ДИАГНОСТИКА СИГНАЛОВ СВЯЗИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОПРИЕМНИКА
DIAGNOSIS OF VEHICLE COMMUNICATION SIGNALS USING RADIO RECEIVER

Область техники, к которой относится изобретение
Эта заявка в целом относится к обнаружению электромагнитного излучения от проводников в транспортном средстве.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Современные транспортные средства включают в себя многие электронные модули для выполнения различных функций. Электронные модули могут взаимодействовать друг с другом для обмена сигналами и данными. Большая часть связи между модулями происходит через проводные соединения.
Сущность изобретения
В некоторых конфигурациях, автомобильное средство диагностики включает в себя контроллер, выполненный с возможностью, в ответ на прием входного сигнала, запрашивающего диагностирование канала дифференциальных сигналов, демодулировать сигнал антенны на частоте в предопределенном диапазоне, соответствующий электромагнитным излучениям, вызванным разбалансировкой канала дифференциальных сигналов, и попеременно выводить базовую аудио характеристику и аудио характеристику, которая включает в себя, в результате разбалансировки канала дифференциальных сигналов, возмущение, отличающееся от базовой аудио характеристики.
Некоторые конфигурации могут включать в себя один или более из следующих признаков. Автомобильное средство диагностики может включать в себя устройство отображения, на котором контроллер запрограммирован выводить сообщение, указывающее диагностируемый канал дифференциальных сигналов. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществлять связь с контроллером транспортного средства и запрограммирован поочередно запрашивать контроллер транспортного средства для активирования и деактивирования канала дифференциальных сигналов, так чтобы канал дифференциальных сигналов чередовался между периодом действия сигналов, когда активирован, и периодом бездействия сигналов, в котором проводники канала дифференциальных сигналов поддерживаются на, в целом, постоянном уровне напряжения, чтобы минимизировать электромагнитные излучения от канала дифференциальных сигналов, когда деактивирован. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован выводить базовую аудио характеристику в виде соответствующего аудио сигнала, который является результатом деактивации канала дифференциальных сигналов. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован выводить аудио характеристику в виде соответствующего аудио сигнала, который является результатом активации канала дифференциальных сигналов. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован запрашивать контроллер транспортного средства для передачи предопределенного сигнала по каналу дифференциальных сигналов, когда активирован, причем, предопределенный сигнал выполнен с возможностью вызывать электромагнитные излучения в предопределенном диапазоне, когда канал дифференциальных сигналов разбалансирован. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован запрашивать контроллер транспортного средства для чередования между деактивацией канала дифференциальных сигналов в течение первого предопределенного временного интервала и активацией канала дифференциальных сигналов в течение второго предопределенного временного интервала. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер выполнен с возможностью изменять частоту предопределенными положительными приращениями в пределах диапазона с предопределенными временными интервалами.
В некоторых конфигурациях, автомобильное средство диагностики включает в себя контроллер, выполненный с возможностью, в ответ на прием входного сигнала, запрашивающего диагностирование канала дифференциальных сигналов, демодулировать сигнал антенны на частоте в предопределенном диапазоне, соответствующий электромагнитным излучениям, вызванным разбалансировкой канала, и выводить диагностический сигнал в ответ на идентификацию наличия возмущения в аудио характеристике, которое отсутствует в базовой аудио характеристике, когда канал сбалансирован.
Некоторые конфигурации могут включать в себя один или более из следующих признаков. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован идентифицировать наличие возмущения, обрабатывая аудио характеристику и базовую аудио характеристику с использованием дискретного преобразования Фурье для формирования амплитуд частотных составляющих для частот, присутствующих в аудио характеристике и базовой аудио характеристике. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществлять связь с контроллером транспортного средства и запрограммирован поочередно запрашивать контроллер транспортного средства для активирования и деактивирования канала дифференциальных сигналов, так чтобы канал дифференциальных сигналов чередовался между периодом действия сигналов, который дает в результате аудио характеристику, и периодом бездействия сигналов, который дает в результате базовую аудио характеристику, в котором проводники канала дифференциальных сигналов поддерживаются на в целом постоянном уровне напряжения для устранения электромагнитных излучений от канала дифференциальных сигналов. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован формировать первый набор амплитуд частотных составляющих, которые соответствуют базовой аудио характеристике, когда канал дифференциальных сигналов избирательно деактивирован, и второй набор амплитуд частотных составляющих, которые соответствуют аудио характеристике, которая получается в результате, когда канал дифференциальных сигналов избирательно активирован. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован выводить диагностический сигнал в ответ на одну или более амплитуд частотных составляющих из второго набора, превышающих соответствующие амплитуды частотных составляющих из первого набора больше, чем на предопределенную величину. Автомобильное средство диагностики, в котором контроллер запрограммирован запрашивать контроллер транспортного средства для передачи предопределенного сигнала по каналу дифференциальных сигналов, когда активирован, причем, предопределенный сигнал выполнен с возможностью вызывать электромагнитные излучения в предопределенном диапазоне, когда канал дифференциальных сигналов разбалансирован.
