(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気的線路（２５２）のための第１の端子（２５１）と、第２の電気的線路（２５５）のための第２の端子（２５４）とを有している、車両（１００）用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）を監視する方法において、
第１の監視信号を得るために、前記第１の端子（２５１）に接続された第１の監視点（２６１）から第１の信号を読み取るステップ（３８１）と、
第２の監視信号を得るために、前記第２の端子（２５４）に接続された第２の監視点（２６４）から第２の信号を読み取るステップ（３８３）と、
前記少なくとも１つのスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の少なくとも１つの状態を特定するために、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とを比較するステップ（３８５）とを含んでおり、
前記比較ステップ（３８５）において、前記少なくとも１つの状態として、干渉場の存在が特定される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記比較ステップ（３８５）において、前記少なくとも１つのスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の前記少なくとも１つの状態を特定するために、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とが類似性について検査される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の信号を読み取るステップ（３８１）において、前記第１の信号は、前記第１の監視点（２６１）の第１の接点から読み取られ、前記第１の監視点（２６１）の第２の接点は、前記第１の端子（２５１）に接続されており、さらに前記第１の監視点（２６１）の第１の接点および第２の接点は、相互にガルバニック絶縁されており、
前記第２の信号を読み取るステップ（３８３）において、前記第２の信号は、前記第２の監視点（２６４）の第１の接点から読み取られ、前記第２の監視点（２６４）の第２の接点は、前記第２の端子（２５４）に接続されており、さらに前記第２の監視点（２６４）の第１の接点および第２の接点は、相互にガルバニック絶縁されている、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の、前記比較ステップ（３８５）において特定された前記少なくとも１つの状態に依存して、前記第１の端子（２５１）および／または前記第２の端子（２５４）に、診断信号（２７９）を印加するステップ（３８７）が含まれ、前記読み取りステップ（３８１，３８３）および前記比較ステップ（３８５）が、前記印加ステップ（３８７）に応じて新たに実施される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記比較ステップ（３８５）において、前記少なくとも１つの状態として、前記少なくとも１つのスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）のスイッチ状態が特定される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記比較ステップ（３８５）において、前記少なくとも１つの状態として、前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の電気抵抗、および／または、前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）のインピーダンス、および／または前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）のガルバニ電位とさらなるガルバニ電位との間の電気抵抗が特定される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記診断信号（２７９）が、能動的に生成された干渉信号として、前記第１の端子（２５１）および／または前記第２の端子（２５４）に接続された線路（２５２，２５５）に入力される、請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記印加ステップ（３８７）において、交流電圧信号が前記診断信号（２７９）として印加される、請求項４記載の方法。
【請求項９】
第３の監視点から第３の信号を読み取るステップが含まれており、前記第３の監視点は、第３の監視信号を得るために、前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）に直列に接続されたさらなるスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の端子に接続されており、さらに前記さらなるスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の少なくとも１つの状態を特定するために、前記比較ステップにおいて、前記第３の監視信号と、前記第１の監視信号または前記第２の監視信号またはさらなる監視信号とが比較される、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
車両（１００）用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）を監視する装置（１４０）であって、
前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）は、第１の電気的線路（２５２）のための第１の端子（２５１）と、第２の電気的線路（２５５）のための第２の端子（２５４）とを有している装置（１４０）において、
