NTC termistoriaus temperatūros jutiklių vaidmuo ir veikimo principas automobilių vairo stiprintuvo sistemose

NTC (neigiamo temperatūros koeficiento) termistoriniai temperatūros jutikliai atlieka labai svarbų vaidmenį automobilių vairo stiprintuvo sistemose, pirmiausia temperatūros stebėjimui ir sistemos saugumo užtikrinimui. Žemiau pateikiama išsami jų funkcijų ir veikimo principų analizė:

I. NTC termistorių funkcijos

1. Apsauga nuo perkaitimo
   • Variklio temperatūros stebėjimas:Elektrinio vairo stiprintuvo (EPS) sistemose ilgalaikis variklio veikimas gali perkaisti dėl perkrovos arba aplinkos veiksnių. NTC jutiklis realiuoju laiku stebi variklio temperatūrą. Jei temperatūra viršija saugią ribą, sistema riboja galią arba įjungia apsaugos priemones, kad variklis būtų apsaugotas nuo pažeidimų.
   • Hidraulinio skysčio temperatūros stebėjimas:Elektrohidraulinio vairo stiprintuvo (EHPS) sistemose padidėjusi hidraulinio skysčio temperatūra sumažina klampumą, taip sumažindama vairavimo pagalbą. NTC jutiklis užtikrina, kad skystis išliktų darbiniame diapazone, taip užkertant kelią sandariklio degradacijai ar nuotėkiams.
2. Sistemos našumo optimizavimas
   • Žemos temperatūros kompensacija:Esant žemai temperatūrai, padidėjęs hidraulinio skysčio klampumas gali sumažinti vairavimo pagalbą. NTC jutiklis teikia temperatūros duomenis, leidžiančius sistemai reguliuoti pagalbos charakteristikas (pvz., padidinti variklio srovę arba reguliuoti hidraulinių vožtuvų angas), kad vairavimo pojūtis būtų pastovus.
   • Dinaminis valdymas:Realaus laiko temperatūros duomenys optimizuoja valdymo algoritmus, kad padidėtų energijos vartojimo efektyvumas ir reagavimo greitis.
3. Gedimų diagnostika ir saugos dubliavimas
   • Aptinka jutiklių gedimus (pvz., nutrūkusius / trumpuosius jungimus), suaktyvina klaidų kodus ir aktyvuoja gedimų prevencijos režimus, kad būtų palaikomos pagrindinės vairavimo funkcijos.

II. NTC termistorių veikimo principas

1. Temperatūros ir atsparumo santykis
   NTC termistoriaus varža eksponentiškai mažėja kylant temperatūrai pagal formulę:

                                                             RT=R0⋅eB(T1−T01)

KurRT= varža esant temperatūraiT,R0 = vardinė varža esant etaloninei temperatūraiT0 (pvz., 25 °C) irB= medžiagos konstanta.

2. Signalų konvertavimas ir apdorojimas
   • Įtampos daliklio grandinėNTC yra integruotas į įtampos daliklio grandinę su fiksuotu rezistoriumi. Temperatūros sukelti varžos pokyčiai keičia įtampą daliklio mazge.
   • AD konvertavimas ir skaičiavimasECU įtampos signalą konvertuoja į temperatūros signalą naudodamas paieškos lenteles arba Steinhart-Hart lygtį:

                                                             T1=A+Bln(R)+C(ln(R))3

• Slenksčio aktyvavimasECU įjungia apsauginius veiksmus (pvz., galios mažinimą) pagal iš anksto nustatytas ribas (pvz., 120 °C varikliams, 80 °C hidrauliniam skysčiui).
2. Aplinkos prisitaikymas
   • Tvirta pakuotėNaudoja aukštai temperatūrai atsparias, alyvai ir vibracijai atsparias medžiagas (pvz., epoksidinę dervą arba nerūdijantį plieną), skirtas atšiaurioms automobilių aplinkoms.
   • Triukšmo filtravimasSignalų apdorojimo grandinėse yra filtrai, skirti pašalinti elektromagnetinius trukdžius.

     

III. Tipinės taikymo sritys

1. EPS variklio apvijų temperatūros stebėjimas
   • Įmontuotas variklio statoriuose, kad būtų galima tiesiogiai aptikti apvijų temperatūrą ir išvengti izoliacijos gedimo.
2. Hidraulinio skysčio grandinės temperatūros stebėjimas
   • Įmontuotas skysčio cirkuliacijos takuose, kad būtų galima reguliuoti valdymo vožtuvus.
3. ECU šilumos išsklaidymo stebėjimas
   • Stebi ECU vidinę temperatūrą, kad būtų išvengta elektroninių komponentų gedimo.

IV. Techniniai iššūkiai ir sprendimai

• Netiesiškumo kompensacija:Didelio tikslumo kalibravimas arba gabalinis tiesinimas pagerina temperatūros skaičiavimo tikslumą.
• Reakcijos laiko optimizavimas:Mažo formato NTC tranzistoriai sumažina terminio atsako laiką (pvz., <10 sekundžių).
• Ilgalaikis stabilumas:Automobilių klasės NTC (pvz., sertifikuoti AEC-Q200) užtikrina patikimumą esant plačiam temperatūrų diapazonui (nuo -40 °C iki 150 °C).

Santrauka

Automobilių vairo stiprintuvų NTC termistoriai leidžia stebėti temperatūrą realiuoju laiku, siekiant apsaugoti nuo perkaitimo, optimizuoti našumą ir diagnozuoti gedimus. Jų pagrindinis principas naudoja nuo temperatūros priklausomus varžos pokyčius kartu su grandinės konstrukcija ir valdymo algoritmais, siekiant užtikrinti saugų ir efektyvų veikimą. Tobulėjant autonominiam vairavimui, temperatūros duomenys dar labiau palaikys nuspėjamąją priežiūrą ir pažangią sistemų integraciją.