4.2.1 Аппаратно-программный стенд для проведения испытаний

В состав аппаратно-программного стенда (АПС), используемого для проведения испытаний УПОИ, входят видеокамера (веб-камера Logitech Sphere), макет УПОИ, собранный на базе отладочной платы DL-XUP-V2PRO, макет группы блоков генерации сигналов, ПЭВМ ASUS K53 (рисунок 4.8).

Рисунок 4.8. Структурно-функциональная схема аппаратно-программного стенда для проведения исследований УПОИ

Исследование параметров УПОИ проводилось в соответствии с разработанной методикой проведения экспериментальных испытаний. Согласно методике испытания проводились с использованием автомобильной комбинации приборов, представляющей собой сложную панель индикации,

содержащую индикаторы различных типов.

Видеокамера устанавливается таким образом, что захватывает изображение передней панели приборов. Для сравнительного анализа полученных в ходе испытаний характеристик выбраны ближайшие по назначению оптико-электронные системы и устройства обработки изображений индикаторов панелей приборов.

На рисунке 4.9 представлены изображения стенда для проведения исследований.

Рисунок 4.9 - Стенд проведения исследований: а) макет УПОИ; б) макет группы блоков генерации сигналов; в) размещение автомобильной комбинации приборов;

В ходе проведения испытаний АПС функционирует следующим

образом.

С использованием специального программного обеспечения на ПЭВМ производится расчет расписания обработки, определяющего моменты времени генерации тестовых сигналов и моменты времени регистрации изображения панели приборов. Затем с использованием специального программного обеспечения макет группы блоков генерации сигналов выполняет подачу тестовых сигналов, имитирующих работу датчиков автомобиля, для всех индицируемых параметров панели приборов в соответствии с рассчитанным расписанием.

Для проведения испытаний УПОИ разработан пакет специального программного обеспечения, содержащий программы, реализующие алгоритмы расчет расписания диагностирования и управления процессом обработки изображений индикаторов панели приборов с учетом расписания. Пакет специального программного обеспечения написан на языке «C++» в программных средах «Borland C++ Builder» и «Microsoft Visual Studio 2010».

В диссертационной работе в качестве объекта диагностирования была выбрана автомобильная комбинация приборов КП-1118-3801010-02, устанавливаемая на автомобиль ВАЗ 1118 «Калина», содержащая на передней панели 22 индикатора и имеющая в соответствии с протоколом проведения испытаний 31 индицируемый параметр [14].

На рисунке 4.10 приведено изображение передней панели автомобильной комбинации приборов КП-1118-3801010-02.

Рисунок 4.10. Изображение передней панели автомобильной комбинации приборов КП-1118-3801010-02

Схема расположения индикаторов на передней панели КП-1118­3801010-02изображена на рисунке 4.11.

Рисунок 4.11. Схема расположения индикаторов КП-1118-3801010-02

На рисунке 4.11 обозначены следующие индикаторы:

1) стрелочные индикаторы, включающие: тахометр (1), отображающий частоту вращения коленчатого вала двигателя; спидометр (3), отображающий скорость движения автомобиля; указатель температуры охлаждающей жидкости (5), указатель уровня топлива (6);

2) жидкокристаллический индикатор бортового компьютера (17). Верхняя строка индикатора показывает общий или суточный пробег, нижняя

строка (по выбору) - текущее время, температура окружающего наружного воздуха, время движения после последнего обнуления, средний расход топлива, мгновенный расход топлива, остаточный запас хода, средняя скорость авто с момента последнего обнуления, количество израсходованного топлива;

3) световые индикаторы, включающие: указатель левого поворота (2), мигающий зеленым светом при включении левого поворота; указатель правого поворота (4), мигающий зеленым светом при включении правого поворота; сигнализатор резерва топлива (7), отображающий необходимость дозаправки; сигнализатор аварийной сигнализации (9), мигающий красным светом; сигнализатор электроусилителя руля (10), светящий оранжевым цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя; сигнализатор дальнего света фар (11), светящий синим цветом при включении дальнего света фар; сигнализатор стояночного тормоза (12), светящийся красным цветом при включенном стояночном тормозе; сигнализатор габаритов (13), светящийся зеленым цветом при включении габаритных огней и ближнего света; сигнализатор подушек безопасности (14), светящий оранжевым цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя; сигнализатор аварийного давления масла (15), светящий красным цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя; сигнализатор иммобилайзера (16), светящий оранжевым цветом и отображающий состояние иммобилизатора и режим охраны авто; сигнализатор не пристегнутых ремней безопасности (18), светящий красным цветом в случае не пристегнутых ремней безопасности; сигнализатор разряда АКБ (19), светящий красным цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя; сигнализатор аварийного уровня тормозной жидкости (20), светящий красным цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя; сигнализатор неисправности электронного распределения тормозных сил (21), светящий красным светом при включении зажигания и гаснущий после режима самотестирования;

сигнализатор износа тормозных колодок (22); сигнализатор неисправности АБС (23), светящий оранжевым цветом при включении зажигания и гаснущий после режима самотестирования; сигнализатор "Двигатель"(24), светящий оранжевым цветом при включении зажигания и гаснущий после запуска двигателя.

Кроме того, на передней панели содержится кнопка сброса показаний суточного пробега (8), предназначенная для управления режимом работы жидкокристаллического индикатора.

