基于實(shí)際應(yīng)用的DCT變速器抗干擾能力的測(cè)試和探討

陳振權(quán)

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，道路上的車輛也越來(lái)越多，出現(xiàn)擁堵的可能性劇增。為了提高客戶的用車方便性，讓車輛更適用于城市擁堵路況，企業(yè)工程師開發(fā)了一款新的變速器-雙離合變速器，并投入使用。在用戶使用該變速器的過(guò)程中，出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題。本文基于實(shí)際出現(xiàn)的干擾問(wèn)題，對(duì)配置雙離合變速器的汽車進(jìn)行抗干擾能力測(cè)試和探討。

關(guān)鍵詞：TCM;雙離合;DCT ;抗干擾

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，人民的生活水平逐步提高，人們追求出行的舒適性、快捷性，導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車擁有量及城市道路交通量急劇增加，交通擁堵進(jìn)一步惡化?；诟纳瓶蛻粼趽矶侣窙r用車的舒適性，和解決實(shí)際出現(xiàn)的故障，減少、避免一些引客戶反感的問(wèn)題，對(duì)DCT變速器的防干擾能力進(jìn)行分析和優(yōu)化，讓DCT變速器能夠更廣泛地應(yīng)用到汽車行業(yè)。

一、DCT的工作原理和電控系統(tǒng)

雙離合變速器，簡(jiǎn)稱DCT，這是一款有別于一般的自動(dòng)變速器系統(tǒng)，它基于手動(dòng)變速器而又不是自動(dòng)變速器，除了擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性外，還能提供無(wú)間斷的動(dòng)力輸出。其工作原理：汽車在以奇數(shù)擋行駛時(shí)，離合器1結(jié)合，輸入軸1工作，變速器在某一奇數(shù)擋擋位工作。此時(shí)離合器2處于分離狀態(tài)，輸入軸2不工作，但有一偶數(shù)擋位的同步器處于接合狀態(tài)（預(yù)嚙合）;要進(jìn)行換擋時(shí)，將離合器1分離的同時(shí)，讓離合器2接合，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、快速地?fù)Q擋;緊接著，某一奇數(shù)擋位的同步器又處于接合狀態(tài)（預(yù)嚙合），即在雙離合變速器的工作過(guò)程中總是有2個(gè)擋位是接合的，一個(gè)正在工作，另一個(gè)則為下一步做好準(zhǔn)備，這就大大減少或消除了汽車在換擋過(guò)程中的動(dòng)力中斷。

雙離合變速器的電控系統(tǒng)由三部分組成：輸入傳感器部分、控制單元及輸出部分。控制單元與液壓模塊集成在一起，因此又稱為電子控制裝置。電子控制裝置是整個(gè)雙離合變速器控制系統(tǒng)的中心，安裝在變速器內(nèi)部。它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS和內(nèi)部各傳感器傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)和各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，以及控制單元內(nèi)部設(shè)置的程序，向各個(gè)執(zhí)行元件發(fā)出指令從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變速器的各種控制。

二、實(shí)際應(yīng)用中容易受電磁干擾的部件和使用工況的識(shí)別

在實(shí)際應(yīng)用中，車輛容易受電磁干擾的部件主要集中在雙離合變速器的電控系統(tǒng)，尤其是其核心雙離合變速器控制模塊（簡(jiǎn)稱TCM）。

隨著用戶個(gè)性化要求越來(lái)越高，在汽車上的電子設(shè)備也越來(lái)越多，比如電喇叭、導(dǎo)航、車載冰箱和音響等，這就會(huì)存在干擾TCM工作的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致行車故障。下面對(duì)某一車型BJ810配DCT進(jìn)行針對(duì)性的加裝改裝測(cè)試，其中包括電喇叭改裝、導(dǎo)航改裝和音響加裝，加上配合起步、按電喇叭、打轉(zhuǎn)向燈等混合使用工況，再使用PICO示波器和診斷設(shè)備WDS，從數(shù)據(jù)上判斷TCM的供電電壓是否受到加裝改裝的影響，從而探討除車輛因用戶個(gè)性化加裝改裝導(dǎo)致TCM異常工作的潛在問(wèn)題隱患。

