ABS電磁兼容性能的測(cè)試方法探討

文/顧海雷 王偉

【機(jī)動(dòng)車專欄】

ABS電磁兼容性能的測(cè)試方法探討

文/顧海雷1王偉2

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）作為機(jī)動(dòng)車上的安全部件，其電磁兼容性能在我國(guó)已作為一項(xiàng)強(qiáng)制性檢驗(yàn)要求加以執(zhí)行。但由于國(guó)內(nèi)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于ABS電磁兼容性能測(cè)試方法沒(méi)有明確的方法要求，故存在利用整車進(jìn)行ABS電磁兼容性能測(cè)試，如生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)測(cè)試和將其作為零部件進(jìn)行測(cè)試等不同方法。本文系統(tǒng)介紹了目前常用的ABS電磁兼容性能測(cè)試方法，同時(shí)對(duì)不同的方法進(jìn)行分析比較和探討。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)電磁兼容性能測(cè)試方法

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是一種在機(jī)動(dòng)車中使用的能夠避免車輛失控，一般還能減少制動(dòng)距離，以提高機(jī)動(dòng)車安全性的技術(shù)。沒(méi)有安裝ABS的機(jī)動(dòng)車，在行駛中如果用力踩下制動(dòng)踏板，車輪轉(zhuǎn)速會(huì)急速降低，當(dāng)制動(dòng)力超過(guò)車輪與地面的摩擦力時(shí)，車輪就會(huì)被抱死，完全抱死的車輪會(huì)使輪胎與地面的摩擦力下降。若前輪被抱死，駕駛員就無(wú)法控制車輛的行駛方向；后輪被抱死，就極容易出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，極易造成安全事故。但ABS使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響其他車載電氣產(chǎn)品的正常工作，同時(shí)也會(huì)受到其他電氣設(shè)備的電磁干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作或者失效，從而關(guān)系到機(jī)動(dòng)車整車工作的可靠性和安全性。所以，對(duì)機(jī)動(dòng)車ABS的電磁兼容性能已經(jīng)被眾多ABS生產(chǎn)企業(yè)和機(jī)動(dòng)車生產(chǎn)企業(yè)所重視，尤其是國(guó)外不少品牌機(jī)動(dòng)車。目前，ABS的電磁兼容性能在我國(guó)也已作為一項(xiàng)強(qiáng)制性檢驗(yàn)要求加以執(zhí)行。

中機(jī)車輛技術(shù)服務(wù)中心（CVTSC）對(duì)《車輛產(chǎn)品強(qiáng)制性檢驗(yàn)項(xiàng)目》公告強(qiáng)檢第81項(xiàng)——GB/T 13594-2003《機(jī)動(dòng)車和掛車防抱制動(dòng)性能和試驗(yàn)方法》進(jìn)行了調(diào)整，其中5.1.4條明確要求：ABS工作受磁場(chǎng)或電場(chǎng)的不利影響時(shí)應(yīng)能正常工作，且按GB/T 17619-1998《機(jī)動(dòng)車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測(cè)量方法》的規(guī)定驗(yàn)證；對(duì)裝有ABS機(jī)動(dòng)車在進(jìn)行騷擾試驗(yàn)時(shí)應(yīng)符合GB 18655-2002《用于保護(hù)車載接收機(jī)的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》的要求。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)ABS電磁兼容性能提出了明確的要求，其中還包含了電磁騷擾性能和電磁抗擾度性能的要求。

一、測(cè)試應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，該兩項(xiàng)新增測(cè)試項(xiàng)目在日常測(cè)試中主要采用零部件測(cè)試方法進(jìn)行考核，即將安裝于實(shí)車上的ABS單獨(dú)作為測(cè)試樣品進(jìn)行測(cè)試。由于需要將ABS單獨(dú)作為測(cè)試樣品，故整車的ABS供應(yīng)商進(jìn)行配合很重要，利用ABS供應(yīng)商提供的信號(hào)觸發(fā)系統(tǒng)、運(yùn)行模擬設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件等輔助設(shè)施，使ABS處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并能夠?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然后分別按照GB 18655和GB/T 17619要求進(jìn)行測(cè)試。

GB/T 13594屬整車檢驗(yàn)項(xiàng)目，故檢驗(yàn)樣品由整車生產(chǎn)企業(yè)送檢，整車生產(chǎn)企業(yè)可以提供用于檢驗(yàn)的整車樣品。如果按照零部件測(cè)試方法進(jìn)行考核，則需要整車生產(chǎn)企業(yè)與ABS供應(yīng)商進(jìn)行溝通，需要讓ABS供應(yīng)商配合整車生產(chǎn)企業(yè)完成這兩項(xiàng)測(cè)試。ABS供應(yīng)商需額外提供大量驅(qū)動(dòng)ABS正常運(yùn)行的輔助設(shè)施，如信號(hào)觸發(fā)系統(tǒng)、運(yùn)行模擬設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件等，同時(shí)還需要ABS供應(yīng)商全程參與并協(xié)助完成這兩項(xiàng)測(cè)試。

