СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛИРОВАНИЯ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОГО ЭЛЕКТРОННОГО КОММУТАЦИОННОГО КОНТАКТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
METHOD AND DEVICE TO CONTROL AT LEAST ONE ELECTRONIC SWITCHING CONTACT OF VEHICLE

Настоящее изобретение относится к способу и устройству контролирования, по меньшей мере, одного электронного коммутационного контакта, например для системы дверей транспортного средства, и к схеме системы, включающей нескольких элементов, например дверей, транспортного средства.
Контролирование состояния (электрического) переключателя обеспечивает, по меньшей мере, контролирование состояния или положения «Переключатель разомкнут» или положения «Переключатель замкнут». У 4-контактного механического переключателя принудительного управления коммутационному контакту соответствуют каждые два контакта, что обуславливает, таким образом, наличие одного размыкающего и одного замыкающего контакта или двух размыкающих и двух замыкающих контактов. Два коммутационных контакта гальванически разделены между собой, но механически прочно состыкованы друг с другом. При этом один коммутационный контакт встроен в основной узел схемы, а второй коммутационный контакт принудительного управления служит контрольным контактом основного узла схемы. Т.е. второй контакт предназначен для контроля первого контакта.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа и усовершенствованного устройства контролирования, по меньшей мере, одного электронного коммутационного контакта транспортного средства, а также усовершенствованной схемы системы транспортного средства, включающей несколько элементов.
Эта задача решена посредством способа и устройства контролирования, по меньшей мере, одного электронного коммутационного контакта транспортного средства и с помощью схемы системы транспортного средства, включающей несколько элементов, согласно независимому пункту формулы изобретения.
Электронный контроллер состояния переключателя обеспечивает, например, надежный контроль размыкания или замыкания электрической цепи двухконтактным переключателем. Такой переключатель предназначен в электрической схеме для различных задач, например для управления оборудованием или для управления системой. Например, такой переключатель можно использовать для контролирования закрытого состояния двери дверной системы. Другие сферы применения включают, например, ступеньки или подножки, блокировку, узел тормозной системы или блокировку узла тормозной системы транспортного средства.
В отличие от 4-контактного переключателя принудительного управления, для механического замыкания двух контактов которого необходимо минимальное тяговое усилие, электронный контроллер состояния контакта в таком усилии не нуждается. Кроме этого отсутствует ограничение максимальной скорости срабатывания. Предпочтительно применение электронного контроллера состояния контакта обеспечивает возможность использования самого оптимального варианта включения для каждого исполнительного устройства. В частности, в отличие от 4-контактного переключателя принудительного управления отпадает необходимость в наличии второго контакта и, тем самым, в наличии второго (контрольного) контакта. Возможность применения стандартных переключателей обеспечивает снижение стоимости и оптимизацию установочного пространства. Кроме этого обеспечена возможность небольших линий коммутационных элементов и свободный выбор скорости срабатывания. Электронный контроллер состояния переключателя обеспечивает, например, возможность идентифицировать обрыв кабеля, контроль коммутационного контакта, а также возможность идентифицировать износ контакта.
Способ контролирования, по меньшей мере, одного электронного коммутационного контакта транспортного средства, причем коммутационный контакт включает первый разъем для первой линии электропроводки, и второй разъем для второй линии электропроводки включает следующие этапы:
- считывание первого сигнала от соединенной с первым разъемом контрольной точки для получения первого контрольного сигнала;
- считывание второго сигнала от соединенной со вторым разъемом второй контрольной точки для получения второго контрольного сигнала; и
- совмещение первого контрольного сигнала и второго контрольного сигнала для определения, по меньшей мере, состояния, по меньшей мере, коммутационного контакта.
Под коммутационным контактом понимают переключатель, который в зависимости от состояния коммутации контакта либо соединяет электропроводяще два разъема коммутационного контакта друг с другом, либо электроизолирующе разъединяет их. Таким образом, коммутационный контакт используют для управляемого прерывания цепи. Состояние коммутационного контакта контролируют посредством выполнения этапов способа. Состояние информирует, например, о размыкании или замыкании коммутационного контакта, о сопротивлении или полном электрическом сопротивлении коммутационного контакта или о характере или форме сигнала, проходящего через коммутационный контакт.
Примером может быть коммутационный контакт в качестве части системы дверей транспортного средства. Таким транспортным средством может быть рельсовое транспортное средство. Коммутационный контакт может быть установлен в т.н. «зеленой петле», с помощью которой контролируют состояние закрытия дверей транспортного средства.
