汽车电子控制系统电磁干扰问题的仿真分析

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1、重庆大学硕士学位论文i绪论l绪论1．1论文选题意义经过100多年的发展，汽车已经成为现代物质文明的一种象征和人类生活不可缺少的部分．而汽车在一个国家的普及程度，也成为衡量其工业化的重要标志。特别是自70年代以来，随着人类在汽车上广泛采用先进技术，特别是电子技术【5J，“汽车”的概念正在发生巨大变化，这主要表现在以下几个方面。1．用途的变化。以轿车为例，传统的概念是“人类的一种步代工具”，现在和未来的轿车则是能满足人类需求的舒适、安全、方便、无污染，向自动化、智能化方向发展的多功能移动空间．人类可以在汽

2、车内方便地完成在室内的多种活动，包括生活与办公。对于社会来说，汽车也将成为保护环境的要素，即绿色汽车。2．特征的变化。传统的汽车主要是个机械系统，而汽车工业则是一种劳动密集、技术密集型产业。现代汽车正迅速地成为机电一体化。多种高新技术综合集成的载体，向高可靠性、安全、节能、自动化和智能化方向发展。3．学科基础的变化。现代汽车这一产品设计、制造的思想与方法正在发生根本的变化。传统汽车工程的学科基础主要靠力学、机械、材料这些学科的支撑，而现代汽车工程的学科基础则新增了电子学、计算机、自动控制和信息技术等多

3、门学科，靠一种新型的学科和学科群落支撑。因此从现在到2l世纪中叶，汽车将集中围绕如下几个方面嘲：①满足用户需求，大幅度提高汽车的性能，使之舒适、方便、安全、可靠；②满足社会需求，保护环境、节约能源、节约资源；③实现包含道路在内的交通系统智能化，将汽车和社会有机地联系在一起。显然，电子技术作为支撑现代汽车工程的基础技术之一，在解决这些问题将占有不可代替的重要地位。预计2010年以前唧，汽车电子技术的研究，将主要围绕汽车各重要部件，解决其自动控制的问题。包括研究控制系统的输入(传感器系统和采样环节)、输出

4、(即执行结构)、控制策略与实现方法；以及在低成本的前提下，研制高实时性、高可靠性和高精度的控制系统。在2l世纪，汽车电子技术将运用计算机网络和信息技术，使汽车与社会联结方面获得较大的进展，包括广泛使用蜂窝电话与GPS，以及采用多路总线分布式网络集成所有汽车部件的电子控制模块，使整个系统具有数据融合、故障诊断与一定的自修复功能【101．运行在社会和经济结构中的汽车，将会发生更多的变化．但是由于汽车电子技术的发展，随之带来的电磁兼容问题越来越严重．举例说明如下：重庆大学硕士学位论文1绪论现象1：某种中高档

5、次轿车，具有高性能ABS系统。样车在一次实况测试中遇到了雨天，启动雨刮器，在某一车速运行时，ABS突然失去了作用．现象2：国内生产的某一型号微型汽车，其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象。经查，当雨刮器工作时，这种损坏现象就容易发生．分析上述两个实例，造成这种现象的主要原因是雨刮器。雨刮器驱动电机作为感性负载，在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中，从而在电源系统中产生干扰脉冲，一些电子部件在这种干扰脉冲条件下，不能正常工作，甚至导致损坏。现象3：一种国内开发生产的安全气囊，在汽车整

6、车装配线上突然引爆．经对该安全气囊的电子引爆控制器进行试验检查，发现其不能承受较强的环境辐射电磁场，当有静电放电发生时，会有误动作．总之汽车电系内部的各种瞬变电压、高压插孔电极、火花塞之间、发动机电刷与整流管之间的间隙放电、各种开关电路的开关放电以及一些车轮与地面、车身与空气问摩擦的静电放电等产生的电磁辐射对汽车内的电子产品产生干扰。因此，作为汽车上的各种电子控制系统装置，有些开关时间高达lOOns，产生的电磁波对其它的电子系统的干扰不容忽略。综合考虑汽车电子控制系统对汽车电磁兼容的影响之所以这样重要

7、，其主要表现在以下几个方面：1．由于汽车电子控制系统频率大约都在几百MHz以上，有的甚至高达几个GI-Iz，这样高的频率对车外的收音机、电视机和无线电通信的接收有显著的影响，以致使信号中断，无法保证正常通信；影响制动抱死控制系统，以致发生交通事故等。2．汽车内部的电子控制系统，有些电子系统工作频率相接近，当电子控制系统工作时，产生的电磁波还会影响到其它电子系统，如对汽车行驶记录仪器的影响，当某些电子系统工作时可能致使其不能正常工作，就不能正确记录行驶情况。3．另外，其它的电子系统产生的电磁干扰，还可能

8、会使汽车电予控制系统的开关电路误触发，如对汽车防碰撞系统的开关控制电路的影响，以致会发生严重交通事故。因此对电子控制系统相互问的电磁干扰问题的研究显得十分必要。因为这些研究，不仅对汽车电子产品的质量、使用性能和寿命以及汽车安全等问题具有现实意义，而且对汽车电子电磁环境实验设备的研究和开发具有指导意义，特别是对电波暗室承建、吸波材料的选择以及进行实验时应满足的要求也具有一定的参考价值，仿真与实验研究的结果还可以直接或间接应用到汽车测试实验的实践中；同时汽车