自動車のEMCに関する技術調査 あいち産業科学技術総合センター｜研究成果｜研究報告書

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1産業技術センター 自動車・機械技術室

研 究 ノ ー ト

自 動 車 の

E M C

に 関 す る 技 術 調 査

依 田 康 宏

＊1

、 竹 中 清 人

＊1

、 河 瀬 賢 一 郎

＊1

Research on EMC of Automobile

Yasuhiro YODA

_{, Kiyoto TAKENAKA}

_{and Kenichiro KAWASE}

Industrial Research Center*1

文 献 や ヒ ア リ ン グ を 通 し て 、 自 動 車 の EMC に 関 す る 技 術 調 査 を 行 っ た 。 自 動 車 の EMC 試 験 に は 車 両 や 部 品 を 対 象 と し た 様 々 な 試 験 が あ り 、 使 用 す る 電 波 暗 室 や 試 験 方 法 は 民 生 機 器 ・ 産 業 機 器 向 け EMC 試 験 と 比 較 し て 異 な る こ と 、 部 品 の イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 に は 装 置 単 独 で 試 験 で き る も の が あ る こ と 、 開 発 企 業

に と っ て 自 動 車 の 各 種 EMC試 験 を 一 か 所 の 試 験 機 関 で ま と め て 行 い た い 要 望 が あ る こ と が わ か っ た 。

１ ．はじ めに

現 在 の 自 動 車 は 安 全 運 転 支 援 装 置 な ど の IT 化 が 進 み 、 車 載 電 子 機 器 が ま す ま す 多 様 化 し て い る 。 愛 知 県 で も 自 動 車 安 全 技 術 の 開 発 推 進 ・ 支 援 を 重 要 施 策 の 一 つ と 位 置

づ け て お り 、 関 連 す る 車 載 電 子 機 器 の 開 発 企 業 に と っ て 、

電 磁 ノ イ ズ に 関 す る EMC(電 磁 環 境 両 立 性)対 策 は 必 要 不 可 欠 と な っ て い る 。 し か し な が ら 、 当 セ ン タ ー の 本 部 (豊 田 市)と 産 業 技 術 セ ン タ ー(刈 谷 市)に 導 入 し て い る EMC 試 験 設 備 は と も に 民 生 機 器 ・ 産 業 機 器 向 け (CISPR22やIEC61000に 対 応)で あ り 、 自 動 車 のEMC

試 験 に つ い て の 試 験 法 や 動 向 に 関 す る 知 見 を 蓄 積 し て い

な い 。 こ の 分 野 の 技 術 動 向 及 び 企 業 ニ ー ズ を 把 握 す る た め 自 動 車 のEMC試 験 に 関 す る 技 術 調 査 を 行 っ た 。

２ ．調査 方法

文 献 1)

に よ り 自 動 車 の 主 要 なEMC規 格 に つ い て 技 術 調 査 を し 、 当 セ ン タ ー のEMC設 備 と の 比 較 を 行 っ た 。 ま た 、 自 動 車 の EMC設 備 を 保 有 し て い る 近 隣 の 公 設 試 験 研 究 機 関 や 民 間 試 験 機 関 を ヒ ア リ ン グ し 、 企 業 ニ ー ズ

や 関 連 設 備 な ど に つ い て 調 査 し た 。

３ ．調査 結果及 び考察

3.1 自 動 車 のEMC規 格 の 調 査

表 １は 主 な 自 動 車 のEMC規 格 で あ り 、 国 際 的 な 規 則 のECE R10関 連 の も の で あ る 。 車 両 を 対 象 と し た 試 験 と 、 部 品(車 載 電 子 機 器 、 ハ ー ネ ス)を 対 象 と し た 試 験 と に 分 け ら れ 、 さ ら に 試 験 内 容 は 、 車 両 や 部 品 か ら の 電 磁

ノ イ ズ を 測 定 す る CISPR 系 の エ ミ ッ シ ョ ン 試 験 と 、 外 部 か ら 電 磁 ノ イ ズ を 受 け て も 誤 動 作 し な い こ と を 確 認 す

るISO系 の イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 と に 分 け ら れ る 。

3.1.1 車 両 を 対 象 と し たEMC試 験

車 両 の 放 射 エ ミ ッ シ ョ ン 試 験(CISPR12)で は 、 ア ン テ ナ か ら 車 両 へ の 距 離 を 10m 又 は 3m と し 、30MHz～ 1GHzの 妨 害 波 測 定 を 行 っ て 、 家 屋 の 放 送 受 信 機 な ど に

影 響 の あ る ノ イ ズ が 出 て い な い こ と を 確 認 す る 。 車 両 の

放 射 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験(ISO11451-2)で は 10kHz～ 18GHz の 電 磁 波 を 照 射 し て 車 両 の 電 磁 耐 性 を 評 価 す る 。

車 両 のEMC試 験 で は 、 車 両 の 入 る 大 き さ の 電 波 暗 室 や オ ー プ ン サ イ ト の よ う な 大 型 の 設 備 が 必 要 と な る 。 当

