Результат интеллектуальной деятельности: Способ испытаний антипробуксовочной системы и системы курсовой устойчивости автотранспортного средства на восприимчивость к электромагнитному полю

Изобретение относится к электрическим испытаниям систем активной безопасности автотранспортных средств (АТС) на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП). А именно, к испытаниям электрических и электронных компонентов системы динамической стабилизации /курсовой устойчивости (ESP) и антипробуксовочной системы (ASR), являющихся дополнением к мехатронной антиблокировочной системе тормозов (ABS).

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 соответствующих 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 АТС.

Недостатками данного способа являются необходимость присутствия водителя в кабине испытываемого АТС, что в условиях воздействия ЭМП недопустимо, а также наличие размещаемого в кабине испытываемого АТС монитора системы управления стендом, что в условиях воздействия ЭМП также недопустимо, т.к. ЭМП может исказить электрические сигналы, обрабатываемые ЭВМ системы управления стенда, что, в свою очередь, может затруднить задание режимов стенда.

Из патента RU 2297932, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28, опубл. 27.04.2007 Бюл. №12 известен стенд, содержащий систему управления, а также расположенный под колесами испытываемой оси АТС симулятор, включающий в себя приводной, следящий и опорный ролики левого колеса, приводной, следящий и опорный ролики правого колеса, левый и правый маховики, кинематически связанные с приводным и опорным роликами, соответственно, левого и правого колес.

Система управления упомянутого стенда включает в себя ЭВМ, связанные с ЭВМ частотно регулируемый электропривод, кинематически соединенный с маховиками симулятора, датчики величин скорости вращения каждого из приводных и следящих роликов симулятора, датчики величин вращающего момента, реализуемого на каждом из приводных роликов симулятора, 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 ABS, принятый в качестве прототипа, в котором испытываемое АТС, 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 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, контекстуально испытаний систем ESP и ASR, является невозможность реализации в процессе испытательного цикла режима, при котором на блок управления системой безопасности будет поступать информация о значительном изменении скорости только одного конкретно заданного колеса по отношению к другим колесам.

Задачей заявляемого решения является создание способа испытаний на восприимчивость к ЭМП ESP и ASR АТС, позволяющего оценить их работоспособность во время действия ЭМП в режиме подачи на блоки управления систем информации о значительном изменении скорости только одного конкретно заданного колеса по отношению к другим колесам, и на основании результатов испытаний принять меры по эффективной защите электрооборудования от ЭМП.

Указанная задача решается в способе испытаний компонентов системы безопасности на восприимчивость к ЭМП, в котором АТС, имеющее в своем составе систему безопасности, 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 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 системы безопасности.

Указанная задача решается тем, что:

1. Режим работы роликов симулятора обеспечивает равенство угловых, отличных от нуля, скоростей двух ведущих колес АТС.

2. Режим работы роликов симулятора обеспечивает нулевую скорость всех не ведущих колес АТС.

3. Формирование информации, поступающей на любой из блоков управления систем ESP и ASR, о значительном изменении скорости только одного конкретно заданного колеса по отношению к другим колесам осуществляется посредством преднамеренного искажения информации о реальной скорости конкретного ведущего колеса.

4. Преднамеренное искажение информации производится посредством изменения параметров задатчика скорости конкретного ведущего колеса без гальванического подключения в электрическую схему электрооборудования.

5. Преднамеренное искажение информации о реальной скорости одного конкретного колеса производится в диапазоне от 6 до 18 градусов одного углового сектора данного конкретного ведущего колеса.

6. Преднамеренное искажение информации о реальной скорости конкретного ведущего колеса производится за счет обеспечения в диапазоне углов от 12 до 30 град условия

dF/dt=0, где

- F - функция задатчика скорости конкретного ведущего колеса,

7. Процедура формирования преднамеренно искаженной информации, поступающей на любой из блоков управления систем ESP и ASR, о реальной скорости другого конкретного ведущего колеса производится по завершению воздействия на АТС ЭМП с заданными параметрами для предшествующего, в цикле испытаний, конкретно заданного ведущего колеса.

