汽車電子集成控制系統(tǒng)可靠性探討

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一．汽車環(huán)境分析

汽車的內(nèi)部環(huán)境是比較舒適的，但是外部的環(huán)境就會比較惡劣。汽車不斷地在運動，不同的地區(qū)溫度、濕度、海拔的不同都會影響汽車。所以，在篩選汽車內(nèi)部的原件時要嚴格把控，必須要具備柔韌性。另外，汽車電子設(shè)備的可靠性也會受汽車內(nèi)聲音及電磁波的影響，如電源的噪聲、手機、電腦等等都會干擾汽車電子設(shè)備。因此，設(shè)計汽車的電子設(shè)備時要基本防潮、防震、防電磁干擾的技術(shù)，以此來保證汽車的正常運作。

二．硬件設(shè)計軟件

再強也得配合好的硬件進行使用，這樣才能使得系統(tǒng)發(fā)揮好功能。相對于計算機系統(tǒng)，汽車系統(tǒng)是特殊的，因為它是運動的，所以固定的系統(tǒng)、裝置不適于汽車。另外，汽車內(nèi)部空間小，一點小干擾就很容易受影響。所以，要解決問題的方法有以下：

(1)車身接地點的分布。一般汽車的電氣接地方式都是通過機械部件和車架來連接的，但是這種方式有時會導致接觸不良，隨著時間的推移，這個問題就越發(fā)明顯。因此，我們可以根據(jù)汽車的實際情況來選擇不同的地線結(jié)構(gòu)，使得汽車系統(tǒng)確實接地。

(2)PCB電路板選用多層板。汽車很容易受到干擾，因此我們在任何情況下都要加地線層，這樣就可以有效地屏蔽掉外界的干擾，同時也不會讓汽車內(nèi)部的模塊信號受到影響。為了提高效率，可以同時加多層電路板或多增電源線。

(3)按理論值選用現(xiàn)場總線傳輸?shù)慕K端匹配電阻,。在裝車調(diào)試的時候，電阻的值是可以進行微調(diào)的，同時在電阻上面可以接入可調(diào)動的電容，使得動態(tài)的電阻可以和固定的電阻相匹配。

(4)采用電子開關(guān)。汽車中的一些老配件中會有一些繼電器需要進行改造，那么就可以在繼電器的線圈兩端加入由二極管組成的吸收電路，使得輻射減少，釋放反向瞬時電壓。

(5)電源輸出部分接入LC濾波網(wǎng)絡(luò)。LC濾波網(wǎng)絡(luò)可以消除電源內(nèi)阻產(chǎn)生的干擾，從而提升電源可靠性。

(6)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)選擇雙絞線、同軸電纜、光纖。雙絞線成本低，并且可以減少電源頻率干擾。電纜和光纖對于抑制干擾也有很大的作用，不過成本相對雙絞線比較高。

(7)接口之間接入光隔離器件。

三．軟件設(shè)計

通常情況下，我們都是盡可能去減少硬件的使用，而是盡量使用軟件去完成硬件的功能，這樣系統(tǒng)才會比較穩(wěn)定。在實際生活操作中，硬件的設(shè)計也會出現(xiàn)故障，因此，軟件的設(shè)計也要具有高的可靠性。以下幾個方面是在設(shè)計過程中需要注意的。

1輸入數(shù)據(jù)采集的抗干擾方法

篩選采集到的數(shù)據(jù)時一般采用的方法有算術(shù)平均值法、極值判別法、比較舍取法以及重復檢測法這四種。

(1)算術(shù)平均值法(平均濾波法)：對某一信號點進行多次采集，把采集結(jié)果中的最大、最小值去掉，然后剩下數(shù)的算術(shù)平均值。這種方法效果明顯，可去除干擾，準確。

(2)極值判別法：對采集到的數(shù)據(jù)進行判斷是否在正常值范圍內(nèi)。如若符合，則留下，如果不符，則去掉，再次采集。

(3)比較舍取法：對同樣采樣點進行多次的采集，采集到的數(shù)據(jù)中相同或相近的數(shù)據(jù)則就是最終的結(jié)果。

(4)重復檢測法：一般情況下兩次采樣處理的數(shù)值不會相差很多，那么久可以通過兩個值之間的差來判斷采集的數(shù)據(jù)是否準確。該過程重復進行，一直到得到了準確數(shù)據(jù)結(jié)果。

2輸出控制信號的抗干擾方法

(1)在開關(guān)量輸出數(shù)，要讓系統(tǒng)達到最快速度，這樣就算之前輸出的數(shù)據(jù)有誤也可以采用下個數(shù)據(jù)，因為速度快，前后兩個數(shù)據(jù)值就不會相差很大。

(2)模擬量輸出時保證數(shù)值可靠，可采用連續(xù)循環(huán)輸出的方法。

(3)開關(guān)量和模擬量的輸出部分連接相對應輸入通道，構(gòu)成閉合的環(huán)狀系統(tǒng)，這樣可以再次讀得丟失數(shù)據(jù)。

3防止程序跑飛

以及系統(tǒng)自檢系統(tǒng)運行的過程會出現(xiàn)各種意外情況，此時可采用的措施有：

(1)使用WDT,定時間隔合理安排。

(2)用單字節(jié)中斷指令填充ROM空白區(qū)域。

(3)設(shè)置程序模塊令牌。

(4)判斷IP的合理值。

(5)利用系統(tǒng)自檢的功能。

(6)間隔一定時間檢測系統(tǒng)。

(7)合理關(guān)閉總線。

(8)設(shè)置安全警示功能。

四．結(jié)束語

我們要好好地解決好汽車電子集成控制系統(tǒng)的可靠性問題，綜合多方面因素，制定出合理的解決方案，使得汽車產(chǎn)品性能得到大的提升。

作者：閻京妮 單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心