В некоторых конфигурациях, способ для диагностирования проблем с электропроводкой в транспортном средстве включает в себя демодуляцию, посредством контроллера, сигнала антенны на частоте в предопределенном диапазоне, соответствующего электромагнитным излучениям, вызванным разбалансировкой канала дифференциальных сигналов. Способ также включает в себя вывод, посредством контроллера, в течение чередующихся периодов времени, базовой аудио характеристики и аудио характеристики, которая включает в себя, в результате разбалансировки канала дифференциальных сигналов, возмущение, отличающееся от базовой аудио характеристики.
Некоторые конфигурации могут включать в себя один или более из следующих признаков. Способ может включать в себя идентификацию, посредством контроллера, наличия возмущения в аудио характеристике, которое отсутствует в базовой аудио характеристике, собранной, когда канал дифференциальных сигналов сбалансирован. Способ может включать в себя обработку, посредством контроллера, аудио характеристики и базовой аудио характеристики с использованием дискретного преобразования Фурье для формирования амплитуд частотных составляющих для частот, присутствующих в аудио характеристике и базовой аудио характеристике. Способ может включать в себя вывод, посредством контроллера, диагностического сигнала в ответ на одну или более амплитуд частотных составляющих из первого набора амплитуд частотных составляющих, которые соответствуют базовой аудио характеристике, когда канал дифференциальных сигналов избирательно деактивирован, превышающих соответствующие амплитуды частотных составляющих из второго набора амплитуд частотных составляющих, которые соответствуют аудио характеристике, которая получается в результате, когда канал дифференциальных сигналов избирательно активирован, больше, чем на предопределенную величину. Способ может включать в себя запрашивание, посредством упомянутого контроллера, контроллера транспортного средства для активирования и деактивирования канала дифференциальных сигналов в течение чередующихся периодов времени, так чтобы канал дифференциальных сигналов чередовался между периодом действия сигналов, когда активирован, чтобы вызывать аудио характеристику, и периодом бездействия сигналов, в котором проводники канала дифференциальных сигналов поддерживаются на, в целом, постоянном уровне напряжения для минимизации электромагнитных излучений от канала дифференциальных сигналов, когда деактивирован, чтобы вызывать базовую аудио характеристику. Способ может включать в себя запрашивание, посредством упомянутого контроллера, контроллера транспортного средства для передачи предопределенного сигнала по каналу дифференциальных сигналов, когда активирован, причем, предопределенный сигнал выполнен с возможностью вызывать электромагнитные излучения в предопределенном диапазоне при наличии разбалансировки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - возможная конфигурация транспортного средства, включающая в себя радиоприемник.
Фиг. 2 - график, изображающий возможный шумовой спектр частот, вызванный разбалансированной электропроводкой в транспортном средстве.
Фиг. 3 изображает структурную схему для контроллера, который избирательно активирует и деактивирует сеть связи в транспортном средстве.
Фиг. 4 изображает транспортное средство, подсоединенное к средству диагностики, которое выполнено с возможностью идентифицировать испускаемые излучения от сетей связи в транспортном средстве.
Фиг. 5 изображает блок-схему для последовательности операций для обнаружения испускаемых излучений от сетей связи в транспортном средстве.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны в материалах настоящей заявки. Однако, должно быть понятно, что раскрытые варианты осуществления являются всего лишь примерами, и другие варианты осуществления могут принимать различные и альтернативные формы. Фигуры не обязательно должны определять масштаб; некоторые признаки могли быть преувеличены или преуменьшены, чтобы показывать подробности конкретных компонентов. Поэтому, конкретные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в материалах настоящей заявки, должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а только в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники по-разному использовать настоящее изобретение. Как будут понимать специалисты в данной области техники, различные признаки, проиллюстрированные и описанные со ссылкой на любую одну из фигур, могут комбинироваться с признаками, проиллюстрированными на одной или более других фигур, для создания вариантов осуществления, которые не проиллюстрированы и не описаны явно. Проиллюстрированные комбинации признаков дают показательные варианты осуществления для типичных применений. Различные комбинации и модификации признаков, совместимых с доктринами этого изобретения, однако, могли бы быть желательны для конкретных применений или реализаций.
Фиг. 1 изображает примерную структурную схему транспортного средства 100. Транспортное средство 100 может включать в себя контроллер 102 радиоприемника, который подсоединен к одной или более антенн 104. Транспортное средство 100 может включать в себя аккумуляторную батарею 106. Контроллер 102 радиоприемника может быть подсоединен к аккумуляторной батарее 106 и принимать питание с аккумуляторной батареи 106 для работы. Контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью принимать сигналы антенны 104 в различных спектрах частот. Например, контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью принимать сигналы в полосе частот амплитудной модуляции (АМ, AM) (например, 500 кГц - 1700 кГц). Контроллер 102 радиоприемника также может быть выполнен с возможностью принимать сигналы в полосе частот частотной модуляции (ЧМ, FM) (например, 88 МГц - 108 МГц). Антенны 104 могут быть выполнены с возможностью принимать сигналы в полосах частот АМ и ЧМ.
Контроллер 102 радиоприемника может включать в себя один или боле входов управления, которые предоставляют оператору возможность выбирать несущую частоту, на которой следует демодулировать принятый колебательный сигнал. Входы управления могут конфигурировать контроллер 102 радиоприемника, чтобы фильтровал сигнал антенны 104 в выбранном диапазоне частот около несущей частоты. Сигнал затем может демодулироваться для извлечения вещательного сигнала.
