Способ испытаний антиблокировочной системы автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю
METHOD OF THE MOTOR VEHICLE ANTI-LOCKING SYSTEM TESTING FOR SUSCEPTIBILITY TO THE ELECTROMAGNETIC FIELD

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) антиблокировочной системы (Anti-lock braking system - ABS) автотранспортных средств (АТС), в частности к воздействию высокочастотного электромагнитного поля, и может быть использовано для контроля работоспособности антиблокировочной системы при воздействии высокочастотных электромагнитных помех.
Из патента RU 2426662, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28, G01M 17/007, опубл. 20.08.2011 Бюл. №23, известен стенд, содержащий систему управления, а также расположенный под каждым из колес испытываемого АТС симулятор, любой из которых включает в себя приводной и опорный ролики.
Система управления упомянутого стенда включает в себя ЭВМ с монитором, который, на период испытаний, устанавливается в кабине АТС в поле зрения водителя, связанные с ЭВМ частотно регулируемые электроприводы, кинематически связанные с роликами соответствующих симуляторов, датчики величин скорости вращения роликов симуляторов и датчики величин вращающего момента, развиваемого частотно регулируемыми электроприводами.
Из упомянутого патента известен реализуемый выше описанным стендом способ испытаний ABS АТС, заключающийся в установке на ролики симуляторов испытываемого АТС, в имитации движения АТС и условий движения посредством симулятора, а также в последующем торможении АТС водителем, осуществляемым в соответствии с отражаемым на мониторе регламентом, после чего уменьшают угловую скорость вращения роликов симулятора моделируемого колеса по заданному условиями испытаний закону и измеряют тормозную силу посредством соответствующего датчика величины вращающего момента, развиваемого частотно регулируемым электроприводом на моделируемом колесе. По характеру изменения тормозной силы на моделируемом колесе (на моделируемых колесах) определяют работоспособность ABS.
Недостатками данного способа являются необходимость присутствия водителя в кабине испытываемого АТС, что в условиях воздействия ЭМП недопустимо, а также наличие размещаемого в кабине испытываемого АТС монитора системы управления стендом, что в условиях воздействия ЭМП также недопустимо, т.к. ЭМП может исказить электрические сигналы, обрабатываемые ЭВМ системы управления стенда, что, в свою очередь, может затруднить задание режимов стенда.
Из патента RU 2297932, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28, опубл. 27.04.2007, Бюл. №12 известен стенд, содержащий систему управления, а также расположенный под колесами испытываемой оси АТС симулятор, включающий в себя приводной, следящий и опорный ролики левого колеса, приводной, следящий и опорный ролики правого колеса, левый и правый маховики, кинематически связанные с приводным и опорным роликами, соответственно, левого и правого колес.
Система управления упомянутого стенда включает в себя ЭВМ, связанные с ЭВМ частотно регулируемый электропривод, кинематически соединенный с маховиками симулятора, датчики величин скорости вращения каждого из приводных и следящих роликов симулятора, датчики величин вращающего момента, реализуемого на каждом из приводных роликов симулятора, устанавливаемый в кабине испытываемого АТС датчик усилия, развиваемого на тормозной педали, а также шлейф, посредством которого стенд подключается к блоку управления ABS испытываемого АТС.
Из цитируемого патента известен реализуемый выше описанным стендом способ испытаний ABS, заключающийся в установке на ролики симулятора испытываемого АТС, в имитации движения АТС посредством симулятора, а также в последующем торможении АТС водителем. В процессе торможения АТС регистрируют развиваемую колесами АТС тормозную силу, определяемую посредством датчиков величин вращающего момента, развиваемого на приводных роликах симулятора, изменение угловых скоростей вращения приводных и следящих роликов, регистрируют усилие, развиваемое на педали тормоза и время начала воздействия на тормозную педаль. По характеру изменения тормозной силы на моделируемом колесе и скоростям вращения роликов симулятора определяют работоспособность ABS.
Недостатком данного способа является наличие шлейфа стенда электрически подключаемого к блоку управления ABS (длинной диагностической линии), вследствие чего на нее, во время испытаний на восприимчивость к ЭМП, могут наводиться электромагнитные помехи и искажать как измеряемые параметры, так и влиять на работоспособность самой ABS.