Первая и вторая контрольные точки расположены на противоположных сторонах коммутационного контакта. Под контрольной точкой понимают электрический контакт или стыковочное приспособление. Контрольную точку устанавливают, например, непосредственно на разъеме коммутационного контакта или в соединенной с разъемом линии проводки. Под сигналом понимают электроток или электрическое напряжение. Сигналом может быть постоянный ток с наложенным сигналом возмущения. Сигнал улавливает контрольная точка. Соответствующий контрольный сигнал может соответствовать считываемому сигналу или отображать считываемый сигнал. Контрольный сигнал может включать, например, последовательность значений, определяемую считыванием сигнала. Если контрольная точки выполнена в виде стыковочного приспособления с возможностью гальванического размыкания, то контрольный сигнал перехватывают с нулевым потенциалом от подключений коммутационного контакта или от соединенных с разъемами коммутационного контакта линий проводки.
Совмещение контрольных сигналов осуществляют по соответствующим протоколам совмещения. Например, оба контрольных сигнала при совмещении сравнивают. Состояние определяют по результатам расшифровки совмещения.
Например, на этапе совмещения первый и второй контрольные сигналы изучают на тождественность, чтобы определить, по меньшей мере, одно состояние, по меньшей мере, одного коммутационного контакта. Определяют, по меньшей мере, две степени тождественности. В зависимости от результатов изучения на тождественность, показывающих наличие первой или второй степени тождественности, определяют первое или второе состояние коммутационного контакта. Например, можно определить замкнутое состояние коммутационного контакта, если степень тождественности велика, и разомкнутое состояние коммутационного контакта, если степень тождественности мала. Таким образом надежно определяют релевантное состояние коммутационного контакта.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения на этапе совмещения проводят корреляцию первого и второго контрольных сигналов, чтобы определить, по меньшей мере, состояние, по меньшей мере, одного коммутационного контакта. Корреляция обеспечивает возможность сравнивания контрольных сигналов изменяемой по времени формы. Так, например, для определения состояния используют высокочастотные сигналы возмущения, отраженные в контрольных сигналах. Такие сигналы возмущения, как правило, всегда присутствуют в окружении коммутационного контакта вследствие наличия электромагнитных полей.
На этапе считывания первого сигнала его считывают с первого контакта первой контрольной точки. При этом второй контакт первой контрольной точки может быть соединен с первым разъемом, а первый и второй контакты первой контрольной точки гальванически отделены друг от друга. На этапе считывания второго сигнала его считывают с первого контакта второй контрольной точки. При этом второй контакт второй контрольной точки может быть соединен со вторым разъемом, а первый и второй контакты второй контрольной точки гальванически разъединены друг от друга. Такая контрольная точка может быть выполнена, например, в виде конденсатора. Таким образом можно контролировать коммутационный контакт, установленный в окружении гальванически разомкнутой цепи, например в «зеленой петле».
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения способ включает этап наложения диагностического сигнала на первый разъем и/или на второй разъем в зависимости от определенного на этапе совмещения, по меньшей мере, одного состояния коммутационного контакта. При этом этапы считывания и совмещения осуществляют повторно соответственно результатам этапа наложения. Посредством диагностического сигнала на коммутационный контакт подают, например, напряжение переменного тока. Диагностический сигнал может иметь сигнальную форму, отличающуюся, как правило, от наложенных на коммутационный контакт сигнальных форм. Диагностический сигнал применяют для повторного определения состояния или определения другого состояния коммутационного контакта.
Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором на этапе совмещения в качестве, по меньшей мере, одного состояния определяют, по меньшей мере, одно состояние коммутации, по меньшей мере одного коммутационного контакта. Таким образом можно определить либо разомкнутое состояние, либо замкнутое состояние коммутационного контакта.
Соответственно на этапе совмещения можно определить в качестве, по меньшей мере, одного состояния электрическое сопротивление коммутационного контакта и дополнительно или альтернативно полное сопротивление коммутационного контакта. Это может, например, определить износ коммутационного контакта. Соответственно электрическое сопротивление между гальваническим потенциалом коммутационного контакта и другим гальваническим потенциалом можно определить в качестве состояния. Таким образом можно распознать, например, ток утечки.