Контроллер 102 радиоприемника может включать в себя схему для демодуляции принятого сигнала антенны 104. Контроллер 102 радиоприемника может включать в себя схему для формирования несущей частоты для демодуляции сигналов, принятых антенны 104. Схема демодуляции может зависеть от полосы частот (например, АМ или ЧМ), и многочисленные наборы схем могут присутствовать, чтобы приспосабливаться к разным полосам частот. Контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью выполнять демодуляцию сигнала АМ во всех полосах частот, в том числе, ЧМ. Контроллер 102 радиоприемника может включать в себя процессор и память (энергозависимую и энергонезависимую). Контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью выбирать полосу частот и активировать надлежащую схему демодуляции. Контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью выбирать и формировать несущую частоту, и взаимодействовать с соответствующей схемой. В различных конфигурациях, функции могут быть реализованы схемой или, в качестве альтернативы, могут быть запрограммированы в памяти и выполняться процессором.
Транспортное средство 100 может включать в себя один или более громкоговорителей 108, которые электрически подсоединены к контроллеру 102 радиоприемника. После демодуляции и фильтрации входного сигнала, контроллер 102 радиоприемника может выводить сигнал на громкоговорители 108 для выдачи слышимого звука оператору.
Транспортное средство 100 может включать в себя множество электронных модулей для выполнения различных функций. Электронные модули могут быть представлены для управления работой двигателя, трансмиссии и тормозной системы. Например, транспортное средство 100 может включать в себя первый электронный модуль 110 и второй электронный модуль 112. Сигналы и данные могут передаваться между первым и вторым электронными модулями 110, 112. Сигналы могут пересылаться через проводное соединение 114 между первым и вторым электронными модулями 110, 112.
Транспортное средство 100 дополнительно может включать в себя модуль 116 отображения. Модуль 116 отображения может быть выполнен с возможностью отображать сообщения и указания оператору транспортного средства 100. Например, модуль 116 отображения может отображать выбранную в настоящее время несущую частоту, выбранную линию связи, которая испытывается, и результат диагностического испытания (например, какая линия связи не выдержала испытание). Модуль 116 отображения может включать в себя пользовательский интерфейс для предоставления оператору транспортного средства 100 возможности управлять различными аспектами работы. Модуль отображения может включать в себя дисплейный экран, который может быть сенсорным экраном, который предоставляет оператору возможность вводить команды в радиоприемник 102.
Проводное соединение 114 может быть частью сети транспортного средства. Сеть транспортного средства может включать в себя множество каналов для связи. Сеть транспортного средства может включать в себя канал последовательной шины, такой как канал локальной сети контроллеров (CAN). Один из каналов сети транспортного средства может включать в себя сеть Ethernet, определенную семейством 802 стандартов Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Разные сигналы могут передаваться через разные каналы сети транспортного средства. Например, видеосигналы могут передаваться через высокоскоростной канал (например, Ethernet) наряду с тем, что сигналы управления могут передаваться через канал CAN. Один из каналов может быть реализован согласно протоколу низковольтной дифференциальной передачи сигналов (LVDS). Сеть транспортного средства может включать в себя любые компоненты аппаратных средств и программного обеспечения, которые содействуют передаче сигналов и данных между модулями. Сеть транспортного средства не показана на фиг. 1, но подразумевается, что сеть транспортного средства может присоединяться к любому электронному модулю, который присутствует в транспортном средстве 100.
Каналы сети транспортного средства могут быть выполнены с возможностью осуществлять связь согласно конкретному протоколу (например, CAN, Ethernet). Разные сигналы, передаваемые с помощью электропроводки, могут подпадать под предопределенный диапазон частот. Электронные модули, которые выполнены с возможностью осуществлять связь через канал, могут быть выполнены с возможностью действовать согласно конкретному протоколу. Максимальная частота может быть выведена из номинального времени передачи бита для протокола связи. Номинальное время передачи бита может определять максимальную частоту, с которой может меняться сигнал. Повторяющийся шаблон, в котором сигнал меняет состояния за каждое номинальное время передачи бита, может представлять собой максимальную частоту.
Проводное соединение 114 может быть дискретным, возможно выделенным, соединением между первым и вторым электронными модулями 110, 112. Например, первый и второй электронные модули могут осуществлять связь друг с другом с помощью модулированного широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, PWM) сигнала. Например, первый электронный модуль 110 может быть контроллером тормозов, а второй электронный модуль может быть датчиком скорости вращения колеса. Датчик скорости вращения колеса может выводить переменный частотный сигнал, который меняется по мере того, как меняется скорость вращения колеса. Система и способы, описанные в материалах настоящей заявки, в целом применимы к любой сети связи, использующей дифференциальные сигналы.
Электрические сигналы, передаваемые через проводные соединения могут создавать проблемы электромагнитных помех (EMI). Изменяющиеся во времени электрические токи, проходящие через проводник, могут создавать электромагнитное поле вокруг проводника. Электромагнитное поле, в таком случае, может взаимодействовать с другими проводниками, чтобы наводить токи в других проводниках. Вообще, проводник способен вызывать помехи, и также восприимчив к помехам от других проводников. Существуют различные технологии для минимизации количества шума, вырабатываемого проводниками, и для минимизации величины шума, который принимается.
