RU2804918C1 - Способ повышения помехозащищенности автотранспортных средств - Google Patents

Способ повышения помехозащищенности автотранспортных средств Download PDF

Info

Publication number
RU2804918C1
RU2804918C1 RU2023104593A RU2023104593A RU2804918C1 RU 2804918 C1 RU2804918 C1 RU 2804918C1 RU 2023104593 A RU2023104593 A RU 2023104593A RU 2023104593 A RU2023104593 A RU 2023104593A RU 2804918 C1 RU2804918 C1 RU 2804918C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electromagnetic field
vehicle
electrical equipment
external electromagnetic
board
Prior art date
Application number
RU2023104593A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Сергеевич Подгорний
Александр Николаевич Платицын
Павел Александрович Николаев
Владимир Николаевич Козловский
Original Assignee
Научно-производственное коммерческое закрытое акционерное общество "УНИВЕРСАЛ"
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное коммерческое закрытое акционерное общество "УНИВЕРСАЛ" filed Critical Научно-производственное коммерческое закрытое акционерное общество "УНИВЕРСАЛ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804918C1 publication Critical patent/RU2804918C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к способам повышения помехоустойчивости систем автомобилей. Способ заключается в установлении бортовыми системами автотранспортного средства факта воздействия внешнего высокочастотного электромагнитного поля, в переводе бортового электрооборудования в помехоустойчивый режим работы. Перевод бортового электрооборудования в помехоустойчивый режим работы осуществляют на основании выполнения любого из двух условий: Еизм≥Епр или
где Еизм - уровень внешнего электромагнитного поля, Епр – предельно допустимый уровень поля, Еизм1 - уровень внешнего электромагнитного поля в текущий момент времени t1, Еизм0 - уровень внешнего электромагнитного поля в момент времени t0, предшествующий t1; t2 - ожидаемый после t1 момент времени. Помехоустойчивый режим работы реализуется за счет динамического управления функционалом бортового электрооборудования и включает в себя переход на резервный аварийный внутренний режим работы каждого из бортовых устройств, а возврат в номинальный режим управления функционалом бортового электрооборудования АТС производится по условию где - предельное значение внешнего электромагнитного поля, соответствующее критерию где Рр - вероятность, при которой влияние воздействия внешнего электромагнитного поля на работоспособность автотранспортного средства пренебрежимо мало. Технический результат - повышение электромагнитной безопасности. 3 ил.

