基于实际应用的DCT变速器抗干扰能力的测试和探讨

陈振权

摘要：社会经济高速发展，道路上的车辆也越来越多，出现拥堵的可能性剧增。为了提高客户的用车方便性，让车辆更适用于城市拥堵路况，企业工程师开发了一款新的变速器-双离合变速器，并投入使用。在用户使用该变速器的过程中，出现了各种各样的问题。本文基于实际出现的干扰问题，对配置双离合变速器的汽车进行抗干扰能力测试和探讨。

关键词：TCM;双离合;DCT ;抗干扰

随着经济的高速发展和城市化进程的加快，人民的生活水平逐步提高，人们追求出行的舒适性、快捷性，导致机动车拥有量及城市道路交通量急剧增加，交通拥堵进一步恶化。基于改善客户在拥堵路况用车的舒适性，和解决实际出现的故障，减少、避免一些引客户反感的问题，对DCT变速器的防干扰能力进行分析和优化，让DCT变速器能够更广泛地应用到汽车行业。

一、DCT的工作原理和电控系统

双离合变速器，简称DCT，这是一款有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。其工作原理：汽车在以奇数挡行驶时，离合器1结合，输入轴1工作，变速器在某一奇数挡挡位工作。此时离合器2处于分离状态，输入轴2不工作，但有一偶数挡位的同步器处于接合状态（预啮合）;要进行换挡时，将离合器1分离的同时，让离合器2接合，实现平稳、快速地换挡;紧接着，某一奇数挡位的同步器又处于接合状态（预啮合），即在双离合变速器的工作过程中总是有2个挡位是接合的，一个正在工作，另一个则为下一步做好准备，这就大大减少或消除了汽车在换挡过程中的动力中断。

双离合变速器的电控系统由三部分组成：输入传感器部分、控制单元及输出部分。控制单元与液压模块集成在一起，因此又称为电子控制装置。电子控制装置是整个双离合变速器控制系统的中心，安装在变速器内部。它根据发动机、ABS和内部各传感器传递过来的信号和各项运动参数，以及控制单元内部设置的程序，向各个执行元件发出指令从而实现对变速器的各种控制。

二、实际应用中容易受电磁干扰的部件和使用工况的识别

在实际应用中，车辆容易受电磁干扰的部件主要集中在双离合变速器的电控系统，尤其是其核心双离合变速器控制模块（简称TCM）。

随着用户个性化要求越来越高，在汽车上的电子设备也越来越多，比如电喇叭、导航、车载冰箱和音响等，这就会存在干扰TCM工作的风险，导致行车故障。下面对某一车型BJ810配DCT进行针对性的加装改装测试，其中包括电喇叭改装、导航改装和音响加装，加上配合起步、按电喇叭、打转向灯等混合使用工况，再使用PICO示波器和诊断设备WDS，从数据上判断TCM的供电电压是否受到加装改装的影响，从而探讨除车辆因用户个性化加装改装导致TCM异常工作的潜在问题隐患。

1.改装音响，TCM模块的供电电压变化如下图：

在播放音响时，用示波器测试TCM模块的针脚4和针脚5（TCU的供电电压），如下（左图1.TCU电路），如下（右图2.TCU的供电电压变化）;

图示：改装音响时，TCM的供电电压变化有点大，上下波动为1.51V，WDS诊断无故障码，数据流无异常。

2.改装电喇叭，TCM模块的供电电压变化如下（图3.TCU的供电电压变化）;

图示：改装电喇叭时，TCM的供电电压变化有点大，上下波动为2.8V，WDS诊断无故障码，数据流无异常。

3.改装导航，TCM模块的供电电压变化如下（图4.TCU的供电电压变化）;

图示：改装导航时，TCM模块的供电电压变化更大，上下波动达到3.59V，WDS诊断无故障码，数据流无异常。

综上数据流显示：改装电喇叭、导航和音响时，在起步、按电喇叭、打转向灯等混合使用工况下，TCM都受到不同的电磁干扰，严重时可以直接导致TCM进入自我保护状态。

三、TCM防干扰设计;

（一）增加TVS二极管

TVS二极管是普遍使用的一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当高的浪涌吸收能力。当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，并吸收一个瞬间大电流，从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。

（二）增加滤波电路

滤波电路，是根据傅立叶分析和变换提出的一个工程概念。根据高等数学理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成。换句话说，就是工程信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫作信号的频率成分或叫作谐波成分。只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，而阻止另一部分频率成分通过的电路，滤波电路。

（三）增加端口电容

增加端口电容的作用：主要有以下几種：①旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路; ②耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路;③调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐。

四、TCM做好防干扰设计后的测试

增加防干扰设计后，使用PICO示波器对TCM进行改装电喇叭、音响和导航进行测试，不存在干扰;再到北京某一特殊路段（附近密布蜘蛛网天线）现场测试，车辆可以正常使用。

根据PICO示波器的数据，数据流和供电电压变化都不大，属于正常范围内，说明TCM的防干扰设计正确有效。（如图5.TCU的供电电压变化）

五、结语

通过对TCM的电磁干扰测试，我们了解到在开发双离合变速器的TCM时，不仅要考虑车辆本身电子设备的干扰，还要充分考虑到外界大型电子设备的电磁干扰，这样才能够保证汽车的舒适性与灵活性。综合整个测试改进过程中，我们掌握了做每一个设计都必须考虑各个零件之间的配合性、协调性。

参考文献：

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