Способ испытаний бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю Российский патент 2019 года по МПК G01C22/00 

Изобретение относится к электромагнитным испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути автотранспортного средства (АТС), в частности к воздействию высокочастотного электромагнитного поля (ЭМП) и может быть использовано для контроля работоспособности бортовых систем/устройств при воздействии высокочастотных электромагнитных помех.

Из патента RU 2591647 6МПК G07C 5/00, опубл. 20.07.2016, известна система контроля параметров АТС, в том числе и пройденного пути, содержащая многофункциональный источник питания, управляющий процессор, накопитель данных, устройство отображения информации, модуль цифровой радиотелефонной связи, модуль глобальной спутниковой навигационной системы (ГНСС), CAN-шину АТС.

Процесс измерения пройденного пути АТС осуществляется на основании информации, полученной от спутников ГНСС или из CAN-шины АТС.

Недостатками данной системы, в случае применения ее в качестве измерительной, при стендовых испытаниях АТС на восприимчивость к ЭМП, являются:

- невозможность применения модуля ГНСС для измерения пути, фактически проходимого испытываемым АТС в процессе осуществления ездовых испытаний на динамометрическом роликовом стенде (определяемый посредством модуля ГНСС - путь всегда будет равен нулю);

- зависимость достоверности измеренного в процессе испытаний пути от точности данных, получаемых из CAN-шины АТС, которые, в свою очередь, зависят от точности входящих в систему устройств и от степени их защиты от воздействия ЭМП (под воздействием ЭМП реально измеренные показатели могут искажаться).

Из Правил № 10 ЕЭК ООН, 2008 г., «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении электромагнитной совместимости» (добавление 9, пересмотр 3) известен способ испытаний электрооборудования АТС, в том числе и систем/устройств измерения и отображения пройденного пути, на восприимчивость к ЭМП, в котором испытуемое АТС, оснащенное указанными бортовыми системами/устройствами, располагают на динамометрическом роликовом стенде в экранированной или безэховой камере, а затем реализуют предусмотренный испытаниями ездовой цикл под воздействием высокочастотного ЭМП с заданными параметрами. Воздействие высокочастотным ЭМП, в процессе реализации ездового цикла, осуществляют внешними полеобразующими системами (антеннами или полосковыми системами), расположенными в испытательной камере.

Оценку работоспособности бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути АТС осуществляют в процессе воздействия внешнего ЭМП посредством визуального наблюдения с помощью помехозащищенной видеокамеры отображаемых данных контролируемых систем/устройств.

Недостатком данного способа является визуальное наблюдение за показаниями средств отображения информации о пройденном в процессе испытаний пути без сравнения этих показаний с опорными значениями, что может дать не достоверный результат испытаний в случае сбоя указанных систем/устройств, в результате которого произойдет медленное монотонное приращение контролируемых данных.

За прототип изобретения принят известный из публикации «Помехозащищенное устройство сбора данных для испытаний автомобилей на устойчивость к электромагнитному воздействию», А.С. Подгорний, П.А. Николаев, Проблемы техники и технологий телекоммуникаций: XVII Международная научно-техническая конференция, Самара, ПГУТИ, 2016, стр. 424-435 способ испытаний электрооборудования АТС, в том числе, систем/устройств измерения и отображения пройденного АТС пути на восприимчивость к ЭМП, в котором испытуемое АТС, оснащенное указанными бортовыми системами/устройствами, располагают на динамометрическом роликовом стенде в экранированной или безэховой камере, а затем реализуют заданный условиями испытаний ездовой цикл при одновременном воздействии на испытываемое АТС высокочастотного ЭМП с заданными параметрами. Как и в предыдущем случае, предусмотренное условиями испытаний высокочастотное ЭМП создается внешними полеобразующими системами (антеннами или полосковыми системами).

Оценку работоспособности бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути АТС осуществляют в процессе воздействия внешнего ЭМП посредством заблаговременно подключенного к диагностическому разъему АТС помехозащищенного устройства сбора данных и передачи информации по оптоволоконной линии на удаленно расположенный компьютер, на мониторе которого осуществляется отображение информации о контролируемых параметрах.

