基于實際應用的DCT變速器抗干擾能力的測試和探討

陳振權

摘要：社會經濟高速發展，道路上的車輛也越來越多，出現擁堵的可能性劇增。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，企業工程師開發了一款新的變速器-雙離合變速器，并投入使用。在用戶使用該變速器的過程中，出現了各種各樣的問題。本文基于實際出現的干擾問題，對配置雙離合變速器的汽車進行抗干擾能力測試和探討。

關鍵詞：TCM;雙離合;DCT ;抗干擾

隨著經濟的高速發展和城市化進程的加快，人民的生活水平逐步提高，人們追求出行的舒適性、快捷性，導致機動車擁有量及城市道路交通量急劇增加，交通擁堵進一步惡化。基于改善客戶在擁堵路況用車的舒適性，和解決實際出現的故障，減少、避免一些引客戶反感的問題，對DCT變速器的防干擾能力進行分析和優化，讓DCT變速器能夠更廣泛地應用到汽車行業。

一、DCT的工作原理和電控系統

雙離合變速器，簡稱DCT，這是一款有別于一般的自動變速器系統，它基于手動變速器而又不是自動變速器，除了擁有手動變速器的靈活性及自動變速器的舒適性外，還能提供無間斷的動力輸出。其工作原理：汽車在以奇數擋行駛時，離合器1結合，輸入軸1工作，變速器在某一奇數擋擋位工作。此時離合器2處于分離狀態，輸入軸2不工作，但有一偶數擋位的同步器處于接合狀態（預嚙合）;要進行換擋時，將離合器1分離的同時，讓離合器2接合，實現平穩、快速地換擋;緊接著，某一奇數擋位的同步器又處于接合狀態（預嚙合），即在雙離合變速器的工作過程中總是有2個擋位是接合的，一個正在工作，另一個則為下一步做好準備，這就大大減少或消除了汽車在換擋過程中的動力中斷。

雙離合變速器的電控系統由三部分組成：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雙離合變速器控制系統的中心，安裝在變速器內部。它根據發動機、ABS和內部各傳感器傳遞過來的信號和各項運動參數，以及控制單元內部設置的程序，向各個執行元件發出指令從而實現對變速器的各種控制。

二、實際應用中容易受電磁干擾的部件和使用工況的識別

在實際應用中，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，尤其是其核心雙離合變速器控制模塊（簡稱TCM）。

隨著用戶個性化要求越來越高，在汽車上的電子設備也越來越多，比如電喇叭、導航、車載冰箱和音響等，這就會存在干擾TCM工作的風險，導致行車故障。下面對某一車型BJ810配DCT進行針對性的加裝改裝測試，其中包括電喇叭改裝、導航改裝和音響加裝，加上配合起步、按電喇叭、打轉向燈等混合使用工況，再使用PICO示波器和診斷設備WDS，從數據上判斷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性化加裝改裝導致TCM異常工作的潛在問題隱患。

1.改裝音響，TCM模塊的供電電壓變化如下圖：

在播放音響時，用示波器測試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，TCM的供電電壓變化有點大，上下波動為1.51V，WDS診斷無故障碼，數據流無異常。

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，TCM的供電電壓變化有點大，上下波動為2.8V，WDS診斷無故障碼，數據流無異常。

3.改裝導航，TCM模塊的供電電壓變化如下（圖4.TCU的供電電壓變化）;

圖示：改裝導航時，TCM模塊的供電電壓變化更大，上下波動達到3.59V，WDS診斷無故障碼，數據流無異常。

綜上數據流顯示：改裝電喇叭、導航和音響時，在起步、按電喇叭、打轉向燈等混合使用工況下，TCM都受到不同的電磁干擾，嚴重時可以直接導致TCM進入自我保護狀態。

三、TCM防干擾設計;

（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器件，它具有極快的響應時間（亞納秒級）和相當高的浪涌吸收能力。當它的兩端經受瞬間的高能量沖擊時，TVS能以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變為低阻抗，并吸收一個瞬間大電流，從而把它的兩端電壓箝制在一個預定的數值上，從而保護后面的電路元件不受瞬態高壓尖峰脈沖的沖擊。

（二）增加濾波電路

濾波電路，是根據傅立葉分析和變換提出的一個工程概念。根據高等數學理論，任何一個滿足一定條件的信號，都可以被看成是由無限個正弦波疊加而成。換句話說，就是工程信號是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號的不同頻率的正弦波叫作信號的頻率成分或叫作諧波成分。只允許一定頻率范圍內的信號成分正常通過，而阻止另一部分頻率成分通過的電路，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的元件提供低阻抗通路; ②耦合：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸到下一級電路;③調諧：對與頻率相關的電路進行系統調諧。

四、TCM做好防干擾設計后的測試

增加防干擾設計后，使用PICO示波器對TCM進行改裝電喇叭、音響和導航進行測試，不存在干擾;再到北京某一特殊路段（附近密布蜘蛛網天線）現場測試，車輛可以正常使用。

根據PICO示波器的數據，數據流和供電電壓變化都不大，屬于正常范圍內，說明TCM的防干擾設計正確有效。（如圖5.TCU的供電電壓變化）

五、結語

通過對TCM的電磁干擾測試，我們了解到在開發雙離合變速器的TCM時，不僅要考慮車輛本身電子設備的干擾，還要充分考慮到外界大型電子設備的電磁干擾，這樣才能夠保證汽車的舒適性與靈活性。綜合整個測試改進過程中，我們掌握了做每一個設計都必須考慮各個零件之間的配合性、協調性。

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