Электромагнитные излучения от проводника находятся под влиянием скорости изменения тока, текущего через проводник. Скорость изменения сигнала, переносимого проводником, оказывает воздействие на амплитуду излучений. Один из способов для уменьшения излучений состоит в том, чтобы ограничивать скорость изменения сигналов, переносимых проводником. Например, время нарастания и спада сигнала могут ограничиваться, чтобы быть большими, чем предопределенное время. Однако, для достижения высокоскоростной связи, требуются повышенные скорости изменения сигнала. Электромагнитные излучения могут находиться под сильным влиянием сигнальных переходов.
Для снижения EMI, электрические сигналы могут передаваться в виде дифференциальных сигналов. Дифференциальные сигналы могут быть реализованы парой проводников. Электронные модули получают сигналы в виде разности напряжений на паре проводников. Проводники дифференциальной цепи могут быть проводами витой пары. Конфигурация дифференциальной цепи минимизирует воздействие синфазного сигнала, оказывающего влияние на проводимый сигнал. Синфазные сигналы являются теми сигналами, которые оказывают влияние на оба проводника дифференциальной пары одинаковым образом (например, перепад с заземлением, смещения напряжения, испускаемые излучения). Сигналы, отправляемые по проводникам, должны быть зеркальными отражениями друг друга, так что любые частотные поля синфазной помехи подавляют друг друга.
Дополнительные технологии уменьшения EMI включают в себя экранирование проводников. Экранированный проводник является проводником, который окружен проводящим слоем. Например, несколько проводников могут быть окружены общим проводящим слоем или экраном. Экран может включать в себя соединение с заземляющим слоем на одном или каждом конце проводников. Экран вокруг проводников действует для уменьшения электрического излучения, вызванного окруженными проводниками, и уменьшает величину помехи от других источников на окруженных проводниках. Возможны другие технологии уменьшения EMI.
Транспортное средство может быть сконструировано, чтобы уменьшать величину EMI, вызванных транспортным средством, и чтобы уменьшать влияние EMI от других источников воздействия на функционирование транспортного средства. Однако, во время эксплуатации, защита от EMI может нарушаться вследствие многообразия проблем. Например, экраны проводников могут становиться поврежденными, так что экран больше не эффективен в предотвращении излучения шума от экранированных проводников. Неисправности у дифференциальных цепей могут вызывать разбалансировку между дифференциальными сигналами, приводя к испускаемым электромагнитным излучениям. Такие неисправности могут происходить вследствие внутренних повреждений схемы или разрывов проводников, которые увеличивают сопротивление у одного из проводников. Эти типы проблем часто являются перемежающимися и могут не вызывать осложнения непрерывно. Кроме того, проблемы могут не быть легко воспроизводимыми. По существу, эти типы проблем с EMI могут быть трудны для обнаружения. Владелец транспортного средства, имеющий проблемы с EMI, может испытывать перемежающиеся проблемы, которые может быть трудно диагностировать посредством оборудования для технического обслуживания.
Излучения от дифференциальных сигналов могут находиться под влиянием некоторого количества переменных. Дифференциальный сигнал составлен из двух сигналов равной амплитуды, но в противофазе друг с другом. Синфазный сигнал, который является суммой двух дифференциальных сигналов, может воздействовать на электромагнитные излучения от дифференциальной линии связи. Когда дифференциальные сигналы сбалансированы, синфазный сигнал проявляется в виде постоянной амплитуды. Когда дифференциальные сигналы разбалансированы, есть изменяющаяся во времени часть (например, переменного тока) у синфазного сигнала. Эта изменяющаяся во времени часть вызывает электромагнитные излучения от дифференциальной линии связи. Во многих случаях, сеть связи может быть по-прежнему в рабочем состоянии, даже если излучения могут быть повышены. Факторы, которые могут вызывать разбалансировку, включают в себя рассогласованные времена нарастания/спада и рассогласованные амплитуды дифференциальных сигнальных пар. Разбалансировки могут быть вызваны рассогласованием импеданса на сигнальных линиях.
Сигнал может быть представлен в частотной области в виде суммы колебательных сигналов, имеющих разные частоты и амплитуды. Каждый из колебательных сигналов может быть синусоидальным с частотой и амплитудой. Испускаемые электромагнитные излучения от разбалансированной дифференциальной цепи могут быть изображены в виде графика амплитуд частотных составляющих, такого как на фиг. 2, показанного для типичного сигнала прямоугольной формы. Может присутствовать основная частота 200 излучаемого сигнала, на которой испускаемые излучения обычно могут иметь наибольшую амплитуду. В дополнение к основной частоте 200, могут присутствовать частоты 202 гармоник. Отметим, что, для сигнала прямоугольной формы, гармоники проявляются на нечетных гармониках. Эти частоты 202 гармоник могут быть целыми кратными основной частоты 200. В некоторых случаях, основная частота 200 и/или частоты 202 гармоник могут подпадать по все полосы частот, в том числе полосу 204 частот АМ и/или полосу 206 частот ЧМ. Когда частоты подпадают под полосу 204 частот АМ или полосу 206 частот ЧМ, сигналы могут интерферировать с нормальными сигналами. Результатом может быть гудение или тональный сигнал на основной частоте 200 или частотах 202 гармоник. В большинстве случаев, основная частота 200 может быть большей, чем частоты в слышимом диапазоне.
