|
1976年微機最早應用于汽車發動機控制系統，當時是4位微機，1983年開始采用16位的單芯片微機。微機進入汽車領域，帶來如下變化： a） 使系統的各種控制活動得到顯著的提高和改善； b）便于對汽車上的多個輸入和輸出進行控制； c）半導體制造商已經開發了適用于車輛系統的各種元件； d）可縮短汽車開發時間。 近幾年來隨著電腦技術的快速發展以及用戶對汽車的安全性、可靠性和舒適性的更高要求，微機廣泛用于現代汽車各種控制系統，極大地優化了汽車的各種技術性能。 目前在汽車上主要的微機控制系統見表1。
1.汽車的電磁噪聲及其對微機的影響 汽車所遇到的電磁環境可分為汽車內部和汽車外部的電磁噪聲兩種（圖 1）。汽車內部的電磁噪聲是指車用發動機、繼電器、開關等部件工作時所發生的電磁噪聲；外部電磁噪聲是指各種電器設備，如高壓輸電線、鐵軌、廣播電視設備及無線電通訊設備等所輻射出來的對汽車起干擾的電磁輻射以及由雷電等自然現象引起的電磁噪聲。所有這些電磁噪聲會通過線束、車身或由空中傳遞過來并干擾車用微機系統，使它們的工作性能難以發揮，甚至導致微機發出錯誤的指令，使得各執行器件出現誤動作，由此影響汽車行駛的安全性、可靠性及穩定性等。在日本就曾對車用微機進行過電磁波照射試驗、靜電放電試驗及脈沖噪聲試驗，結果發現微機發出的誤動作較多。因此，各汽車廠紛紛通過硬件和軟件方面的措施來提高車用微機的工作可靠性和抗電磁干擾的能力。 2.車用微機防電磁干擾技術 2.1硬件方面的相關技術 目前在硬件方面所采取的各種防電磁干擾的措施主要是針對噪聲源進行的，其目的是減少各種電磁噪聲的產生，以改善微機的工作環境，主要方法有以下幾種： a）加裝阻尼電阻 如在點火裝置的高壓電路中，串入阻尼電阻，削弱電火花產生的平擾電磁波。阻尼電阻值越大，抑制效果越好，但太大，又會減少火花塞電極間的火花能量，故應選裝適當。口尼電阻一般可用碳質材料制成，電阻值約為10-20KΩ，一般裝在點火線圈一端和火花塞接頭端。 b）加裝并聯電容器 在車內可能產生電磁火花的地方并聯電容器，如在調節器的電源接柱與搭鐵之間、發電機電樞接柱與搭鐵之間并聯0.2-0.8μF的電容器等。 c）金屬屏蔽 在所有容易產生火花的汽車電器以及需要防干擾的重要電子設備上用金屬網屏蔽起來，導線用密織的金屬網或金屬導管套起來，并將其搭鐵，從而起到防電磁干擾的目的。 d）車身化 利用低阻抗導體連接身和發動機（車身化），使發動機接近零電位，可減少噪聲電流的流動環，從而減少電磁噪聲的福射。 2.2軟件方面的相關技術 雖然在硬件方面采取了一些防電磁干擾的相關措施，但是這方法對車用微機的效果并不理想，因此又從軟件入手，在微電腦內部預先設計好一些防電磁干擾的固定程序。 a）振蕩防止法 正常情況下，微機對接收的輸入信號不予以控制。這時由于電磁干擾，在開關或繼電器的輸入信號中產生振蕩，在繼電器中最小會存在10KΩ。為此在接收輸入信號時，可利用一短脈沖進行輸入判斷，同時在軟件中設有振蕩回避時間。如圖 2所示。 b）多次輸入平均法 對于輸入信號，最經常發生的誤動作是噪聲在信號線上誘發噪聲脈沖，微機將這些脈沖仍判斷為正常的輸入信號，形成誤輸出。為了防止這種錯誤，遠常采用濾波器，但當不能強化濾波榕的電路構成時，就必須設置程序輸入信號作為同一信號進行多次半均化處理或進行多次判定，然后作出選擇，如圖 3所示。 c）輸入平均值法 有時即使設有振蕩回避時間以確認一致性，但當輸入脈沖發生變動時，還必須對輸入進行平均化處理并作出判定，這樣才能防止誤輸入。具體而言，就是把過去的數據作為隨機存儲器的區域加以存儲，與現在的輸入數據進行比較，這種方法叫做求平均值法。當連續對接收信號進行處理時，微機對輸入的信號進行平均處理，如果發現平均值與以前存儲的平均值發生異常，則剛輸入的異常值被輸出。 d）地址跳轉法 由于地址計數器的數據化等因素，可設定所有正常信號的存儲地址，如果因為噪聲信號的輸入而產生異常輸出信號時，那么這一異常信號也通常向缺空的地址跳轉，為了防止這一問題的發生，可在跳空只讀存儲器中設置跳轉指令，使之回到開始的地址，重新對輸入信號進行確認，以避免誤動作的執行，如圖 4所示。 e）RAM檢查法 微機在受到電磁干擾時，隨機存儲器RAM會發生變化，通過檢查隨機存儲器的數據變化來判定是否正常。具體方法是在預置數據初始值處理時，把任意數據直接寫入隨機的RAM域中，每經過一次主處理，調出該數據進行檢驗，如果發現有異常值則予以輸出，如圖 5所示。 f）解決微機并聯工作時存在無限環問題 由于兩個以上的微機在并聯工作時互相在信號線上傳送、接收數據，從而使噪聲混入信號中。當由對方來的數據信號未出現時，兩個微機一起變成下次待機方式，進入無限環，中斷數據的傳輸。為了解決這一問題，可在各個微機互相等待對方回信的時機，設置一固定程序，如果等待一定時間未得到對方回信，那么程序便判斷為數據在傳送中發生缺陷，使其通過本身恢復到初始狀態，重新接收輸入信號。 總之，為了保證現代汽車多種功能的充分發揮，保證各種電子控制系統正常可靠的工作，車用微機防電磁干擾問題必須引起足夠重視。 |
