AMT控制器傳導(dǎo)電磁敏感度研究

王彪，王天楠，趙洋

（中國(guó)北方車輛研究所，北京 100071）

引言

AMT（Automatic Manual Transmission）是一種將換擋執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)加裝在傳統(tǒng)固定軸式手動(dòng)機(jī)械變速箱的的自動(dòng)變速器[1]。AMT控制器作為汽車控制系統(tǒng)中的核心部件，主要由信號(hào)處理電路、功率驅(qū)動(dòng)模塊等組成，通過CAN總線與汽車電子單元進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)擋位決策、換擋控制、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出控制等功能[2-4]。AMT控制器作為電磁敏感元件，主要控制車輛系統(tǒng)完成預(yù)定的功能，但又極易受到電磁干擾導(dǎo)致傳輸信號(hào)誤碼率增高、傳輸中斷、甚至傳輸錯(cuò)誤指令，其可靠性直接決定控制系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性[5]?，F(xiàn)代車輛上的各種電子產(chǎn)品不斷增加，導(dǎo)致車載平臺(tái)上電磁環(huán)境日趨復(fù)雜、十分惡劣[6,7]，AMT控制器作為車載平臺(tái)電磁敏感部件的危害必須引起高度重視、實(shí)施科學(xué)評(píng)估。

根據(jù)GJB 151B-2013《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》，選取某型號(hào)AMT控制器進(jìn)行CS101、CS106、CS114、CS115和CS116五項(xiàng)電磁兼容性指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試[8]，從而確定該型號(hào)AMT控制器是否滿足GJB 151B-2013中電磁傳導(dǎo)敏感度判據(jù)的要求。

1 AMT控制器

AMT控制器作為汽車上變速箱電子控制系統(tǒng)的核心部件，需要根據(jù)傳感器所監(jiān)測(cè)到的節(jié)氣門開度、車輛速度、變速器油溫等參數(shù)以及各種開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)行綜合計(jì)算、比較和分析后，對(duì)其內(nèi)部設(shè)定的控制程序進(jìn)行調(diào)配使用，并將指令傳送到各個(gè)執(zhí)行器上，使電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)控制變速器的功能[9]。被測(cè)AMT控制器采用直流24 V供電，電源線束為非屏蔽線纜，被測(cè)AMT控制器如圖1所示。在對(duì)AMT控制器進(jìn)行電磁敏感度試驗(yàn)時(shí)，需要線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)給其提供24 V直流電壓，并用測(cè)試工裝檢測(cè)AMT控制器測(cè)試狀態(tài)。

圖1 AMT控制器

2 電磁傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)

為了減少外界電磁信號(hào)的干擾，AMT控制器電磁敏感度試驗(yàn)需在微波暗室中進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過程中暗室內(nèi)不能有與其測(cè)試無關(guān)的設(shè)備工作。并按照GJB 151B-2013進(jìn)行試驗(yàn)配置。

2.1 CS101試驗(yàn)

CS101測(cè)試是針對(duì)AMT控制器的直流輸入電源線進(jìn)行的傳導(dǎo)敏感度測(cè)試，測(cè)試頻率范圍為25 Hz～50 kHz。進(jìn)行電源線傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)時(shí)，AMT控制器不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、新能下降或偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。測(cè)試過程中，測(cè)試頻率步長(zhǎng)進(jìn)度選擇5 %，駐留時(shí)間為3 s。CS101電源線傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)按GJB 151B-2013要求進(jìn)行布置，布置原理圖如圖2所示。

圖2 CS101電源線傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)布置

在對(duì)AMT控制器直流輸入電源線進(jìn)行信號(hào)注入時(shí)，按照GJB 151B-2013中CS101項(xiàng)對(duì)于額定電壓≤28 V的限制要求進(jìn)行。

CS101電源線傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)時(shí)，AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝的模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)，如圖3所示。

