随着汽车电子控制技术的飞速发展,越来越多的敏感电子器件应用在汽车上,因此防电磁干扰问题显得非常重要。 1.电磁干扰产生的根源及危害性： (1)汽车电磁干扰源：有试验表明,在大气中断开电路时,如果被断开的电源电压超过12~20V,电流超过0.25~1.0A,会在断点之间产生电火花(电弧)。电火花实质上是一种电磁波,能对其他电器设备产生干扰。 就汽车内部而言,电磁干扰源主要来自以下两方面:一是来自传统部件,包括发电机、分电器、刮水器、闪光器、电喇叭、冷却风扇电动机等;二是来自现代电子控制部件,包括ECU、SOC、电子燃油喷射控制器、中控门锁控制器、电子模块以及信号线等。其中,点火系统是一个高电压、强磁场的干扰源,电子点火模块产生的电磁波会干扰其他的电子模块、传感器和电路。 具体来说,汽车上的电磁干扰主要来自以下几方面: 1)当电器的开关接通或断开,以及负载的电流、电压和磁场发生变化时,都容易产生高频干扰信号。 2)电感型负载在切换时,在电路中产生高频振荡,振荡的峰值电压可以达到200V左右。任何因素激发的电气振荡都会通过导线等以电磁波的形式发射出去,势必对其他电子设备产生干扰。因此,点火系统(特别是绝缘性能不良的点火线圈、分缸高压线)、交流发电机、电动机、喇叭、电磁离合器等都是电磁干扰源。 3)各个电子控制系统的工作制式不同,它们之间会以不同的方式彼此干扰。例如电子防盗系统工作时发出的信号,会干扰组合仪表上的里程表、充电指示灯等的正常工作。一辆桑塔纳2000GL轿车怠速不稳,怠速时里程表一阵一阵地跳跃,充电指示灯一阵一阵闪烁，检査结果就是由于电磁干扰的缘故。对电子防盗器进行检修后,故障被排除。 (2)电磁干扰的检测方法：检测电磁干扰的方法是,将示波器连接在电源线或接地线上,可以检测到是否存在电磁干扰。也可以使用示波器对传感器、执行器进行实际工况检
测,并与正常波形图进行对比,可以轻松地发现问题所在。
(3)汽车电磁干扰的危害虽然电磁干扰持续的时间很短(300μs左右),一般不会引起电子器件损坏,但是对于具有高频响应的电子控制系统(例如EI等),往往会引起误动作。在一定的条件下,电磁干扰能够改变传感器发送给ECU的信号以及ECU发送给执行器的指令,导致电控汽车的运转性能不稳定。
电磁干扰的危害性在于:
1)导致发动机无规律熄火甚至无法起动(电磁干扰影响凸轮轴信号);
2)仪表显示不正常甚至黑屏;
3)音响、导航指示异常或者死机;
4)机油压力指示灯异常点亮；
5)车身电器设备工作失常;
6)造成控制单元存储虚假的故障码。
因此,汽车维修人员对于电磁干扰应当有足够的认识。
2.抑制点火系统产生的电磁干扰：
(1)采用新型的电子点火系统电子点火系统取消了传统的分电器触点,从传感器获得点火信号,用晶体管控制一次电路的通断,因而消除了断电器、分火头与分电器盖旁电极之间的火花放电,减小了对电器装置及控制模块的干扰,可以提高电控装置的使用可靠性。
最好采用线圈火花塞一体化(COP)点火系统(例如长安福特福克斯C307)。COP点火系统与传统点火系统的最大区别,在于各缸点火线圈直接安装在火花塞的顶部(见图5-22),不通过分电器和高压线,所以点火线圈的感应电压直接加在火花塞电极上。由于没有分缸高压线,从而减少了对ECU的电磁干扰。
(2)采用高压阻尼点火线：
(3)采用电阻型火花塞或屏蔽型火花塞：电阻型火花塞是在常规火花塞内安装5~10k欧的电阻,绝缘体内的导体密封剂改为电阻密封剂,这样能够抑制火花塞跳火时电容的放电电流,因而降低了对外产生的电磁干扰,同时通过熄灭电容性再点火,减少对火花塞电极的腐蚀。屏蔽型火花塞则是利用金属壳体把整个火花塞屏蔽起来,能够有效地抑制电磁干扰。
3.确保发电机和起动机工作正常：
发电机整流二极管损坏后,发电机会产生脉冲磁场,所以要注意检查发电机的输出波形是否正常。无论交流发电机还是直流发电机,都可以在其输出端安装一个电容器来抑制电磁干扰。直流发电机可以用1~3μF的电容器,交流发电机用3μF的电容器。电容器可以安装在发电机的一个固定螺栓下面。另外,要防止发电机的输出电压过高。
4.采用高质量的线束：
电控汽车的线束比较复杂(见图5-23),容易形成电磁干扰。