前記装置（１４０）は、
第１の監視信号を得るために、前記第１の端子（２５１）に接続された第１の監視点（２６１）から第１の信号を読み取る第１の読み取り装置（２７１）と、
第２の監視信号を得るために、前記第２の端子（２５４）に接続された第２の監視点（２６４）から第２の信号を読み取る第２の読み取り装置（２７３）と、
前記スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の少なくとも１つの状態を定めるために、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とを比較する比較装置（２７５）と、
を含んでおり、
前記比較装置（２７５）は、前記少なくとも１つの状態として、干渉場の存在を特定する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
複数の構成要素（１０２，１０４）含んだ車両（１００）用システムのための回路において、
前記回路は、
複数の電子的スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）からなる直列回路を含み、前記各スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）は、前記複数の構成要素（１０２，１０４）の１つに対応付けられ、前記複数のスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の各々は、当該スイッチ接点（１１２，１１４；４１６）に対応付けられた１つの構成要素（１０２，１０４）の１つの状態を、前記スイッチ接点（１１２，１１４，；４１６）のスイッチ状態によってマッピングするために、当該対応付けられた前記構成要素（１０２，１０４）に対するインターフェースを有しており、
前記直列回路内に配設された複数の監視点（２６１，２６４）を含み、前記複数のスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の各端子（２５１，２５４）には、１つの監視点（２６１，２６４）が対応付けられており、
前記複数のスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）を監視する装置（１４０）を含み、前記装置（１４０）は、前記複数の監視点（２６１，２６４）に相応する数の読み取り装置（２７１，２７３）を有し、前記読み取り装置（２７１，２７３）は、前記監視点（２６１，２６４）毎に１つの監視信号を得るために前記複数の監視点（２６１，２６４）の１つからそれぞれ１つの信号を読み取るようにそれぞれ前記監視点（２６１，２６４）の１つに接続されかつ構成されており、さらに前記装置（１４０）は、比較装置（２７５）を有し、前記比較装置（２７５）は、前記複数のスイッチ接点（１１２，１１４；４１６）の各々の少なくとも１つの状態を特定するために、前記監視信号を比較するように構成されており、
前記比較装置（２７５）は、前記少なくとも１つの状態として、干渉場の存在を特定する、
ことを特徴とする回路。
【請求項１２】
前記直列回路の第１の端部は、エネルギー供給源（１３０）に対するインターフェースとして構成されており、前記直列回路は、前記第１の端部に対向している第２の端部に電磁スイッチ（１３２）を有しており、さらに前記回路は、前記電磁スイッチの端子に対応付けられているさらなる監視点と、該さらなる監視点に接続されたさらなる読み取り装置とを有し、前記読み取り装置は、さらなる監視信号を得るために、前記さらなる監視点から１つの信号を読み取るように構成されており、さらに前記比較装置（２７５）は、前記さらなる監視信号を用いて、前記電磁スイッチ（１３２）の少なくとも１つの状態として、前記直列回路内に配設された前記電磁スイッチ（１３２）の容量性若しくは誘導性の特性を特定するように構成されている、請求項１１記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の例えばドアシステムのための少なくとも１つの電子的スイッチ接点を監視する方法および装置、多数の構成要素、例えば多数のドアを含んだ車両用システムのための回路に関している。
【０００２】
（電気的）スイッチの状態を監視することにより、少なくとも「スイッチが開いている」状態若しくは位置と、「スイッチが閉じている」状態若しくは位置の監視ができる。機械的に強制案内される４極スイッチの場合には、それぞれ２極が１つのスイッチ接点に対応付け可能であり、それによって、１つのブレーク接点と１つのメーク接点が存在するかまたは２つのブレーク接点と２つのメーク接点が存在する。これらの２つのスイッチ接点は、相互にガルバニック絶縁されていてもよいが、但し機械的な接続によって相互に固定的に結合されていてもよい。その際１つのスイッチ接点は、主電流回路に統合することができ、強制案内される第２のスイッチ接点は、主電流接点の監視接点として用いることができる。つまりこの第２の接点は、第１の接点の監視機能部として用いられる。
【０００３】
本発明の課題は、車両用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点を監視する改良された方法および改良された装置の提供にあり、さらに多数の構成要素を含んだ車両用システムのための改良された回路の提供にある。
【０００４】
前記課題は、独立請求項に記載された本発明による、車両用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点を監視する方法および装置、並びに多数の構成要素を含んだ車両用システムのための回路によって解決される。
【０００５】