В качестве примера в таблице 4.1 показаны возможные режимы индикации и показания жидкокристаллического индикатора бортового компьютера с указанием единиц измерения и диапазонов изменения параметров, а также сегментные индикаторы, участвующие в отображении информации. Все возможные режимы индикации и показания жидкокристаллического индикатора бортового компьютера приведены в приложении Д.

Таблица 4.1

Примеры режимов индикации и показаний жидкокристаллического индикатора бортового компьютера

Протоколом проведения испытаний КП-1118-3801010-02 определены

92

индицируемые параметры (с указанием времени, требуемого для установления динамического режима), пример которых приведен в таблице 4.2. Список всех индицируемых параметров показан в приложении Е.

Таблица 4.2

Примеры индицируемых параметров автомобильной комбинации приборов

КП-1118-3801010-02

В приложении Ж приводится информация о контактах разъема автомобильной комбинации приборов КП-1118-3801010-02.

При подключении к устройству параллельного контроля показаний автомобильной панели приборов дешифратор клавиш (ДШК) используется для автоматического выбора режима индикации жидкокристаллического индикатора.

Были определен состав и разработаны функциональные схемы блоков генерации сигналов (БГС), эмулирующих работу датчиков автомобиля и реализованных в макет группы блоков генерации сигналов.

В качестве БГС используются следующие блоки датчиков автомобиля: блок датчика скорости автомобиля (БДСА), блок датчика расхода топлива (БДРТ), блок датчика внешней температуры (БДВТ), блок датчика уровня топлива (БДУТ), блок датчика температуры охлаждающей жидкости (БДОЖ), блок датчика числа оборотов коленчатого вала двигателя (БДОВ). Документы [14], [15] устанавливают тип и параметры выходных сигналов датчиков

автомобиля, соответственно, ДСА, ДРТ, ДВТ, ДУТ, ДОЖ, ДОВ. Справочная информация по данным сигналам приведена в приложении Г.

В таблице 4.3 приведены примеры кодов режимов работы блоков генерации сигналов, т.е. зависимостей между набором входных сигналов, подаваемых шину адреса/управления для задания режима работы конкретного БГС, и управляющим сигналом, который должен быть сгенерирован на выходных линиях БГС и подан на входы внешнего разъема автомобильной комбинации приборов для тестирования отдельного индицируемого параметра. В приложении З показаны все коды режимов работы блоков генерации сигналов.

БДСА обеспечивает генерацию на выходе ДСА прямоугольных импульсов. В состав БДСА входит триггер, служащий для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи на вход отключающего сигнала, и генератор прямоугольных импульсов. С учетом данных решений функциональная схема БДСА имеет вид, представленный на рисунке 4.12.

Таблица 4. 3

Примеры кодов режимов работы блоков генерации сигналов

Рисунок 4.12.

БДРТ обеспечивает генерацию на выходе ДРТ прямоугольных

импульсов. В состав входит БДРТ триггер, служащий для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи на вход отключающего сигнала, и генератор прямоугольных импульсов. С учетом данных решений функциональная схема БДРТ будет иметь вид, представленный на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13. Функциональная схема блока датчика расхода топлива

БДВТ обеспечивает заданное сопротивление на линии ДВТ. В состав БДВТ входят два триггера, служащие для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи на вход отключающего сигнала, и два электронных реле, управляемых напряжением. С учетом данных решений функциональная схема БДВТ будет иметь вид, представленный на рисунке 4.14.

Рисунок 4.14. Функциональная схема блока датчика внешней температуры

БДУТ обеспечивает подачу сигнала постоянного напряжения заданного уровня. В состав БДУТ входят три триггера, служащие для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи на вход отключающего сигнала, и четыре электронных реле, управляемых напряжением, а также сопротивления такого номинала, что на выходе ДУТ формируется сигнал постоянного напряжения указанных в таблице 4.3 значений. С учетом данных решений функциональная схема БДУТ будет иметь вид, представленный на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15. Функциональная схема блока датчика уровня топлива

БДОВ обеспечивает генерацию на выходе ДОВ прямоугольных импульсов. В состав БДОВ входит триггер, служащий для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи на вход отключающего сигнала, и генератор прямоугольных импульсов.

Рисунок 4.16. Функциональная схема блока датчика числа оборотов

коленчатого вала автомобиля

БДОЖ обеспечивает заданное сопротивление на линии ДОЖ. В состав БДОЖ входят два триггера, служащие для запоминания и непрерывной генерации включающего управляющего сигнала до принудительной подачи

на вход отключающего сигнала, и два электронных реле, управляемых напряжением, а также сопротивления с номиналом, указанным в таблице 4.3. С учетом данных решений функциональная схема БДОЖ будет иметь вид, представленный на рисунке 4.17.

Рисунок 4.17. Функциональная схема блока датчика температуры

охлаждающей жидкости

ДШК преобразует двоичный код клавиши на входной линии в управляющий сигнал на выходной линии, связанной с реле данной клавиши. Таблица 4.4 отображает зависимость между набором входных сигналов, подаваемых на входы функционального блока ДШК, и управляющим сигналом, который должен быть сгенерирован на выходных линиях ДШК.

Таблица 4. 4

Коды сигналов дешифратора клавиш

С учетом таблицы 4. 4 функциональная схема ДШК будет иметь вид,

представленный на рисунке 4.18.

Рисунок 4.18. Функциональная схема дешифратора клавиш

4.2.2