汽车电脑工作在较为复杂的振动、高温、低温和恶劣的电磁环境中,需要在不同的道路和气候条件下行驶,这些环境因素往往造成汽车电子控制装置的性能下降,甚至不能完成规定的功能或损坏,因此汽车ECU需要很高的可靠性和对环境的耐久性。 1.能适应较大的电源电压波动： 以12V电源为例,正常的电源电压波动范围为10~15V,发动机低温启动时,蓄电池电压可降至6~8V,启动完成后,发电机开始发电,在很短的时间内,电源电压就会升高超过12V。 此外,汽车电脑还要承受瞬变电压的冲击,瞬变电压是指由于电磁感应在短时间内产生的较高的脉冲电压。较大的电感性负载,在电流通断的瞬间都能产生很高的自感电动势,有
的可达几百伏。因此,汽车电脑的电源电路必须具有很好的抗干扰能力和稳压作用。
2.硬件抗干扰措施：
汽车电磁设备对汽车电脑的干扰,一般都是以脉冲的形式进入的,抗干扰措施主要有以下几点。
①消除电源电压波动干扰。采用稳压电源使汽车电源经过稳压后再送给汽车电脑;可在直流稳压器的进、出端连接滤波器,以减小浪涌电压的干扰。
②消除过程通道和空间干扰。过程通道是指单片机与传感器及执行机构之间进行信息传输的路径,其干扰因素是传输线路长,积累干扰量大。可采用光电隔离器、双绞线、同轴电缆、光纤等传输方式消除干扰。同时要对干扰源进行屏蔽,减小干扰源对外电磁辐射。
③消除接地系统干扰。接地系统干扰主要是由于多点接地,使得两接地点的电位不为零,这个电位差对电路的输入或输出电压产生干扰。对于汽车以金属车身为负极和地线的情况,预防措施:与车身连接的接地点一定要连接可靠;重要的地线可以用铜线作专用地线;
大电流和弱信号电路的地线分开走线。
3.软件抗干扰措施：
采用硬件抗干扰措施可以提高系统的可靠性,但是会使系统成本相应提高,而且并非所有的干扰或故障都能够通过这种方法得到完全解决。为弥补硬件抗干扰的不足,还必须增加软件抗干扰的方法。
(1)数据采集中的软件抗干扰措施：在检测汽车缓慢变化的信号时,如果某时刻只把一次采集到的数据作为该参数的真实数据,往往会由于某种偶然因素使数据失真,造成误差或错误。在这种情况下可采用数字滤波。比如,连续采集数据3~5次取其平均值,或去掉最大值、最小值后取其平均值;根据控制系统所采集的数据的大小范围,通过编程判别采样值是否超出正常值的范围来判断是否是干扰值。
(2)程序运行失常的抗干扰措施系统受到干扰后,致使程序计数器的值改变,导致程序运行失常,对此可采取以下措施及时引导系统恢复原始状态。
①启动监视定时器。监视定时器是一个计数器,启动后,会根据电脑
内部的时钟信号自动计数,当计数器溢出时,系统即进入强制复位,并重新初始化。
②设置软件陷阱。当程序指针失控时,程序跑飞,有时会进入各种非程序区,导致严重的后果。为尽量避免出现上述现象,提高系统的监控能力,可在所有的非程序区设置系统复位指令,这样一旦程序跑飞进入非程序区,就可以立即迫使程序进入初始状态。
