台架导线电阻对DCT EOL测试过程的影响分析

刘旅行，周智，黄强

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

双离合自动变速器（Double Clutch Transmission，简称DCT）很好地结合了手动变速器（MT）传动效率高和液力式自动变速器（AT）操作简单方便等优点，被广泛应用。而DCT区别与传动手动变速器的部分主要在于增加双离合器、液压控制系统HCU和变速器控制单元TCU[1]。液压控制系统HCU包含有不同的电磁阀和控制油路，而TCU通过控制电磁阀开启或关闭，实现油路切换和压力改变。

变速器工厂 DCT装配完成后，进入测试线开始 DCT EOL测试。部分变速器在进行换档位置标定时，会报出P0758（GPCV2开路）或P2709（SCV2开路）故障，导致EOL测试失败，而重复测试后可通过。通过FTA分析，并逐项排除，可确定此故障与变速器本身及TCU无关，与EOL测试台架上TCU至变速器连接线束相关。

图1 DCT EOL台架示意图

本文通过对TCU诊断逻辑的研究，分析导线电阻对电磁阀电压的影响，反复对比测试，研究回路电阻与TCU诊断结果的对应关系，提出可行的解决方案。

1 TCU与电磁阀的连接关系

1.1 TCU与电磁阀的线路连接

本文所研究DCT采用的电磁阀为高边驱动，即TCU将电磁阀控制端置为高电平，电磁阀将工作，反之则为不工作。而电磁阀的低边通过若干电磁阀组合一起，连接至TCU，通过TCU连接至TCU接地端。电磁阀与TCU的连接如图1示，CPCV2和COV2通过 LS1（低边回路 1）连接至 TCU接地，MPCV、COFCV、GPCV2、SCV2、GASV2通过LS2（低边回路2）连接至TCU接地。

图2 电磁阀接线原理图（部分）

低边回路中电磁阀组合，根据不同低边回路的通流能力进行设计。

1.2 TCU与电磁阀的电气诊断

1.2.1 TCU报出电磁阀故障类型

TCU与电磁阀通过导线连接，为监测电磁阀工作状态，TCU能记录3种电磁阀电路故障，分别为对地短路、对电短路、开路。当故障被TCU检测到，TCU会记录相应的故障码，并采取相应保护措施。

1.2.2 TCU报开路故障逻辑

判定逻辑：

当电磁阀工作时，其高边置ON，此时其电压值U阀等于电源电压；

电磁阀不工作时，其高边置OFF，其U阀=ULS，电磁阀电压为LS回路电压，其值趋近于0；

而当电磁阀开路，TCU内部诊断电路探测U阀上升至U0，即报出电磁阀开路故障。

查询TCU技术规范，其底层报出电磁阀开路故障的电压阈值U0范围为1.1V ～1.5V（即电磁阀高边HS对TCU接地间电压），实际测量此阈值为1.35-1.37V。即TCU探测到某一电磁阀电压在1.35-1.37V，则记录该电磁阀开路故障。

2 故障分析过程

当某一电磁阀工作时，其回路有大电流通过，对低边回路LS和同一低边回路其它电磁阀的电压都会产生影响：

（1）会提高共用低边导线两端的电压ULS；

式中，R为回路总电阻，R线为导线电阻，R阀为电磁阀电阻[2]

若R线很小，则ULS趋近于0，若R线相对于R阀不是很小，则ULS需被考虑，当大电流通过时，会提升ULS值。

（2）会提升未工作电磁阀高边对TCU地电压。

电磁阀未工作，高边开路，其U阀=ULS

同样，若R线很小，则U阀趋近于0，若R线相对于R阀不是很小，则U阀需被考虑，故当未开启电磁阀高边对TCU地电压达到1.35-1.37V，其高边报出开路故障（OL）。

