转动方向盘导致倒车影像问题的分析

刘 凤， 付朝辉

（吉利汽车研究院（宁波） 有限公司， 浙江 宁波 315336）

随着汽车电器件种类和智能化日益增多， 电器件间的电磁兼容性问题也日渐突显， 其直接影响汽车品质、 客户感知， 甚至汽车安全。 其中一个容易导致电磁兼容问题产生的原因就是大电流工作器件的电源线与敏感信号线共线布置导致敏感信号受干扰， 出现电磁兼容问题， 因此整车电器件线束布置的优劣也尤为重要。

1 问题描述

车辆在倒车工况下， 中控显示屏会显示倒车影像画面，此时驾驶员转动方向盘， 发现倒车影像画面出现横条纹（类似水波纹）。 将方向盘转动到最大扭矩位置时 （即方向盘打满）， 倒车影像画面中的水波纹更加明显。

2 原因分析

2.1 初步定位辐射源

首先寻找转动方向盘时最大的可能电磁辐射源， 经过排查初步确定可能是电动助力转向系统 （以下简称EPS），因其在方向盘转动时需要提供助力， 工作电流较大。

2.2 确定辐射源

使用示波器测量EPS电源线与搭铁线之间的纹波电压，在方向盘正常转向时示波器显示电压为0.16V （图1）， 方向盘转动到最大扭矩位置时， 示波器显示电压为1.96V （图2）。

图1 方向盘正常转向时电压

图2 方向盘转动到最大扭矩位置时电压

从示波器采集到的不同方向盘位置的纹波电压的差异与倒车影像影响程度基本一致， 可以进一步确定电磁辐射源为EPS。

2.3 确定干扰路径

将车辆进行拆解， 发现EPS电源线与倒车影像的CVBS信号线在A柱Inline接口处一直到仪表板处有共线走线 （图3），此方式可能容易导致EPS工作过程中产生的大电流耦合到CVBS信号线上， 同时CVBS信号是模拟信号， 工作电压幅度范围小 （1Vp-p）， 容易受到大电流干扰， 从而影响倒车影像画面， 使得出现水波纹。

图3 EPS电源线与CVBS信号线共线

为进一步确定CVBS 信号线是否受到电磁干扰， 在CVBS线上增加磁环， 然后转动方向盘， 问题现象明显改善， 水波纹消失， 由此确定了电磁辐射影响了CVBS信号。

将EPS电源线与CVBS信号线分开走线， 将EPS电源线接发动机舱熔断盒80A熔断丝， 搭铁线接蓄电池负极， 从而与CVBS信号线不再共线。 发现问题现象消失后， 进一步确定是EPS工作时产生的大电流通过线束耦合至CVBS信号线上，从而影响了CVBS信号， 使得倒车影像画面出现水波纹现象。

3 整改对策

3.1 CVBS端抗扰能力优化

从电磁干扰受体出发， 电磁辐射耦合到了倒车影像的CVBS信号线， 因此在多媒体主机端增加视频隔离IC， 抑制CVBS信号外部干扰， 结果方向盘正常转向时倒车影像画面水波纹消失。

3.2 布线优化

优化整车线束布置和走向，将EPS电源线与CVBS信号线分开， 减少共线。 如图4所示， EPS电源线从发动机舱走仪表板， 而倒车影像的CVBS信号线不再进入A柱Inline， 改变走向从主副驾座椅下面走线 （黑实线： 整改前CVBS信号线走向； 黑虚线： 整改后CVBS信号线走向； 红实线：EPS电源线走向）。 两种方法共同实施可实现任意转动方向盘，甚至转动到扭矩最大位置， 倒车影像画面均无水波纹。

图4 EPS电源线与CVBS信号线分开走线

4 实车中不能与其他电器件共线的电器件

大量经验总结得知在整车中， 有些电器件的电源线或搭铁线尽量不要与其他小信号线束共线， 具体如下。

1） 高电磁辐射风险的噪声线 （例如PWM信号、 LIN信号等） 与电磁敏感的信号线 （例如爆震传感器信号等） 应尽量避免共线走线。

2） 高压线束与低压线束应尽量避免共线走线， 如无法避免时， 尽量垂直布线。

3） 大电流线束与其它I/O线应尽量分开走线， 特别是用于控制部件、 无线电和娱乐系统的I/O线。

4） 大电流线束应与小信号线束分开走线。

5 结论

汽车的电器件种类多、 功能多、 布置复杂， 工作电流也不尽相同， 这就给汽车电磁兼容性带来了巨大挑战。 因此在整车的V数据开发阶段就要考虑到线束布置可能带来的电磁兼容性问题。 针对不同电器件的种类 （如是否是小信号器件或敏感器件） 和工作电流范围 （是否是大电流器件或高风险辐射源器件） 等特性选择合理的布置方式， 在V数据检查阶段将共线可能导致的电磁兼容问题提前识别，进行纠正， V数据阶段进行规避后既节省了开发验证、 问题排查的时间， 又节省了开发验证试验费用， 为抢占销售市场争分夺秒做出贡献。

但实践中尚缺乏具体的电器件线束共线可能导致问题的量化指标， 所以仍需要对整车电器件的线束布置、 共线方向和共线长度等进行深入研究， 积累更多经验， 从而减少因电器件线束共线导致的整车电磁兼容性问题。