一种基于半实物仿真的汽车CAN总线电磁兼容性能测试方法

摘要

本发明提出一种基于半实物仿真的汽车CAN总线电磁兼容性能测试方法，属于汽车电磁兼容性设计及开发技术领域，包括步骤一、根据汽车电磁兼容实际情况搭建1∶1全尺寸的汽车空壳台架；步骤二、干扰信号的模拟和注入；步骤三、监测汽车CAN总线对干扰信号的响应；步骤四、评估系统评估汽车CAN总线EMC特性；步骤五、实时观测汽车CAN总线电磁兼容性能。本发明弥补了传统方法汽车CAN总线电磁兼容测试上的不足，基于电磁兼容半实物仿真预测平台，研发人员可以在系统的方案、制样、试样、测试等各个研制阶段实现电磁兼容性设计，从根本上解决传统电磁兼容设计不完备、电磁兼容整改无功效的问题。

主权项

一种基于半实物仿真的汽车CAN总线电磁兼容性能测试方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一、根据汽车电磁兼容实际情况，搭建1:1全尺寸的汽车空壳台架：将车上各类电子电气设备以成品和模拟样品的形式，按照各自在实际车辆中的相应准确位置布置于该汽车空壳台架中，并通过汽车CAN总线连接；所述的模拟样品为与汽车CAN总线直接相连的电磁敏感体的模拟样品，包括点火系统、ABS防抱死系统、安全气囊ECU、多功能数字化仪表和电感式继电器；所述的成品包括去除模拟样品以外的电子电气设备；并通过电子模拟电源为该汽车空壳台架供电；所述的模拟样品是通过ADS软件对车内主要电磁干扰源和电磁敏感体设备进行行为级建模仿真所得到，行为级建模仿真，依据电子电气设备的输入输出原理得到电路的传递函数进而构造电路，让仿真模型逼近产品的真实输入输出情况，以点火系统为例首先要建立能够描述点火系统电磁特性的仿真模型，在分析点火系统结构和各元件特性的基础上，建立点火系统内部各元件的等效电路模型结构，并应用三维电磁场数值计算方法计算得到等效电路模型所需的电路参数，从而建立整个点火系统的等效电路模型；步骤二、干扰信号的模拟和注入：基于电磁干扰源测试数据库和干扰信号采集装置重构汽车CAN总线周边的电磁环境，干扰信号采集装置由接收天线和近场监测探头构成，以获取车内电磁环境数据，干扰源测试数据库和干扰信号采集装置为信号发生器提供产生射频干扰信号的具体波形、幅度和频率参数值，信号发生器根据干扰源测试数据库和干扰信号采集装置发出高功率干扰信号，该高功率干扰信号由功率放大器内集成的定向耦合器接入到电流注入探头，电流注入探头将干扰源模拟器产生的电磁干扰信号注入到汽车CAN总线之中；功率计经功率探头与定向耦合器连接，用于测量经功率放大器实际发出的电磁干扰信号的强度；所述的信号发生器、功率放大器、定向耦合器、功率计、干扰信号采集装置构成干扰源模拟器，干扰源模拟器产生电磁干扰信号，通过电流注入探头注入至汽车空壳台架的CAN总线中；步骤三、监测汽车CAN总线对干扰信号的响应：干扰源模拟器通过电流注入探头对汽车CAN总线施加干扰，汽车空壳台架中的实物和模拟样品做出信号响应，并通过监测装置对汽车CAN总线的输出响应信号进行实时监测，确定被试汽车CAN总线的抗干扰能力；监测装置包括电流监测探头、频谱分析仪和接收天线，接收天线接收车体内部产生的实际电磁辐射，电流监测探头监测CAN总线输出响应信号，通过接收天线和电流监测探头将车体内的实际电磁辐射和响应信号发送至频谱分析仪，频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式，依据被测信号的频谱确定被测设备是否有超过标准规定的干扰发射，确定产生干扰的响应信号频率的大小，将该响应信号的频率大小发送至评估系统，通过对监测到的电磁响应信号进行频谱分析，及时发现汽车CAN总线存在的电磁兼容问题，并将分析结果反馈到评估系统进行CAN总线电磁兼容测试的综合评估；步骤四、评估系统评估汽车CAN总线EMC特性：评估系统通过对监测装置提供的监测数据进行分析，评估汽车CAN总线电磁兼容影响因素对CAN总线及整车电磁兼容性的影响程度，依据评估结果调整模拟样品的行为级仿真设计参数、汽车CAN总线集成收发器设计参数和汽车CAN总线在整车系统内部的走线路径方面的电磁兼容影响因素来对汽车CAN总线进行电磁兼容综合整改；步骤五、视频显示系统实时观测汽车CAN总线电磁兼容性能：通过视频监控装置对CAN总线测试结果进行实时监测，同时将频谱分析仪监测到的被测响应信号频谱一同发送至计算机，经过对CAN总线的抗干扰极限值和各电磁敏感设备受扰情况的综合分析，通过计算机记录汽车电子的敏感现象，生成试验报告，分析试验数据，并将分析结果发送至显示器，通过显示器对测试界面上的实时输出信号和汽车电子的敏感状态进行大屏幕显示。