Способ испытаний антиблокировочной системы автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю
VEHICLE ANTI-LOCK SYSTEM TEST METHOD FOR SUSCEPTIBILITY TO 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, включающий в себя систему управления, а также симуляторы, любой из которых содержит приводной и опорный ролики, расположенные под каждым из колес испытываемого АТС.
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 симуляторов, любой из которых выполнен кинематически связанным с роликами одного из симуляторов, а также датчики величин скорости вращения роликов каждого из симуляторов и датчики величин вращающего момента, развиваемого каждым из частотно регулируемых электроприводов.
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, обрабатывемые 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, датчик усилия, развиваемого на тормозной педали, устанавливаемый, соответственно, в кабине испытываемого АТС, 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, а также 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.
Из патента RU 2664122 С1, МПК G01M 17/00, G01R 31/00, G01R 33/00, опубл. 15.08.2018, Бюл. №23, известен стенд, включающий в себя систему управления, а также симуляторы, любой из которых содержит приводной и опорный ролики, расположенные под каждым из колес испытываемого АТС.
Система управления упомянутого стенда включает в себя ЭВМ, связанный с ЭВМ частотно регулируемый электропривод симуляторов, выполненный кинематически связанным с роликами симуляторов, а также датчик величин вращающего момента, реализуемого на роликах симулятора, датчик усилия, развиваемого на тормозной педали, устанавливаемый, соответственно, в кабине испытываемого АТС, и расположенное вне зоны воздействия ЭМП устройство отображения диагностической информации.
Из цитируемого патента также известен реализуемый выше описанным стендом способ испытаний, принятый в качестве прототипа, 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.
Недостатком данного решения является то, что в процессе испытательного цикла нельзя обеспечить режим, при котором на блок управления ABS будет поступать информация о блокировке только одного конкретно заданного колеса.
Задачей заявляемого решения является создание способа испытаний на восприимчивость к ЭМП ABS АТС, позволяющего оценить работоспособность ABS во время действия ЭМП в режиме, который обеспечивает выдачу информации на блок управления ABS о блокировке только одного конкретно заданного колеса, 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. Формирование информации, поступающей на блок управления ABS о блокировке только одного конкретно заданного колеса, осуществляется посредством преднамеренного искажения информации о реальной скорости данного конкретного колеса.
2. Преднамеренное искажение информации производится посредством изменения параметров задатчика скорости данного конкретного колеса без гальванического подключения в электрическую схему электрооборудования испытываемого АТС.
3. Преднамеренное искажение информации о реальной скорости данного конкретного колеса производится в диапазоне от 6 до 18 град одного углового сектора данного конкретного колеса.
4. Преднамеренное искажение информации о реальной скорости данного конкретного колеса производится за счет обеспечения в диапазоне углов от 12 до 30 град условия
dF/dt=0, где
- F - функция задатчика скорости одного конкретного колеса,
5. Режим работы роликов симулятора обеспечивает равенство отличных от нуля угловых скоростей всех колес АТС.
6. Процедура формирования информации, поступающей на блок управления ABS о блокировке последующего конкретно заданного колеса, осуществляется после завершения воздействия на АТС ЭМП с заданными параметрами для предшествующего, в цикле испытаний, конкретно заданного колеса.
7. Формирование информации, поступающей на блок управления ABS о блокировке только одного конкретно заданного колеса, осуществляется последовательно для всех колес АТС по завершению воздействия на АТС ЭМП с заданными параметрами.
8. Принятие решения о работоспособности ABS осуществляют на основании анализа диагностической информации, полученной в процессе воздействия на АТС ЭМП или по завершению испытательного теста для всех колес испытываемого АТС.
Изобретение поясняется следующими чертежами, иллюстрирующими принцип испытаний ABS АТС на восприимчивость к ЭМП:
Фиг. 1, где схематично показаны: 1 - испытательная камера (безэховая камера); 2 - полеобразующая система (излучающая антенна); 3 - тестируемое АТС; 4 - ролики симулятора; 5 - блок антиблокировочной системы; 6 - дистанционно управляемое устройство, осуществляющее механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления; 7 - помехозащищенное устройство съема информации о параметрах ABS; 8 - электрическая линия связи; 9 - защищенная от воздействия ЭМП зона; 10 -устройство отображения информации о параметрах ABS.
Фиг. 2, где схематично показаны: 11 - колесо тестируемого АТС; 12 - задатчик скорости конкретного колеса; 13 - диапазон углов в котором производится преднамеренное искажение информации о реальной скорости конкретного колеса; 14 - области задатчика скорости, в которых производятся мероприятия по преднамеренному искажению информации скорости конкретного колеса.