Соответственно на этапе совмещения в качестве, по меньшей мере, одного состояния определяют характеристику наложенного на первый разъем или на второй разъем сигнала возмущения. Таким образом можно распознать, например, наличие поля возмущения.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения способ включает этап считывания третьего сигнала с третьей контрольной точки. Третья контрольная точка для получения третьего контрольного сигнала может быть соединена с разъемом дополнительного коммутационного контакта, последовательно включенного с коммутационным контактом. При этом на этапе совмещения совмещают третий контрольный сигнал и/или первый контрольный сигнал или второй контрольный сигнал и/или первый контрольный сигнал или второй контрольный сигнал или дополнительный контрольный сигнал для определения, по меньшей мере, одного состояния дополнительного коммутационного контакта. Дополнительный контрольный сигнал используют, если в линии проводки между обоими коммутационными контактами размещены две контрольные точки. Соответственно при использовании других дополнительных контрольных сигналов можно контролировать дополнительные коммутационные контакты.
Устройство контролирования, по меньшей мере, одного электронного коммутационного контакта транспортного средства, причем коммутационный контакт включает первый разъем для первой линии проводки и второй разъем для второй линии проводки, включающее следующие признаки:
- первое устройство считывания первого сигнала от первой контрольной точки, соединенной с первым разъемом, для получения первого контрольного сигнала;
- второе устройство считывания второго сигнала от соединенной со вторым разъемом второй контрольной точки для получения второго контрольного сигнала;
- устройство совмещения первого контрольного сигнала и второго контрольного сигнала для определения, по меньшей мере, одного состояния коммутационного контакта.
Под устройством понимают электроприбор или электросхему, например интегрированную схему. Устройство выполнено для приема и передачи сигналов через соответствующие интерфейсы.
Схема для системы транспортного средства с несколькими элементами обладает следующими признаками:
- схема последовательного подключения нескольких электронных коммутационных контактов, где каждому элементу соответствует один коммутационный контакт, а каждый коммутационный контакт включает стыковочный интерфейс для элемента,соответствующего коммутационного контакта, чтобы отображать замкнутое состояние соответствующего элемента через коммутационное положение коммутационного контакта;
- несколько последовательно подключенных контрольных точек, причем каждому разъему коммутационных контактов соответствует одна контрольная точка; и
- устройство контролирования нескольких коммутационных контактов, включающее несколько соответственно количеству контрольных точек считывающих устройств, соединенных с соответствующими контрольными точками и выполненных для считывания соответствующего сигнала соответствующей контрольной точки для получения от каждой контрольной точки по контрольному сигналу, причем устройство включает устройство совмещения, выполненное для совмещения контрольных сигналов, чтобы определить, по меньшей мере, состояние каждого отдельного коммутационного контакта.
Коммутационные контакты являются, например, частью т.н. «зеленой петли». Устройство контролирования идентифицирует, например, дефекты коммутационных контактов. Системой может быть система посадки-высадки, например система дверей, система подножек или система запирания, а также приводная система, например тормозная система транспортного средства. Соответственно элементом может быть, например, дверь, подножка, механизм запирания или тормозное устройство.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения первое окончание последовательной схемы подключения выполнено в качестве интерфейса энергопитания. Последовательная схема подключения может иметь на противоположном первому окончанию втором окончании электромагнитный переключатель. Схема включает, по меньшей мере, дополнительную контрольную точку, соответствующую, по меньшей мере, одному разъему электромагнитного переключателя, и, по меньшей мере, соединенное с дополнительной контрольной точкой дополнительное устройство считывания, выполненное для считывания сигнала, по меньшей мере, с дополнительной контрольной точки, чтобы получить, по меньшей мере, дополнительный контрольный сигнал. Устройство совмещения выполнено для определения посредством использования дополнительного контрольного сигнала емкостного или индуктивного состояния последовательного подключения переключателей в качестве, по меньшей мере, одного состояния электромагнитного переключателя. Электромагнитный переключатель может быть, например, предохранительным реле. Состояние может показать, например, наличие дефекта электромагнитного переключателя. Альтернативно состояние может показать, например, рабочую готовность электромагнитного переключателя.
Предпочтительные варианты осуществления данного изобретения более подробно рассмотрены далее с привлечением прилагаемых чертежей, на которых представлено следующее:
Фиг. 1 - схема транспортного средства согласно одному из вариантов осуществления данного изобретения;
Фиг. 2 - схема устройства контролирования коммутационного контакта согласно варианту осуществления данного изобретения;
Фиг. 3 - технологическая схема способа контролирования коммутационного контакта согласно варианту осуществления данного изобретения;
Фиг. 4 - блок-схема системы, включающей несколько дверей, согласно варианту осуществления данного изобретения;
Фиг. 5 - блочная схема контролирования коммутационного контакта согласно варианту осуществления данного изобретения; и
Фиг. 6 - изображение допустимых границ электромагнитной совместимости (ЭМС) согласно варианту осуществления данного изобретения.