За прототип предлагаемого изобретения принят известный из статьи Подгорний А.С., Николаев П.А. «Помехозащищенное устройство сбора данных для испытаний автомобилей на устойчивость к электромагнитному воздействию». XVII Международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций». Самара. - ПГУТИ. - 2016. - С. 424-435 способ испытаний ABS АТС на восприимчивость к ЭМП, в котором АТС, имеющее в своем составе ABS, устанавливают в испытательную камеру на ролики симулятора, установленное на роликах симулятора АТС ориентируют относительно полеобразующей системы (системы формирующей ЭМП) согласно нормативным требованиям и реализуют предусмотренные регламентом испытаний ездовые циклы для контроля ABS при воздействии на АТС ЭМП с заданными параметрами. Работоспособность ABS контролируют посредством устройства сбора данных, которое состоит из оптоэлектронного преобразователя, расположенного в испытательной камере, подключенного к диагностической шине АТС, устройства отображения диагностической информации, расположенного с наружной стороны испытательной камеры (в защищенной от ЭМП зоне), и оптоволоконного кабеля, соединяющего оптоэлектронный преобразователь и устройство отображения информации.
Недостатком данного решения является наличие оптоэлектронного преобразователя, подключаемого к диагностической шине, через который наведенные во время испытаний электромагнитные помехи могут повлиять на работоспособность электрооборудования АТС и, в частности, ABS.
Задачей заявляемого решения является создание способа испытаний на восприимчивость к ЭМП ABS АТС, позволяющего оценить работоспособность ABS во время действия ЭМП при этом не влияющего на работоспособность штатно размещенного на АТС электрооборудования, и на основании результатов испытаний принять меры по эффективной защите электрооборудования от ЭМП.
Указанная задача решается в способе испытаний ABS АТС на восприимчивость к ЭМП, в котором АТС, имеющее в своем составе ABS, устанавливают в испытательную камеру на ролики симулятора, ориентируют установленное на роликах симулятора АТС относительно полеобразующей системы (системы формирующей ЭМП) согласно нормативным требованиям, реализуют регламентируемые регламентом ездовые циклы для контроля ABS при воздействии на АТС ЭМП с заданными параметрами, в процессе которых посредством устройства отображения диагностической информации, расположенного с наружной стороны испытательной камеры или в защищенной от воздействия ЭМП зоне, производят контроль параметров ABS.
Указанная задача решается тем, что:
1. Работоспособность ABS оценивается в процессе осуществления серии ездовых циклов, осуществляемых в промежутке времени воздействия ЭМП с заданными параметрами;.
2. Ездовой цикл включает в себя этап разгона АТС до заданной регламентом скорости и последующий этап торможения АТС, реализуемый при помощи дистанционно управляемого устройства, осуществляющего механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления;
3. Серия циклов состоит из последовательности ездовых циклов, этапы торможения которых имитируют медленное (система ABS не должна срабатывать) или быстрое (система ABS должна сработать) торможение АТС;
4. Временной промежуток торможения АТС вложен во временной промежуток воздействия ЭМП с заданными параметрами, при этом этап торможения АТС начинают, преимущественно, с заданной задержкой от начала воздействия ЭМП;
5. Работоспособность ABS контролируют посредством широкополосного пьезоэлектрического датчика, заблаговременно установленного, с образованием надежного механического контакта, на содержащем гидроклапаны блоке системы ABS, а также связанного с устройством отображения диагностической информации, посредством, преимущественно, экранированной электрической линии связи и фильтров низких частот, верхняя частота среза которых, преимущественно, равна верхней частоте среза пьезоэлектрического датчика;
6. Принятие решения о работоспособности ABS осуществляют на основании частотных характеристик, временных электрических и акустических сигналов или их совокупности, выводимых на устройство отображения диагностической информации.
Изобретение поясняется следующими чертежами, иллюстрирующими принцип испытаний ABS АТС на восприимчивость к ЭМП.
На фиг. 1 схематично показаны: 1 - испытательная камера (безэховая камера); 2 - полеобразующая система (излучающая антенна); 3 - АТС; 4 - ролики симулятора; 5 - содержащий гидроклапаны блок антиблокировочной системы; 6 - дистанционно управляемое устройство, осуществляющее механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления; 7 - пьезоэлектрический датчик; 8 - электрическая линия связи; 9 - защищенная от воздействия ЭМП зона; 10 - фильтр(ы) низких частот; 11 - устройство отображения диагностической информации.