セ ン タ ー に は 本 部 に3m法 の 電 波 暗 室 、 産 業 技 術 セ ン タ ー に 簡 易 電 波 暗 室 が あ る が 、 車 両 のEMC試 験 を 行 う 設 備 は こ れ ら よ り 大 型 の も の が 必 要 と な る 。

3.1.2 部 品 を 対 象 と し た エ ミ ッ シ ョ ン 試 験

部 品 の エ ミ ッ シ ョ ン 試 験(CISPR25)で は 、150kHz～ 2.5GHz の 妨 害 波 測 定 を 行 い 、 車 載 受 信 機 に 影 響 の あ る

ノ イ ズ が 出 て い な い こ と を 確 認 す る 。 表 １ に 示 す 放 射 エ

ミ ッ シ ョ ン 試 験 以 外 に も150kHz～108MHzの 伝 導 エ ミ ッ シ ョ ン 試 験(電 圧 法 及 び 電 流 プ ロ ー ブ 法)が あ る 。

放 射 エ ミ ッ シ ョ ン 試 験 で は 、 シ ー ル ド さ れ た 電 波 暗

表 １ 主 な 自 動 車 のEMC規 格

対 象 試 験 内 容 国 際 規 格 試 験

車 両

放 射 エ ミ ッ シ ョ ン CISPR12 放 射 イ ミ ュ ニ テ ィ ISO11451-2

部 品

放 射 エ ミ ッ シ ョ ン(ALSE法) CISPR25 放 射 イ ミ ュ ニ テ ィ(ALSE法) ISO11452-2

TEMセ ル ISO11452-3

BCI ISO11452-4

ス ト リ ッ プ ラ イ ン ISO11452-5 伝 導 過 渡 イ ミ ュ ニ テ ィ ISO7637-2

室 で あ る ALSE(Absorber-Lined Shielded Enclosure) 内 で 、 ア ン テ ナ か ら1mの 距 離 で 妨 害 波 を 測 定 す る 。 高 さ 0.9mの 机 上 の グ ラ ン ド プ レ ー ン 上 で 、 部 品 を 絶 縁 台 に 置 い て 試 験 し 、 グ ラ ン ド プ レ ー ン は ALSE の シ ー ル ド 金 属 面 に2.5mΩ 以 下 で 接 地 さ れ な け れ ば な ら な い 。

こ の シ ー ル ド 金 属 面 へ の 接 地 と い う 条 件 が 当 セ ン タ

ー の 電 波 暗 室 で は 対 応 で き ず 、 自 動 車 部 品 EMC試 験 用 のALSEが 必 要 と な る 。 ま た 、 試 験 に は ク ラ ス1～5の 規 格 限 度 値 が 規 定 さ れ 、 最 も 厳 し い ク ラ ス 5 で は 要 求 さ れ る ノ イ ズ レ ベ ル も 低 く 、 性 能 の 高 い 測 定 機 や 電 波 暗

室 が 必 要 と な る 。

3.1.3 部 品 を 対 象 と し た イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験

部 品 の 放 射 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験(ISO11452-2)で は 、 ALSE内 で80MHz～18GHzの 電 磁 波 を 照 射 し て 部 品 の

電 磁 耐 性 を 評 価 す る 。 ア ン テ ナ か ら の 距 離 や 配 置 は 放 射

エ ミ ッ シ ョ ン 試 験 と 同 一 で あ る 。 電 界 強 度 の 試 験 レ ベ ル

は 、IEC61000-4-3 の 放 射 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 に あ る 10V/m よ り 大 き い 100V/m も 規 定 さ れ て お り 、 高 出 力

の パ ワ ー ア ン プ が 必 要 と な る 。

ALSE を 利 用 し な い 部 品 の イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 と し て ISO11452シ リ ー ズ に はTEMセ ル 、BCI試 験 な ど が あ

り 、表 ２に 試 験 周 波 数 を 示 す 。ECE R10 で は 20MHz ～2GHzの 試 験 が 規 定 さ れ て お り 、ISO11452 の 各 種 試 験 を 組 合 せ て 試 験 周 波 数 を カ バ ー す れ ば よ い と さ れ る が 、 試 験 法 に よ っ て 結 果 が 異 な る こ と も あ る 。

TEM セ ル 試 験 は シ ー ル ド さ れ た 装 置 内 で 行 う 放 射 イ

ミ ュ ニ テ ィ 試 験 で あ り 、TEM 波 を 発 生 さ せ て 試 験 を 行 う 。 装 置 自 体 が シ ー ル ド さ れ て い る の で ALSE な ど は 不 要 で あ る が 、 試 験 で き る 部 品 の サ イ ズ は 制 限 さ れ る 。 BCI 試 験 は 、 車 載 電 子 機 器 に 接 続 さ れ た ハ ー ネ ス に

強 い 磁 界 ノ イ ズ が 誘 起 し た 際 の 耐 性 を 評 価 す る 伝 導 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 で 、 電 流 注 入 プ ロ ー ブ を 用 い て 高 周 波 の 妨