В нижеследующем описании предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения изображенные на различных чертежах элементы с похожим предназначением обозначены одинаковыми или похожими ссылочными позициями, причем повтор их описания не встречается.
На Фиг. 1 изображена схема транспортного средства 100 согласно варианту осуществления данного изобретения. Транспортное средство 100 является, например, рельсовым транспортным средством. Транспортное средство 100 включает две двери 102, 104. Для каждой двери 102, 104 предназначен отдельный коммутационный контакт 112, 114, обозначаемый также как переключатель. Первый коммутационный контакт 112 предназначен для первой двери 102, а второй коммутационный контакт 114 предназначен для второй двери 104. Первый коммутационный контакт 112 механически связан с первой дверью 102. Если первая дверь 102 открыта или неполностью закрыта, первый коммутационный контакт 112 разомкнут. Для первого коммутационного контакта 112 и для дополнительных коммутационных контактов 114 возможна и инверсия этого состояния. Если первая дверь 102 закрыта, первый коммутационный контакт 112 замкнут. Второй коммутационный контакт 114 механически связан со второй дверью 104. Если вторая дверь 104 открыта или неполностью закрыта, второй коммутационный контакт разомкнут. Если вторая дверь 104 закрыта, второй коммутационный контакт 114 замкнут. В замкнутом состоянии коммутационных контактов 112, 114 через них может проходить электроток.
Коммутационные контакты 112, 114 коммутированы последовательно. Но один конец последовательного подключения через устройство 130 энергоснабжения, например источник напряжения, в последовательное подключение подают сигнал. Сигналом может служить, например, постоянный ток, проходящий через коммутационные контакты 112, 114. если все они замкнуты. Размыкание одного из коммутационных контактов 112, 114 прерывает прохождение тока через последовательное подключение. Таким образом, характер прохождения тока обеспечивает возможность распознать, закрыты ли все двери 102, 104 или что, по меньшей мере, одна из дверей 102, 104 открыта.
Устройство 140 контролирования коммутационных контактов 112, 114 соединено контрольной линией проводки с разъемами коммутационных контактов 112, 114 и, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, с разъемом предохранительного реле 132. Выполнение контролирующего устройства 140 предназначено для контролирования состояния коммутационных контактов 112, 114 и, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, состояния предохранительного реле 132.
Пример выполнения системы дверей является вариантом осуществления изобретения. Вместо дверей 102, 104 использованием коммутационных контактов 112, 114 можно контролировать и другие элементы транспортного средства 100. Коммутационные контакты 112, 114 могут быть установлены в т.н. «зеленой петле».
На Фиг. 2 изображена схема устройства 140 контролирования коммутационного контакта 112 согласно варианту осуществления данного изобретения. Это может быть устройство по Фиг. 1. Коммутационный контакт 112 - это коммутационный контакт, изображенный на Фиг. 1.
Коммутационный контакт 112 включает первый разъем 251, соединенный с первой линией проводки 252. Коммутационный контакт 112 включает также второй разъем 254, соединенный со второй линией проводки 255. Со стороны первого разъема 251, например на первом разъеме 251 или в первой линии проводки 252, расположена первая контрольная точка 261, соединенная первой линией контрольной проводки 262 с устройством 140. Со стороны второго разъема 254, например на первом разъеме 254 или во второй проводке 255, расположена вторая контрольная точка 264, соединенная второй контрольной линией проводки 265 с устройством 140.
