研究丨AMT控制器传导电磁敏感度

作者有话说

随着全球信息技术的不断发展，现代车辆上的电子电气产品数量急剧增加，导致车载平台上的电磁环境日趋复杂，严重影响车载电子电气设备的正常工作。车载电控机械式自动变速器(AMT)控制器作为汽车控制系统的核心部件，起到挡位决策、换挡控制、发动机扭矩输出控制等功能，极易受到电磁干扰导致控制指令传输错误，造成人员伤亡等严重后果缘由，对AMT控制器传导电磁敏感度进行研究，确保AMT控制器的电磁安全性。

引言

AMT（Automatic Manual Transmission）是一种将换挡执行系统和控制系统加装在传统固定轴式手动机械变速箱的的自动变速器。AMT控制器作为汽车控制系统中的核心部件，主要由信号处理电路、功率驱动模块等组成，通过CAN总线与汽车电子单元进行通信，实现挡位决策、换挡控制、发动机扭矩输出控制等功能。AMT控制器作为电磁敏感元件，主要控制车辆系统完成预定的功能，但又极易受到电磁干扰导致传输信号误码率增高、传输中断、甚至传输错误指令，其可靠性直接决定控制系统工作的稳定性。现代车辆上的各种电子产品不断增加，导致车载平台上电磁环境日趋复杂、十分恶劣，AMT控制器作为车载平台电磁敏感部件的危害必须引起高度重视、实施科学评估。

根据GJB 151B-2013 《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》，选取某型号AMT控制器进行CS101、CS106、CS114、CS115和CS116五项电磁兼容性指标进行测试，从而确定该型号AMT控制器是否满足GJB 151B-2013中电磁传导敏感度判据的要求。

1 AMT控制器

AMT控制器作为汽车上变速箱电子控制系统的核心部件，需要根据传感器所监测到的节气门开度、车辆速度、变速器油温等参数以及各种开关的实时状态，进行综合计算、比较和分析后，对其内部设定的控制程序进行调配使用，并将指令传送到各个执行器上，使电机进行相应的动作，从而实现控制变速器的功能。被测AMT控制器采用直流24V供电，电源线束为非屏蔽线缆，被测AMT控制器如图1所示。在对AMT控制器进行电磁敏感度试验时，需要线路阻抗稳定网络给其提供24V直流电压，并用测试工装检测AMT控制器测试状态。

图1 AMT控制器

2 电磁传导敏感度试验

为了减少外界电磁信号的干扰，AMT控制器电磁敏感度试验需在微波暗室中进行测试，测试过程中暗室内不能有与其测试无关的设备工作。并按照GJB 151B-2013进行试验配置。

2.1 CS101试验

CS101测试是针对AMT控制器的直流输入电源线进行的传导敏感度测试，测试频率范围为25Hz～50kHz。进行电源线传导敏感度试验时，AMT控制器不应出现任何故障、新能下降或偏离规定的标准值。测试过程中，测试频率步长进度选择5%，驻留时间为3s。CS101电源线传导敏感度试验按GJB 151B-2013要求进行布置，布置原理图如图2所示。

图2 CS101电源线传导敏感度试验布置

在对AMT控制器直流输入电源线进行信号注入时，按照GJB151B-2013中CS101项对于额定电压≤28V的限制要求进行。

CS101电源线传导敏感度试验时，AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装的模拟量界面，各项参数均应始终保持在标准值的误差范围内，如图3所示。

图3 CS101电源线传导敏感度试验结果

2.2 CS106试验

CS106测试是针对AMT控制器的直流输入电源线进行尖峰信号传导敏感度的试验，测试过程中AMT控制器不应出现任何故障、性能降低或偏离规定的标准值。CS106电源线尖峰信号传导敏感度试验按GJB 151B-2013要求进行布置，如图4所示。

图4 CS106电源线尖峰信号传导敏感度试验

在对AMT控制器直流输入电源线进行信号注入时，按照GJB151B-2013中CS106项要求进行，注入信号幅度为100V，脉冲宽度为0.15μs、5μs、10μs，注入信号类型为正向和负向，重复频率为10PPS，注入时间5min。

CS106试验过程中，AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装的模拟量界面，各项参数均应始终保持在标准值的误差范围内，如图3所示。

2.3 CS114试验

CS114测试是针对AMT控制器的电缆束注入的传导敏感度测试，测试频率范围为10kHz～400MHz。进行电缆束注入敏感度试验时，AMT控制器不应出现任何故障、新能下降或偏离规定的标准值。CS114电缆束注入敏感度试验按GJB 151B-2013要求进行布置，试验布置原理图如图5所示。

图5 CS114电缆束注入敏感度试验布置原理图

在对AMT控制器电缆束注入敏感度试验时，按照GJB151B-2013中CS114项极限值对陆军／地面设备的要求注入。

CS114电缆束注入试验过程中，AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装的模拟量界面，各项参数均应始终保持在标准值的误差范围内，如图3所示。

2.4 CS115试验

CS115测试是针对AMT控制器的电缆束注入脉冲激励传导敏感度测试，测试过程中 AMT控制器不应出现任何故障、新能下降或偏离规定的标准值。CS115电缆束注入脉冲激励敏感度试验按GJB 151B-2013要求进行布置，试验布置原理图如图6所示。

图6 CS115电缆束注入脉冲激励传导敏感度试验

CS115测试以30Hz的重复频率开展1min的测试，注入幅度为5A。

CS115电缆束注入脉冲激励试验过程中，AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装的模拟量界面，各项参数均应始终保持在标准值的误差范围内，如图3所示。

2.5 CS116测试

CS116测试是针对AMT控制器电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度的测试，测试过程中 AMT控制器不应出现任何故障、新能下降或偏离规定的标准值。CS116电缆束注入脉冲激励敏感度试验按GJB 151B-2013要求进行布置，试验布置原理图如图7所示。

图7电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度布置原理图

CS116测试选取10kHz、100kHz、1MHz、10MHz、30MHz和100MHz的频点上进行试验，注入信号为典型阻尼正弦波，重复率为10pps，信号注入时间为5min。AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装的模拟量界面，各项参数均应始终保持在标准值的误差范围内，如图3所示。

CS116电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度的试验过程中，AMT控制器由直流24V供电，处于上电状态，连接测试工装，在模拟量界面设定档位及参数。观察测试工装模拟量界面，各项参数始终保持在标准值的误差范围内。

3 结束语

依据GJB 151B-2013中对军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量，通过对AMT控制器共进行了CS101、CS106、CS114、CS115和CS116五项电磁兼容性的传导敏感度进行测试。测试结果证明，AMT控制器的传导敏感度均满足敏感度判据的要求，AMT控制器设计具有很好的抗电磁传导干扰能力。

作者：王彪，王天楠，赵洋

单位：中国北方车辆研究所

简介：王彪，科技骨干，主要从事装备电磁环境效应与电磁安全研究工作。

引用本文：王彪，王天楠，赵洋.AMT控制器传导电磁敏感度研究[J].环境技术,2023,41(08):58-61.