NSK成功開發(fā)面向汽車驅動軸的“非接觸式扭矩傳感器”

■《金屬加工》記者 郭 佳

日本精工株式會社 (N S K Ltd.，以下簡稱NSK) 于2020年7月7日宣布成功開發(fā)了用于汽車驅動軸扭矩實時測量的扭矩傳感器（見圖1）。該傳感器通過測算因驅動軸的扭轉變形而發(fā)生的磁性變化，從而實現扭矩的測量。通過簡化傳感器構造，實現小型化，解決了以往難以實現搭載量產車的難題。

圖1 非接觸式扭矩傳感器

汽車行業(yè)正在經歷自動駕駛以及電動化等被稱為“CASE”的百年一遇的技術變革。為實現安全性和舒適性，以及降低對環(huán)境的損害，汽車里搭載著各種各樣的傳感器以監(jiān)測汽車狀態(tài)并實現對汽車的高效控制。

發(fā)動機或電動機的驅動力通過驅動軸傳遞到輪胎。通過對驅動軸扭矩的測定，不僅能實現環(huán)保性、舒適性，而且還能檢出故障，提升安全性能。然而，現有的驅動軸扭矩傳感器構造（見圖2）復雜，體積較大，難以適用于量產車型。

圖2 驅動軸扭矩傳感器構造

NSK開發(fā)的“非接觸式扭矩傳感器”（其構造見圖3）有效改善了此情況，這得益于其自身的優(yōu)點，包括：①非接觸式傳感器。通過非接觸設計，簡化了構造，消除了因傳感器與被測量軸接觸而產生的磨損，具有高可靠性。②小型化。通過優(yōu)化線圈的纏繞方式使軸向長度縮短一半，并通過改善材料獲得高靈敏度。③易于生產。無需在驅動軸上進行開槽或鍍層等特殊加工，只要使用量產車上使用的材料及表面處理即可完成。

圖3 非接觸式扭矩傳感器構造

使用該傳感器，能改善汽車電耗、油耗。在性能優(yōu)異高效率的2檔變速EV中，通過搭載本產品解決換檔沖擊可以獲得大的檔比差，實現7%的電耗改善。同時，在帶式CVT中，通過降低壓緊鋼帶的油壓可以減小變速箱的能量損失，獲得1.05%的油耗改善（帶式CVT汽車的1.05%油耗改善數據為基于實車的測定結果，2檔變速EV的7%電耗改善數據為基于仿真的計算結果）。

除此之外，其還能緩和加減速時扭矩變動，獲得平穩(wěn)舒適的駕乘體驗。并能實時監(jiān)測扭矩變化，通過檢出異常狀態(tài)預測故障發(fā)生。

通過與互聯(lián)網的實時互聯(lián)，把握汽車的行駛狀態(tài)和周邊路況，在數據的處理、分析和利用的基礎上，期待該產品能創(chuàng)造出新的價值。今后，NSK在既往的自動駕駛、電動化持續(xù)應對的基礎上，同時開發(fā)基于驅動軸扭矩傳感器的互聯(lián)技術，為CASE的進一步發(fā)展貢獻力量。