EMV-Grundsatzuntersuchungen zur ausgedehnten Integration des FlexRay-Bussystems im Kraftfahrzeugen

Projektlaufzeit:

01/2012 - 12/2012

Projektleitung (Fakultät):

Herr Prof. Dr. Matthias Richter (Elektrotechnik)

Auftraggeber:

AUDI AG

Projekttyp:

Projekt des Forschungs- und Transferzentrums e.V. (FTZ e.V.)

Kontakt:

Herr Prof. Dr. Matthias Richter

+49 (375) 536 1460
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Stichworte bzw. Deskriptoren:

EMV, FlexRay, HF-Detektion

Situation

Die Komplexität und Ausdehnung von Bussystemen in modernen Fahrzeugen nimmt auf Grund der Funktionsvielfalt mit ständig wachsendem Datenaufkommen von komplexen Elektroniksystemen stetig zu. Das deterministische FlexRay-Bussystem ist konzipiert für den Einsatz von Steuer- und Regelsystemen, die sicherheitsrelevante Funktionen realisieren und in sehr ausgedehnten Netzwerken zum Einsatz kommen. Die Zuverlässigkeit der Systeme muss auch unter dem Einfluss elektromagnetischer Störungen gegeben sein. EMV-Grundsatzuntersuchungen auf Fahrzeugebene sind ein wichtiger Bestandteil der Entwicklungsarbeiten.

Aufgabe

Die Schwerpunkte der Projektarbeit bildeten Vergleichsuntersuchungen unterschiedlicher Busleitungstypen sowie Busschaltkreise in der physikalischen Busschnittstelle, die ihren Serieneinsatz in den nächsten Fahrzeuggenerationen finden sollen. Es muss die Erfüllung der Anforderungen an die Störfestigkeit sowie die Störaussendung im Fahrzeug analysiert und verifiziert werden. Korrelationsbetrachtungen zu den Ergebnissen auf Schaltkreisund Komponentenebene sichern die Ergebnisse zusätzlich ab.

EMV-Störfestigkeitsuntersuchung mit Streifenleitungsmethode

Ergebnis

Für die Untersuchungen wurde ein Technikträgerfahrzeug (Audi A8) mit einem zusätzlichen Testleitungssatz ausgestattet, der parallel zum Hauptleitungssatz des Fahrzeuges verlegt wurde. Dieser Testleitungssatz beinhaltet die zu untersuchenden Leitungstypen. Zur Sicherstellung der Datenkommunikation über die FlexRay-Busleitungen wurden speziell entwickelte FlexRay-Steuergerätenachbildungen verwendet. Die physikalische Busschnittstelle, bestehend aus Bustreiber, Busdrossel, Terminierungsnetzwerk sowie weiterer Schutzbeschaltung, kann bei diesen Steuergerätenachbildungen für Analysezwecke geändert werden. Bei den Untersuchungen wurden verschiedene Konfigurationen, bestehend aus mehreren Leitungstypen und verschiedenen Bustreibern (Transceiver) mit einander verglichen. Gleichzeitig wurden die leitungsgeführten Störgrößen auf den Busleitungen in verschiedenen Steuergerätenachbildungen aufgezeichnet. Dazu sind in der physikalischen Busschnittstelle in den Steuergerätenachbildung jeweils vor und nach der Busdrossel (Com-mon Mode Choke) HF-Detektoren verbaut, die HF-Leistungen auf den Busleitungen messen können.

Fazit:
Durch Verwendung geeigneter Busdrosseln werden die hochfrequenten Störungen auf den Busleitungen stark gedämpft.

Störfestigkeitsprofil verschiedener Topologien

Messung Störeinkopplung bei verschiedenen Maßnahmen

Anhang

Bild 1 zur Aufgabe: EMV-Störfestigkeitsuntersuchung mit Streifenleitungsmethode

Bild 1 zum Ergebnis: Störfestigkeitsprofil verschiedener Topologien

Bild 2 zum Ergebnis: Messung Störeinkopplung bei verschiedenen Maßnahmen