发动机防盗系统导致电磁兼容问题的解决办法

曾湘文 吴苗 李嘉洁 王明明

（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院）

目前车载电子控制单元（ECU）的发展日新月异，在功能越来越强大的同时，也带来越来越多的电磁兼容（EMC）问题，为了应对此情况，所有前装ECU均需要通过相应的EMC标准。发动机防盗锁止（IMMO）系统由于存在谐振电路而导致的强电压，因此容易产生EMC问题，而现有的标准电路并未解决此问题。文章以某车身控制模块（BCM）为例进行分析，阐述如何从硬件和软件两方面共同解决IMMO带来的问题。

1 问题描述

在某BCM单板中，EMC试验中的沿电源线传导（CE）试验按照CISPR（国际无线电干扰特别委员会）25 IEC：2008标准的Class 4进行设定，其测试结果，如图1和图2所示。

图1 实验室环境背景噪声测试图

图2 车身控制模块（BCM）样件沿电源线传导（CE）首次测试结果

从图1可以看出，实验室环境在频率为61.9 MHz附近有25 dBμV的背景噪声存在，被测件在该实验室的测试结果应该将此背景噪声去除才是被测件的辐射值。从图2可以看出，BCM在频率为150 kHz的电场强度峰值超过CISPR25标准规定的80dBμV。

2 原因调查

从图2可以看出，在150 kHz附近的干扰非常强烈，大大超过标准的限值，这应该是电路板上某一部分电路正好工作在这一频率从而产生的强烈干扰，一次谐波引起的干扰可能性很大。经过分析，在整个板子中低频部分的电路只有IMMO，因此首先怀疑到IMMO部分的电路。按照NXP公司的PCF7991标准电路设计，如图3所示。

图3 PCF7991标准电路图

按照IMMO的设计要求，将电路调试到谐振状态，在C3两端进行测试，谐振状态下C3两端波形图，如图4所示。

图4 谐振状态下C3两端波形显示界面

图4中，方波从PCF7991的TX2管脚测得，正弦波从图3中的A点测得。图4中方波与正弦波的电压上升沿跳变点C与正弦波的最大值（图4中D点位置）相位基本相同，表示IMMO处于谐振状态，此时正弦波的峰峰值Vp-to-p=100 V7.9（5 V表示PCF7991第二管脚驱动电压的电平），而IMMO系统要求5＜Q＜15[1]，也就是说A点的峰峰值还有可能超过100 V，达到约190.8 V。相对于低电压系统来说，接近200 V的电压很容易通过电源或者地耦合，从而导致CE超标。

3 解决办法

由于是IMMO谐振电路引起的CE超标，并且瞬态电流达到200 mA[2]，考虑到容抗为（C为电容，ω为谐振频率，j为复数），C越大容抗越低，而ω为125kHz，容抗越低可将对应干扰引入到地中，从而消除影响。因此将图3中的C1容值加大到100 μF，容抗由0.8减小到0.08，以减小谐振电路对电源的影响。修改后测试结果，如图5所示。从图5可以看出，150 kHz这个频点可以满足CISPR25标准的要求，但6.125 MHz这个频点还是均值功率为42.506 dBμV，超过CISPR25标准约2 dBμV，30～108 MHz频点的干扰得到了进一步的抑制，61.9 MHz为实验室背景噪声，不予关注。如果进一步增加C1的容值当然也能够进一步改善EMC性能，但增加成本，电容体积也将更大，这需要工程师权衡。

图5 增大C1电容后沿电源线传导（CE）测试结果

另外为了进一步减小IMMO对EMC的影响，软件可以在KL15有效后，发起n次认证请求（通常n为5次），在这n次请求后如果还无法完成认证，则软件判定认证失败，不再发起认证，以此避免对其它ECU产生EMC干扰。

4 结论

IMMO系统可以通过2种方法避免对其它ECU造成EMC干扰：1）在IMMO芯片靠近供电管脚端增加大电容，推荐为100 μF；2）软件在KL15有效时才发起对钥匙端的认证，并且认证必须在有限的若干次内完成。以上2种方法能保证整车发挥正常的功能。