若整車生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法要求其ABS供應(yīng)商提供相應(yīng)的測(cè)試協(xié)助工作，則對(duì)于整車生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)非常被動(dòng)，這樣會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)周期加長(zhǎng)并且測(cè)試過(guò)程繁瑣。

二、整車測(cè)試方法的操作性分析

利用零部件進(jìn)行測(cè)試，最終的目的也是讓零部件安裝于整車后能滿足電磁兼容性能的要求。零部件測(cè)試時(shí)即使盡量模擬整車的實(shí)際布置，也只能是盡量接近，無(wú)法完全模擬零部件安裝于整車后的實(shí)際狀態(tài)。若能夠利用整車實(shí)現(xiàn)ABS電磁兼容性能檢驗(yàn)，即在整車對(duì)ABS進(jìn)行電磁兼容性能考核，其更接近于整車實(shí)際運(yùn)行工況下ABS電磁騷擾和電磁抗擾度性能，測(cè)試數(shù)據(jù)反映真實(shí)再現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果更有判斷價(jià)值。

根據(jù)以往的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)分析和實(shí)際測(cè)試結(jié)果判斷，歐洲著名的認(rèn)證機(jī)構(gòu)（如VCA/TUV等）在整車出口認(rèn)證檢驗(yàn)中如果需要對(duì)車輛的ABS進(jìn)行檢驗(yàn)，這些機(jī)構(gòu)會(huì)采用整車的方式來(lái)考核ABS電磁抗擾度測(cè)試（見(jiàn)圖1）。

ABS生產(chǎn)企業(yè)在針對(duì)自身產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究摸底試驗(yàn)中，同樣已經(jīng)廣泛使用整車的方式來(lái)考核ABS電磁兼容性能，并且具有較強(qiáng)的可操作性。目前，國(guó)際著名ABS制造商——德國(guó)大陸集團(tuán)的企業(yè)測(cè)試規(guī)范就是采用整車測(cè)試方法。

圖1 整車ABS電磁抗擾度測(cè)試

三、整車測(cè)試方法的具體建議

建議將整車ABS測(cè)試方法作為零部件ABS測(cè)試方法的補(bǔ)充，兩種方法都被認(rèn)可，以便在嚴(yán)格控制系統(tǒng)安全的前提下，解決強(qiáng)制性檢驗(yàn)管理中整車生產(chǎn)企業(yè)遇到的實(shí)際困難。下面就整車ABS測(cè)試方法進(jìn)行分析和介紹。

在GB/T 13594中針對(duì)ABS提出了電磁騷擾性能和電磁抗擾度性能兩個(gè)方面的要求。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的只有針對(duì)整車電磁騷擾性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，還沒(méi)有針對(duì)整車電磁抗擾度性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)整車電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)若進(jìn)行修訂，建議參考?xì)W洲整車認(rèn)證法規(guī)ECE R10《關(guān)于車輛電磁兼容性能認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定》中的整車測(cè)試項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

在ECE R10法規(guī)中針對(duì)整車測(cè)試項(xiàng)目，包括電磁騷擾性能和電磁抗擾度性能兩個(gè)方面的測(cè)試要求。從測(cè)試項(xiàng)目來(lái)看，正好對(duì)應(yīng)GB 18655中的電磁騷擾性能測(cè)試和GB/T 17619中的電磁抗擾度性能測(cè)試。

①電磁騷擾性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)比較

對(duì)于電磁騷擾性能測(cè)試，在GB 18655中有5個(gè)測(cè)試等級(jí)，目前在實(shí)際的公告檢驗(yàn)測(cè)試中并沒(méi)有規(guī)定必須滿足哪個(gè)等級(jí)，這部分的測(cè)試要求并不十分明確；在ECE R10中只有一個(gè)測(cè)試等級(jí)，要求非常明確，即必須滿足這一測(cè)試等級(jí)，否則即為不合格。

ECE R10中的測(cè)試等級(jí)基本相當(dāng)于GB 18655中的第一測(cè)試等級(jí)，并且ECE R10和國(guó)內(nèi)另一整車電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB 14023-2011《車輛、船和內(nèi)燃機(jī)無(wú)線電騷擾特性用于保護(hù)車外接收機(jī)的限值和測(cè)量方法》相比較，其中寬帶輻射騷擾的測(cè)試限值均為32 dBμV/m～43 dBμV/m，但是窄帶輻射騷擾的測(cè)試限值在ECE R10中為22 dBμV/m～33 dBμV/m，而在GB 14023中該值為28 dBμV/m～35 dBμV/m，由此可見(jiàn)ECE R10中的等級(jí)要求嚴(yán)于GB 14023中的等級(jí)要求。因此，如果以ECE R10作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，則更能確保ABS安裝于整車之后的電磁騷擾性能。