害 波 を ハ ー ネ ス に 注 入 す る 。 通 常 は シ ー ル ド ル ー ム 内 で

試 験 を 行 う 。

ま た 、 伝 導 過 渡 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験(ISO7637-2)は 12V 又 は 24V 系 の 車 載 電 子 機 器 の 伝 導 性 電 気 的 過 渡 現 象 に 対 す る 耐 性 試 験 で あ り 、 様 々 な 波 形 の 試 験 パ ル ス を 直 流

電 源 線 上 に 印 加 す る 。 な お ISO7637-2 は 電 源 線 、 ISO7637-3は 電 源 線 以 外 を 対 象 と し て い る 。

TEM セ ル 、BCI、 伝 導 過 渡 イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 は

ALSEを 必 要 と せ ず 、 試 験 機 を 導 入 す れ ば 単 独 で 試 験 で

き 、 比 較 的 シ ス テ ム の 導 入 が し や す い と 考 え ら れ る 。

3.1.4 そ の 他 の 自 動 車 のEMC試 験

表 １ に 示 す 以 外 のEMC試 験 と し て は 、 自 動 車 の 静 電 気 放 電 試 験(ISO10605)が あ る 。 当 セ ン タ ー に は 、 IEC6100-4-2 に 対 応 し た 静 電 気 放 電 試 験 機 を 導 入 し て

おり、機器の設定(CR 定数)を変更することで ISO10605 に も 対 応 す る こ と が で き る 。 ま た 、 電 気 自 動

車 、 充 電 設 備 用 に EFT/B(IEC61000-4-4)、 サ ー ジ (IEC61000-4-5)な ど の 試 験 が あ り 、 民 生 機 器 ・ 産 業 機

器 向 け のEMC試 験 と 同 じ で あ る 。

3.2 ヒ ア リ ン グ に よ る 調 査

近 隣 の 公 設 試 験 研 究 機 関 に は 、 三 重 県 工 業 研 究 所 に BCI イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 シ ス テ ム(ISO11452-4 に 対 応)、

静 岡 県 工 業 技 術 研 究 所 浜 松 工 業 技 術 支 援 セ ン タ ー に 車 載

機 器 用 伝 導EMC試 験 シ ス テ ム(ISO7637-2, ISO7637-3 に 対 応)が 導 入 さ れ て お り 、EMC試 験 に 対 す る 企 業 ニ ー ズ や 試 験 法 な ど に 関 す る ヒ ア リ ン グ を 行 っ た 。

そ の 結 果 、 開 発 品 の 試 験 を す る 企 業 に は 、 一 つ の 試 験 機 関 で ま と め て 自 動 車 のEMC試 験 を 行 い た い 要 望 が あ る こ と が わ か っ た 。 三 重 県 、 静 岡 県 に は 単 一 の 試 験 に

対 応 し た 設 備 が 導 入 さ れ て い る が 、 利 便 性 の 点 か ら 各 種

試 験 を 一 か 所 で 行 い た い 企 業 ニ ー ズ が あ る 。

ま た 、 試 験 に は 自 動 車 メ ー カ 規 格 を 指 定 さ れ る 場 合 が 多 く 、CISPR、ISO な ど の 標 準 規 格 以 外 の 規 格 も 理 解 す る 必 要 が あ る こ と が わ か っ た 。

さ ら に 、 自 動 車 のEMC試 験 を 行 う 民 間 試 験 機 関 へ の ヒ ア リ ン グ を 行 っ た 。 愛 知 県 に は 自 動 車 産 業 が 集 積 し て お り 、 県 内 に は 自 動 車 のEMC試 験 に 対 応 し た 民 間 試 験 機 関 も 多 く 、 一 通 り の 試 験 が 行 え る こ と が 多 い 。 部 品 の EMC 試 験 と し て 、 放 射 エ ミ ッ シ ョ ン 、 放 射 イ ミ ュ ニ テ

ィ 試 験 を 基 本 と し て 行 い 、 追 加 で BCI や TEM セ ル な ど の 試 験 を 組 合 せ て 行 う こ と が 多 い こ と が わ か り 、 ど の

よ う な 種 類 の 試 験 ニ ー ズ が 高 い か を 把 握 で き た 。

４ ．結び

自 動 車 のEMCに 関 す る 技 術 調 査 を 行 っ た 。 自 動 車 の EMC試 験 は 、 当 セ ン タ ー の EMC設 備 と 比 較 し て 電 波

暗 室 や 試 験 方 法 が 異 な る こ と 、 部 品 の イ ミ ュ ニ テ ィ 試 験 に は 装 置 単 独 で 試 験 で き る も の が あ る こ と 、 開 発 企 業 は

自 動 車 のEMC試 験 を ま と め て 行 い た い こ と が わ か っ た 。

文 献

1） 株 式 会 社 ノ イ ズ 研 究 所 ： 自 動 車 ・ 車 載 機 器 用 EMC

試 験 規 格 概 要 ，(2017)

表 ２ ISO11452試 験 周 波 数

試 験 法 試 験 周 波 数

ALSE法(放 射) 80MHz～18GHz TEMセ ル(放 射) 10kHz～200MHz BCI(伝 導) 1MHz～400MHz