Description

Изобретение относится к автотранспортным средствам (АТС) и может быть использовано для обеспечения помехозащищенности бортового электрооборудования к внешнему высокочастотному электромагнитному полю (ЭМП), при эксплуатации АТС, в частности беспилотного автомобильного транспорта, в условиях сложной электромагнитной обстановки, влияющей на нормальную работоспособность электрооборудования.
Из монографии Г. Отт («Методы подавления шумов и помех в электронных системах» Москва: Мир, 1979. - 317 с.) известен способ обеспечения помехозащищенности, основанный на применении пассивных радиоэлементов, различные комбинации которых реализуют в электрических схемах фильтры и гальванические развязки.
Данный способ обеспечивает уменьшения уровня ЭМП, проникающего в электрические схемы по линиям связи за счет внесения потерь.
Недостатком данного способа является наличие паразитных связей в фильтрах и гальванических развязках, вследствие чего в частотной характеристике помехоподавления образуются паразитные резонансные контура, характеризующиеся низкими потерями на резонансных частотах, и при совпадении с частотой ЭМП, наведенные помехи проникают в схему без ослабления, вызывая нарушения работоспособности системы.
Из книги Николаев П.А. «Электромагнитная совместимость автотранспортных средств» [Текст] / Николаев П.А., Кечиев Л.Н. / Под ред. Л.Н. Кечиева. - М.: Грифон, 2015. - 424 с. - (Библиотека ЭМС) известен способ обеспечения помехозащищенности электрооборудования автотранспортных средств, основанный на измерении уровня текущего значения сигнала и его сравнении с усредненным значением, которое вычисляется за серию предыдущих измерений.
При попадании текущего значения в заданное окно допуска, оно признается истинным и учувствует в дальнейшей обработке. При выходе за допуски, текущее измеренное значение признается наведенной ЭМП помехой и исключается как грубая ошибка.
Недостатком способа является то, что он эффективно применяется только для исключения влияния кратковременных электромагнитных помех при медленно меняющихся во времени полезных информационных сигналах. При воздействии длительного непрерывного ЭМП вычисление усредненного значения полезного сигнала происходит с учетом наведенной помехи, которая вносит ошибки в информационный сигнал.
За прототип предлагаемого изобретения принят известный из патента RU 2571430, МПК F02P 17/00, опубл. 20.12.2015, способ обеспечения помехозащищенности бортового электрооборудования АТС к внешнему высокочастотному ЭМП, заключающийся в том, что при попадании АТС в сложную электромагнитную обстановку, бортовыми системами производится установление факта воздействия ЭМП и с последующим переводом в помехоустойчивый режим работы конкретного бортового электрооборудования.
Переход в помехозащищенный режим производится уже по факту искажения полезной информации и не может быть использован для априорного предотвращения нарушения работоспособности бортового электрооборудования АТС.
Задачей изобретения было создание способа обеспечения помехозащищенности АТС, в частности беспилотного автомобильного транспорта, относительно внешнего высокочастотного ЭМП, обеспечивающего снижение влияния ЭМП на бортовое электрооборудование АТС.
Указанная задача решается в способе, заключающемся в том, что при попадании АТС в сложную электромагнитную обстановку, бортовыми системами производится установление факта воздействия ЭМП и переход в помехоустойчивый режим работы бортового электрооборудования.
Технический результат достигается тем, что переход в помехоустойчивый режим работы бортового электрооборудования, происходит на основании выполнения хотя бы одного из двух условий
где Еизм - уровень ЭМП, непрерывно измеряемый в процессе эксплуатации на борту АТС прямым или косвенным методами;
Епр – предельно допустимый уровень ЭМП, соответствующий критерию:
Епр→Рн,
где Рн - вероятность, при которой наиболее ожидаемы нарушения работоспособности АТС при воздействии ЭМП (вероятность поражаемости);
Е а - априорная напряженность ЭМП;
Еизм1 - уровень ЭМП измеренный на АТС в текущий момент времени t1;
Еизм0 - уровень ЭМП измеренный на АТС в момент времени t0, предшествующий текущему моменту времени измерения t1;
t2 - ожидаемый после t1 момент времени измерения.
Помехоустойчивый режим работы реализуется за счет динамического управления функционалом бортового электрооборудования и включает в себя переход на резервный аварийный внутренний режим работы каждого бортового устройства.
Возврат в номинальный режим управления функционалом бортового электрооборудования АТС производится по условию
где - предельное значение ЭМП, соответствующее критерию:
где Рр - вероятность, при которой влияние воздействия ЭМП на работоспособность АТС пренебрежимо мало.
Изобретение поясняется следующими чертежами, иллюстрирующими принцип обеспечения помехозащищенности АТС.
Фиг. 1 иллюстрирует функционал обеспечения помехозащищенности АТС и его взаимосвязь с бортовым комплексом: 1 - АТС; 2 - контроллер обеспечения помехозащищенности; 3 - преобразователь/устройство приема ЭМП (антенна); 4 - детектор; 5 - анализатор; 6 - блок управления помехозащищенностью бортового электрооборудования; 7 - бортовое электрооборудование (блоки/системы); 8 - информационно-диагностическая линия.
На фиг. 2 изображены оптимальные варианты расположения широкополосного трехкоординатного преобразователя/устройства приема ЭМП (антенны) на АТС и его диаграммы направленности в горизонтальной плоскости на частоте 1 ГГц при прямом методе измерения ЭМП: 9 - расположение преобразователя/устройства приема ЭМП на крыше, симметрично продольной оси АТС; 10 - расположение преобразователя/устройства приема ЭМП в верхней части лобового стекла; 11 - диаграмма направленности для случая расположения преобразователя/устройства приема ЭМП на крыше, симметрично продольной оси АТС; 12 - диаграмма направленности преобразователя/устройства приема ЭМП для случая расположения в верхней части лобового стекла.