Воздействие испускаемых излучений от проводников в транспортном средстве 100 может наблюдаться в виде шума, выведенного из контроллера 102 радиоприемника на громкоговорители 108. Основная частота 200 испускаемых излучений может зависеть от частоты сигналов, проходящих через проводники. Амплитуда испускаемых излучений на данной частоте может зависеть от многообразия факторов. Расположение проводника, излучающего электромагнитную энергию, может воздействовать на сигнал на антенне 104. Тип сигнала, проводимого по проводнику, может оказывать влияние на спектр излучения. Например, проводник, передающий прямоугольные волны (например, с короткими временами нарастания и спада) может иметь более интенсивные испускаемые излучения, чем передающий синусоидальные сигналы или медленно меняющиеся сигналы. Тип проводимого колебательного сигнала может воздействовать на амплитуду частот 202 гармоник. Амплитуда испускаемых излучений также может зависеть от амплитуды тока, текущего через проводники, так что излучения могут возрастать, когда возрастает амплитуда тока. Излучения могут находиться под влиянием длины проводников и нагрузок, которые присоединены к проводникам. Кроме того, разность импедансов между дифференциальными сигнальными парами может оказывать влияние на амплитуду излучения.
Воздействие испускаемых излучений, обусловленное разбалансированными дифференциальными цепями, включает в себя взаимные помехи с контроллером 102 радиоприемника. Например, гудение или тональный сигнал могут быть слышны при настройке на некоторые частоты или диапазоны частот. В других ситуациях, амплитуда испускаемых излучений от транспортного средства может доминировать над сигналом, так что желательный вещательный канал не может быть различим. Другие воздействия могут состоять в том, что связь между электронными модулями 110, 112 может быть менее надежной. Цепь может быть в большей степени восприимчива к излучениям от других источников, что может ухудшать качество связи. Кроме того, состояние может быть перемежающимся и вызывать неудовлетворенность потребителя.
Диагностирование разбалансированных сетей связи может быть трудным. Технические специалисты по обслуживанию могут находить, что трудно осуществлять доступ к линиям связи в транспортном средстве. В некоторых транспортных средствах, может присутствовать шлюз между диагностическим портом и действующими сетями связи, затрудняя доступ к проводникам сетей связи. Диагностирование проблем с EMI может быть улучшено реализацией средства для обнаружения таких электромагнитных излучений от цепей транспортного средства. В случае скомпрометированной электропроводки или экранирования, усиление испускаемых излучений находящимися под влиянием проводниками может поддаваться обнаружению. Одним из устройств, которое может использоваться для обнаружения неисправной электропроводки в пределах транспортного средства, является контроллер 102 радиоприемника, который присутствует в почти каждом выпускаемом транспортном средстве.
Контроллер 102 радиоприемника может настраиваться на различные частоты в разных режимах работы (например, АМ, ЧМ). В некоторых конфигурациях, контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью контролировать модулированные амплитудной модуляцией сигналы в полосе частот ЧМ. Слышимые сигналы демодулируются из электромагнитных волн, принятых антенной 104. Электромагнитные сигналы фильтруются и демодулируются, и результирующий сигнал выводиться на громкоговорители 108. При наличии электромагнитного шума, результирующий слышимый выходной сигнал может не звучать ясно для слушателя. Слышимый выходной сигнал может искажаться тональным сигналом, гудением или атмосферными помехами. В некоторых случаях, шум может подавлять желательный радиосигнал, так что ожидаемый слышимый выходной сигнал не может быть ясно различимым. Это особенно справедливо, когда частота сигнала помехи находится на той же самой частоте, на которую настроен контроллер 102 радиоприемника.
Так, проблемы электрических помех могут быть обнаружены посредством настройки контроллера 102 радиоприемника на различные частоты и прослушивания результирующего слышимого выходного сигнала. Несущая частота, на которую настроен контроллер 102 радиоприемника, может давать указание типа проводника, который находится под влиянием. Например, линия связи CAN может вызывать помехи на первой предопределенной частоте и ее частотах гармоник. Интерфейс Ethernet транспортного средства может вызывать помехи на второй предопределенной частоте и ее частотах гармоник. Канал связи, который скомпрометирован, может идентифицироваться несущей частотой, на которую настроен контроллер 102 радиоприемника. Этот способ может помогать техническому специалисту по обслуживанию в идентификации, какие проводники вызывают осложнения.
В некоторых конфигурациях, сигналы антенны могут демодулироваться в виде сигнала АМ во всех из полос частот (в том числе, ЧМ). По существу, контроллер 102 радиоприемника может быть выполнен с возможностью выполнять модуляцию АМ над более широким диапазоном частот, чем в типичной радиосистеме.
Дополнительное диагностирование может выполняться техническим специалистом по обслуживанию, чтобы определять конкретные проводники, которые вызывают осложнение. Выбранная несущая частота может идентифицировать тип линии связи, которая вызывает помехи. Транспортное средство 100 может включать в себя более чем одну такую линию связи. Например, транспортное средство 100 может включать в себя многочисленные линии CAN и сеть Ethernet. Для идентификации, какие из каналов скомпрометированы, проводники шины для каждой сети могут быть закорочены друг с другом. Когда шум больше не идентифицируется в на аудио выходе, скомпрометированная сеть может быть идентифицирована и отремонтирована.