Недостатком прототипа является отсутствие сравнения информации о пройденном АТС в процессе испытаний пути, определенной системой/устройствами измерения/отображения пройденного АТС пути, с опорными значениями, что может дать не достоверный результат испытаний в случае сбоя указанных систем/устройств, в результате которого произойдет медленное монотонное приращение контролируемых данных.

Задачей изобретения является создание способа испытаний бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного АТС пути на восприимчивость к высокочастотному ЭМП с регламентируемыми параметрами, обеспечивающего достоверность, в пределах заданной погрешности, результатов, получаемых в процессе испытаний.

Указанная задача решается в способе испытаний бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути АТС на восприимчивость к ЭМП, в котором испытуемое АТС, оснащенное указанными бортовыми системами/устройствами, располагают на динамометрическом роликовом стенде в экранированной или безэховой камере, а затем реализуют заданный условиями испытаний ездовой цикл.

Указанная задача решается тем, что:

- Перед выполнением испытательного ездового цикла, реализуемого при воздействии на АТС высокочастотного ЭМП, формируемого внешними поле образующими системами (антеннами или полосковыми системами), осуществляют калибровочный ездовой цикл, дублирующий режимы испытательного при исключенном воздействии высокочастотного ЭМП.

- В процессе реализации калибровочного ездового цикла осуществляют запись отображаемых бортовыми системами/устройствами АТС данных о пройденном АТС пути, а также данных о пройденном АТС пути, регистрируемых помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда. При этом регистрируемые измерительными системами динамометрического роликового стенда данные принимаются в качестве опорных/базовых для данного этапа испытаний.

- По результатам калибровочного ездового цикла вычисляют погрешность измерения/отображения бортовых систем/устройств АТС данных о пройденном АТС пути, относительно опорных/базовых значений динамометрического роликового стенда для данного этапа испытаний.

- Параметр погрешности измерений а, определяется в соответствие с выражением:

Δt - промежуток времени, соответствующий этапу испытаний,

i - конкретный цикл калибровки в заданном промежутке времени Δt;

n≥3… - заданное количество циклов калибровки;

- пройденный путь АТС, измеренный и отображенный бортовыми системами/устройствами в конкретном цикле калибровки;

- контрольное значение пройденного пути, измеренного помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда в конкретном цикле калибровки.

- В процессе выполнения испытательного ездового цикла, реализуемого при воздействии на АТС высокочастотного ЭМП, формируемого внешними поле образующими системами (антеннами или полосковыми системами), производят запись отображаемых бортовыми системами/устройствами данных о пройденном АТС пути, а также данных о пройденном АТС пути, регистрируемых помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда. При этом регистрируемые измерительными системами динамометрического роликового стенда данные принимаются в качестве опорных/базовых для данного этапа испытаний,

- по завершении испытательного ездового цикла данные о пройденном АТС за промежуток времени (Δt) пути, измеренные и отображенные его бортовыми системами/устройствами (S_ATC) сравниваются, с учетом погрешности измерений (σ), с опорными/базовыми данными, измеренными помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда (S_CT).

Результат испытаний за заданный промежуток времени считается положительный, если пройденный путь АТС, измеренный и отображенный бортовыми системами/устройствами соответствует, с учетом погрешности измерений, контрольному значению пройденного пути, измеренному помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда за заданный промежуток времени:

Изобретение поясняется следующим чертежом Фиг. 1, где схематично показаны:

1 - испытательная камера (экранированная или безэховая камера);

2 - полеобразующая система (излучающая антенна);

3 - тестируемое АТС, содержащее бортовые системы/устройства измерения и отображения пройденного пути;

4 - динамометрический роликовый стенд;

5 - бортовые системы/устройства измерения пройденного пути;

6 - бортовые системы/устройства отображения пройденного пути;

7 - система/устройства сбора данных от бортовых систем/устройств о пройденном пути АТС;

8 - измерительные системы пройденного пути динамометрического роликового стенда;

9 - защищенная от воздействия ЭМП зона;

10 - устройство сравнения и анализа.

Изобретение может быть реализовано в испытательной камере 1, преимущественно безэховой или экранированной, содержащей в своем составе полеобразующую систему 2 (например, излучающую антенну/антенны) и динамометрический роликовый стенд 4, включающий в себя измерительные системы 8 пройденного пути, в расположенном в испытательной камере, установленном на стенде, предварительно подготовленном автотранспортном средстве 3, снабженном бортовыми системами/устройствами измерения 5 и отображения 6 пройденного пути.