На фиг. 3 изображена характеристика преобразования 13 электрических проводов бортовой электросети электромагнитного поля в напряжение на входе преобразователя/устройства приема ЭМП при косвенном методе измерении ЭМП.
Изобретение может быть реализовано в АТС 1, содержащем в своем составе контроллер обеспечения помехозащищенности 2, включающем в себя преобразователь/устройство приема 3 ЭМП, детектор 4, анализатор 5 и блок управления помехозащищенностью бортового электрооборудования 6. Компоненты контроллера обеспечения помехозащищенности могут быть скомпонованы либо в отдельно расположенном на АТС корпусе, либо выполненными интегрированными в корпус какого-либо из устройств любой из бортовых электротехнических систем АТС. В качестве преобразователя/устройства приема ЭМП 3 может быть применена одна или несколько антенн, работающих в заданном диапазоне частот, или электрические провода бортовой сети АТС, являющиеся преобразователем ЭМП в электрический сигнал, которые могут дополнительно включать в своей конструкции полосовые фильтры. Анализатор 5 дополнительно включает в себя детектор (на Фиг. 1 не показан), устройство сравнения (не показано) сигнала с выхода детектора с опорным, определяющим предельно допустимый уровень ЭМП. Выход блока управления помехозащищенностью бортового электрооборудования 6 электрически соединяется через информационно-диагностическую линию 8 с бортовым электрооборудованием 7 и служит для управления по выходному решению анализатора 5 задачи обеспечения помехозащищенности бортового электрооборудования.
В процессе эксплуатации АТС непрерывно производит измерения уровня ЭМП внешней ЭМО. В бортовом контроллере обеспечения помехозащищенности 2 на вход преобразователя/устройства приема 3 ЭМП, в качестве которого может выступать или одна широкополосная антенна/датчик, или несколько антенн/датчиков, перекрывающих некоторый заданный диапазон частот, например, от 100 кГц до 18 ГГц, или электрические провода бортовой электросети с заранее известным коэффициентом передачи, поступает аддитивная смесь сигналов от электрооборудования АТС и из внешней среды. Антенна/датчик (антенны/датчики) реализуют прямой метод, а электрические провода бортовой электросети, с заранее известным коэффициентом передачи, реализуют косвенный метод измерения ЭМП. Детектор 4 выделяет огибающую амплитуды (уровня) сигнала ЭМП, которая поступает в анализатор 5, где производится ее обработка, заключающаяся в определении максимального значения, характера и скорости изменения, а также в сравнении с предельно допустимым уровнем. При равенстве или превышении измеренного уровня ЭМП (Еизм), или априорной напряженности ЭМП (Е а ), определяемых по скорости изменения (возрастания) амплитуды (уровня), предельно допустимого уровня (Епр), блок управления 6 помехозащищенностью бортового электрооборудования по информационно-диагностической линии 8 передает сформированный сигнал управления (фрейм) о переводе бортового электрооборудования (блоков/систем) 7 в помехозащищенный режим. Помехоустойчивый режим реализуется за счет перехода на резервный аварийный внутренний режим работы каждого бортового устройства, обеспечивающий сохранение основных функций определяющих эксплуатацию АТС, но с уменьшенным функционалом взаимосвязей, а также внутренней диагностики, вследствие чего минимизируется количество электрических каналов и вариантов проникновения ЭМП в схемы бортового электрооборудования.
Переход в помехозащищенный режим по условию Еизм≥Епр происходит при скачкообразном возрастании ЭМП, а по условию Е а ≥Епр при монотонном увеличении ЭМП. Выбор значения предельно допустимого уровня Епр определяется из заданной вероятности Рн≥0,8, при которой наиболее ожидаемы нарушения работоспособности АТС при воздействии ЭМП (вероятность поражаемости). Возврат в номинальный режим управления функционалом бортового электрооборудования АТС производится по команде от блока управления помехозащищенностью бортового электрооборудования 6 по условию где уровень определяется из заданной вероятности Рр<0,2, при которой влияние воздействия ЭМП на работоспособность АТС пренебрежимо мало. Значения Епр и определяются на этапах опытно-конструкторских работ при создании АТС.
Заявляемое техническое решение основано на понимании того, что чем больше функциональных взаимосвязей между бортовым электрооборудованием, тем выше матрица поражаемости АТС электромагнитным полем. Любое нарушение работоспособности из-за воздействия ЭМП может прямо или косвенно сказаться на безопасности АТС.
Изобретение обеспечивает повышение помехозащищенности АТС, основанное на постоянном, во время эксплуатации АТС, мониторинге внешней электромагнитной обстановки и определении вероятностей поражаемости АТС. В случае попадания АТС в сложную электромагнитную обстановку и реализации событий с высокой вероятностью поражаемости АТС внешним высокочастотным ЭМП контроллер обеспечения помехозащищенности, на время воздействия ЭМП, купирует часть связей узлов бортового электрооборудования (ограничивает количество функциональных взаимосвязей узлов бортового электрооборудования), с сохранением основных его функций, определяющих возможность продолжения эксплуатации АТС, вследствие чего минимизируется количество электрических каналов и вариантов проникновения ЭМП в бортовое электрооборудование.
Техническим результатом изобретения является пониженная вероятность нарушения работоспособности АТС при воздействии ЭМП, и повышенная его электромагнитная безопасность.

