基于实际应用的DCT变速器抗干扰能力的测试和探讨

2022-04-27 00:08陈振权
三悦文摘·教育学刊 2022年7期
关键词:抗干扰

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:

[1]孙凤英.汽车电磁干扰及防干扰[J].汽车电器,1998(5):2.

[2]杨阳,孙青.车载电子设备电磁干扰的影响研究[J].数字通信世界,2016(12).

[3]何春鸣,袁登科,张逸成,等.典型汽车电器电磁干扰及其对抗措施研究[J].机电一体化,2010(4):5.

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