②電磁抗擾度性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)比較

對(duì)于電磁抗擾度性能測(cè)試，在GB/T 17619中采用自由場(chǎng)輻射抗擾度的測(cè)試等級(jí)為24 V/m；在ECE R10中采用自由場(chǎng)輻射抗擾度的測(cè)試等級(jí)為30 V/m，明顯高于GB/T 17619中的測(cè)試要求。生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)測(cè)試ABS過(guò)程中，自由場(chǎng)輻射抗擾度的測(cè)試等級(jí)可達(dá)120 V/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于通行的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，目的就是確保ABS安裝整車之后在惡劣的工作環(huán)境中能夠正常工作。因此，以ECE R10作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于ABS這樣一個(gè)涉及整車安全性能的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)將更能確保其安裝于整車后的電磁抗擾度性能，保證其在更加惡劣的測(cè)試環(huán)境和使用環(huán)境中正常運(yùn)行。

①兩種測(cè)試方法對(duì)于ABS工作狀態(tài)的比較（見(jiàn)表1）。

表1 ABS工作狀態(tài)測(cè)試方法比對(duì)表

目前，按照GB 18655和GB/T 17619進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，ABS被單獨(dú)作為測(cè)試樣品，因此，需要整車的ABS供應(yīng)商進(jìn)行配合，利用ABS供應(yīng)商提供的信號(hào)觸發(fā)系統(tǒng)、運(yùn)行模擬設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件等輔助設(shè)施，使ABS在測(cè)試過(guò)程中處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，并能夠?qū)ζ涔ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

采用整車方式實(shí)現(xiàn)ABS電磁兼容性能測(cè)試，則必須以整車為樣品。為了考核ABS電磁兼容性能，必須使其處于實(shí)際的工作狀態(tài)，并且有相應(yīng)的手段進(jìn)行ABS運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

②整車ABS工作狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)

在利用整車進(jìn)行實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，首先利用測(cè)試轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛儀使車輛以50 km/h恒速運(yùn)行，待運(yùn)行穩(wěn)定后進(jìn)行緊急制動(dòng)，使整車ABS處于工作狀態(tài)，同時(shí)可以利用轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng)或其他輔助系統(tǒng)采集輪速曲線（見(jiàn)圖2），從而判斷車輛ABS是否正常工作。

圖2 利用轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng)采集的車輛輪速曲線

四、相關(guān)問(wèn)題分析

在利用整車進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，如果需要使ABS閥體一直處于工作狀態(tài)，考慮到ABS工作的特殊性，這一方式不具有可操作性。結(jié)合ECE R10中的測(cè)試要求與ABS在車輛行駛過(guò)程中的狀態(tài)，應(yīng)該著重考察ABS長(zhǎng)時(shí)電磁輻射騷擾。建議在電磁騷擾性能測(cè)試過(guò)程中，讓車輛以某一恒定車速穩(wěn)定運(yùn)行，使ABS處于穩(wěn)定的長(zhǎng)時(shí)待機(jī)工作狀態(tài)，以此作為系統(tǒng)的測(cè)試狀態(tài)，測(cè)量其長(zhǎng)時(shí)待機(jī)工作過(guò)程中的電磁騷擾信號(hào)，從而和標(biāo)準(zhǔn)中的限值要求進(jìn)行比較。

在電磁抗擾度性能測(cè)試過(guò)程中，考慮到ABS工作的特殊性，其無(wú)法在整車上連續(xù)工作。因此，若以連續(xù)頻率掃描的方式進(jìn)行測(cè)試，一旦ABS在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)異常，則無(wú)法判斷是哪一測(cè)試頻率點(diǎn)出現(xiàn)異常，并且不具有復(fù)現(xiàn)性?？紤]到這一情況，建議選用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的16個(gè)典型頻率點(diǎn)分別進(jìn)行測(cè)試，在這16個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行電磁抗擾度測(cè)試時(shí)，使整車ABS觸發(fā)工作，從而判斷其在這些典型頻率點(diǎn)的電磁抗擾度測(cè)試過(guò)程中是否正常工作。

通過(guò)上述分析可以看出，利用整車實(shí)現(xiàn)ABS電磁兼容性能檢驗(yàn)具有較強(qiáng)的可操作性，因此，如果能夠?qū)⒘悴考y(cè)試和整車測(cè)試兩種試驗(yàn)方法很好地結(jié)合起來(lái)，使其相輔相成、互相補(bǔ)充，這對(duì)于整車生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行強(qiáng)檢81項(xiàng)中整車ABS電磁兼容性能檢驗(yàn)的測(cè)試樣品準(zhǔn)備、測(cè)試周期控制、測(cè)試過(guò)程協(xié)調(diào)和測(cè)試結(jié)果控制都有著十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。

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The anti-lock braking system(ABS)as a safety component on a motor vehicle,its electromagnetic compatibility in our country has been a mandatory inspection requirements to be implemented.However,because there is no clear standard test method requirements for ABS electromagnetic compatibility testing methods,there exist different testing method,such as using vehicles which carries ABS for electromagnetic compatibility tests,as in the case of R&D testing in production manufactures;or testing electromagnetic compatibility on ABS parts.This paper describes the system currently used ABS electromagnetic compatibility testing methods,while different methods were compared and discussed.

ABS;EMC;Test Method

（作者單位：1國(guó)家機(jī)動(dòng)車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（上海）；2沃爾沃汽車技術(shù)（上海）有限公司）