分析車載電子設(shè)備電磁干擾的影響

摘要：車輛中電器設(shè)備運(yùn)行的過程中產(chǎn)生的電磁干擾會對其他車載電子設(shè)備造成重要的影響，根據(jù)這個(gè)問題，本文通過對車載電子設(shè)備的分類及常見的干擾源和受干擾源的分析，針對不同車載電子設(shè)備的特點(diǎn)提出了降低電磁干擾的措施，以期提升車載電子設(shè)備的抗干擾性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：車載電子設(shè)備；電磁干擾；影響

1、車載電子設(shè)備分類

根據(jù)電磁干擾分析，車載電子設(shè)備包括電磁干擾源設(shè)備和受干擾設(shè)備。電磁干擾源設(shè)備在工作的過程中會產(chǎn)生電磁干擾，影響受干擾設(shè)備的正常運(yùn)行，而受干擾設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾不太明顯，本文所說的抗干擾措施是針對受干擾設(shè)備來講的。采用抗干擾措施可以使受干擾設(shè)備工作的穩(wěn)定性和車輛整體的穩(wěn)定性得到提升。如電磁式轉(zhuǎn)速傳感器會在工作中產(chǎn)生相應(yīng)的波形，利用計(jì)時(shí)器對一定時(shí)間段內(nèi)的電壓波形圖計(jì)數(shù)，用車輪轉(zhuǎn)動直徑換算得出車輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)受到電磁干擾影響時(shí)，電磁傳感器測量輸出的電壓波形會發(fā)生如峰值過高、信號紊亂等變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速傳感器輸出的轉(zhuǎn)速信號產(chǎn)生較大的誤差，進(jìn)一步影響其他系統(tǒng)的工作。

2、常見的干擾源和受干擾源

2.1常見的干擾源

2.1.1發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)

本文所講的主要是汽油機(jī)，汽油機(jī)在運(yùn)行中需要運(yùn)用高壓電把可燃?xì)怏w點(diǎn)燃。因?yàn)闅怏w點(diǎn)燃的過程是一個(gè)能耗的過程，所有高壓點(diǎn)火系統(tǒng)需要足夠的能量擊穿氣體，另外點(diǎn)火的時(shí)間決定了短時(shí)間內(nèi)需要足夠能量，所以只能采用提升點(diǎn)火電壓的方式使點(diǎn)火能量提高，一般采用高壓點(diǎn)火方式時(shí)點(diǎn)火的電壓可以達(dá)到25千伏以上，是點(diǎn)火系統(tǒng)次級繞組中的電壓；另外點(diǎn)火系統(tǒng)繞組也有較高的電壓，當(dāng)點(diǎn)火脈沖到來，初級繞組可以產(chǎn)生的電壓甚至高于300V。根據(jù)電磁感應(yīng)原理得出，如果初級和次級繞組中高電壓不變，點(diǎn)火系統(tǒng)就不會產(chǎn)生大的電磁干擾。但根據(jù)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理得出，點(diǎn)可燃?xì)怏w的時(shí)間比較短，在這時(shí)間之外初級和次級繞組電壓值基本穩(wěn)定，但點(diǎn)火的瞬間這些電壓值會迅速上升然后下降，這種頻繁的變化將在周圍空間產(chǎn)生巨大的電磁場，會干擾到其他的電子設(shè)備。

2.1.2電機(jī)

電機(jī)工作的過程中電壓產(chǎn)生變化時(shí)會有強(qiáng)烈的電磁干擾，當(dāng)前汽車上采用的電機(jī)越來越多，如電動玻璃驅(qū)動電機(jī)、雨刮驅(qū)動電機(jī)等。電機(jī)屬于感性負(fù)載，電機(jī)的電源切斷會在周圍空間產(chǎn)生比較強(qiáng)的電磁場，進(jìn)而干擾其他電磁設(shè)備。如雨刮驅(qū)動電機(jī)，雨刮是由多檔位控制的，一般情況雨刮的工作是非連續(xù)性的，使驅(qū)動電機(jī)常處于“啟動—停止—啟動”的狀態(tài)下，這種情況下會產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的電磁干擾。

2.1.3各類開關(guān)

在汽車上采用了許多開關(guān)控制各種電器設(shè)備，這些開關(guān)在接通和斷開時(shí)都會造成電磁干擾，如在開啟和關(guān)閉車輛的照明系統(tǒng)時(shí)會在周圍產(chǎn)生一定的電磁干擾。