一辆桑塔纳时代超人轿车,接通点火开关后,ABS指示灯常亮不熄灭。用V.A.G1552故障诊断仪读取故障码,指示右前轮轮速传感器信号不良。举升汽车,
，检査右前轮及其轮速传感器,安装位置正确,车轮轴承的磨损量也不大。读取数据流,加速时右前轮轮速传感器的信号出现瞬间丢失现象。然后在一段平直的路面上试车,加速时右前轮轮速传感器也有信号丢失现象,说明轮速信号瞬间丢失并不是路况不好引起的。分析原因,可能是点火系统向外界辐射了较强的电磁波,同时导线屏蔽不良,因而对轮速传感器的信号产生了干扰。找来段从进口汽车上换下来的导线,取代该车右前轮轮速传感器连接到ABS控制单元之间的导线,消除故障码后路试,一切恢复正常。
5.保持良好的接地、屏蔽与隔离：
(1)接地：接地是指建立电子器件与参考点之间的导电通路。电器良好的接地,是抑
制电磁干扰的主要措施之一,接地是否良好将影响传感器输入ECU信号的质量。良好的接地包含两方面内容,一是接地要牢靠,以尽量减少接触电阻和电压降。二是接地点要正确,一个不良的接地系统,不仅起不到应有的作用,反而会削弱已经妥善屏蔽的电子器件的屏蔽效果。
在维修汽车时,不要将信号接地和屏蔽层接地接到同一点上,这是因为高频变化的信号电压在其接地点上会产生各种电磁噪声,如果屏蔽层连接到信号接地点上,这种噪声电压会沿着屏蔽层向外扩散。
(2)屏蔽：屏蔽(见图5-24),实质是一种去耦技术。凡是属于“场”的干扰,都可以采用屏蔽的方法加以削弱和限制。
对汽车电器进行屏蔽的目的,一是将电磁辐射能限制在有限的区域,使高频电磁波在屏蔽的金属罩内产生涡流,变成热能消耗掉,使电磁波不能传播出去。例如,利用金属罩壳对刮水器电动机、暖风电动机和闪光器继电器等进行遮盖。二是为了保护输入ECU的传感器交变信号不受干扰,对传感器输入导线进行屏蔽,即把氧传感器、空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和爆燃传感器等信号线用金属网或金属管套住,其屏蔽罩之间以及金属罩与车体之间必须接触良好。
由于点火线圈的一次电压波形非常重要,所以常常采用接地屏蔽来保护一次点火电路,防止电磁波影响其产生的感应电压波形。这种接地屏蔽装置包括一根裸线,其中只有一端接地(确保没有电流通过),它的长度等于一次电路的长度。裸线和一次电路再与铝箔包裹在一起。在其他系统(如制动防抱死系统中的轮速传感器电路)中也有这种接地屏蔽。在维修时,必须避免破坏接地屏蔽的完整性。
另外,如果原来没有设置屏蔽,作为应急措施,可以用细的裸露线在需要屏蔽线束的周围缠绕,并且就近接地,以形成屏蔽。
(3)隔离：在汽车维修中,即使难以采取稳压隔离、光电隔离,至少应当采用空间隔离措施,使电磁干扰源远离易扰器件。
为了使信号线离开电磁干扰源,在距离传感器线路3~5cm的范围内,尽量不要布置其他导线,以防信号被干扰或者ECU错误触发。
6.其他防电磁干扰措施：
1)如果故障诊断仪与汽车上的电控单元无法通信,可能是CAN数据线路受到电磁干扰。注意,不要让故障诊断仪的连接电缆太靠近分缸高压线、点火线圈、起动机或爆闪灯等。
2)必要时对电子系统进行设定。许多越野汽车配备了电子指南针,电子指南针一旦受强磁场干扰(如汽车经过高压电塔、进入地下停车场、磁铁靠近电子指南针等)就会失灵,出现指针乱转、乱闪现象,重新设定一次就可以恢复正常。注意:在实施电子指南针设定期间,不要操作电动天窗或电动门窗,避免造成电磁干扰。
3)对电控系统进行检测或设定时,要远离干扰源。例如：
①进行发射器设定时,要将汽车移动到一个没有电磁干扰的地方进行,不要在有荧光灯的场所设定,因为荧光灯会产生与红外线相似的电磁波。另外,不要在正在进行遥控门锁编程的汽车附近操作遥控发射器或对其编码,以免将遥控发射器的代码写入别的车辆。
②检测ABS、ASR或EDS系统时,为了不受外界电磁干扰,应使车辆远离电焊机等大电流设备。
4)不要随意在汽车上安装未经批准的、大功率的音响、无线电发射装置、警报装置以及氙气前照灯等。
5)在电动门窗系统的电动机内部,一般应设置抑制无线电干扰的装置,以防止在使用电动门窗升降器时对车内无线电的接收造成千扰。
6)如果电器零件损坏,要坚持使用原厂的配件。