Claims (14)

  1. Способ обеспечения помехозащищенности автотранспортного средства, заключающийся в установлении бортовыми системами автотранспортного средства факта воздействия внешнего высокочастотного электромагнитного поля и в переводе бортового электрооборудования в помехоустойчивый режим работы, отличающийся тем, что перевод бортового электрооборудования в помехоустойчивый режим работы осуществляют на основании выполнения любого из двух условий
  2. Еизм≥Епр или
  4. где Еизм - уровень внешнего электромагнитного поля, измеряемый непрерывно на борту автотранспортного средства в процессе эксплуатации автотранспортного средства,
  5. Епр – предельно допустимый уровень внешнего электромагнитного поля, соответствующий критерию Епр→Рн,
  6. где Рн - вероятность, при которой наиболее ожидаемы нарушения работоспособности автотранспортного средства при воздействии внешнего электромагнитного поля,
  7. Е а - априорная напряженность внешнего электромагнитного поля,
  8. Еизм1 - уровень внешнего электромагнитного поля, измеренный на борту автотранспортного средства в текущий момент времени t1,
  9. Еизм0 - уровень внешнего электромагнитного поля, измеренный на борту автотранспортного средства в момент времени t0, предшествующий текущему моменту времени измерения t1;
  10. t2 - ожидаемый после t1 момент времени измерения,
  11. при этом помехоустойчивый режим работы реализуется за счет динамического управления функционалом бортового электрооборудования и включает в себя переход на резервный аварийный внутренний режим работы каждого из бортовых устройств, а возврат в номинальный режим управления функционалом бортового электрооборудования АТС производится по условию
  13. где - предельное значение внешнего электромагнитного поля, соответствующее критерию
  14. где Рр - вероятность, при которой влияние воздействия внешнего электромагнитного поля на работоспособность автотранспортного средства пренебрежимо мало.
RU2023104593A 2023-02-27 Способ повышения помехозащищенности автотранспортных средств RU2804918C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804918C1 true RU2804918C1 (ru) 2023-10-09