1.改裝音響，TCM模塊的供電電壓變化如下圖：

在播放音響時(shí)，用示波器測(cè)試TCM模塊的針腳4和針腳5（TCU的供電電壓），如下（左圖1.TCU電路），如下（右圖2.TCU的供電電壓變化）;

圖示：改裝音響時(shí)，TCM的供電電壓變化有點(diǎn)大，上下波動(dòng)為1.51V，WDS診斷無(wú)故障碼，數(shù)據(jù)流無(wú)異常。

2.改裝電喇叭，TCM模塊的供電電壓變化如下（圖3.TCU的供電電壓變化）;

圖示：改裝電喇叭時(shí)，TCM的供電電壓變化有點(diǎn)大，上下波動(dòng)為2.8V，WDS診斷無(wú)故障碼，數(shù)據(jù)流無(wú)異常。

3.改裝導(dǎo)航，TCM模塊的供電電壓變化如下（圖4.TCU的供電電壓變化）;

圖示：改裝導(dǎo)航時(shí)，TCM模塊的供電電壓變化更大，上下波動(dòng)達(dá)到3.59V，WDS診斷無(wú)故障碼，數(shù)據(jù)流無(wú)異常。

綜上數(shù)據(jù)流顯示：改裝電喇叭、導(dǎo)航和音響時(shí)，在起步、按電喇叭、打轉(zhuǎn)向燈等混合使用工況下，TCM都受到不同的電磁干擾，嚴(yán)重時(shí)可以直接導(dǎo)致TCM進(jìn)入自我保護(hù)狀態(tài)。

三、TCM防干擾設(shè)計(jì);

（一）增加TVS二極管

TVS二極管是普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件，它具有極快的響應(yīng)時(shí)間（亞納秒級(jí)）和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。當(dāng)它的兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，并吸收一個(gè)瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而保護(hù)后面的電路元件不受瞬態(tài)高壓尖峰脈沖的沖擊。

（二）增加濾波電路

濾波電路，是根據(jù)傅立葉分析和變換提出的一個(gè)工程概念。根據(jù)高等數(shù)學(xué)理論，任何一個(gè)滿足一定條件的信號(hào)，都可以被看成是由無(wú)限個(gè)正弦波疊加而成。換句話說(shuō)，就是工程信號(hào)是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號(hào)的不同頻率的正弦波叫作信號(hào)的頻率成分或叫作諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分正常通過(guò)，而阻止另一部分頻率成分通過(guò)的電路，濾波電路。

（三）增加端口電容

增加端口電容的作用：主要有以下幾種：①旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路; ②耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過(guò)并傳輸?shù)较乱患?jí)電路;③調(diào)諧：對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧。

四、TCM做好防干擾設(shè)計(jì)后的測(cè)試

增加防干擾設(shè)計(jì)后，使用PICO示波器對(duì)TCM進(jìn)行改裝電喇叭、音響和導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)試，不存在干擾;再到北京某一特殊路段（附近密布蜘蛛網(wǎng)天線）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，車輛可以正常使用。

根據(jù)PICO示波器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流和供電電壓變化都不大，屬于正常范圍內(nèi)，說(shuō)明TCM的防干擾設(shè)計(jì)正確有效。（如圖5.TCU的供電電壓變化）

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)TCM的電磁干擾測(cè)試，我們了解到在開發(fā)雙離合變速器的TCM時(shí)，不僅要考慮車輛本身電子設(shè)備的干擾，還要充分考慮到外界大型電子設(shè)備的電磁干擾，這樣才能夠保證汽車的舒適性與靈活性。綜合整個(gè)測(cè)試改進(jìn)過(guò)程中，我們掌握了做每一個(gè)設(shè)計(jì)都必須考慮各個(gè)零件之間的配合性、協(xié)調(diào)性。

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