УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к установкам для испытаний систем электрооборудования автомобилей на устойчивость к воздействию электромагнитного излучения.
Из материалов к патенту JP 4077645, публ. 11.03.1992 г., МПК G 01 M 17/00, известна установка для аккустических и климатических испытаний автомобилей, включающая в себя расположенные с образованием испытательной камеры металлический пол, экранирующие горизонтальное и потолочное ограждения обращенные вовнутрь поверхности которых снабжены рассеивающим и поглощающим излучения покрытием, а также располагаемый в испытательной камере сменный объект испытаний, и сообщающийся с полостью испытательной камеры кондиционер воздуха.
Из материалов к патенту US 4737708, публ. 13.02.1986 г., МПК G 01 R 1/04. известна установка для испытаний систем электрооборудования на устойчивость к электромагнитным излучениям, включающая в себя расположенные с образованием испытательной камеры заземленные экранирующие пол, горизонтальное и потолочное ограждения, а также расположенные в испытательной камере горизонтально установленный полосковый излучатель электромагнитного поля, расположенный под полосковым излучателем рабочий стол, обращенная к излучателю поверхность которого выполнена электропроводной и заземленной, а также сменный объект испытаний, по меньшей мере часть которого уложена на рабочем столе в пределах контура ортогональной проекции полоскового излучателя.
Из материала к патенту US 5414366, публ. 17.11.1993 г., МПК G 01 R 31/00, известна установка для испытаний чувствительных к электромагнитным излучениям систем, включающая в себя пол, горизонтальное и потолочное ограждения, расположенные с образованием экранированной испытательной камеры, сменный объект испытаний, расположенный внутри испытательной камеры, блок создания электромагнитного поля, содержащий излучатель свободного электромагнитного поля, расположенный внутри
испытательной камеры, электронный генератор сигналов, расположенный вне испытательной камеры, а также экранированный фидер, соединяющий излучатель свободного электромагнитного поля и генератор сигналов, блок визуального контроля, содержащий расположенный в испытательной камере оптоэлектронный передатчик реакции объекта испытаний, снабженный оптическим выходом, расположенное вне испытательной камеры электронное устройство визуализации информации, снабженное оптическим входом, а также трассированный извне вовнутрь испытательной камеры оптоволоконный кабель посредством которого оптический выход передатчика реакции объекта испытаний соединен с оптическим входом электронного устройства визуализации информации.
Использование вышеуказанных установок для испытания систем электрооборудования автомобилей, располагаемых как в составе автомобиля, так и в выделенном виде, на чувствительность к воздействию ряда испытательных сигналов из широкого диапазона (например, от 1 до 1000 МГц) фиксированных частот, где каждый из сигналов представляет собой гармоническую амплитудно-модулированную в гармонической волне, при заданной частоте и модуляции, волну, представляет собой достаточно трудоемкий процесс, усложняемый необходимостью перезапуска испытываемой системы в случае ее несанкционированной реакции на какой либо, из предложенного ряда, испытательный сигнал. При этом, собственно перезапуск сопровождается предшествующими ему операциями отключения излучающего электромагнитные поля оборудования, разгерметизации испытательной камеры, а также непроизводительным перемещением персонала, сопровождающего процесс испытаний.
Задачей данной полезной модели и было устранение из процесса испытаний непроизводительных потерь.
Для однозначного понимания неограниченным кругом лиц сути описываемого ниже технического решения и объема притязаний заявитель поясняет следующее:
Термин «химический источник электропитания», далее может быть использована аббревиатура «ХИЭ», обозначает любые устройства для непосредственного преобразования химической энергии в электрическую, а именно батареи и элементы первичных электрохимических генераторов, топливных электрохимических генераторов, вторичных электрохимических реакторов (аккумуляторов), далее может быть использована аббревиатура «АКБ», комбинированных электрохимических генераторов, содержащих полуэлементы, являющиеся электрод-электролитными комбинациями первичного, вторичного или топливного элементов. Термин «сеть периодически
отключаемого электропитания» обозначает единичную (представляющую собой единичный провод), последовательную, параллельную или комбинированную (образованные группой проводов) токопроводящую, с незначительным импедансом, снабженную электроизоляционным покрытием цепь, посредством которой осуществлено эпизодическое, на период работы электрооборудования, соединение ХИЭ с потребителями электроэнергии. При этом, любой из потребителей, нагружающих сеть периодически отключаемого электропитания, характеризуется возможностью отключения от источника электропитания на неограниченный промежуток времени и восстановлением, при подключении электропитания, своих выходных параметров.
