汽車電控系統(tǒng)中電磁的干擾及檢修

王建權(quán)

（常德技師學(xué)院，湖南常德 415000）

0 引言

目前，汽車已經(jīng)成為人們生活中一項(xiàng)重要交通工具。電控系統(tǒng)已成為現(xiàn)代汽車的關(guān)鍵核心模塊，其廣泛的應(yīng)用已經(jīng)基本上解決了汽車的性能問題，但是，在車輛運(yùn)行過程中電控系統(tǒng)的穩(wěn)定直接影響到車輛的穩(wěn)定。在車輛運(yùn)行過程中，電控系統(tǒng)會受到各種內(nèi)外因素的干擾，如電磁干擾。因此，要保證各電控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中不影響汽車的正常使用，就需要提出解決電磁干擾的有效方法和策略。

1 電磁干擾主要來源分析

（1）點(diǎn)火系統(tǒng)。汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)很容易受到電磁的干擾，而火花塞就屬于重點(diǎn)來源地。當(dāng)點(diǎn)火線圈的一級電路被阻斷后，內(nèi)部便會出現(xiàn)相應(yīng)響應(yīng)。由于一級電路的電壓比較高，如果沒有實(shí)行具體的補(bǔ)救措施，就會導(dǎo)致內(nèi)部的部件甚至元件嚴(yán)重?fù)p壞。更為嚴(yán)重的是，當(dāng)一級與二級之間的間隔線被增高的二級線圈電壓燒壞時，會造成周圍火花放電現(xiàn)象、增強(qiáng)磁輻射，影響附件內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)的運(yùn)行。

（2）交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。如果接觸不良，交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部設(shè)備就會出現(xiàn)大量火花，這是由其特殊的運(yùn)行原理造成的，因此操作時需格外注意。交流發(fā)電機(jī)的電壓一般時高時低，通過實(shí)施及時斷電來進(jìn)行設(shè)備調(diào)控的拯救措施，會導(dǎo)致磁場線圈出現(xiàn)大幅變化，產(chǎn)生大量電磁波，加重電磁干擾。由于各設(shè)備之間的運(yùn)行存在一定聯(lián)系，當(dāng)蓄電池與發(fā)電設(shè)備的連接不太穩(wěn)定而發(fā)電機(jī)運(yùn)行速率加大時，交流發(fā)電裝置釋放電磁波的頻率會加快，各連接點(diǎn)就容易造成線路斷裂情況，干擾汽車電控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（3）電機(jī)。汽車上有各類電機(jī)設(shè)備，如起動機(jī)、暖風(fēng)機(jī)、中控門鎖電機(jī)等，也會因?yàn)殡娀鸹ìF(xiàn)象而產(chǎn)生電磁波，導(dǎo)致電磁干擾。因此，需要加強(qiáng)此類部件的有效屏蔽功能。起動設(shè)備因?yàn)檫\(yùn)轉(zhuǎn)速率快，受干擾的作用更加明顯。而各設(shè)備受干擾的峰值與頻率也不平衡，所以對時間控制作用效果不明顯。

（4）繼電器。各類電感式繼電器在汽車設(shè)備運(yùn)行時觸點(diǎn)會快速開閉，此時線圈會產(chǎn)生瞬間的、具有大能量的干擾源，甚至能達(dá)到三極管正常運(yùn)轉(zhuǎn)時電壓的幾十倍。高速運(yùn)行時，會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波輻射。振蕩時峰值電壓也相對較高，會導(dǎo)致繼電器附件產(chǎn)生大量電磁波，輻射會以空氣或其他形式進(jìn)行傳播。

（5）汽車裝潢用品。在對汽車進(jìn)行裝潢布置時，有些人會配備喇叭、音響等，雖然滿足了人們追求個性化發(fā)展的潮流，但是這些用品有的有電感性元件。如果沒有做好屏蔽保護(hù)工作，就會產(chǎn)生干擾信號，影響電控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（6）電磁耦合。汽車的電器系統(tǒng)內(nèi)部有許多的導(dǎo)線以及接地回路，它們的集合都比較密集，前者一般以束狀進(jìn)行捆扎，后者則是以多點(diǎn)的形式進(jìn)行搭鐵。因?yàn)闆]有屏蔽配線的隔斷，所以，會出現(xiàn)磁感應(yīng)耦合與電容耦合。而接地回路在形成的過程中會產(chǎn)生一條阻抗通道，當(dāng)電流通過導(dǎo)線進(jìn)入時，會與共地導(dǎo)線產(chǎn)生干擾反應(yīng)。由于耦合產(chǎn)生的電壓高達(dá)200 V，因此會對汽車的電子設(shè)備產(chǎn)生重大影響。

2 電磁干擾對汽車電控系統(tǒng)的影響及防護(hù)措施

2.1 影響

（1）干擾汽車電控系統(tǒng)的輸入信號。信號不能以實(shí)際值送給車輛 ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元），導(dǎo)致車輛ECU做出錯誤抉擇。

（2）干擾輸出信號發(fā)生偏錯，引導(dǎo)執(zhí)行器錯誤工作。電磁波的傳播方式多樣，如通過空氣、汽車本身等，由電控系統(tǒng)所造成的操作上的失誤，對汽車的安全性、穩(wěn)定性都會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.2 防護(hù)措施

首先，可以采用單線制的連接方法，將汽車的電源負(fù)極與發(fā)動機(jī)相連，可以有效抑制電磁的干擾。

其次，在汽車的內(nèi)部的點(diǎn)火高壓電路中串入一個阻尼電阻，通過降低電火花的電磁波頻率來抑制電磁干擾，并且電阻越大、效果越顯著。需要注意的是，電阻值的檢測需要符合汽車的車型。最后，通過電容器消滅電弧，如與雙金屬片型傳感器并聯(lián)的電容器，就能起到吸收電弧的作用。