Полеобразующую систему 2 (показана антенна создающая высокочастотное ЭМП с заданными параметрами) располагают в испытательной камере, относительно испытываемого АТС, в соответствии с регламентирующей испытания документацией.

После указанного, выполняют калибровку бортовых измерительных систем/устройств пройденного АТС пути, проводимую без воздействия высокочастотного ЭМП, и рассчитывают погрешность измерений. После процесса калибровки проводят испытания АТС с указанными бортовыми системами при воздействии высокочастотного ЭМП.

Заявляемое техническое решение основано на том, что оценка восприимчивости (достаточности помехозащищенности) бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути АТС, выполняется сравнением измеренных и отображенных бортовыми системами/устройствами данных с опорными/базовыми данными о пройденном АТС пути, измеренными помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда. При этом сравнение упомянутых выше данных осуществляют с учетом погрешности измерений, которую рассчитывают по результатам калибровочных испытаний, режимы ездовых циклов которых, за исключением воздействия высокочастотного ЭМП, дублируют режимы испытательных ездовых циклов.

В процессе калибровки учитывается различие угловых скоростей ведущих колес испытываемого АТС (скорость АТС) и угловых скоростей роликов динамометрического стенда, вызванное различными факторами, например, проскальзыванием колес относительно роликов, изменением динамического радиуса качения колес АТС и т.п. Получаемая в процессе калибровки погрешность позволяет наложить границы пределов отклонения реальной скорости АТС от контрольных значений пройденного пути и определить критерии нормальной работоспособности рассматриваемых бортовых систем/устройств в процессе испытаний.

Бортовые системы/устройства измерения и отображения пройденного пути АТС считаются удовлетворяющим требованиям помехозащищенности, если в процессе испытаний за заданный промежуток времени Δt показания пройденного пути АТС не отклоняются, с учетом погрешности измерений, от опорных/базовых значений пройденного пути.

Процессы калибровки и испытаний проводят следующим образом:

1. Предварительно обеспечивают подготовку к процессу калибровки и проведению испытаний АТС на восприимчивость к ЭМП, заключающуюся в установке АТС 3 в испытательную (безэховую или экранированную) камеру 1 на динамометрический роликовый стенд 4, в позиционировании АТС и полеобразующей системы (излучающей антенны) в соответствии с регламентирующей испытания документацией, а также, в установке и настройке систем 7 сбора данных от бортовых систем/устройств АТС 3. При необходимости обеспечения ездовых динамических циклов, включающих режимы разгона и торможения, на АТС устанавливают дистанционно управляемое устройство, осуществляющее механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления.

2. Перед процессом калибровки задают параметры ездового цикла АТС и выбирают заданное количество циклов калибровки n. При отсутствии в технической документации специальных критериев на выбор параметра n, то в общем случае он выбирается из условия n=3.

3. Для проведения калибровки и испытаний задают промежуток времени Δt. При отсутствии в технической документации специальных критериев на выбор параметра Δt, то в общем случае он выбирается из условия Δt≥10 сек.

4. Производят процесс калибровки, включающий n выбранных циклов, определяют параметр погрешности изменений σ и учитывают его в программе испытаний для оценки результатов.

5. Реализуют испытательный тест в соответствии с регламентирующей испытания документацией, включающий в общем случае в себя ездовой цикл АТС, и воздействие на автотранспортное средство ЭМП с заданными параметрами.

6. Во время испытаний в каждом промежутке времени Δt, или по завершении испытаний за промежуток времени Δt, производят сравнение данных, полученных от бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного АТС пути с опорными значениями пройденного пути, учитывающими погрешности измерений.

7. По результатам испытаний делают заключение о помехозащищенности бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути АТС и в случае несоответствия требованиям применяются меры по повышению их помехозащищенности. Гарантированным критерием положительного заключения является выполнение условий по формуле (3), когда пройденный путь АТС, измеренный и отображенный бортовыми системами/устройствами соответствует, с учетом погрешности измерений, контрольному значению пройденного пути, измеренному помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда за заданный промежуток времени.

