás esetére is biztosít dedikált szenzoros megoldást, amelyek maradéktalanul teljesítik az alkalmazási követelményeket.
Hőmérsékletmérés
A TE piacvezető szerepet tölt be a hőmérsékletmérés területén is, és a negatív hőmérsékleti együtthatós (NTC) precíziós termisztorok, RTD-k, termoelemek és hőelemoszlopok egyik vezető gyártójaként tartják számon világszerte. A cég által kínált hőmérsékletmérési megoldások nemcsak szimpla mérésekre, hanem vezérlésre és kompenzációra is alkalmasak, minőségüket pedig az elmúlt 50 év folyamatos fejlesztőmunkája garantálja.A több évtizedet felölelő tapasztalatok birtokában a TE a gépjármű-világipar egyedi igényeinek kiszolgálására tökéletesen alkalmas.
Vezető szerepének megerősítése érdekében a TE a közelmúltban mutatta be az urea hőmérsékletmérő szenzorcsaládját, amely integrált csatlakozóval rendelkezik és képes mérni a szelektív katalizátoros (SCR) rendszerek ureafolyadékának hőmérsékletét. Ez a rendszer alapvető és elválaszthatatlan része a nitrogén-oxid-kibocsátási normaalapú szabályozásnak.
A TE kínálatából természetesen nem hiányoznak az NTC termisztorok sem, amelyeket hőmérsékleti kompenzációs céllal más szenzorokban használnak fel folyadékok vagy kipufogógáz hőmérsékletével kapcsolatosan.
Páratartalom-mérés
A kibocsátási szabályozások szigorodása és a vásárlói igények növekedése miatt egyre nagyobbak az elvárások a motorok teljesítményével és a csökkentett károsanyag-kibocsátással kapcsolatosan, ezért az autóipar folyamatosan újabb motormenedzsment-megoldások után kutat. Ezek egyike a járművekben használt folyadékok páratartalmának mérése, amelyek alapján zárthurkú szabályozást valósítanak meg pl. klímaberendezéseknél vagy a start-stop motorvezérlésnél.
A TE nemrégiben jelentősen fejlesztette vastagfilmes kapacitív polimeres érzékelési technológiáját, amely kiváló kiegészítése a több mint egy évtizedet fel-ölelő páratartalom-mérési tapasztalatoknak. Ezek kombinációja olyan jó érzékenységű és teljesítményű és egyúttal erős, strapabíró és nagy megbízhatóságú szenzorok megvalósítását teszi lehetővé, amelyek számos, akár hirtelen és nagy mértékű páratartalom- és hőmérséklet-változást is elviselnek.
Kitekintés a jövőbe
A TE a gépjárműipari szenzoros megoldások vezető fejlesztője és gyártója. Tapasztalatuk egyrészt kiterjed a teljes, szenzorokkal kapcsolatos folyamatra, amely a kezdeti ötlettel induló tervezéstől a minta- és sorozatgyártással záródó, tényleges megvalósításig terjed. Ezek között is kiemelkedő tapasztalattal rendelkeznek az áramköri szeparálás, kiöntés, forrasztás, hegesztés, érintkezőszerelés és tokozás terén. Másrészről minden szenzortechnológiához mély és rendkívül részletes szakismeretre van szükség ahhoz, hogy a tulajdonságaik a lehető legelőnyösebben kihasználhatók legyenek. Egy jó példa erre egy mágneses áramkör tervezése. A mérési követelmények függvényében a portfólióból az egyedülálló szenzoroktól kezdve a komplex modulokig többféle megoldás szóba jöhet. A folyamatos portfólióbővítés miatt állandóan kerülnek be új szenzorok a kínálatba, amelyek valamennyi fizikai paraméter mérésére lehetőséget adnak, legyen szó akár nyomásról, páratartalomról, hőmérsékletről vagy folyadékjellemzőről.
A TE Connectivityről rövidenA TE Connectivity (NYSE: TEL) egy 12 milliárd dolláros, technológiai világcég. A csatlakoztatási és szenzoros megoldásokat szolgáltató cég termékei a mai, összeköttetésekben gazdag világban nélkülözhetetlenek. A vállalat nem csupán alkalmazza mérnökeit, hanem szorosan együtt is működik velük annak érdekében, hogy elképzeléseiket fizikai valósággá változtassa intelligens, kiváló hatásfokú és kimagasló teljesítményű termékek formájában. A cég által foglalkoztatott 75 ezer ember (amelyből 7300 fejlesztőmérnök) és a megannyi iparágban világszerte 150 országban szoros együttműködésben dolgozó ügyfél a cég eredményeit igazolja. A vállalat mottója: „MINDEN KAPCSOLAT SZÁMÍT”. |