電子的なスイッチ状態の監視によれば、例えば電気的線路を導通接続または遮断する２極スイッチが高い信頼性のもとで監視され得る。そのようなスイッチは、任意の使用領域、例えば機械制御またはシステム制御のための電気的回路に使用することができる。例えばそのようなスイッチは、ドアシステムのドアの閉じられた状態を監視するために使用することができる。その他の適用領域としては、例えばロック機構のステップ若しくはステップ段、車両の制動ユニットまたはロックユニットなどが挙げられる。
【０００６】
その２つの接点の機械的な結合に最低操作量が必要とされる強制案内される４極スイッチとは異なって、電子的なスイッチ状態の監視の場合には、そのような最低操作量は省略可能である。さらに最大操作速度の制限もない。好ましくは、電子的なスイッチ状態の監視を適用することによって、各用途毎に適切なスイッチ変形例を用いることが可能である。特に強制案内される４極スイッチとは異なって、第２の接点の省略が可能であるため、これによって第２の（監視）接点の廃止が達成される。また標準仕様のスイッチが使用可能であるので、コスト削減と構造空間の最適化も達成可能である。さらに比較的短いスイッチ距離と任意の操作速度の選択が実現可能である。この電子的スイッチ状態監視は、例えばケーブル断線の識別、スイッチ接点の監視および当該接点の摩耗の識別を可能にする。
【０００７】
本発明による車両用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点を監視する方法では、前記スイッチ接点は、第１の電気的線路のための第１の端子と、第２の電気的線路のための第２の端子とを有しており、この方法は以下のステップ、すなわち、
第１の監視信号を得るために、前記第１の端子に接続された第１の監視点から第１の信号を読み取るステップと、
第２の監視信号を得るために、前記第２の端子に接続された第２の監視点から第２の信号を読み取るステップと、
前記少なくとも１つのスイッチ接点の少なくとも１つの状態を定めるために、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とを結合させるステップとを含んでいる。
【０００８】
本願での電子的スイッチ接点とは、スイッチ接点の各スイッチ状態に応じて、当該スイッチ接点の２つの電気的端子が相互に導通接続されるか、または相互に電気絶縁されるようなスイッチと理解されたい。これにより、このスイッチ接点は、電気的線路の制御された遮断のために使用することができる。スイッチ接点の状態は、前記方法のステップの実施によって監視することが可能である。この状態は、例えばスイッチ接点が開かれているか若しくは閉じられているかによって、あるいはスイッチ接点がどのような抵抗若しくはどのようなインピーダンスを有しているかによって、あるいはスイッチ接点を流れる信号がどのような特性若しくはどのような信号波形を有しているかによって示すことが可能である。
【０００９】
一例として、前記スイッチ接点は、車両用ドアシステムの一部であってもよい。そのような車両とは、例えば鉄道車両であってもよい。ここでのスイッチ接点は、車両ドアの閉じられた状態を監視することができる、いわゆるグリーンループ内に配設されていてもよい。
【００１０】
第１および第２の監視点がスイッチ接点の相対向する側に配設されてもよい。ここでの監視点とは、電気的な接点または結合装置と理解されたい。この監視点は、例えばスイッチ接点の端子に直接配設されてもよいし、端子に接続された線路の途中に配設されていてもよい。ここでの信号とは、電流若しくは電圧と理解されたい。これらの信号は、干渉信号が重畳された直流電流であってもよい。そのような信号は、監視点から取り出すことが可能である。相応の監視信号は、読み取られた信号に対応するか、または読み取られた信号をマッピングし得る。例えば、監視信号は、信号のサンプリングによって求めることができる値シーケンスを含み得る。監視点が、電気絶縁を可能にする結合装置として実施されるならば、監視信号は、スイッチ接点の端子から、またはスイッチ接点の端子に接続された線路から取り出すことができる。
【００１１】
監視信号の結合は、適切な結合ステップの適用によって実施することが可能である。例えば、２つの監視信号が結合によって相互に比較されてもよい。状態は、結合の結果の評価によって決定することが可能である。
【００１２】
例えば、少なくとも１つのスイッチ接点の少なくとも１つの状態を定めるために、結合ステップにおいて、第１の監視信号と第２の監視信号とが類似性について検査されてもよい。ここでは、少なくとも２つの類似度値が定義されていてもよく、その際には第１若しくは第２の類似度値の存在を介した類似性の検査の結果に応じて、スイッチ接点の第１の状態または第２の状態のいずれかを決定することができる。例えば、類似度値が比較的高い場合には、スイッチ接点の閉状態が決定され、類似度値が比較的低い場合には、スイッチ接点の開状態が決定されてもよい。そのようにして、スイッチ接点の関連する状態を高い信頼性のもとで定めることができる。
【００１３】
１実施形態によれば、少なくとも１つのスイッチ接点の少なくとも１つの状態を定めるために、結合ステップにおいて、第１の監視信号と第２の監視信号とが、相互に相関付けされる。この相関付けにより、時間的に変化する信号波形を有する複数の監視信号が比較される。それと共に、例えば監視信号内でマッピングされる高周波な干渉信号は、状態を決定するために利用可能である。そのような干渉信号は、スイッチ接点周辺の電磁場に基づき典型的には常時存在し得る。
【００１４】
第１の信号を読み取るステップにおいて、第１の信号は、第１の監視点の第１の接点から読み取ることが可能である。その場合には、第１の監視点の第２の接点は、第１の端子と接続されてもよく、さらに第１の監視点の第１および第２の接点は、相互にガルバニック絶縁されていてもよい。第２の信号を読み取るステップにおいて、第２の信号は、第２の監視点の第１の接点から読み取ることが可能である。この場合、第２の監視点の第２の接点は、第２の端子と接続されてもよく、第２の監視点の第１および第２の接点は、相互にガルバニック絶縁されていてもよい。そのような監視点は、例えばコンデンサとして構成されてもよい。このようにして、周囲からガルバニック絶縁されたループ内、例えばグリーンループ内に存在するスイッチ接点の監視が可能となる。
