自動車用ECUシステムのEMC試験

電子制御ユニット(ECU)は、現代の車両全体で使用されるコア制御モジュールです。エンジン管理システム、バッテリー管理システム、ADASモジュール、インフォテインメントプラットフォーム、ボディ制御モジュール、充電モジュールなどが含まれます。

自動車用ECUシステムのEMC試験

電子制御ユニット(ECU)は、現代の車両全体で使用される中核的な制御モジュールです。エンジン管理システム、バッテリー管理システム、ADASモジュール、インフォテインメントプラットフォーム、ボディ制御モジュール、充電システムなど、すべてがECUに依存して安定して動作します。

車両電子機器がますます複雑化するにつれ、自動車用ECUシステムのEMC試験は、製品開発および車両認証において重要な要件となっている。

自動車用EMC試験は、ECUが過酷な電磁環境下でも過剰な電磁干渉を発生させることなく正しく動作することを保証するものです。

ECUのEMC試験が重要な理由

現代の車両には、数十個、あるいは数百個もの電子制御ユニットが搭載されている。

これらのモジュールは以下を介して通信します。

* CANバス
* LINバス
* イーサネット
* フレックスレイ
* 無線通信システム

単一のEMC問題が、以下のような車両機能に影響を与える可能性があります。

* エンジン制御
* バッテリー管理
* レーダー性能
* カメラシステム
* 自動運転機能
* インフォテインメントシステム

このため、自動車メーカーは厳格な EMC要件 ECUサプライヤーについて。

自動車用EMC規格の共通規格

自動車のEMC試験は、一般的に以下のような規格に準拠しています。

* ISO11452
* CISPR 25
* ISO7637
* UNECE R10

これらの規格の中で、ISO 11452は放射耐性評価によく用いられ、CISPR 25は車両電子部品から発生する伝導性および放射性エミッションに焦点を当てている。

ほとんどのOEMメーカーは、業界標準の制限を超える独自のEMC要件を維持している。

ECUの放射線耐性試験

放射耐性試験は、高周波電磁界への曝露下におけるECUの性能を評価するものです。

ISO 11452の代表的な試験システムには以下が含まれます。

* RF信号発生器
* RFパワーアンプ
* EMCアンテナ
* フィールドプローブ
* 半無響室

自動車の耐性試験では、標準的な商用EMC試験よりもはるかに高い電界強度が必要となる場合が多い。

安定した電界発生を実現するため、自動車のEMC試験では、一般的に高出力RFパワーアンプが用いられる。

周波数範囲に応じて、エンジニアは双円錐アンテナ、対数周期アンテナ、またはホーンアンテナを選択する場合があります。

耐性試験およびバルク電流注入試験を実施した。

自動車用ECUは、配線ハーネスを通して侵入する伝導性ノイズに対して非常に敏感である。

一般的な伝導性免疫方式には以下が含まれます。

* バルク電流注入(BCI)
* ダイレクトパワーインジェクション(DPI)
* 伝導性RF耐性

これらの試験は、ケーブルに伝わる電磁妨害がECUの機能に影響を与えるかどうかを評価するものです。

適切な接地とハーネス設計は、試験の成功に不可欠な場合が多い。

CISPR 25 伝導性および放射性エミッション試験

CISPR 25は、最も重要な自動車用EMC規格の一つです。

その目的は、車両の通信システムや電子システムに干渉する可能性のある電磁波の放出を制限することである。

一般的に実施されるテストには以下が含まれます。

* 伝導性放出
* 放射性放出
* ハーネスの寸法
* コンポーネントレベルの評価

研究室では頻繁に LISN機器 CISPR 25では、ECUおよび関連電子機器によって発生する電力線ノイズを測定するための放射試験を実施しました。

配線ハーネスは、多くの場合、最大のEMCリスクとなる。

多くのECUのEMC障害は、モジュール自体が原因ではない。

むしろ、失敗の原因は以下にある。

* ハーネスの配線
* コネクタの接地
* ケーブルシールド
* 不適切な接着

長いケーブルアセンブリは効率的なアンテナとして機能し、放射される電磁波とRF感受性の両方を大幅に増加させる可能性がある。

自動車のEMCエンジニアは通常、モジュールを個別にテストするのではなく、ECUとハーネスの完全な構成を評価します。

自動車試験におけるEMCチャンバーの要件

正確な自動車用EMC試験には、制御されたチャンバー環境が必要です。

重要な要素は次のとおりです。

* 視野の均一性
* 吸収性能
* グランドプレーン設計
* 周囲のRFノイズレベル
* 校正精度

自動車部品サプライヤーが社内EMC設備を構築する場合、自動車部品全般に投資することが多い。 EMC試験所 OEM認証取得前の開発テストを支援するためのソリューションを構築します。

これらの設備により、エンジニアリングチームは正式な適合性試験の前にデバッグや設計検証を実施することができる。

ECUのEMC性能はシステム統合に依存する

自動車のEMC性能の成功は、単一の部品だけで決まることはほとんどない。

ECUハードウェア、PCBレイアウト、筐体設計、接地戦略、ケーブルハーネス、および車両アーキテクチャ間の相互作用が、最終的にコンプライアンス性能を決定します。

開発の初期段階でEMC設計レビューと事前適合性試験を取り入れているメーカーは、最終的な検証試験まで待つチームよりも、一般的に認証取得率が著しく高い。

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