Каждая линия связи в транспортном средстве может характеризоваться в отношении частоты или диапазона частот испускаемых излучений. Такая характеризация может выполняться аналитически или с помощью испытаний. Например, предварительные результаты испытаний для типичной системы CAN указывают, что испускаемые излучения подпадают под полосу АМ в диапазоне частот от 800 кГц до 1,6 МГц и под полосу частот длинноволнового (ДВ, LW) диапазона в диапазоне частот от 145 кГц до 285 кГц. Предварительные результаты испытаний для типичной линии связи Ethernet указывают, что испускаемые излучения подпадают в полосу АМ в диапазоне частот от 560 кГц до 700 кГц. Линии связи могут быть выполнены с возможностью обмениваться информацией на разных скоростях передачи битов, которые оказывают влияние на частоту излучений. Дополнительно, конкретный поток обмена данными по линии связи может заставлять испускаемую частоту меняться. В дополнение, могут идентифицироваться амплитуды частотных составляющих, на которых могут быть идентифицированы испускаемые излучения. В некоторых конфигурациях, контроллеры, которые подсоединены к линиям связи, могут быть выполнены с возможностью передавать предопределенный шаблон данных, находясь в режиме диагностики. Предопределенный шаблон данных может быть выполнен с возможностью вызывать испускаемые излучения на конкретной частоте. Такая конфигурация может давать возможность обнаружения проблем с электропроводкой в линии связи, в то время как частота испускаемых излучений может быть более постоянной.
В режиме диагностики, команда диагностики может отправляться в контроллеры в транспортном средстве 100, в том числе, контроллер 102 радиоприемника. Команда диагностики может включать в себя информацию касательно линии связи, которая должен испытываться. После приема команды диагностики, контроллеры 110, 112, подсоединенные к линии 114 связи, которая должна быть испытана, могут входить в режим только приема. Ведущий контроллер может входить в режим передачи, в котором предопределенное сообщение передается в течение предопределенного периода времени. Контроллер 102 радиоприемника может запрашиваться, чтобы настраивался на несущую частоту, на которой ожидаются испускаемые излучения для линии связи, которая должна испытываться. Контроллер 102 радиоприемника также может запрашиваться, чтобы сканировал диапазон частот с предопределенной скоростью. Предопределенная скорость может выбираться, чтобы давать слушателю достаточное время для прослушивания возможных проблем с шумами. Оператору затем может указываться, что следует слушать необычные звуки или тональные сигналы, которые могут быть указывающими разбалансированную цепь связи.
В других конфигурациях, электронные модули могут быть выполнены с возможностью изнутри закорачивать проводники шины или иным образом деактивировать связь по шине. Это может давать неисправности возможность идентифицироваться без физического закорачивания проводников шины друг с другом. Фиг. 3 изображает первый контроллер 310 и второй контроллер 312, подсоединенные к линии 314 связи. В этой конфигурации, первый контроллер 310 сконфигурирован первым переключающим устройством 304 и вторым переключающим устройством 306. Переключающие устройства 304, 306 могут быть реализованы в виде твердотельных устройств. Переключающие устройства 304, 306 могут избирательно управляться процессором 308 в первом контроллере 310. Когда запрашивается средством диагностики, процессор 308 может быть запрограммирован избирательно присоединять проводники шины 314 связи к заземлению 302. В некоторых конфигурациях, каждый контроллер, подсоединенный к шине 314 связи, может быть сконфигурирован аналогичным образом. Результат состоит в том, что проводники шины связи поддерживаются на, в целом, постоянном уровне напряжения, который уменьшает электромагнитные излучения от линии 314 связи. Первый контроллер 310 может быть выполнен с возможностью вводить в действие переключающие устройства в ответ на запрос диагностики из другого модуля или средства диагностики, внешнего для транспортного средства 100.
Когда первый контроллер 310 выполнен с возможностью избирательно деактивировать связь в линии 314 связи, можно идентифицировать источник испускаемых излучений. Аудио выход может чередоваться между периодами с активированной и деактивированной шиной связи. Когда возмущение или шум присутствует во время периодов активированной шины связи, и не присутствует во время периодов, когда шина связи деактивирована, есть высокая вероятность, что выбранная шина связи с ухудшенными характеристиками. В течение последовательности, выбранная шина связи может идентифицироваться сообщением из модуля 116 отображения.
В некоторых конфигурациях, электронные модули могут быть выполнены с возможностью деактивировать связь по линии 314 связи, реконфигурируя выводы выходных сигналов. Например, многие контроллеры имеют конфигурируемые выводы, которые могут действовать в качестве каналов связи, цифровых входов/выходов или входов/выходов таймера. В других конфигурациях, схема связи может включать в себя различные режимы проверки, которые могут вводиться в действие. В некоторых конфигурациях, процессор 308 может быть запрограммирован выводить конкретный колебательный сигнал на проводниках сети 314 связи, когда канал активирован. Например, порт, подсоединенный к проводнику сети 314 связи, может быть реконфигурирован в качестве выхода сигнала прямоугольной формы на конкретной частоте. Выгода этой конфигурации состоит в том, что каждая сеть связи могла бы быть испытана сходным испытательным сигналом. Действующие характеристики испускаемых излучений зависят от импеданса и длины проводников. Испытательный сигнал для каждого модуля мог бы настраиваться так, чтобы испускаемые излучения ожидались на одной и той же частоте для каждого испытания.