【００１５】
１実施形態によれば、この方法は、結合ステップにおいて定められた、スイッチ接点の少なくとも１つの状態に依存して、第１の端子および／または第２の端子に診断信号を印加する印加ステップを含んでいてもよい。ここでの読み取りステップと結合ステップは、前記印加ステップに応じて新たに実施されてもよい。診断信号を介して例えば交流電圧が、スイッチ接点に印加されてもよい。この診断信号は、典型的にはスイッチ接点に印加される信号波形とは異なる信号波形を有していてもよい。この診断信号は、状態を新たに決定するために、あるいはスイッチ接点のさらなる状態を決定するために使用することが可能である。
【００１６】
独立請求項に記載されている先の方法によれば、前記結合ステップにおいて、少なくとも１つの状態として、少なくとも１つのスイッチ接点のスイッチ状態が定められる。このようにすることで、例えばスイッチ接点の開状態と閉状態との間の区別が可能となる。
【００１７】
相応に、前記結合ステップにおいて、少なくとも１つの状態として、スイッチ接点の電気抵抗が定められてもよく、さらに付加的若しくは代替的に、スイッチ接点のインピーダンスが定められてもよい。それにより、例えばスイッチ接点の摩耗状態を定めることができる。相応にスイッチ接点のガルバニ電位と、さらなるガルバニ電位との間の電気抵抗を状態として定めることも可能である。それにより、例えば漏れ電流を識別することも可能になる。
【００１８】
相応に、前記結合ステップにおいて、第１の端子または第２の端子に印加される干渉信号の特性を、少なくとも１つの状態として定めてもよい。このようにして、例えば干渉場の存在を識別することが可能になる。
【００１９】
１実施形態によれば、この方法は、第３の監視点から第３の信号を読み取る読み取りステップを含んでいてもよい。この第３の監視点は、第３の監視信号を得るために、スイッチ接点に直列に接続されたさらなるスイッチ接点の１つの端子に接続されていてもよい。この場合は、前記結合ステップにおいて、第３の監視信号と、第１の監視信号または第２の監視信号またはさらなる監視御信号のいずれかとが、さらなるスイッチ接点の少なくとも１つの状態を定めるために結合される。このさらなる監視信号は、前記２つのスイッチ接点の間の接続線路内に２つの監視点が配設されている場合に、使用することが可能である。相応にさらなるスイッチ接点は、さらなる監視信号を用いて監視することが可能である。
【００２０】
本発明による、車両用の少なくとも１つの電子的スイッチ接点を監視する装置によれば、前記スイッチ接点は、第１の電気的線路のための第１の端子と、第２の電気的線路のための第２の端子とを有しており、この装置は、
第１の監視信号を得るために、前記第１の端子に接続された第１の監視点から第１の信号を読み取る第１の読み取り装置と、
第２の監視信号を得るために、前記第２の端子に接続された第２の監視点から第２の信号を読み取る第２の読み取り装置と、
前記スイッチ接点の少なくとも１つの状態を定めるために、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とを結合させる結合装置とを含んでいる。
【００２１】
本発明において装置とは、電気的機器や電気的回路、例えば集積回路などを指すものと理解されたい。この装置は、適切なインターフェースを介して信号を受信し送出するように構成されていてもよい。
【００２２】
本発明による、複数の構成要素含んだ車両用システムのための回路は、複数の電子的スイッチ接点からなる直列回路を含み、前記各スイッチ接点は、前記複数の構成要素の１つに対応付けられ、前記複数のスイッチ接点の各々は、当該スイッチ接点に対応付けられた１つの構成要素の１つの状態を、前記スイッチ接点のスイッチ状態によってマッピングするために、当該対応付けられた構成要素に対する結合インターフェースを有しており、
前記直列回路内に配設された複数の監視点を含み、前記複数のスイッチ接点の各端子には、１つの監視点が対応付けられており、
前記複数のスイッチ接点を監視する装置を含み、前記装置は、前記複数の監視点に相応する数の読み取り装置を有し、前記読み取り装置は、それぞれ前記監視点の１つに接続され、前記監視点毎に１つの監視信号を得るために前記複数の監視点の１つからそれぞれ１つの信号を読み取るように構成されており、さらに前記装置は、結合装置を有し、前記結合装置は、前記複数のスイッチ接点の各々の少なくとも１つの状態を定めるために、前記監視信号を結合させるように構成されている。
【００２３】
前記複数のスイッチ接点は、例えばいわゆるグリーンループの一部であってもよい。この監視装置によれば、前記複数のスイッチ接点を、例えばエラーに関して検査することが可能になる。このシステムは、乗車システム、例えばドアシステム、ステップシステムまたはロックユニットであってもよいし、あるいは駆動システム、例えば車両の制動システムであってもよい。相応に前記要素は、ドア、踏み台、ロック機構またはブレーキユニットであってもよい。
【００２４】
１実施形態によれば、前記直列回路の第１の端部がエネルギー供給源に対するインターフェースとして構成されていてもよい。この前記直列回路は、前記第１の端部に対向している第２の端部に電磁スイッチを有している。この回路は、前記電磁スイッチの少なくとも１つの端子に対応付けられている少なくとも１つのさらなる監視点と、該少なくとも１つのさらなる監視点に接続された少なくとも１つのさらなる読み取り装置とを有しており、前記読み取り装置は、前記少なくとも１つのさらなる監視信号を得るために、前記少なくとも１つのさらなる監視点から１つの信号を読み取るように構成されている。この結合装置は、前記さらなる監視信号を用いて、前記電磁スイッチの少なくとも１つの状態として、前記直列回路内に配設された前記電磁スイッチの容量性若しくは誘導性の特性を定めるように構成されている。前記電磁スイッチは、例えば保護装置であってもよい。前記状態は、例えばこの電磁スイッチがエラーを有していることを示すものであってもよい。また代替的に、前記状態は、この電磁スイッチの使用準備ができたことを示すものであってもよい。