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426813B1 (en) * 1999-03-05 2002-07-30 International Truck International Property Company, L.L.C. Telemetry system and method for EMI susceptibility testing of motor vehicles
CN102043101A (zh) * 2009-10-19 2011-05-04 上海机动车检测中心 电驱动汽车电磁兼容(emc)测试方法
RU2446409C1 (ru) * 2010-12-27 2012-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" Способ испытаний оборудования и/или электронных систем автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю
RU2571430C1 (ru) * 2014-11-24 2015-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") Способ бортовой диагностики катушек зажигания в условиях сложной электромагнитной обстановки
RU2640376C1 (ru) * 2016-10-25 2017-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" Способ испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю
CN107505509B (zh) * 2017-05-24 2020-09-18 宝沃汽车（中国）有限公司 基于车辆的电磁兼容性测试方法和装置
RU2740716C1 (ru) * 2020-07-06 2021-01-20 Акционерное общество «АВТОВАЗ» Способ испытаний систем/устройств вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств
RU2776718C1 (ru) * 2022-04-12 2022-07-25 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Способ испытаний бортовых навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426813B1 (en) * 1999-03-05 2002-07-30 International Truck International Property Company, L.L.C. Telemetry system and method for EMI susceptibility testing of motor vehicles
CN102043101A (zh) * 2009-10-19 2011-05-04 上海机动车检测中心 电驱动汽车电磁兼容(emc)测试方法
RU2446409C1 (ru) * 2010-12-27 2012-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" Способ испытаний оборудования и/или электронных систем автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю
RU2571430C1 (ru) * 2014-11-24 2015-12-20 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" (ОАО "АВТОВАЗ") Способ бортовой диагностики катушек зажигания в условиях сложной электромагнитной обстановки
RU2640376C1 (ru) * 2016-10-25 2017-12-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет сервиса" Способ испытаний электрооборудования автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю
CN107505509B (zh) * 2017-05-24 2020-09-18 宝沃汽车（中国）有限公司 基于车辆的电磁兼容性测试方法和装置
RU2740716C1 (ru) * 2020-07-06 2021-01-20 Акционерное общество «АВТОВАЗ» Способ испытаний систем/устройств вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств
RU2781760C1 (ru) * 2022-02-25 2022-10-17 Научно-производственное коммерческое закрытое акционерное общество "УНИВЕРСАЛ" Способ мониторинга внешней электромагнитной обстановки
RU2776718C1 (ru) * 2022-04-12 2022-07-25 Акционерное общество "АвтоВАЗ" Способ испытаний бортовых навигационных модулей устройств/систем вызова экстренных оперативных служб автотранспортных средств

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3045386B2 (ja) アンテナ分岐を検査する方法及び装置
US5208537A (en) Method for matching antennas in a nuclear magnetic resonance imaging apparatus
US6233509B1 (en) Electronic diagnostic system
US9966645B1 (en) Shared use of a motor vehicle antenna by an E-Call controller
CN107534497A (zh) 一种外接天线的故障检测方法及故障检测设备
EP2226955A2 (en) Wireless communication apparatus and method
US6253067B1 (en) Transmitter/receiver having an antenna failure detection system
RU2804918C1 (ru) Способ повышения помехозащищенности автотранспортных средств
JPH10104303A (ja) 自動車用のアンテナと受信機の間の電気的接続の検出方法
US20060291540A1 (en) Apparatus for processing digital if signals capable of detecting jamming signals
US11876546B2 (en) Airborne electromagnetic wave device, and anti-interference system, method and apparatus
CN1707979A (zh) 降低来自电子模块的幅射发射的设备
RU2815009C1 (ru) Способ адаптивного обеспечения помехозащищенности автотранспортных средств
JP4460810B2 (ja) 切換式ダイバーシティシステムの検査回路装置および方法
CN104714214A (zh) 雷达装置及其运行方法
CN115728731A (zh) 一种导航雷达接收机用压控stc的机内自校准方法
US8676147B1 (en) Detection system, controller, and method of detecting a signal of interest
CN113933800A (zh) 一种融合航管二次雷达、ads-b和ais的检测系统及方法
EP1749191B1 (de) Flug-sensor für elektronische komponenten zum einsatz in flugzeugen
CN109709506B (zh) 一种t/r芯片测试中夹具的识别方法
US6141538A (en) Transmit detection circuit
CN111812656A (zh) 具有回波放大的超声波传感器
CN113884987B (zh) 一种雷达组件、控制方法和车辆
US4057761A (en) Received signal selecting system with priority control
CN208782802U (zh) 信号接收设备