臺架導線電阻對DCT EOL測試過程的影響分析

劉旅行，周智，黃強

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

雙離合自動變速器（Double Clutch Transmission，簡稱DCT）很好地結合了手動變速器（MT）傳動效率高和液力式自動變速器（AT）操作簡單方便等優點，被廣泛應用。而DCT區別與傳動手動變速器的部分主要在于增加雙離合器、液壓控制系統HCU和變速器控制單元TCU[1]。液壓控制系統HCU包含有不同的電磁閥和控制油路，而TCU通過控制電磁閥開啟或關閉，實現油路切換和壓力改變。

變速器工廠 DCT裝配完成后，進入測試線開始 DCT EOL測試。部分變速器在進行換檔位置標定時，會報出P0758（GPCV2開路）或P2709（SCV2開路）故障，導致EOL測試失敗，而重復測試后可通過。通過FTA分析，并逐項排除，可確定此故障與變速器本身及TCU無關，與EOL測試臺架上TCU至變速器連接線束相關。

圖1 DCT EOL臺架示意圖

本文通過對TCU診斷邏輯的研究，分析導線電阻對電磁閥電壓的影響，反復對比測試，研究回路電阻與TCU診斷結果的對應關系，提出可行的解決方案。

1 TCU與電磁閥的連接關系

1.1 TCU與電磁閥的線路連接

本文所研究DCT采用的電磁閥為高邊驅動，即TCU將電磁閥控制端置為高電平，電磁閥將工作，反之則為不工作。而電磁閥的低邊通過若干電磁閥組合一起，連接至TCU，通過TCU連接至TCU接地端。電磁閥與TCU的連接如圖1示，CPCV2和COV2通過 LS1（低邊回路 1）連接至 TCU接地，MPCV、COFCV、GPCV2、SCV2、GASV2通過LS2（低邊回路2）連接至TCU接地。

圖2 電磁閥接線原理圖（部分）

低邊回路中電磁閥組合，根據不同低邊回路的通流能力進行設計。

1.2 TCU與電磁閥的電氣診斷

1.2.1 TCU報出電磁閥故障類型

TCU與電磁閥通過導線連接，為監測電磁閥工作狀態，TCU能記錄3種電磁閥電路故障，分別為對地短路、對電短路、開路。當故障被TCU檢測到，TCU會記錄相應的故障碼，并采取相應保護措施。

1.2.2 TCU報開路故障邏輯

判定邏輯：

當電磁閥工作時，其高邊置ON，此時其電壓值U閥等于電源電壓；

電磁閥不工作時，其高邊置OFF，其U閥=ULS，電磁閥電壓為LS回路電壓，其值趨近于0；

而當電磁閥開路，TCU內部診斷電路探測U閥上升至U0，即報出電磁閥開路故障。

查詢TCU技術規范，其底層報出電磁閥開路故障的電壓閾值U0范圍為1.1V ～1.5V（即電磁閥高邊HS對TCU接地間電壓），實際測量此閾值為1.35-1.37V。即TCU探測到某一電磁閥電壓在1.35-1.37V，則記錄該電磁閥開路故障。

2 故障分析過程

當某一電磁閥工作時，其回路有大電流通過，對低邊回路LS和同一低邊回路其它電磁閥的電壓都會產生影響：

（1）會提高共用低邊導線兩端的電壓ULS；

式中，R為回路總電阻，R線為導線電阻，R閥為電磁閥電阻[2]

若R線很小，則ULS趨近于0，若R線相對于R閥不是很小，則ULS需被考慮，當大電流通過時，會提升ULS值。

（2）會提升未工作電磁閥高邊對TCU地電壓。

電磁閥未工作，高邊開路，其U閥=ULS

同樣，若R線很小，則U閥趨近于0，若R線相對于R閥不是很小，則U閥需被考慮，故當未開啟電磁閥高邊對TCU地電壓達到1.35-1.37V，其高邊報出開路故障（OL）。

