由于汽车发动机环境恶劣,电控系统经常受到车内外电磁波的干扰。这些干扰可能以冲击脉冲的形式进入ECU,干扰或破坏一些电子元件的工作状态,有时甚至会损坏元件,严重影响控制系统的正常工作,导致发动机和车辆故障。
因此,为了保证控制系统的可靠运行,控制系统必须具有良好的抗干扰能力。
汽车发动机控制系统的干扰源既包括外部干扰源,也包括控制系统内部元件和电路之间的相互干扰。系统中的干扰主要由电路间的公共阻抗耦合引起。
比如,在同一个电路中,电流的变化必然会干扰另一个电路;每个电路往往有一个共用电源,当一个电路上的负载发生变化时,其他电路的工作电压也会发生变化;所有电路的公共接地阻抗也会导致电路中的噪声和电压漂移。这些都会导致电路稳定性的下降和信号中的干扰噪声。
汽车电器是控制系统的外部干扰源,其干扰主要是由这些电器设备中的感性负载在开关过程中产生的。干扰最强的是点火系统。当一次回路断开时,二次绕组会感应10~20kV高压电发出高频电磁波,越过分电器插头电极之间的缝隙,产生电火花。其脉冲电流的变化可以通过高压点火线向周围辐射电磁波进行干扰。通过与系统中的传感器和输入信号线的电感和电容耦合,相应的信号会叠加干扰噪声后一起输入,对相关电路和ECU造成干扰。点火系统的强干扰也干扰了输出信号,导致输出信号的紊乱,从而造成控制系统与发动机工况的不平衡。
电控系统的抗干扰措施主要从控制系统的硬件和电路入手,尽量将干扰信号消除在进入ECU之前,从而减轻系统中软件的负担。
这些措施包括ECU采用稳压电源,防止电源电压波动;去耦电容分别并联在电源输入端和接地端之间;所有电源电路共用一点接地,避免了它们之间共用地线造成的共用阻抗耦合干扰;尽量缩短接地回路的长度,使用较粗的导线;信号线要屏蔽,避免接收干扰信号;安装功率过大的电台是不可取的。如有必要,电台的天线应尽可能远离ECU,以免干扰ECU的工作,影响其控制程序的正常运行。同时,扬声器不要安装得离ECU系统太近。
在数字信号传输中,采用光电耦合器作为传输连接,可以将元器件从电气连接和干扰中分离出来,对消除控制系统输入脉冲和开关信号中的干扰噪声有明显效果。