На фиг. 2 схематично показаны: 12 - спектральная характеристика пьезоэлектрического датчика в период действия ЭМП при неработающих гидроклапанах антиблокировочной системы; 13 - спектральная характеристика пьезоэлектрического датчика в период действия ЭМП при работающих гидроклапанах антиблокировочной системы.
Изобретение может быть реализовано в испытательной камере (как правило, это безэховая, ТЕМ или реверберационная камера), содержащей в своем составе расположенные в камере симулятор с роликами и полеобразующую систему, расположенное вне испытательной камеры или вне зоны воздействия ЭМП устройство отображения диагностической информации, а также в установленном на период испытаний предварительно подготовленном автотранспортном средстве с системой ABS.
Согласно изобретения АТС устанавливают в испытательной камере на роликах симулятора и ориентируют относительно полеобразующей системы согласно заданным регламентом испытаний требованиям на их взаимное расположение.
После указанного осуществляют предварительную подготовку АТС к испытаниям, которая заключается:
- в установке на АТС дистанционно управляемого устройства, осуществляющего механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления;
- в установке на содержащем гидроклапаны блоке системы ABS, пьезоэлектрического, преимущественно, широкополосного датчика. При этом пьезоэлектрический датчик устанавливают с образованием надежного механического контакта с упомянутым блоком и диэлектрической изоляции электроцепей пьезоэлектрического датчика относительно любого из элементов системы электрооборудования АТС.
в соединении пьезоэлектрического датчика с устройством отображения диагностической информации, расположенным в удаленной или защищенной от ЭМП зоне, посредством, преимущественно, экранированной электрической линии связи и фильтра низких частот, верхняя частота среза которого, преимущественно, равна верхней частоте среза пьезоэлектрического датчика.
Заявляемое техническое решение основано на том, что контроль работоспособности ABS под воздействием ЭМП осуществляют за счет регистрации пьезоэлектрическим датчиком фактов срабатывания гидроклапанов ABS при торможении АТС. При этом вследствие гальванической развязки электрических цепей пьезоэлектрического датчика с бортовой электрической сетью АТС установка датчика никак не влияет на работоспособность электрооборудования АТС. Гарантированное определение работоспособности ABS при воздействии ЭМП с заданными параметрами осуществляется за счет мероприятий, позволяющих выделить полезную информацию о работоспособности ABS на фоне наведенных ЭМП электромагнитных помех, а также исключении влияния ЭМП на устройство отображения информации за счет расположения его в удаленной или защищенной от ЭМП зоне.
Мероприятия, позволяющие выделить полезную информацию о качестве работы ABS, основаны:
- на сравнении информации (частотных характеристик, временных электрических и акустических сигналов, или их совокупности), полученной с пьезоэлектрического датчика как до, так и вовремя воздействия ЭМП,
- на фильтрации наведенных в электрических цепях датчика электромагнитных помех фильтрами низких частот,
- на том, что временной промежуток торможения АТС вложен во временной промежуток воздействия ЭМП, а процесс торможения АТС начинается преимущественно с заданной задержкой после начала воздействия ЭМП.
Испытания проводят следующим образом:
1. При помощи дистанционно управляемого устройства, осуществляющего механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления, выполняют серию ездовых циклов, включающих в себя этапы разгона и торможения до заданных регламентом испытаний скоростей. Работоспособность ABS оценивают по результатам, по меньшей мере, двух ездовых циклов, отличающихся тем, что в одном цикле этап торможения АТС выполняют таким образом, что при нормально работающей ABS гидроклапаны ABS не должны срабатывать (режим плавного торможения), а в другом цикле этап торможения АТС выполняют в режиме, когда при нормально работающей ABS гидроклапаны должны срабатывать (режим резкого торможения);
2. На АТС во время реализации ездовых циклов производят воздействие ЭМП с заданными регламентом испытаний параметрами. При этом воздействие ЭМП осуществляют таким образом, чтобы временной промежуток торможения АТС был вложен во временной промежуток воздействия ЭМП, а сам процесс торможения АТС начинался преимущественно с заданной задержкой после начала воздействия ЭМП;
3. В процессе испытаний производят анализ получаемой с пьезоэлектрического датчика информации;
4. По результатам испытаний делают заключение о работоспособности ABS при воздействии ЭМП и в случае нарушения работоспособности принимают решение о проведении мероприятий по доработке ABS, направленных на достижение критериев, установленных техническими требованиями. Критериями положительного теста являются несрабатывание клапанов ABS в режиме плавного торможения и срабатывание клапанов ABS в режиме резкого торможения.