Предлагаемый в изобретении способ испытаний бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю обеспечивает достоверность, с заданной погрешностью, оценки качества работы указанных систем/устройств в условиях воздействия высокочастотного ЭМП с заданными параметрами, что, в случае не соответствия заданным требованиям, позволяет осуществить их доработку с целью повышения их помехоустойчивости.

Изобретение относится к системам для электромагнитных испытаний систем транспортных средств. В способе испытаний транспортное средство устанавливают на динамометрический роликовый стенд, расположенный в безэховой камере, где также расположены излучатели высокочастотного электромагнитного поля. Перед выполнением испытательного ездового цикла выполняют калибровочный ездовой цикл, режимы которого повторяют режимы испытательного при исключенном воздействии высокочастотным полем. В процессе калибровочного цикла осуществляют запись данных, отображаемых бортовыми системами и измерительными системами стенда, а затем рассчитывают погрешность данных бортовых систем, относительно данных стенда. При выполнении испытательного цикла производят запись данных, регистрируемых бортовыми системами и измерительными системами стенда. После завершения испытательного цикла данные о пройденном пути, регистрируемые бортовыми системами, сравниваются с данными измерительных систем стенда. Результат испытаний считается положительным, если пройденный путь, измеренный бортовыми системами, соответствует, с учетом погрешности измерений, значению пройденного пути, зарегистрированному измерительными системами стенда. Достигается повышение достоверности результатов, получаемых в результате испытаний. 1 ил.

Способ испытаний бортовых систем/устройств измерения и отображения пройденного пути автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю, в котором испытуемое автотранспортное средство, оснащенное указанными бортовыми системами/устройствами, располагают на динамометрическом роликовом стенде в экранированной или безэховой камере, а затем реализуют заданный условиями испытаний ездовой цикл, отличающийся тем, что перед выполнением испытательного ездового цикла, реализуемого при воздействии на автотранспортное средство высокочастотного электромагнитного поля, формируемого внешними полеобразующими системами, осуществляют калибровочный ездовой цикл, дублирующий режимы испытательного при исключенном воздействии высокочастотного электромагнитного поля, в процессе реализации калибровочного ездового цикла осуществляют запись отображаемых бортовыми системами/устройствами автотранспортного средства данных о пройденном автотранспортным средством пути, а также данных о пройденном автотранспортным средством пути, регистрируемых помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда, регистрируемые измерительными системами динамометрического роликового стенда данные принимаются в качестве опорных для данного этапа испытаний, по результатам калибровочного ездового цикла вычисляют погрешность измерения/отображения бортовых систем/устройств автотранспортного средства данных о пройденном автотранспортным средством пути, относительно опорных значений динамометрического роликового стенда для данного этапа испытаний, параметр погрешности измерений σ определяется в соответствии с выражением

Δt - промежуток времени, соответствующий этапу испытаний,

i - конкретный цикл калибровки в заданном промежутке времени Δt,

n≥3 … - заданное количество циклов калибровки,

- пройденный автотранспортным средством путь, измеренный и отображенный бортовыми системами/устройствами в конкретном цикле калибровки,

- опорное значение пройденного пути, измеренное помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда в конкретном цикле калибровки,

в процессе выполнения испытательного ездового цикла, реализуемого при воздействии на автотранспортное средство высокочастотного электромагнитного поля, формируемого внешними полеобразующими системами, производят запись отображаемых бортовыми системами/устройствами данных о пройденном автотранспортным средством пути, а также данных о пройденном автотранспортным средством пути, регистрируемых помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда, регистрируемые измерительными системами динамометрического роликового стенда данные принимаются в качестве опорных для данного этапа испытаний, по завершении испытательного ездового цикла, данные о пройденном автотранспортным средством за промежуток времени (Δt) пути, измеренные и отображенные его бортовыми системами/устройствами (S_ATC), сравниваются, с учетом погрешности измерений (σ), с опорными данными, измеренными помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда (S_CT), результат испытаний за заданный промежуток времени считается положительным, если пройденный автотранспортным средством путь, измеренный и отображенный бортовыми системами/устройствами соответствует, с учетом погрешности измерений, опорному значению пройденного пути, измеренному помехозащищенными измерительными системами динамометрического роликового стенда за заданный промежуток времени