3 線路電阻影響測試分析

3.1 試驗室模擬環境搭建

選取2根不同長度的線束，在試驗室搭建DCT EOL測試環境，對比測試，分析電阻值對電磁閥開路故障診斷的影響。

3.1.1 測試設備

DCT、TCU、CAN設備及電腦、萬用表、電阻表、斷路盒、可調穩壓電源、線束2根（5米試驗用長線束和1.5米整車線束）

3.1.2 電阻測量

表1 不同長度線束電阻測量值

導線電阻與長度成正比，5m導線其電阻約為1.5m導線阻值的3倍。

3.2 測試對比分析

3.2.1 掛檔測試

設置穩壓電源電壓14V，分別用長線束和短線束進行模擬掛2檔控制，記錄不工作電磁閥對TCU地電壓。此時工作的電磁閥有主壓力閥 MPCV、冷卻閥 COFCV、換檔閥GPCV2、選檔滑閥 GASV2，而流量閥 SCV2不工作。表 2中各電磁閥工作狀態從上至下依次設定。

表2 長線束測試結果

從測試結果得出：隨著同一低邊回路LS2上工作電磁閥數量增加，SCV2電磁閥高邊對TCU地電壓隨之增大，當其升至TCU閾值1.35-1.37V值時，報出P2709（SCV2低邊開路故障），且線束電阻值越大，越容易報出開路故障。

表3 短線束測試結果

3.2.2 退檔測試

以退2檔為例，重復測試。此時工作的電磁閥有主壓力閥MPCV、冷卻閥COFCV、流量閥SCV2、選檔滑閥GASV2，而換檔閥GPCV2不工作。

分別采用長線束和短線束進行測試，記錄測試工況3和測試工況4。

其測試結果與掛2檔相似，隨著同一低邊回路LS2上工作電磁閥數量增加，GPCV2電磁閥高邊對TCU地電壓隨之增大，當其升至TCU閾值1.35-1.37V值時，開始報P0758（GPCV2低邊開路故障），且線束電阻值越大，越容易報出開路故障。

4 臺架電阻影響確認

4.1 臺架線束阻值對電磁閥診斷影響

4.1.1 DCT EOL臺架線束阻值

變速器工廠DCT EOL臺架布置受生產線結構和布局限制，其控制柜離測試線上變速器距離較遠，致使控制線束偏長。

測量其各連接導線電阻，如表4示：

表4 臺架線束電阻

其各分支電阻均較大，除LS2外，其余導線電阻為整車線束的5倍。

4.1.2 換檔測試

按照第3章所述方法，在DCT EOL臺架上，連接示波器或萬用表測試電壓，手動設定電磁閥工作電流，通過電腦連接TCU記錄故障碼，記錄測試工況5（掛2檔測試）和測試工況6（退2檔測試）。

測試結果與前文一致：①掛2檔時，在GPCV2電流達到1200mA時，U閥（SCV2)=1.351V，報出P2709故障（測試數據如表5示）；②退2檔時，在SCV2電流1400mA時，U閥（GPCV2)=1.375V，報出P0758故障。

4.2 改進措施

4.2.1 降低導線電阻

通過測量，已確認DCT EOL臺架因布置設計導致線路過長，其線路電阻值較大，導致TCU誤報電磁閥開路故障斷。故需要降低臺架線路電阻。

根據并聯電阻計算公式，并聯后電阻值：

即并聯后電阻值小于任一并聯電阻之值[2]。

因此，針對DCT EOL臺架，在LS2支路上并聯一粗導線（導線電阻較?。?，可有效降低線路電阻。

4.2.2 并聯導線后測試

TCU供電電壓14V，從SCV2低邊至TCU端并聯一根導線（阻值0.03Ω），分別進行掛2檔和退2檔測試，對比測試結果。

表5 DCT EOL臺架線束原狀態與并聯導線后測試對比

從測試結果中，在SCV2低邊和TCU之間并聯較小電阻的導線，可以有效降低 LS2支路的電阻值，從而消除 TCU誤報出SCV2和GPCV2電磁閥開路故障。

5 結論

本文通過分析DCT與電磁閥的線路連接關系，分析TCU對電磁閥開路的診斷邏輯，確定臺架線路對DCT EOL測試報出電磁閥開路的影響。通過試驗室模擬測試，準確驗證導線電阻值過大，對電磁閥開路診斷產生影響，并進一步于DCT EOL臺架進行故障復現。因此，可通過降低DCT EOL臺架線束電阻值來降低臺架故障發生率，提升產品一次合格率并縮短生產節拍。