Фиг. 3, где показана диагностическая информация, получаемая от помехозащищенного устройства съема информации о параметрах ABS: 15 -неискаженная информация скорости заднего правого колеса; 16 -неискаженная информация скорости переднего правого колеса; 17 -неискаженная информация скорости заднего левого колеса; 18 -преднамеренно искаженная информация о реальной скорости переднего левого колеса; 19 - фрейм срабатывания ABS.
Изобретение может быть реализовано в испытательной камере 1 (как правило это безэховая, ТЕМ или реверберационная камера), содержащей в своем составе расположенные в камере симулятор с роликами 4 и полеобразующую систему 2, расположенное вне испытательной камеры 1 или вне зоны воздействия ЭМП 9 устройство 10 отображения диагностической информации, а также в установленном на период испытаний предварительно подготовленном автотранспортном средстве 3 с системой ABS.
Согласно изобретения АТС устанавливают в испытательной камере 1 на роликах 4 симулятора и ориентируют относительно полеобразующей системы 2 согласно заданным регламентом испытаний требованиям на их взаимное расположение.
Дополнительно осуществляют подготовку АТС 3 к испытаниям, которая заключается:
- в установке в заданном угловом секторе на задатчике 12 скорости выбранного колеса 11 без гальванического подключения в электрическую схему электрооборудования испытываемого АТС 3 элементов, обеспечивающих преднамеренное искажение информации;
- в установке на АТС 3 дистанционно управляемого устройства 6, осуществляющего механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления;
- в установке на блок системы ABS, или подключении в диагностическую шину АТС помехозащищенного устройства 7, считывающего информацию о параметрах работы ABS.
Заявляемое техническое решение основано на том, что при движении АТС контроль работоспособности ABS под воздействием ЭМП осуществляют за счет ожидаемого гарантированного срабатывания ABS по сигналу блокировки конкретного колеса от соответствующего датчика, который интерпретирует преднамеренно искаженную информацию как блокировка конкретного колеса (скорость конкретного колеса в диапазоне углов искажения информации интерпретируется ABS как равная нулю).
Регистрация факта работоспособности ABS осуществляется при движении АТС независимо от его режима работы.
При этом вследствие гальванической развязки элементов, преднамеренно искажающих информацию о скорости конкретного колеса, от электрической схемы электрооборудования исключается влияние этих элементов на результат испытаний в случае их реакции на воздействующее в процессе испытаний ЭМП.
Мероприятия, позволяющие выделить полезную информацию о качестве работы ABS основаны:
- на априорной информации о скорости каждого из колес при нормально функционирующей ABS;
- на сравнении ожидаемой и реально получаемой информации о скорости каждого из колес в процессе испытаний;
- на сравнении ожидаемого и реального функционирования ABS в процессе испытаний.
Испытания проводят следующим образом:
1. При помощи дистанционно управляемого устройства 6, 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. По завершению каждого испытательного цикла, в котором производится полное воздействие ЭМП, осуществляется преднамеренное искажение информации о реальной скорости другого колеса. Процедура осуществляется последовательно для всех колес АТС.
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 ездового цикла АТС, включающий в себя как минимум разгон и торможение был вложен во временной промежуток воздействия ЭМП.
3. В процессе испытаний производят анализ информации о параметрах работы ABS, получаемой с помехозащищенного устройства 7.
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 срабатывание клапанов ABS во всех ездовых циклах в которых скорость АТС отлична от нуля, а также равенство всех скоростей колес, регистрируемых посредством задатчиков 12 скорости, на которых не производилось преднамеренное искажение информации, и отличие скорости колеса, на задатчике 12 скорости, показания которого преднамеренно подвергались процедуре искажения информации относительно информации о скорости других колес.
Промышленная применимость заявляемого способа обеспечивается, дополнительно к выше изложенной информации, тем:
- что в качестве задатчика скорости 12, применяемого в описанном выше способе испытаний, использован штатный, для испытываемого АТС, измеритель скорости колес, содержащий в своем составе зубчатый или перфорированный диск и соответственно выполненный чувствительный к изменению магнитного поля (индуктивный или на эффекте Холла) или светочуствительный (оптоэлектронный) датчик.
- что в качестве устройства, осуществляющего преднамеренное искажение информации, для магниточувствительных датчиков, использован постоянный магнит или мастика с железосодержащим наполнителем, а в случае применения оптоэлектронного датчика, использован постоянный магнит или светонепроницаемая мастика, размещаемые на период испытаний, соответственно, между зубцами или в перфорационных отверстиях диска.