8. Формирование преднамеренно искаженной информации, поступающей на любой из блоков управления систем ESP и ASR, о значительном изменении скорости одного конкретно заданного колеса по отношению к другим колесам производится последовательно для обоих ведущих колес одной оси АТС по завершению воздействия на АТС ЭМП с заданными параметрами.

9. Принятие решения о работоспособности любой из систем ESP и ASR или их совокупности осуществляют на основании анализа диагностической информации, полученной в процессе воздействия на АТС ЭМП или по завершению испытательного теста.

Изобретение поясняется следующими чертежами, иллюстрирующими принцип испытаний ESP и ASR АТС на восприимчивость к ЭМП:

Фиг. 1, где схематично показаны: 1 - испытательная камера (безэховая камера); 2 - полеобразующая система (излучающая антенна); 3 - АТС; 4 - ролики симулятора; 5 - блок системы безопасности (ESP и ASR); 6 - дистанционно управляемое устройство, осуществляющее механическое воздействие на педали акселератора, тормоза и сцепления; 7 -помехозащищенное устройство съема информации о параметрах системы безопасности (ESP и ASR); 8 - электрическая линия связи; 9 - защищенная от воздействия ЭМП зона; 10 - устройство отображения информации о параметрах систем безопасности ESP и ASR.

Фиг. 2, где схематично показаны: 11 - колесо 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 ESP и ASR: 15 - неискаженная информация скорости заднего правого колеса; 16 - неискаженная информация скорости переднего правого колеса; 17 - неискаженная информация о скорости заднего левого колеса; 18 - преднамеренно искаженная информация о реальной скорости переднего левого колеса; 19 - фрейм срабатывания ESP; 20 - фрейм срабатывания ASR.

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 системами ESP или ASR.

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 ведущего 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 (блоки) систем безопасности ESP и ASR, или подключении в диагностическую шину АТС помехозащищенного устройства 7, считывающего информацию о параметрах работы ESP и ASR.

Заявляемое техническое решение основано на том, что при движении АТС контроль работоспособности ESP и ASR под воздействием ЭМП осуществляют за счет ожидаемого гарантированного срабатывания систем по сигналу значительного изменения скорости только одного конкретно заданного колеса, по отношению к другим колесам, от соответствующего датчика, который интерпретирует преднамеренно искаженную информацию как замедление или ускорение вращения конкретного колеса.

Регистрация факта работоспособности систем ESP и ASR осуществляется при движении АТС независимо от его режима работы.

При этом вследствие гальванической развязки элементов, преднамеренно искажающих информацию о скорости конкретного ведущего 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 ESP и ASR основаны:

- на априорной информации о скорости каждого из колес одной оси при нормально функционирующих системах ESP и ASR;

- на сравнении ожидаемой и реально получаемой информации о скорости каждого из ведущих колес одной оси в процессе испытаний;

- на сравнении ожидаемого и реального функционирования систем ESP и ASR 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.

2. По завершению каждого испытательного цикла, в котором производится полное воздействие ЭМП, осуществляют преднамеренное искажение информации о реальной скорости другого ведущего колеса. Процедура осуществляется для всех ведущих колес АТС.

3. 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 систем ESP и ASR, получаемой с помехозащищенного устройства 7.

4. По результатам испытаний делают заключение о работоспособности систем ESP и ASR при воздействии ЭМП и в случае нарушения работоспособности принимают решение о проведении мероприятий по доработке систем ESP и ASR, направленных на достижение критериев, установленных техническими требованиями.

Критериями положительного теста являются срабатывание систем ESP и ASR во всех ездовых циклах в которых средняя скорость ведущих колес отлична от нуля, скорость не ведущих колес равна нулю, а средняя скорость ведущего колеса, на задатчике скорости которого производится преднамеренное искажение информации, не равна средней скорости ведущего колеса, на задатчике скорости которого не производилось преднамеренного искажения информации.

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 светочувствительный (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.