【００２５】
以下では本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両の概略図
【図２】本発明の実施形態に係るスイッチ接点を監視する装置の概略図
【図３】本発明の実施形態に係るスイッチ接点を監視する方法のフローチャート
【図４】本発明の実施形態に係る、複数のドアを含んだドアシステムのための回路を示す図
【図５】本発明の実施形態に係る電子的スイッチ接点監視部のブロック回路図
【図６】本発明の実施の形態に係るＥＭＣ許容限界を表すグラフ
【００２７】
発明を実施するための形態
本発明の好ましい実施形態の以下の説明において、異なる図面に示され類似に作用する構成要素に対しては同一または類似の参照番号が使用されており、これらの構成要素の再度の説明は省かれる。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両１００の概略図を示している。この車両１００は、例えば鉄道車両であってもよい。この車両１００は、２つのドア１０２，１０４を有している。各ドア１０２，１０４には、スイッチとも称される固有のスイッチ接点１１２，１１４が割り当てられている。第１のスイッチ接点１１２は、第１のドア１０２に割り当てられ、第２のスイッチ接点１１４は、第２のドア１０４に割り当てられている。第１のスイッチ接点１１２は、第１のドア１０２と機械的に結合されている。第１のドア１０２が開いているか完全に閉じていないときには、第１のスイッチ接点１１２は開いている。したがってこのことは、第１のスイッチ接点１１２やさらなるスイッチ接点１１４では逆のことが考えられ得る。第１のドア１０２が閉じているときには、第１のスイッチ接点１１２も閉じられている。第２のスイッチ接点１１４は、第２のドア１０４と機械的に結合されている。第２のドア１０４が開いているか完全に閉じていないときには、第２のスイッチ接点１１４は開いている。第２のドア１０４が閉じているときには、第２のスイッチ接点１１４も閉じられている。これらのスイッチ接点１１２，１１４が閉じている状態では、スイッチ接点１１２，１１４の電流通流が可能となる。
【００２９】
スイッチ接点１１２，１１４は、直列回路として相互接続されている。この直列回路の一方の端部には、例えば電圧源の形態のエネルギー供給源１３０を介して、信号がこの直列回路に給電される。この信号は、例えばスイッチ接点１１２，１１４が全て閉じている場合に、これらのスイッチ接点１１２，１１４を通って流れる直流電流であってもよい。これらのスイッチ接点１１２，１１４のうちの１つが開いている場合には、前記直列回路の電流通流は遮断される。従ってこの電流通流に基づくことにより、全てのドア１０２，１０４が閉じられているか、またはこれらのドア１０２，１０４のうちの少なくとも１つが開かれていることが識別できる。
【００３０】
スイッチ接点１１２，１１４を監視する監視装置１４０は、監視線路を介してスイッチ接点１１２，１１４の端子に接続され、１実施形態によれば保護装置１３２の端子にも接続されている。この監視装置１４０は、スイッチ接点１１２，１１４の状態と、当該実施形態によれば保護装置１３２の状態とを監視するように構成されている。
【００３１】
ドアシステムの実施形態は、一例として選択されたものである。従ってこれらのドア１０２，１０４の代わりに、車両１００のその他の構成要素もスイッチ接点１１２，１１４を使用して監視することが可能である。スイッチ接点１１２，１１４は、いわゆるグリーンループ内に配設されていてもよい。
【００３２】
図２は、本発明の実施形態に係るスイッチ接点１１２を監視する装置１４０の概略図を示している。これは図１に示した装置であってもよい。スイッチ接点１１２は、図１に示されたスイッチ接点のうちの１つであってもよい。
【００３３】
スイッチ接点１１２は、第１の端子２５１を有し、この第１の端子２５１は、第１の線路２５２と接続されている。さらにスイッチ接点１１２は、第２の端子２５４を有し、この第２の端子２５４は、第２の線路２５５と接続されている。第１の端子２５１の側、例えば第１の端子２５１または第１の線路２５２には、第１の監視点２６１が配設されており、この第１の監視点２６１は、第１の監視線路２６２を介して前記装置１４０に接続されている。第２の端子２５４の側、例えば第２の端子２５４または第２の線路２５５には、第２の監視点２６４が配設されており、この第２の監視点２６４は、第２の監視線路２６５を介して前記装置１４０に接続されている。
【００３４】
前記装置１４０は、第１の読み取り装置２７１、第２の読み取り装置２７３および結合装置２７５を含んでいる。第１の読み取り装置２７１は、第１の監視線路２６２と第１の監視点２６１とを介して、第１の端子２５１若しくは第１の線路２５２に印加された信号を読み取り、第１の監視信号として結合装置２７５に出力するように構成されている。第２の読み取り装置２７３は、第２の監視線路２６５と第２の監視点２６４とを介して、第２の端子２５４若しくは第２の線路２５５に印加された信号を読み取り、第２の監視信号として結合装置２７５に出力するように構成されている。この結合装置２７５は、スイッチ接点１１２の少なくとも１つの状態を特定するために、第１の監視信号と第２の監視信号とを相互に結合するように、例えば相互に比較若しくは相関付けするように構成されている。例えば結合装置２７５は、２つの監視信号の間の類似性を示す類似度値を定めるために、それら２つの監視信号を結合するように構成されていてもよい。高い類似性がある場合には、スイッチ接点１１２の状態は、例えば閉じられた状態として決定することが可能である。また低い類似性がある場合には、スイッチ接点１１２の状態は、例えば開かれた状態として決定することが可能である。高い類似性の存在または低い類似性の存在は、例えば類似度値を閾値と比較することによって決定することが可能である。また前記結合装置２７５は、インピーダンス測定を実施し、それによってスイッチ接点１１２のインピーダンスを検出することができるようにするために、あるいは、抵抗測定を実施し、それによってスイッチ接点１１２の抵抗値が検出できるようにするために、前記監視信号の一方若しくは両方を利用するように構成することも可能である。