2.2常見的受干擾源

2.2.1各類傳感器

現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)來自傳感器技術(shù)的發(fā)展，ECU處理器通過對各種傳感器數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而控制車輛各部分的運(yùn)行狀況，典型的車載傳感器有溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、輪速傳感器等，這些傳感器的電壓都較低，一般只有5V，工作時(shí)的電流也比較小。當(dāng)周圍的空氣中產(chǎn)生電磁干擾時(shí)，這些傳感器中測量的輸出信號會發(fā)生變化，進(jìn)而不能真實(shí)的反映測量的物理量的真實(shí)值。

2.2.2信號傳輸線

車載傳感器一般在車輛各個(gè)位置布置，如車載空調(diào)的溫度傳感器一般設(shè)置在車輛的前保險(xiǎn)杠位置，車載倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的超聲波傳感器一般在車輛的后保險(xiǎn)杠布置，需要把這些傳感器的信號傳輸?shù)杰囕dECU中，而一般車載ECU只有一個(gè)，并且在發(fā)動機(jī)艙布置，所以需要采用大量線纜連接車載ECU和傳感器。傳感器輸出的信號電壓較低，經(jīng)過長距離的傳輸容易受到電磁干擾，主要是電磁干擾利用電磁效應(yīng)在傳輸線纜上產(chǎn)生額外電壓，這些額外電壓和信號原始電壓疊加，使ECU收到的信號不是傳感器輸出的原始信號。

2.2.3車載ECU

車載ECU主要是控制車輛的電子設(shè)備的工作，一般會安裝在發(fā)動機(jī)艙之內(nèi)，離雨刮系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)較近。因?yàn)檐囕dECU工作頻率較高，工作時(shí)的電壓比較低，因此電磁干擾很容易對ECU產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其程序發(fā)生紊亂，而使電子設(shè)備工作失靈，甚至使車輛失控。

2.2.4圖像相關(guān)設(shè)備

現(xiàn)代汽車逐漸傾向于采用圖像相關(guān)設(shè)備增加車輛的舒適性和安全性，如可視倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)、車載影像系統(tǒng)、車載GPS系統(tǒng)、車載視頻系統(tǒng)等，這些圖像相關(guān)設(shè)備在工作過程中也會受到相應(yīng)的電磁干擾，影響到圖像的采集、傳輸、顯示等，導(dǎo)致圖像失真或完全失效等問題。

3、抗電磁干擾的措施

3.1加裝消火電容

在車載電子設(shè)備容易產(chǎn)生火花的地方如發(fā)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量火花，加裝消火電容。一般采用O.5uF容量的瓷片無極性電容在易產(chǎn)生火花兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián)，可以使電火花基本消除，減少產(chǎn)生電磁干擾的來源。

3.2金屬屏蔽方法

屏蔽方法可以使電磁干擾帶來的問題得到有效解決，如在鋼鐵大橋附近手機(jī)的信號較差就是受金屬屏蔽的影響。這種方法對信號傳輸線纜和車載ECU比較適用。針對信號傳輸線，一般采用帶有金屬屏蔽層的傳輸線纜，使金屬屏蔽層接地，可以對線纜上傳輸?shù)娜蹼妷盒盘柶鸬接行У谋Ｗo(hù)作用，使信號傳輸更加正確；針對車載ECU，可以采用帶盒裝包裝的固定方法，在密閉的空間安放ECU，起到減少外界干擾的作用。

3.3采用看門狗技術(shù)

看門狗技術(shù)包括硬件和軟件看門狗方法，這兩種方法原理相似。當(dāng)電磁干擾對正常工作中的設(shè)備造成較大影響時(shí)，這些設(shè)備的工作狀態(tài)會和正常的狀態(tài)有一定的差別。通過對比，在工作狀態(tài)變化較大的情況下利用看門狗方法復(fù)位系統(tǒng)工作程序，控制相關(guān)設(shè)備正常的工作，使電磁干擾帶來的影響降低。

3.4使用CAN總線技術(shù)

CAN總線技術(shù)是博世公司對車載環(huán)境數(shù)據(jù)通訊提出的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在汽車行業(yè)。CAN總線運(yùn)用一對雙絞線作為信號高和低來傳輸信號，因?yàn)閮筛€互相纏繞，兩條線都會受到干擾，但兩條線之間的信號電壓差基本不變，使傳輸信號不易受電磁干擾，穩(wěn)定性能良好；另外CAN總線技術(shù)可以使車載環(huán)境下對線束的使用量減少，進(jìn)而減少了電磁干擾的影響。

4、結(jié)語

綜上，汽車采用大量的電子設(shè)備會帶來電磁干擾問題，車載電器引起的電磁干擾對那些電壓低、功耗小的用電設(shè)備造成巨大的干擾，還會對車輛周圍造成電磁污染。所以應(yīng)該根據(jù)車載環(huán)境的特點(diǎn)，提出減少電磁干擾的方法，使其對車載電子設(shè)備的影響得以減少。

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