В качестве прототипа первого варианта использована известная из патента US 4737708 установка для электромагнитных испытаний, включающая в себя расположенные с образованием испытательной камеры заземленные экранирующие пол, горизонтальное и потолочное ограждения, а также расположенные в испытательной камере горизонтально установленный полосковый излучатель электромагнитного поля и сменный объект испытаний.
В первом варианте задача решается тем, что: объект испытаний представлен размещенным, преимущественно, вне полоскового излучателя ХИЭ, содержащим положительную клемму, по меньшей мере одной функциональной системой электрооборудования автомобиля, образованной совокупностью входящих, по меньшей мере в спецификацию функциональной системы устройств, расположенных, преимущественно, вне полоскового излучателя, а также, по меньшей мере, одним расположенным, преимущественно, под полосковым излучателем, соединяющим вышеуказанную совокупность устройств в соответствии с возложенной на объект испытаний задачей жгутом проводов, несущим в себе, по меньшей мере, одну электрическую сеть периодически отключаемого электропитания, снабженную выводом «к положительной клемме ХИЭ», установка снабжена блоком дистанционного управления объектом испытаний в состав которого входят расположенная вне испытательной камеры АКБ блока управления объектом, содержащая положительный и отрицательный выводы, реле, в количестве от одного до Nc, где Nc суть количество электрических сетей периодически отключаемого электропитания объекта испытаний, любое из которых выполнено, преимущественно, экранированным, любое из которых расположено в испытательной камере, преимущественно, вне полоскового излучателя, любое из которых содержит обмотку возбуждения, снабженную двумя концевыми выводами, и управляемый посредством обмотки возбуждения контактный ключ, блок коммутации, образованный Nc
управляемыми вручную, преимущественно, контактными ключами, расположенными вне испытательной камеры, кабель управления, трассированный извне вовнутрь испытательной камеры с расположением внутри последней, преимущественно, вне полоскового излучателя, содержащий один общий и, по меньшей мере Nc адресных каналов связи, электрический фильтр помех, содержащий один общий и, по меньшей мере Nc адресных каналов каждый из которых выполнен с полосой пропускания, преимущественно, по постоянному току, вывод «к положительной клемме ХИЭ» любой из электрических сетей периодически отключаемого электропитания, несомой жгутом(ми) проводов, а также положительная клемма ХИЭ соединены посредством контактного ключа одного из реле блока управления объектом, один из концевых выводов обмотки возбуждения любого из реле блока управления объектом, посредством последовательно расположенных общего канала связи кабеля управления и общего канала электрического фильтра помех гальванически соединен с отрицательным выводом АКБ блока управления объектом, другой из концевых выводов обмотки возбуждения вышеуказанного реле, посредством последовательно расположенных одного из адресных каналов связи кабеля управления, одного из адресных каналов электрического фильтра помех, одного из ключей блока коммутаци гальванически соединен с положительным выводом АКБ блока управления объектом.
В качестве прототипа второго варианта использована известная из патента US 5414366 установка для испытаний, включающая в себя расположенные с образованием испытательной камеры экранирующие пол, горизонтальное и потолочное ограждения, а также расположенные внутри испытательной камеры излучатель свободного электромагнитного поля и сменный объект испытаний.