【００３５】
１実施形態によれば、前記装置１４０は、スイッチ接点１１２に対して決定された状態を表す状態信号を出力するように構成されている。この状態信号は、例えば車両の例えば中央制御機器によって後続処理されてもよい。
【００３６】
１実施形態によれば、前記装置１４０は、診断信号２７９を、前記複数の端子２５１，２５４の１つにまたは前記複数の線路２５２，２５５の１つに給電するように構成されている。例えば前記装置１４０は、診断信号２７９を、前記複数の監視点２６１，２６４の１つに給電するように構成されていてもよい。この診断信号２７９は、監視線路２６２，２６５の１つを介して、または付加的な診断線路を介して供給することが可能である。この診断信号２７９は、直流信号、例えば直流電圧であってもよいし、あるいは時間軸に亘って特性が変化する信号波形を有する交流信号であってもよい。診断信号２７９の給電中若しくは給電後に、前記装置１４０は、前記読み取り装置２７１，２７３の少なくとも１つを介して監視信号を読み取り、前記結合装置２７５において２つの読み取った監視信号を相互に比較するように、あるいはこれらの監視信号の１つを前記診断信号２７９と比較するように構成されていてもよい。給電した診断信号２７９を利用することで、スイッチ接点１１２の既に定められた１つの状態を検査したり、さらなる状態を求めたりすることが可能になる。
【００３７】
また相応の形態において前記装置１４０は、多数のスイッチ接点を監視するために使用することができる。これについては例えば以下で図４に示されている実施例に基づいて説明する。ここでは、各スイッチ接点は、２つの監視点の間に配設されてもよいし、あるいは２つ以上のスイッチ接点が、隣接する２つの監視点の間に配設されていてもよい。また隣接する２つのスイッチ接点の間に１つの監視点だけを配設してもよい。その場合には、この監視点を介して読み取られた信号が、隣接する２つのスイッチ接点の監視のために使用可能である。
【００３８】
前記複数の線路２５２，２５５並びに前記スイッチ接点１１２は、前記複数の監視線路２６２，２６５並びに診断信号２７９を供給する線路からガルバニック絶縁されていてもよい。このことは、例えば監視信号を、複数の監視点２６１，２６４に配設されたコンデンサを介して前記線路２５２，２５５から分離させることによって達成可能である。相応に診断信号２７９は、さらにべつのコンデンサを介して線路２５２に入力させることが可能である。
【００３９】
１実施形態によれば、前記線路２５２，２５５および前記スイッチ接点１１２は、グリーンループの一部である。ここでは、グリーンループと（例えば装置１４０内において実施可能である）評価回路との間でガルバニック絶縁が存在する。これにより、評価回路の電位とグリーンループとが相互に分離される。それによりグランド基準は存在しない。スイッチ接点１１２またはグリーンループ内の全てのスイッチ接点１１２が開いている場合は、グランド基準は存在しない。それでも監視は、構造部の交流抵抗、ここでは例えばスイッチ接点１１２の交流抵抗を求めることによって監視を行うことが可能である。
【００４０】
１実施形態によれば、グリーンループ若しくはグリーンループの信号、典型的には直流電圧信号は、「第３者」による影響を受けない。それ故、以下で図６に基づいて説明するように、ＥＭＣ許容値以下である非常に僅かな信号電力が用いられる。グリーンループは他の全ての信号からガルバニック絶縁されて維持される。このことは、例えばコンデンサによって達成される。診断信号２７９の形態の交流電圧信号は、このコンデンサまたはさらなるコンデンサを介してグリーンループに入力結合され、直流電圧フリーで再び第２のコンデンサを介して出力結合される。グランド基準を用いない検出の問題は、これは理論的には全てのスイッチが開かれていると考えられるか、又は一部が開き一部が閉じていると考えられるが、未知の電位特性が存在することにある。そこから導き出せることは、診断信号２７９が次のように選択されることである。すなわち、例えば診断信号２７９の給電点と監視点２６４との間のケーブルの交流電圧抵抗が、評価回路１４０に必要な信号振幅を生成するのに十分となるように選択される。この手法の基本的な考えは、未知の構造部の交流電圧抵抗を測定し、適切な手法を用いて潜在的なエラーをそこから導出することにある。この構造部の誘導性および容量性の特性に応じて、診断信号を、特に診断信号の周波数を、適切に選択することができる。例えば、構造体のインダクタンスまたはキャパシタンスが非常に小さい場合には、高い周波数の診断信号を選択することができる。従来の方法では、診断信号として直流電圧信号を用いた処理がなされ、あるいはガルバニック絶縁は全く存在していなかった。このシステムは、駆動ユニットのみに限定されるものではなく、それどころか一般的には、例えばステップ段、ブレーキユニット、ロックユニット若しくはロックシステムにも使用可能である。
【００４１】
図３には、本発明の実施形態に係る、スイッチ接点を監視する方法のフローチャートが示されている。この方法は、例えば図２に示す装置のセットアップ構成によって実施することも可能である。
【００４２】
ステップ３８１では、スイッチ接点の第１の端子に接続された第１の監視点から第１の信号が読み取られる。この第１の信号に基づいて、第１の監視信号が例えば、第１の信号のサンプリングによって生成される。
【００４３】
ステップ３８３では、当該スイッチ接点の第２の端子に接続された第２の監視点からの第２の信号が読み取られる。この第２の信号に基づいて、第２の監視信号が例えば、第２の信号のサンプリングによって生成される。
