馬文峰，劉 毅

（一汽轎車股份有限公司 奔騰開發(fā)院，吉林 長春 130012）

1 故障現(xiàn)象

經(jīng)用戶反饋，車輛在正常使用中，儀表的安全氣囊系統(tǒng)故障燈突然點(diǎn)亮，使用診斷儀讀取故障碼，顯示為“安全氣囊控制單元內(nèi)部故障”，無法通過診斷儀消除故障碼，需更換新的安全氣囊控制單元 （Airbag Control Unit，以下簡稱ACU）。車輛更換新的ACU后，故障燈熄滅，但車輛在使用一段時(shí)間后儀表的ACU故障燈會重新點(diǎn)亮，故障顯示仍為“安全氣囊控制單元內(nèi)部故障”，需在車輛上找到故障的根本原因。

2 故障排查過程

根據(jù)實(shí)車情況和用戶反饋的故障情況，對此故障進(jìn)行排查。首先確認(rèn)故障碼“安全氣囊模塊內(nèi)部故障”的產(chǎn)生條件：控制單元進(jìn)水、電路板受潮腐蝕／損壞、受到電磁干擾等。通過實(shí)車檢查，初步排除了控制單元進(jìn)水、電路板腐蝕／損壞等情況，推測故障車輛上可能存在較大的電磁干擾，對ACU產(chǎn)生了影響。

實(shí)車檢查發(fā)現(xiàn)用戶車輛上加裝了行車記錄儀、導(dǎo)航、車載充電器等電子設(shè)備，因此先從用戶加裝設(shè)備開始檢查，排查是否是加裝設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾。

經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)用戶使用的行車記錄儀、導(dǎo)航等電子裝備不會對車輛產(chǎn)生明顯影響，而車載充電器對外有較大的電磁騷擾。當(dāng)沒有安裝車載充電器時(shí)，ACU供電端的電壓波形如圖1所示。從圖1中可以看出ACU供電電壓平穩(wěn)，波形上的毛刺很小，幾乎不可見。

圖1 ACU供電端電壓波形

圖2 車載充電器安裝位置

將車載充電器安裝在車輛的后備電源上 （圖2），同時(shí)測量后備電源處的供電電壓波形，發(fā)現(xiàn)測得的電壓波形出現(xiàn)了明顯的干擾，見圖3。

此時(shí)，再測量ACU供電端的電壓波形，發(fā)現(xiàn)ACU供電電壓波形出現(xiàn)了異常，如圖4所示，原來的平穩(wěn)波形出現(xiàn)了大量的騷擾信號，騷擾信號與電壓信號疊加后，形成了較寬的電壓波形。

此時(shí)讓車載充電器帶載，在充電器上連接手機(jī)充電線和手機(jī)，發(fā)現(xiàn)ACU供電端的電壓波形的騷擾信號變大 （圖5），騷擾信號與電壓疊加后的電壓波形寬度更大，此時(shí)，儀表的安全氣囊故障燈點(diǎn)亮，故障復(fù)現(xiàn)。

圖3 后備電源的電壓波形

圖4 加裝車載充電器后ACU端的電壓波形

圖5 車載充電器帶載后ACU端的電壓波形

由圖1～圖5綜合可以得出表1的結(jié)論。

表1 不同情況下ACU供電端電壓

雖然在車載充電器加裝并帶載情況下，使用萬用表測量的供電電壓未發(fā)生明顯變化，但是通過示波器采集的電壓波形可以明顯看出，供電電壓中疊加了很大的電磁騷擾。將車載充電器拆下后，重新測量后備電源處的供電電壓波形、ACU供電端的電壓波形，發(fā)現(xiàn)上述的電壓波形均恢復(fù)正常，同圖1所示狀態(tài)。

為了排除車輛本身因素，進(jìn)一步證實(shí)車載充電器存在的電磁騷擾，將該車載充電器安裝在專用測試車輛上，結(jié)果測試車輛也出現(xiàn)了同樣的故障。

綜上，故障車輛由于用戶的車載充電器對ACU供電回路產(chǎn)生了較大的傳導(dǎo)耦合電磁騷擾，從而導(dǎo)致ACU報(bào)故障。

3 原因分析

ACU及后備電源的配電圖如圖6所示。在電源分配上，后備電源為ACC電，ACU為IG電，通過點(diǎn)火開關(guān)實(shí)現(xiàn)不同擋位的電源管理，因此從原理上，后備電源和ACU的供電是相通的。在車輛加裝了車載充電器后，車載充電器中產(chǎn)生較大的電磁騷擾信號，通過導(dǎo)線耦合傳導(dǎo)并放大，到達(dá)ACU供電端時(shí)，形成了巨大的騷擾波形。

圖6 電源分配圖

電氣信號騷擾來源廣泛，通常根據(jù)騷擾來源可以分為兩大類：自然干擾源和人為干擾。而根據(jù)傳播途徑也可以分為兩種：傳導(dǎo)耦合方式及輻射耦合方式。根據(jù)故障出現(xiàn)時(shí)的天氣、用戶對車輛的使用習(xí)慣、車輛常見的行駛路徑和周邊環(huán)境設(shè)施綜合分析，初步可以排除自然干擾源及輻射耦合干擾，實(shí)車檢查發(fā)現(xiàn)車輛加裝的電子設(shè)備較多，因此初步推測可能是加裝的電子設(shè)備對車輛產(chǎn)生了較大的電磁干擾，通過傳導(dǎo)耦合的方式影響了ACU，進(jìn)而使儀表上故障燈點(diǎn)亮。

4 關(guān)于EMC和車載充電器

按照乘用車電子電氣開發(fā)流程，系統(tǒng)／零件的EMC設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，一方面要零件保證自身不向周圍環(huán)境釋放過大的電磁騷擾，同時(shí)也要有抗電磁騷擾的性能，這樣開發(fā)的零件，在系統(tǒng)集成及整車集成后，才可能達(dá)到系統(tǒng)和整車EMC設(shè)計(jì)要求。

而隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，后裝市場上的電子裝備日益增多，無論從裝備的種類、數(shù)量和性能上，都是形態(tài)各異，各個(gè)廠商遵循的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，這就出現(xiàn)了產(chǎn)品性能良莠不齊的情況，嚴(yán)重者就會導(dǎo)致本文中描述的后裝設(shè)備影響到原車功能的現(xiàn)象。

例如本文中引起故障的車載充電器，其本質(zhì)是一個(gè)DC／DC，起到電壓轉(zhuǎn)換、電能傳輸?shù)淖饔?。這就要求在設(shè)計(jì)上，要考慮電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓、電能傳輸效率等因素，同時(shí)也要考慮零件的EMC性能是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

筆者在某購物網(wǎng)站上發(fā)現(xiàn)，針對車載充電器，市場上產(chǎn)品很多，從幾元錢到上百元的都有，這些產(chǎn)品的主要差異就在于整體設(shè)計(jì)方案和材料選型上。設(shè)計(jì)方案的好壞，材料選型的不同，直接影響到產(chǎn)品可靠性及耐久性，也影響到產(chǎn)品的對外騷擾和抗擾性能。

5 總結(jié)

本文列舉了一例車載充電器對整車EMC的影響，最終故障的根本原因明確，故障排除。希望通過本文，對后裝市場的產(chǎn)品開發(fā)品質(zhì)引起重視，我們不光要開發(fā)物美價(jià)廉的產(chǎn)品，更重要的是要保證產(chǎn)品的性能和產(chǎn)品品質(zhì)。