В некоторых конфигурациях, канал связи может попеременно приводиться в действие в активированном режиме и деактивированном режиме в ответ на прием входного сигнала, запрашивающего диагностирование канала дифференциальных сигналов. То есть, канал связи может активироваться и деактивироваться в течение чередующихся периодов времени. Период времени, когда канал связи активирован, может характеризоваться периодом действия сигналов в канале связи. Период времени, когда канал связи деактивирован, может характеризоваться периодом бездействия сигналов в канале связи. Радиоприемник 102 может выводить аудио сигнал, соответствующий каждому режиму работы. Аудио сигнал, когда канал связи деактивирован, дает в результате базовую аудио характеристику. Аудио сигнал, когда канал связи активирован, может включать в себя возмущение, отличное от базовой аудио характеристики, когда канал связи разбалансирован. Технический специалист по обслуживанию может быть способен распознавать различия между базовой аудио характеристикой и аудио сигналом, являющимся результатом активированного канала связи. Например, аудио сигнал в деактивированном режиме может включать в себя гудение или шум, которые не присутствуют в базовой аудио характеристике.
В некоторых конфигурациях, испытание может быть автоматизировано контроллером 102 радиоприемника. Контроллер 102 радиоприемника может быть запрограммирован формировать амплитуды частотных составляющих, соответствующие аудио выходу на данной несущей частоте. Это может реализовываться в виде дискретного преобразования Фурье, которое дает в результате значения амплитуды частотных составляющих для диапазона частот. В некоторых конфигурациях, амплитуды частотных составляющих на предопределенных частотах могут сравниваться с предопределенным пороговым значением. Если выбранные амплитуды частотной составляющей превышают предопределенное пороговое значение, диагностическая индикация может выдаваться для выбранного канала связи.
В некоторых конфигурациях, контроллер 102 радиоприемника может сравнивать амплитуды частотных составляющих, когда линия связи активирована и деактивирована. Первый набор амплитуд частотных составляющих может быть результатом деактивации линии связи. Контроллер 102 радиоприемника может обрабатывать базовую аудио характеристику, которая получается в результате, когда линия связи деактивирована. Второй набор амплитуд частотных составляющих может быть результатом активации линии связи. Контроллер 102 радиоприемника может обрабатывать результирующий аудио сигнал, который получается в результате во время деактивированного режима. Первый набор и второй набор могут сравниваться. Диагностическая индикация для выбранной линии связи может выводиться, когда одна или более амплитуд частотных составляющих из второго набора превосходят соответствующие амплитуды частотных составляющих из первого набора больше, чем на предопределенную величину. Это указывает понижение шума, когда линия связи деактивирована.
В автоматической конфигурации, контроллер 102 радиоприемника может выполнять сравнение амплитуд частотных составляющих для каждой из линий связи в транспортном средстве 100. Несущая частота может периодически настраиваться, чтобы соответствовать одной из линий связи (например, 114). Например, несущая частота может изменяться предопределенными положительными приращениями в пределах предопределенного диапазона частот с предопределенными временными интервалами.
В других конфигурациях, функция контроллера 102 радиоприемника может быть реализована в средстве диагностики. Фиг. 4 изображает автомобильное средство 450 диагностики, которое включает в себя функцию радиоприемника. Например, средство 450 диагностики для технического обслуживания может быть дополнено антенной 452, контроллером 454 и громкоговорителем 456. Средство 450 диагностики может улучшать диагностирование, так как антенна 452 может быть подвижной относительно транспортного средства 400. По мере того, как средство 450 диагностики перемещается, любые шаблоны шума могут изменяться, так что шум возрастает, по мере того, как средство 450 диагностики размещается ближе к излучателю. Это может дополнительно помогать идентифицировать возможный источник излучений.
Транспортное средство 400 может включать в себя первый контроллер 410 и второй контроллер 412, подсоединенные к сети 114 связи. Первый контроллер 410 и второй контроллер 412 могут быть выполнены с возможностью избирательно подсоединять проводники сети 414 связи к, в целом, постоянному уровню напряжения, чтобы минимизировать испускаемые излучения (обсуждено совместно с фиг. 3). Транспортное средство 400 может включать в себя модуль 418 шлюза, который подсоединен к сети 414 связи. Транспортное средство 400 также может включать в себя порт 416 диагностики, который подсоединен к модулю 418 шлюза. Модуль 418 шлюза может изолировать сеть 114 связи от порта 416 диагностики и может действовать в качестве межсетевого экрана, чтобы ограничивать доступ в сеть 414 связи из порта 416 диагностики. В некоторых конфигурациях, модуль 418 шлюза может преобразовывать различные протоколы сети связи в протокол, который совместим со средством 450 диагностики. Модуль 418 шлюза может быть выполнен с возможностью направлять сообщения в надлежащую сеть связи. Средство 450 диагностики может включать в себя интерфейс 460 транспортного средства, который выполнен с возможностью взаимодействовать с сетью 414 связи, чтобы отправлять команды и принимать данные из контроллеров 410, 412 в транспортном средстве 400. Средство 450 диагностики может включать в себя пользовательский интерфейс 458, который выполнен с возможностью отображать информацию пользователю и принимать команды пользователя.