Во втором варианте задача решается тем, что: объект испытаний представлен размещенными в составе автомобиля, по меньшей мере одним ХИЭ, снабженным положительной клеммой, а также, по меньшей мере одной функциональной системой электрооборудования автомобиля, образованной совокупностью устройств, входящих, по меньшей мере в спецификацию функциональной системы, и соединяющим вышеуказанную совокупность устройств в соответствии с задачей функциональной системы, по меньшей мере одним жгутом проводов, несущим в себе, по меньшей мере одну снабженную выводом «к положительной клемме ХИЭ» электрическую сеть периодически отключаемого электропитания, установка снабжена блоком дистанционного управления объектом испытаний в состав которого входят расположенная вне испытательной камеры АКБ блока дистанционного управления
объектом испытаний, содержащая положительный и отрицательный выводы, реле, в количестве от одного до Nc, где Nc суть количество электрических сетей периодически отключаемого электропитания объекта испытаний, любое из которых расположено в испытательной камере, любое из которых содержит обмотку возбуждения, снабженную двумя концевыми выводами, и управляемый посредством обмотки возбуждения контактный ключ, блок коммутации, образованный Nc управляемыми вручную, преимущественно, контактными ключами, расположенными вне испытательной камеры, кабель управления, трассированный извне вовнутрь испытательной камеры с расположением внутри последней, преимущественно, под экранирующим полом, содержащий один общий и, по меньшей мере Nc адресных каналов связи, электрический фильтр помех, содержащий один общий и, по меньшей мере Nc адресных каналов, гальваническое соединение вывода «к положительной клемме ХИЭ» любой из электрических сетей периодически отключаемого электропитания объекта испытаний с положительной клеммой ХИЭ объекта испытаний осуществлено посредством контактного ключа одного из реле блока управления объектом, один из концевых выводов обмотки возбуждения любого из реле блока дистанционного управления объектом испытаний посредством последовательно расположенных общего канала связи кабеля управления и общего канала электрического фильтра помех гальванически соединен с отрицательным выводом АКБ блока управления объектом, другой из концевых выводов обмотки возбуждения вышеуказанного реле посредством последовательно расположенных одного из адресных каналов связи кабеля управления, одного из адресных каналов электрического фильтра помех, одного из ключей блока коммутаци гальванически соединен с положительным выводом АКБ блока дистанционного управления объектом испытаний.
При этом, для любого из вариантов решения задачи любое из реле блока дистанционного управления объектом может быть входящим в спецификацию функциональной системы электрооборудования автомобиля, электрический фильтр помех расположен вне испытательной камеры, а его общий и адресные каналы выполнены с полосой пропускания, преимущественно, по постоянному току. Горизонтальное и потолочное ограждения испытательной камеры по любому из вышеописанных вариантов могут быть снабжены рассеивающим и поглощающим излучения покрытием. Кроме того, испытательная камера по любому из вариантов может быть дополнена блоком визуального контроля, содержащим расположенный в испытательной камере оптоэлектронный передатчик реакции объекта испытаний, снабженный оптическим
выходом, расположенное вне испытательной камеры электронное устройство визуализации информации, снабженное оптическим входом, а также трассированный извне вовнутрь испытательной камеры оптоволоконный кабель посредством которого оптический выход передатчика реакции объекта испытаний соединен с оптическим входом электронного устройства визуализации информации.
Полезная модель поясняется следующими рисунками:
На фиг.1 изображена принципиальная схема установки с излучателем свободного электромагнитного поля для электромагнитных испытаний электрооборудования автомобилей.
На фиг.2 изображена схема электрических соединений блока дистанционного управления электрооборудованием автомобиля для варианта, когда объектом испытаний является автомобильная противоугонная система.
Для варианта с излучателем свободного электромагнитного поля и для варианта электромагнитных испытаний содержащейся в электрооборудовании автомобиля противоугонной системы, полезная модель реализуется следующим образом: Установка содержит испытательную камеру 1, блок дистанционного управления объектом испытаний, блок визуального контроля (не показан), а также сменный объект испытаний 2 (показан условно) и излучатель 3 свободного электромагнитного поля, расположенные внутри испытательной камеры 1.
Испытательная камера 1 образована заземленными экранирующими электромагнитное излучение полом, а также горизонтальным и потолочным ограждениями с выполненными в них сервисными окнами 4. Горизонтальное и потолочное ограждения снабжены расположенным на их обращенной вовнутрь камеры поверхности рассеивающим поглощающим излучения покрытием 5. Кроме того, испытательная камера 1 оборудована системами кондиционирования воздуха и отсоса выхлопных газов двигателя автомобиля (не показаны), а также расположенными в сервисных окнах пола беговыми барабанами 6 (показаны условно).
Излучатель 3 свободного электромагнитного поля представляет собой одну или несколько расположенных в испытательной камере антенн с горизонтальной или вертикальной поляризацией создаваемого поля в полосе частот от 20 до 1000 МГц.