【００４４】
ステップ３８５では、前記第１の監視信号と前記第２の監視信号とが結合される。それにより、スイッチ接点の１つのパラメータ若しくは複数の異なるパラメータが、少なくとも１つのスイッチ接点の該当する状態を決定する。
【００４５】
任意のステップ３８７では、診断信号が、能動的に生成した干渉信号として前記端子の１つにまたは前記端子に接続された線路に入力される。引き続き前記ステップ３８１，３８３，３８５を繰り返し実施してもよい。
【００４６】
図４には、本発明の１実施形態に係る、複数のドアを含んだドアシステムのための回路が示されている。例えばここでは例示的に３つのスイッチ接点１１２，１１４，４１６と、既に先行の図面に基づいて説明した複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６とを監視する装置１４０が示されている。
【００４７】
スイッチ接点１１２，１１４，４１６は、直列に接続されている。第１のスイッチ接点１１２の第１の端子は、エネルギー供給源１３０、例えば１４４Ｖの直流電圧源に接続されている。第１のスイッチ接点１１２の第２の端子は、第２のスイッチ接点１１４の第１の端子に接続されている。第２のスイッチ接点１１４の第２の端子は、第３のスイッチ接点４１６の第１の端子に接続されている。これらのスイッチ接点１１２，１１４，４１６およびエネルギー供給源１３０からなる配置構成は、いわゆるグリーンループと称され、これを介して、車両ドアの閉められた状態が監視可能になる。エネルギー供給源１３０と複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６とを介して、制御機器のためのスイッチング信号、例えばいわゆるＭＤＣＵを生成することができる。
【００４８】
前記装置１４０は、第１の監視線路を介して第１のスイッチ接点１１２の第１の端子に接続され、第２の監視線路を介して第１のスイッチ接点１１２の第２の端子に接続され、第３の監視線路を介して第２のスイッチ接点１１４の第１の端子に接続され、第４の監視線路を介して第２のスイッチ接点１１４の第２の端子に接続され、第５の監視線路を介して第３のスイッチ接点４１６の第１の端子に接続され、第６の監視線路を介して第３のスイッチ接点４１６の第２の端子に接続されている。これらの監視線路のうちの少なくとも１つは、前記装置１４０からの診断信号を前記複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６の端子のうちの１つに給電するように構成されていてもよい。また代替的に、少なくとも１つの診断信号を供給するための少なくとも１つの付加的線路が設けられていてもよい。
【００４９】
第３のスイッチ接点４１６の第２の端子は、例えばさらなるスイッチ接点の第１の端子、安全保護装置または評価装置の端子に接続されていてもよい。この評価装置は、例えば電流測定若しくは電圧測定によって、エネルギー供給源１３０までの導通接続が形成されているか否かを検出し、このことによって、全てのスイッチ接点１１２，１１４，４１６が閉じられていることを推定できるように構成されている。
【００５０】
前記スイッチ接点１１２，１１４，４１６の複数の端子に接続される電気的線路内には、干渉場に基づく干渉信号の発生する可能性がある。これらの干渉信号は、監視線路を介して検出することができるので、前記複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６の監視に利用することが可能である。そのために、例えば２つの異なる監視線路を介して検出された干渉信号若しくはそこから導出される監視信号を、それらの形態に関して、それらの時間的ずれに関して、又はそれらの電流と電圧の間の時間的なずれに関して評価され得る。
【００５１】
それにより、電子的なスイッチ状態の監視または電子的なスイッチ接点の監視が実現され得る。基礎として、ここではいわゆる信号重畳理論のスーパーヘテロダイン原理が用いられる。その際には、当該実施形態によれば、エネルギー供給源１３０からスイッチ接点１１２，１１４，４１６を介して供給されるノイズのない直流信号が存在することと、各直流信号にノイズも重畳されること（交流信号）による作用が利用される。
【００５２】
干渉源としては、例えば電磁的両立性（ＥＭＣ）の範囲で観察すれば電磁場、例えばＧＳＭ規格の移動無線電波、スイッチング過程または一般的なノイズなどを利用することが可能である。
【００５３】
観察すべき構造部に亘って（全く一般的に観察される）ノイズが一定に継続することを前提とすることは許容される。このことは、スイッチが閉じられていることを前提とする場合に、ノイズは、スイッチの入力側にもスイッチの出力側にも存在することを意味する。
【００５４】
前記複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６のスイッチ位置の検出確率を高めるために、付加的に第２の干渉信号（診断信号とも称される）が能動的にシステムに導入される。この第２の干渉信号も、前記スイッチ接点１１２，１１４，４１６が閉じられているスイッチ位置のもとでは、入力側においても出力側においても測定可能であり、すなわち複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６のうちの１つの両端子においても、あるいは複数の若しくは全てのスイッチ接点１１２，１１４，４１６からなる直列回路においても測定可能である。
【００５５】
この装置１４０は、前記複数のスイッチ接点１１２，１１４，４１６を例えばインピーダンスと導電率について検査してもよいし、あるいはインピーダンスと導電率の値を求めてもよい。１実施形態によれば、前記監視装置１４０は、デジタル信号コントローラとして構成されている。そのため、導体路ループのインピーダンスと導電率に関する独立した分析がこのデジタル信号コントローラによって実現することができる。