Контроллер 454 может быть выполнен с возможностью демодулировать сигналы антенны 452 согласно выбранной несущей частоте. Выбранная несущая частота может соответствовать предопределенным частотам, связанным с электромагнитными излучениями от сети 414 связи в транспортном средстве 400. Контроллер 454 может выводить демодулированный сигнал на громкоговоритель 456 для анализа пользователем. Функции контроллера 454 могут быть аналогичны описанным ранее. Например, контроллер 454 может быть выполнен с возможностью предусматривать автоматический режим проверки для всех сетей связи транспортного средства. В некоторых конфигурациях, интерфейс 460 транспортного средства может быть выполнен с возможностью избирательно подсоединять проводники сети 414 связи к, в целом, постоянному уровню напряжения для уменьшения испускаемых излучений. Контроллер 454 может быть выполнен с возможностью запрашивать, чтобы первый контроллер 410 и/или второй контроллер 412 избирательно деактивировали связь по сети 414 связи (избирательно закорачивая проводники на предопределенный уровень напряжения).
Фиг. 5 изображает блок-схему для реализованной контроллером системы управления для обеспечения диагностической индикации. На этапе 500, выбирается несущая частота. Несущая частота может выбираться пользователем и может соответствовать частоте ожидаемых испускаемых излучений от сети связи в транспортном средстве. На этапе 506, сеть связи может избирательно деактивироваться или активироваться, что может оказывать влияние на входящий сигнал от антенны. На этапе 502, входящий сигнал от антенны демодулируется, чтобы выдавать сигнал для аудио выхода. На этапе 504 сигнал выводится на громкоговорители. Когда сеть связи деактивирована, аудио сигнал может быть базовой аудио характеристикой. Когда сеть связи активирована, аудио сигнал может включать в себя возмущение, отличное от базовой аудио характеристики. Сеть связи может попеременно активироваться и деактивироваться во время запроса диагностики. Технический специалист по обслуживанию может слушать получающиеся в результате аудио сигналы, чтобы выяснять, присутствует ли возмущение на аудио выходе. На этапе 508 сигнал может обрабатываться касательно амплитуд частотных составляющих в диапазоне частот с использованием дискретного преобразования Фурье. На этапе 510 амплитуды частотных составляющих анализируются. Первый набор амплитуд частотных составляющих может соответствовать деактивации сети связи, а второй набор амплитуд частотных составляющих может соответствовать активации сети связи. На этапе 512 амплитуды частотных составляющих могут сравниваться, и диагностический индикатор может выводиться, когда по меньшей мере одна амплитуда частотной составляющей из второго набора превышает соответствующую амплитуду частотной составляющей из первого набора больше, чем на предопределенную величину.
Описанные системы и способы могут оказывать помощь в диагностировании сетей связи транспортного средства. В некоторых конфигурациях, сеть связи может идентифицироваться с некоторым уровнем достоверности. Это предоставляет техническому специалисту по обслуживанию возможность быстро идентифицировать и решать проблемы с сетями связи.
Последовательности операций, способы или алгоритмы, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут быть подлежащими выполнению/реализованы устройством обработки, контроллером или компьютером, которые могут включать в себя существующий программируемый электронный блок управления или специальный электронный блок управления. Подобным образом, последовательности операций, способы или алгоритмы могут храниться в качестве данных и команд, исполняемых контроллером или компьютером, во многих формах, в том числе, но не в качестве ограничения, информации, постоянно хранимой на незаписываемом запоминающем носителе, таком как устройства ПЗУ (постоянного запоминающего устройства, ROM), и информации, с возможностью изменения хранимой на записываемом запоминающем носителе, таком как гибкие диски, магнитные ленты, CD (компакт-диски), устройства ОЗУ (оперативного запоминающего устройства, RAM) и другие магнитные и оптические носители. Последовательности операций, способы или алгоритмы также могут быть реализованы в программном исполняемом объекте. В качестве альтернативы, последовательности операций, способы или алгоритмы могут быть воплощены полностью или частично с использованием пригодных аппаратных компонентов, таких как специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), конечные автоматы, контроллеры или другие аппаратные компоненты или устройства, или комбинации компонентов аппаратных средств, программного обеспечения и встроенных программ.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы, охваченные формулой изобретения. Словесные формулировки, используемые в описании изобретения, скорее являются словесными формулировками описания, нежели ограничения, и понятно, что различные изменения могут быть произведены, не выходя из сущности и объема изобретения. Как описано ранее, признаки различных вариантов осуществления могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения, которые могут не быть описаны или проиллюстрированы в прямой форме. Несмотря на то, что различные варианты осуществления могли бы быть описаны в качестве обеспечивающих преимущества или являющихся предпочтительными над другими вариантами осуществления или реализациями предшествующего уровня техники, что касается одной или более требуемых характеристик, специалисты в данной области техники осознают, что одни или более признаков или характеристик могут быть скомпрометированы для достижения требуемых общих свойств системы, которые зависят от конкретного применения и реализации. Эти свойства могут включать в себя, но не в качестве ограничения: себестоимость, прочность, надежность, затраты в течение жизненного цикла, пригодность для продажи, внешний вид, упаковку, габариты, ремонтопригодность, вес, технологичность, легкость сборки, и т. д. По существу, варианты осуществления, описанные как желательные в меньшей степени, чем другие варианты осуществления или реализации предшествующего уровня техники, что касается одной или более характеристик, не выходят за пределы объема изобретения и могут быть желательны для конкретных применений.