Сменный объект испытаний 2 представлен приборами (не показаны) визуального отображения информации о состоянии автомобиля, ХИЭ 7 (см. фиг.2) и системой управления двигателем (не показана), входящими в состав автомобиля 8, который установлен на беговых барабанах внутри испытательной камеры. Система управления
двигателем образована устройствами системы управления топливоподачей, устройствами системы зажигания, устройствами противоугонной системы, устройствами системы электростартерного запуска, а также соединяющими вышеизложенные совокупности устройств в соответствии с возложенными на системы задачами жгутами проводов (не показаны). Устройства противоугонной системы могут быть выполнены интегрированными, по меньшей мере частично, в состав устройств системы управления топливоподачей и системы зажигания или могут быть выполнены в виде дополнительного «навесного» оборудования. ХИЭ 7 выполнен содержащим положительную клемму. Жгуты проводов выполнены содержащими электрические сети периодически отключаемого электропитания каждая из которых содержит вывод «к положительной клемме ХИЭ». При этом, в реально существующих автомобилях вывод «к положительной клемме ХИЭ» сети периодически отключаемого электропитания и положительная клемма ХИЭ 7 могут быть гальванически связаны либо непосредственно, либо через устройство защиты (например, плавкий предохранитель), либо через промежуточный ключ (контактный или полупроводниковый).
Применительно к реализуемым установке и цели испытаний, а также применительно к электрооборудованию автомобилей семейств «LADA» интересны следующие контактные ключи: замок зажигания, содержащий клемму «15», и тяговое реле стартера, содержащее клемму «50 » (не показаны).
Блок дистанционного управления объектом испытаний, применительно к реализуемым установке и цели испытаний, а также применительно к электрооборудованию автомобилей семейств «LADA», образован расположенной вне испытательной камеры АКБ 9 блока дистанционного управления объектом испытаний, двумя (первым и вторым) реле 10, 11 блока дистанционного управления, расположенными в испытательной камере 1, блоком коммутации 12, расположенным вне испытательной камеры, кабелем управления 13, содержащим один общий 14 и два (первый и второй) 15, 16 адресных канала связи, а также расположенным вне испытательной камеры электрическим фильтром помех 17, содержащим один общий 18 и два (первый и второй) 19, 20 адресных канала любой из которых выполнен с полосой пропускания, преимущественно, по постоянному току. АКБ 9 блока дистанционного управления выполнена содержащей положительный и отрицательный выводы. Каждое из реле 10, 11 блока дистанционного управления выполнены содержащими обмотку возбуждения 21 с двумя концевыми выводами и управляемый посредством обмотки возбуждения контактный ключ 22. Блок коммутации 12 образован двумя (первым и вторым) 23, 24
управляемыми вручную контактными ключами. Кабель управления 13 трассирован извне вовнутрь испытательной камеры 1 под экранирующим полом с выходом вовнутрь испытательной камеры возможно ближе к объекту испытаний 2.
Гальваническое соединение положительной клеммы ХИЭ 7 объекта испытаний 2 с клеммой «15» замка зажигания (не показаны) осуществлено посредством контактного ключа 22 первого 10, а с клеммой «50» тягового реле стартера (не показаны) посредством контактного ключа 22 второго реле 11 блока управления объектом.
Один из концевых выводов обмотки 21 возбуждения первого 10 и второго 11 реле блока дистанционного управления объектом испытаний посредством последовательно расположенных общего канала связи 14 кабеля управления 13 и общего канала 18 электрического фильтра 17 помех гальванически соединен с отрицательным выводом АКБ 9 блока управления объектом.
Второй из концевых выводов обмотки 21 возбуждения первого реле 10 посредством последовательно расположенных первого адресного канала 15 связи кабеля управления 13, первого адресного канала 19 электрического фильтра помех 17, первого ключа 23 блока 12 коммутации гальванически соединен с положительным выводом АКБ 9 блока дистанционного управления объектом испытаний, аналогично, второй из концевых выводов обмотки 21 возбуждения второго реле 11 посредством последовательно расположенных второго адресного канала 16 связи кабеля управления 13, второго адресного канала 20 электрического фильтра 17 помех, второго ключа 24 блока 12 коммутации гальванически соединен с положительным выводом АКБ 9 блока дистанционного управления объектом испытаний.
При этом, в качестве реле 10, 11 блока дистанционного управления объектом могут быть использованы штатные, для испытываемых функциональных систем электрооборудования автомобиля 8, реле.
Блок визуального контроля (не показан) образован оптоэлектронным передатчиком реакции объекта испытаний (не показан), электронным устройством визуализации информации (не показан), а также оптоволоконным кабелем (не показан). Оптоэлектронный передатчик реакции объекта испытаний снабжен оптическим входным зрачком и оптическим выходом. При этом, оптоэлектронный передатчик реакции объекта испытаний расположен внутри автомобиля, а его входной зрачок сориентирован исходя из возможности охвата его полем зрения штатных, для автомобиля, приборов визуального отображения информации о состоянии автомобиля, по меньшей мере их части. Электронное устройство визуализации информации расположено вне испытательной
камеры, снабжено дисплеем и оптическим входом. Оптоволоконный кабель трассирован извне вовнутрь испытательной камеры. При этом, оптический выход оптоэлектронного передатчика реакции объекта испытаний и оптический вход электронного устройства визуализации информации выполнены соединенными посредством оптоволоконного кабеля.