【００５６】
１実施形態によれば、前記監視装置１４０の複数の入力側が走査（サンプリング）され、それらの入力側が類似性について比較される。これについては、例えば相互相関やフーリエ変換が実施されてもよい。サンプリングされた信号の類似性が非常に高く、このことから、関連するスイッチ接点（単にスイッチとも称される）１１２，１１４，４１６が閉じられていることが推定される場合には、観察されるスイッチ接点１１２，１１４，４１６の端子に接続されている１つ若しくは２つの線路に、デジタルで生成された干渉信号（診断信号とも称される）を印加することによって、差分を生じさせることが試みられる。サンプリングされた信号のサンプリング値の類似性がある程度同一に維持される場合には、観察中のスイッチ接点１１２，１１４，４１６は明らかに閉じられている。前記監視装置１４０は、このケースでは、観察するスイッチ接点１１２，１１４，４１６の状態を示す相応の状態信号を出力するように構成されていてもよい。
【００５７】
１実施形態によれば、前記監視装置１４０は、以下のような可能な測定結果を提供する。まず、スイッチ１１２，１１４，４１６におけるスイッチ状態と、これらのスイッチ接点１１２，１１４，４１６間の線路の状態とが求められ得る。さらに、例えば磨耗を検出するために、またはプラグインコネクタの場合には、接点不良やケーブル断線を見つけるために、前記スイッチ１１２，１１４，４１６の抵抗値が求められてもよい。さらに、他のガルバニック電位に対する漏れ電流や遷移抵抗を、例えば車両ボディに対する、例えばガルバニック絶縁の測定によって求めてもよい。測定結果として、抵抗の複素ベクトルが求められてもよい。抵抗の複素ベクトルは、信号の関連する２つの監視点の間の区間が、容量性かまたは誘導性かを識別するのに用いることができる。このことは、線路の端部における安全保護が正常であるか否かの識別を可能にする。さらに一般的に現れる干渉場の評価は、前記スイッチ接点１１２，１１４，４１６によってもたらされるループにおいても可能である。
【００５８】
図５には、本発明の実施形態に係る、少なくとも１つのスイッチ接点を監視する監視装置１４０のブロック回路図が示されている。この監視装置１４０は、入力側に、入力フィルタ５８１、例えばバンドパスフィルタと、信号の差分を評価するマイクロプロセッサ５８３とを有し、出力側に、能動的な干渉信号のための出力フィルタ５８５を有する。
【００５９】
入力フィルタ５８１は、例えば少なくとも１つのスイッチ接点における、適切な監視点から読み取った信号を入力フィルタリングするように構成されている。マイクロプロセッサ５８３は、フィルタリングされた信号を結合または比較するように構成されている。出力フィルタ５８５は、少なくとも１つのスイッチ接点へ給電するために設けられた能動的な干渉信号の形態の診断信号を出力フィルタリングするように構成されている。
【００６０】
そのような装置１４０は、独立型の変形例として、つまり自立した機器として実現可能であるか、あるいは別の制御機器に完全に統合された変形例として実現可能である。
【００６１】
図６には、本発明の実施の形態に係る、ＥＭＣ許容限界のグラフが示されている。ここでは、横軸に周波数がＨｚでプロットされ、縦軸に電界強度がＶ／ｍでプロットされたグラフが示される。そこには、ＥＭＣ限界を示した特性曲線６９１が示されており、その線より下では、製品は完全に機能しなければならないはずである。さらに特性曲線６９３が示されており、この特性曲線は、例えば前述した少なくとも１つのスイッチ接点を監視する監視装置によって実現され得る電子的なスイッチ接点の監視のＥＭＣ限界を示している。
【００６２】
図６に示されているＥＭＣ許容限界によって、完全なＥＭＣ性能が、入射と放射の両方に関連して与えられる。さらに最小の動作能力と、ＥＭＣ許容限界以下の位置とが与えられている。
【００６３】
前述の取り組みは、例えばいわゆるグリーンループなどの監視ループ内での標準スイッチの使用を可能にする。
【００６４】
そのようなスイッチは、必要に応じて、例えば４.９ｍｍ以下の短い操作距離、例えば約１ｍ／ｓ以上の高い操作速度、例えば３Ｎ以上の高い操作力、例えば０.２Ｎ未満のリセット力が可能である。
【００６５】
それにより、高すぎる操作速度に基づくスイッチの故障を回避することが可能になる。また短い操作距離も実現可能であり、正確なスイッチ設定は不要である。さらに所要スペースやコストも低く抑えることができる。その上さらにそのような回路の仕様は容易に維持することができ、それによって、新規な開発、例えば磁気ブレーキへの投入に対する新規な開発が低コストで実現し得る。
【００６６】
前述の実施形態は、単なる例示として選択されたものにすぎず、従って相互の組み合わせが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１００      車両
１０２      ドア
１０４      ドア
１１２      スイッチ接点
１１４      スイッチ接点
１３０      エネルギー供給源
１３２      保護装置
１４０      監視装置
２５１      第１の端子
２５２      第１の線路
２５４      第２の端子
２５６      第２の線路
２６１      第１の監視点
２６２      第１の監視線路
２６４      第２の監視点
２６５      第２の監視線路
２７１      読み取り装置
２７３      読み取り装置
２７５      結合装置
２７８      状態信号
２７９      診断信号
４１６      スイッチ接点
５８１      入力フィルタ
５８３      マイクロプロセッサ
５８５      出力フィルタ
６９１      特性曲線
６９３      特性曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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