3 汽車電控系統(tǒng)電磁干擾的故障檢修

3.1 檢修基本思路

（1）通過解碼儀分析。通過解碼儀進(jìn)行檢修屬于科學(xué)規(guī)范的操作。首先，需要對各類問題進(jìn)行有序編碼操作，讀取故障碼數(shù)據(jù)；接著，需要對讀取的故障碼進(jìn)行變化幅度、靈敏度以及量程的檢測；最后，選取核心參數(shù)進(jìn)行具體分析，查找問題的關(guān)鍵。綜合以上分析，來判斷其是否處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，再找出存在的關(guān)鍵問題。

（2）通過檢測結(jié)果查找干擾來源。由于各設(shè)備之間的運(yùn)轉(zhuǎn)是相互關(guān)聯(lián)的，所以，當(dāng)一個部件出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞時，其干擾的因素也會發(fā)生相應(yīng)變化。檢查設(shè)備時，可以在問題部件的附近對火線圈、屏蔽線等進(jìn)行檢測，這樣有利于確定電磁波的來源，查找干擾源的具體位置。

（3）通過示波器進(jìn)行波形分析。運(yùn)用示波器進(jìn)行分析是一種比較有效、準(zhǔn)確的方法。在對汽車設(shè)備的部件進(jìn)行檢測時，將檢測得到的波形圖與部件正常的波形圖進(jìn)行對比，根據(jù)是否存在差異來判斷是否屬于正常的部件，再通過分析確定故障位置。

3.2 故障檢修方法

3.2.1 檢修案例

行駛里程為16萬km的豐田凱美瑞汽車，在運(yùn)行過程中儀表盤警告燈一直為循環(huán)閃爍狀態(tài)。檢修人員通過觀察，對故障問題進(jìn)行分析，得出線路接觸不良或連接方式不正確、警告燈電子控制系統(tǒng)障礙、輪速傳感器或線圈錯誤等結(jié)論。由于警告燈發(fā)生持續(xù)性閃光的時間是在點(diǎn)火開關(guān)啟動或汽車正常運(yùn)行后，因此ABS（Antilock Brake System，制動防抱死系統(tǒng)）系統(tǒng)本身就存在一定問題。而上述結(jié)論是導(dǎo)致系統(tǒng)故障的重要原因，所以接下來需要根據(jù)檢修的基本思路進(jìn)行具體分析。

通過解碼儀器進(jìn)行分析主要包括4步：①讀取故障碼，讀取的數(shù)據(jù)分別為31，32，33，34；②根據(jù)故障碼確定關(guān)鍵位置，這些故障碼所對應(yīng)的輪速傳感器的部件位置分別為右前、左前、右后、左后；③通過關(guān)鍵部位的進(jìn)一步分析又能知道具體的部件位置，分別是4個輪速傳感器、傳感線路、ABS電子控制器。一般情況下，ABS電子控制器與4個輪速傳感器發(fā)生故障的幾率比較低，所以，檢修人員首先對傳感線路進(jìn)行仔細(xì)檢測，主要查看線路是否斷裂、不完整，或者因?yàn)檫B接問題而導(dǎo)致接觸不良等。但是，檢測發(fā)現(xiàn)，各種線路運(yùn)行狀態(tài)都比較穩(wěn)定，只有屏蔽線出現(xiàn)了損壞現(xiàn)象。所以，推導(dǎo)的結(jié)論是，由于屏蔽線路損壞導(dǎo)致傳感信號錯誤，從而造成電磁的持續(xù)干擾，使ABS的運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，使警告燈一直維持亮燈狀態(tài)。④最后，檢修人員對損壞的輪速傳感器屏蔽線路進(jìn)行修改，恢復(fù)其正常運(yùn)行信號。

清除故障后，進(jìn)行試車操作，發(fā)現(xiàn)ABS警告燈恢復(fù)正常，不再持續(xù)亮燈，故障成功排除。

3.2.2 檢修分析

從分析故障存在的問題來看，豐田凱美瑞汽車所采用的輪速傳感器均為磁感應(yīng)方式，如果運(yùn)行速度偏低，那么所形成的信號電壓也會比較低。不過，當(dāng)傳感器線路的屏蔽線出現(xiàn)較大破損而使其散失基本的屏蔽功能時，輪速信號雖然不強(qiáng)但是也會受到附近電磁波的干擾，造成ABS失去正常運(yùn)行功能，電子控制器因?yàn)闊o法運(yùn)用輪速傳感器產(chǎn)生的信號對輪速進(jìn)行正確評判，使工作運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。汽車的自我檢測系統(tǒng)得知輪速傳感器有故障，通過對應(yīng)故障碼進(jìn)行警告燈顯示，提醒車主需要注意。

除了使用解碼儀進(jìn)行分析以外，還能通過其他基本檢測分析方法來解決故障。例如：一臺轎車在完工之后，不能正常啟動發(fā)電機(jī)（發(fā)動機(jī)沒有運(yùn)行，所以不能用讀取故障碼的方法分析），檢測人員可以通過示波器來分析故障原因。通過對開動發(fā)動機(jī)后脈波波形的變化參照正常運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對比、分析，查找原因，再進(jìn)行檢修。

4 總結(jié)

電子信息技術(shù)的傳播雖然有利于汽車制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但同時使汽車內(nèi)部系統(tǒng)受到電磁波的大量干擾。所以，汽車檢修人員必須提高維修技術(shù)水平，熟練各種維修機(jī)器設(shè)備的操作并掌握多種維修方法，減輕維修難度。

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