3 线路电阻影响测试分析

3.1 试验室模拟环境搭建

选取2根不同长度的线束，在试验室搭建DCT EOL测试环境，对比测试，分析电阻值对电磁阀开路故障诊断的影响。

3.1.1 测试设备

DCT、TCU、CAN设备及电脑、万用表、电阻表、断路盒、可调稳压电源、线束2根（5米试验用长线束和1.5米整车线束）

3.1.2 电阻测量

表1 不同长度线束电阻测量值

导线电阻与长度成正比，5m导线其电阻约为1.5m导线阻值的3倍。

3.2 测试对比分析

3.2.1 挂档测试

设置稳压电源电压14V，分别用长线束和短线束进行模拟挂2档控制，记录不工作电磁阀对TCU地电压。此时工作的电磁阀有主压力阀 MPCV、冷却阀 COFCV、换档阀GPCV2、选档滑阀 GASV2，而流量阀 SCV2不工作。表 2中各电磁阀工作状态从上至下依次设定。

表2 长线束测试结果

从测试结果得出：随着同一低边回路LS2上工作电磁阀数量增加，SCV2电磁阀高边对TCU地电压随之增大，当其升至TCU阈值1.35-1.37V值时，报出P2709（SCV2低边开路故障），且线束电阻值越大，越容易报出开路故障。

表3 短线束测试结果

3.2.2 退档测试

以退2档为例，重复测试。此时工作的电磁阀有主压力阀MPCV、冷却阀COFCV、流量阀SCV2、选档滑阀GASV2，而换档阀GPCV2不工作。

分别采用长线束和短线束进行测试，记录测试工况3和测试工况4。

其测试结果与挂2档相似，随着同一低边回路LS2上工作电磁阀数量增加，GPCV2电磁阀高边对TCU地电压随之增大，当其升至TCU阈值1.35-1.37V值时，开始报P0758（GPCV2低边开路故障），且线束电阻值越大，越容易报出开路故障。

4 台架电阻影响确认

4.1 台架线束阻值对电磁阀诊断影响

4.1.1 DCT EOL台架线束阻值

变速器工厂DCT EOL台架布置受生产线结构和布局限制，其控制柜离测试线上变速器距离较远，致使控制线束偏长。

测量其各连接导线电阻，如表4示：

表4 台架线束电阻

其各分支电阻均较大，除LS2外，其余导线电阻为整车线束的5倍。

4.1.2 换档测试

按照第3章所述方法，在DCT EOL台架上，连接示波器或万用表测试电压，手动设定电磁阀工作电流，通过电脑连接TCU记录故障码，记录测试工况5（挂2档测试）和测试工况6（退2档测试）。

测试结果与前文一致：①挂2档时，在GPCV2电流达到1200mA时，U阀（SCV2)=1.351V，报出P2709故障（测试数据如表5示）；②退2档时，在SCV2电流1400mA时，U阀（GPCV2)=1.375V，报出P0758故障。

4.2 改进措施

4.2.1 降低导线电阻

通过测量，已确认DCT EOL台架因布置设计导致线路过长，其线路电阻值较大，导致TCU误报电磁阀开路故障断。故需要降低台架线路电阻。

根据并联电阻计算公式，并联后电阻值：

即并联后电阻值小于任一并联电阻之值[2]。

因此，针对DCT EOL台架，在LS2支路上并联一粗导线（导线电阻较小），可有效降低线路电阻。

4.2.2 并联导线后测试

TCU供电电压14V，从SCV2低边至TCU端并联一根导线（阻值0.03Ω），分别进行挂2档和退2档测试，对比测试结果。

表5 DCT EOL台架线束原状态与并联导线后测试对比

从测试结果中，在SCV2低边和TCU之间并联较小电阻的导线，可以有效降低 LS2支路的电阻值，从而消除 TCU误报出SCV2和GPCV2电磁阀开路故障。

5 结论

本文通过分析DCT与电磁阀的线路连接关系，分析TCU对电磁阀开路的诊断逻辑，确定台架线路对DCT EOL测试报出电磁阀开路的影响。通过试验室模拟测试，准确验证导线电阻值过大，对电磁阀开路诊断产生影响，并进一步于DCT EOL台架进行故障复现。因此，可通过降低DCT EOL台架线束电阻值来降低台架故障发生率，提升产品一次合格率并缩短生产节拍。