Die steigende Zahl der elektrischen und elektronischen (e/e) Systeme erfordert immer aufwändigere Prüfungen und Untersuchungen, um einen fehlerfreien Betrieb gewährleisten zu können. Seit einigen Jahren lassen Meldungen in sämtlichen Medien den Eindruck aufkommen, dass die komplexe Elektronik der Fahrzeuge durch die Hersteller nicht mehr ausreichend beherrscht wird - und das, obwohl gleichzeitig Statistiken heutigen Fahrzeugen eine höhere Zuverlässigkeit bescheinigen. Typischerweise werden die Systeme im EMV-Bereich (Elektromagnetische Verträglichkeit) zahlreichen Prüfungen unterzogen. Ein wesentlicher Teil dieser Tests beurteilt feldgebundene Störgrößen. Die elektrische Feldstärke dient als Maß bei der Untersuchung der Störfestigkeit und der Störaussendung eines Gerätes. Ebenso kommt die Funkstörspannung, gemessen am Anschluss einer Antenne oder an Netznachbildungen, zum Einsatz. Störspannungen oder -ströme auf Leitungen werden mit Koppelzangen gemessen oder es wird die Störfestigkeit durch Einkopplung auf die Anschlussleitungen untersucht. All diese Prüfungen werden normalerweise im Frequenzbereich durchgeführt. Der größte Teil der Untersuchungen, der sich mit der Störaussendung eines Fahrzeugs im Frequenzbereich befasst, betrifft die Störung von Funkdiensten, die im Fahrzeug und in seiner Umgebung genutzt werden. Denkbare Störungen sind Pfeifen und Knacken im Radio oder Sprechfunk oder Bildstörungen im Fernsehen. Die vorliegende Arbeit erfasst einen großen Teil der in heutigen Fahrzeugen verbauten Verbraucher und kategorisiert diese bezüglich verschiedener Kriterien wie Zugehörigkeit zu Standardprüfimpulsen oder zu Gruppen neuer Störer. Zahlreiche Messungen an mehreren unterschiedlichen modernen Fahrzeugen, unter anderem auch an 42 V-Bordnetzkomponenten zukünftiger Fahrzeuggenerationen, dienen als Grundlage dieser Einteilung. Der Impulskatalog soll dem Fahrzeughersteller einen umfassenden Überblick über die Störquellen geben und als Grundlage bei der Entwicklung dienen. Zusätzlich werden auch Erkenntnisse über die Ausbreitung der Impulse auf dem Kabelbaum beschrieben, die bei Neuentwicklungen zur Vorhersage des Störpotentials genutzt werden können. Berechnungen dazu können mit einfachen Spice-Simulationsmodellen durchgeführt werden. Zwei dieser Modelle für aktuelle Fahrzeuge werden im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt, wobei die Ergebnisse auch ohne großen Aufwand auf Neuentwicklungen übertragen werden können, da hier nicht der genaue Störpegel gesucht wird, sondern die grundsätzliche Ausbreitungsfähigkeit einer Störung geklärt werden soll. Da die bisherigen Prüfimpulse nach auf grundlegenden Erscheinungen beruhen, decken diese noch den größten Teil der bei den Messungen aufgetretenen Impulse ab. Neu hinzugekommene Störer (Xenon-Licht, PWM-Signale), neue Ausbreitungswege und neue Kopplungsmechanismen sollten jedoch in Zukunft bei diesen Prüfungen berücksichtigt werden. Wichtige Merkmale dieser Erscheinungen werden deshalb in der vorliegenden Arbeit beschrieben. Ergänzt werden diese Daten mit Vorschlägen für Prüfaufbauten und die Erzeugung dieser neuen Prüfimpulse und allgemeinen Regeln, die bei Messungen - speziell im Kfz-Bereich - beachtet werden müssen, um zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. Basierend auf den bei den Messungen gewonnenen Erfahrungen wird die Entwicklung und der Aufbau eines für den Kfz-Bereich optimierten Messsystems beschrieben, welches den Ablauf von EMV-Untersuchungen vereinfachen und beschleunigen kann. Durch die potentialfreie und störfeste Messwerterfassung und -übertragung werden mögliche Fehlerquellen beim Messaufbau reduziert. Die größere Zahl an Eingangskanälen reduziert die Messzeit im Vergleich zu Messungen mit üblichen Digitalspeicheroszilloskopen und die teilweise automatische Auswertung sowie die einfache Datenübergabe an andere Computer verringern ebenfalls den Aufwand bei der Entwicklung und Überprüfung der Fahrzeugelektronik.
Entstehung und Ausbreitung leitungsgeführter Störsignale im Kraftfahrzeug
Formation and propagation of automotive line guided disturbances
Berichte aus der Elektrotechnik ; 1-116
2008
116 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
Störsignale im Kfz-Bordnetz finden und beseitigen
SLUB | 2008
|Analyse leitungsgeführter Emissionen im HV-Bordnetz von elektrischen Fahrzeugen
TIBKAT | 2016
Experimentelle Untersuchungen zur Entstehung und Ausbreitung von Staubfahnen hinter Kraftfahrzeugen
TIBKAT | 2002
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