圖3 CS101電源線傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)結(jié)果

2.2 CS106試驗(yàn)

CS106測(cè)試是針對(duì)AMT控制器的直流輸入電源線進(jìn)行尖峰信號(hào)傳導(dǎo)敏感度的試驗(yàn)，測(cè)試過程中AMT控制器不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、性能降低或偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。CS106電源線尖峰信號(hào)傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)按GJB 151B-2013要求進(jìn)行布置，如圖4所示。

圖4 CS106電源線尖峰信號(hào)傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)

在對(duì)AMT控制器直流輸入電源線進(jìn)行信號(hào)注入時(shí)，按照GJB 151B-2013中CS106項(xiàng)要求進(jìn)行，注入信號(hào)幅度為100 V，脈沖寬度為0.15 μs、5 μs、10 μs，注入信號(hào)類型為正向和負(fù)向，重復(fù)頻率為10 PPS，注入時(shí)間5 min。

CS106試驗(yàn)過程中，AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝的模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)，如圖3所示。

2.3 CS114試驗(yàn)

CS114測(cè)試是針對(duì)AMT控制器的電纜束注入的傳導(dǎo)敏感度測(cè)試，測(cè)試頻率范圍為10 kHz～400 MHz。進(jìn)行電纜束注入敏感度試驗(yàn)時(shí)，AMT控制器不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、新能下降或偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。CS114電纜束注入敏感度試驗(yàn)按GJB 151B-2013要求進(jìn)行布置，試驗(yàn)布置原理圖如圖5所示。

圖5 CS114電纜束注入敏感度試驗(yàn)布置原理圖

在對(duì)AMT控制器電纜束注入敏感度試驗(yàn)時(shí)，按照GJB 151B-2013中CS114項(xiàng)極限值對(duì)陸軍／地面設(shè)備的要求注入。

CS114電纜束注入試驗(yàn)過程中，AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝的模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)，如圖3所示。

2.4 CS115試驗(yàn)

CS115測(cè)試是針對(duì)AMT控制器的電纜束注入脈沖激勵(lì)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試，測(cè)試過程中 AMT控制器不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、新能下降或偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。CS115電纜束注入脈沖激勵(lì)敏感度試驗(yàn)按GJB 151B-2013要求進(jìn)行布置，試驗(yàn)布置原理圖如圖6所示。

圖6 CS115電纜束注入脈沖激勵(lì)傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)

CS115測(cè)試以30 Hz的重復(fù)頻率開展1 min的測(cè)試，注入幅度為5 A。

CS115電纜束注入脈沖激勵(lì)試驗(yàn)過程中，AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝的模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)，如圖3所示。

2.5 CS116測(cè)試

CS116測(cè)試是針對(duì)AMT控制器電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度的測(cè)試，測(cè)試過程中 AMT控制器不應(yīng)出現(xiàn)任何故障、新能下降或偏離規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。CS116電纜束注入脈沖激勵(lì)敏感度試驗(yàn)按GJB 151B-2013要求進(jìn)行布置，試驗(yàn)布置原理圖如圖7所示。

圖7 電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度布置原理圖

CS116測(cè)試選取10 kHz、100 kHz、1 MHz、10 MHz、30 MHz和100 MHz的頻點(diǎn)上進(jìn)行試驗(yàn)，注入信號(hào)為典型阻尼正弦波，重復(fù)率為10 pps，信號(hào)注入時(shí)間為5 min。AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝的模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)，如圖3所示。

CS116電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度的試驗(yàn)過程中，AMT控制器由直流24 V供電，處于上電狀態(tài)，連接測(cè)試工裝，在模擬量界面設(shè)定檔位及參數(shù)。觀察測(cè)試工裝模擬量界面，各項(xiàng)參數(shù)始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值的誤差范圍內(nèi)。

3 結(jié)束語

依據(jù)GJB 151B-2013中對(duì)軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量，通過對(duì)AMT控制器共進(jìn)行了CS101、CS106、CS114、CS115和CS116五項(xiàng)電磁兼容性的傳導(dǎo)敏感度進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果證明，AMT控制器的傳導(dǎo)敏感度均滿足敏感度判據(jù)的要求，AMT控制器設(shè)計(jì)具有很好的抗電磁傳導(dǎo)干擾能力。