Установка работает следующим образом:
В исходном состоянии второй ключ 24 блока коммутации 12 разомкнут, первый ключ 23 блока коммутации 12 замкнут, обмотка возбуждения 21 первого реле 10 блока управления объектом соединена с АКБ 9 блока дистанционного управления объектом. Под воздействием магнитного поля, создаваемого током, протекающим по обмотке возбуждения 21 первого реле 10, контактный ключ 22 первого реле 10 блока управления, замкнут. Клемма «15» замка зажигания, а равно и подключенные к ней выводы «к положительной клемме ХИЭ» сетей периодически отключаемого электропитания, гальванически соединены с положительной клеммой ХИЭ 7, противоугонная система активирована (находится в режиме «охрана»).
Объект испытаний подвергают воздействию электромагнитного поля, создаваемого излучателем 3 свободного электромагнитного поля. Облучение производят пошагово, испытательными сигналами с фиксированными частотами из ряда, например от 20 до 1000 МГц, где каждый из сигналов представляет собой гармоническую амплитудно-модулированную в гармонической волне, при заданной частоте и модуляции, волну. При этом, каждый шаг облучения сопровождается проверкой лояльности противоугонной системы, а именно: персонал, сопровождающий процесс испытаний, замыкает второй ключ 24 блока коммутации 12 на период времени достаточный для запуска двигателя автомобиля 8, первый ключ 23 блока коммутации 12, по-прежнему, замкнут. Обмотка возбуждения 21 второго реле 11 блока управления объектом соединяется с АКБ 9 блока дистанционного управления объектом. Под воздействием магнитного поля, создаваемого током, протекающим по обмотке 21 возбуждения второго реле 11, контактный ключ 22 второго реле 11 блока управления, замыкается. Клемма «50» тягового реле стартера гальванически соединяется с положительной клеммой ХИЭ 7. Стартер автомобиля 8 осуществляет прокрутку двигателя автомобиля 8.
Если двигатель автомобиля 8 не запустился, объект испытаний подвергают облучению следующим в ряду сигналом.
В случае несанкционированной реакции противоугонной системы на испытательный сигнал (при выходе ее из режима «охрана») происходит запуск двигателя автомобиля 8,
что  отслеживается персоналом по показаниям штатных приборов (не показаны) визуального отображения информации о состоянии автомобиля 8, показания которых, в свою очередь, транслируются оптоэлектронным передатчиком (не показан) реакции объекта испытаний 2 на устройство визуализации информации (не показано) блока визуального контроля (не показан).
Для продолжения проверки противоугонной системы на чувствительность к другим испытательным сигналам и с целью возвращения ее в режим «охрана» первый ключ 23 блока коммутации 12 размыкают на период времени достаточный для постановки противоугонной системы в режим «охрана». Гальваническая цепь, соединяющая обмотку 21 возбуждения первого реле 10 блока управления объектом с выводами АКБ 9 блока дистанционного управления объектом, разрывается, обмотка возбуждения первого реле 10 блока управления объектом обесточивается. Контактный ключ 22 первого реле 10 блока управления объектом испытаний разрывает гальваническую связь между положительной клеммой ХИЭ 7 и клеммой «15» замка зажигания, равно между положительной клеммой ХИЭ 7 и подключенными к ней выводами «к положительной клемме ХИЭ» сетей периодически отключаемого электропитания. Противоугонная система переходит в режим «охрана». Затем первый ключ 23 блока коммутации 12 замыкают и производят облучение объекта испытаний очередным из ряда испытательным сигналом с очередной проверкой лояльности противоугонной системы на очередной предложенный испытательный сигнал.
Таким образом, проводящий испытания персонал получает возможность перезапуска объекта испытаний 2 без непроизводительных перемещений, а также непроизводительных операций отключения излучающего электромагнитные поля оборудования и разгерметизации испытательной камеры.
Реализация полезной модели для варианта с полосковым излучателем, а также для иных, не описанных в примере реализации, вариантных составов электрооборудования автомобиля понятна из вышеизложенных материалов.