Устройство 140 включает первое считывающее устройство 271, второе считывающее устройство 273 и устройство 275 совмещения. Первое считывающее устройство 271 предназначено для считывания сигнала с первого разъема 251 или первой линии проводки 252 через первую линию контрольной проводки 262 и первую контрольную точку 261 и для направления его в качестве первого контрольного сигнала в устройство 275 совмещения. Выполнение второго считывающего устройства 273 предназначено для считывания сигнала со второго разъема 254 или второй линии проводки 255 через вторую линию контрольной проводки 265 и вторую контрольную точку 264 и для направления его в качестве второго контрольного сигнала в устройство 275 совмещения. Устройство 275 совмещения выполнено для совмещения первого контрольного сигнала и второго контрольного сигнала друг с другом, например для их сравнения или корреляции, чтобы определить, по меньшей мере, одно состояние коммутационного контакта 112. В устройстве 275 совмещения можно, например, совмещать оба контрольных сигнала для определения коэффициента их тождественности. При наличии высокой тождественности состояние коммутационного контакта 112 можно определить, например, как замкнутое. При наличии низкой тождественности состояние коммутационного контакта 112 можно определить, например, как разомкнутое. Наличие высокой или низкой тождественности можно определить, например, сравнением коэффициента тождественности с пороговым значением. Устройство 275 совмещения может использовать один или оба контрольные сигналы для измерения полного электрического сопротивления, чтобы определить полное электрическое сопротивление коммутационного контакта 112, или для измерения сопротивления, чтобы определить сопротивление коммутационного контакта 112.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство 140 предназначено для выдачи сигнала состояния, отображающего определенное состояние коммутационного контакта 112. Сигнал состояния обрабатывает, например, прибор управления, например транспортного средства.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство 140 предназначено для подачи диагностического сигнала 279 на один из разъемов 251, 254 или в одну из линий проводок 252, 255. Например, устройство 140 может быть предназначено для подачи диагностического сигнала 279 в одну из контрольных точек 261, 264. Диагностический сигнал 279 проходит через одну из линий контрольных проводок 262, 265 или через дополнительную диагностическую проводку. Диагностический сигнал 279 может быть постоянным сигналом, например постоянным напряжением, или переменным сигналом характерной, изменяемой по времени формой сигнала. После или во время подачи диагностического сигнала 279 устройство 140 считывает через одно из считывающих устройств 271, 273 контрольный сигнал и сравнивает в устройстве 275 совмещения оба считанные контрольные сигналы друг с другом или один из контрольных сигналов с диагностическим сигналом 279. Использование поданного диагностического сигнала 279 обеспечивает проверку одного из уже определенных состояний коммутационного контакта 112 или определение его дополнительного состояния.
Устройство 140 в его соответствующем виде применяют для контролирования нескольких коммутационных контактов, как это показано, например, на Фиг. 4. При этом каждый из коммутационных контактов расположен между двумя контрольными точками или между двумя соседними контрольными точками расположено два или более коммутационных контакта. Также между двумя соседними коммутационными контактами может быть расположена только одна контрольная точка, причем считываемый с этой контрольной точки сигнал используют для контролирования обоих соседних коммутационных контактов.
Проводки 252, 255, а также коммутационный контакт 112 могут быть гальванически отсоединены от контрольных линий проводки 262, 265 и от проводки для подачи диагностического сигнала 279. Например, это может быть обеспечено выводом контрольных сигналов из проводок 252, 255 посредством расположенных на контрольных точках 261, 264 конденсаторов. Соответственно диагностический сигнал 279 может быть заведен в проводку 252 через дополнительный конденсатор.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения линии проводки 252, 255 и коммутационный контакт 112 входят в состав «зеленой петли». При этом «зеленая петля» гальванически отсоединена от обработки сигналов, например в устройстве 140, таким образом потенциалы обработки сигналов и «зеленой петли» отделены друг от друга. Таким образом, отсутствует наложение масс. Если коммутационный контакт 112 или также и все остальные коммутационные контакты 112 «зеленой петли» разомкнуты, наложение масс отсутствует. Однако контролирование возможно за счет определения сопротивления переменного тока одной из структур, например коммутационного контакта 112.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения недопустимо воздействие «третьего фактора» на «зеленую цепь» или на сигнал «зеленой петли», как правило, это сигнал постоянного напряжения. Поэтому используют очень низкую мощность сигналов, которая не превышает допуски ЭМС - далее это будет показано на примере Фиг. 6. «Зеленую петлю» гальванически отсоединяют от всех других сигналов. Это обеспечивает, например, конденсатор. Сигнал переменного напряжения в форме диагностического сигнала 279 подают через конденсатор или через дополнительный конденсатор на «зеленую петлю» и отводят отключенным от постоянного напряжения через дополнительный конденсатор. Проблемой безмассовой детекции - теоретически все переключатели могут быть разомкнуты или часть разомкнуты, а часть замкнуты - является наличие неизвестных соотношений потенциалов. Поэтому диагностический сигнал 279 выбирают таким, чтобы сопротивление переменного напряжения кабеля, например между точкой запитки диагностического сигнала 279 и контрольной точкой 264, было достаточным для генерирования амплитуды сигнала, необходимой для реле 140 обработки. Основная идея этой концепции заключена при этом в том, чтобы измерить сопротивление переменного напряжения неизвестной структуры и соответствующим способом устранить возможные ошибки. В зависимости от индуктивного и емкостного характера структуры можно выбрать необходимый диагностический сигнал, в частности частоту диагностического сигнала. Например, при очень низкой индуктивности или емкости структуры выбирают диагностический сигнал высокой частоты. При обычном способе в качестве диагностического сигнала берут сигналы постоянного напряжения или отсутствует гальваническое разъединение. Система при этом не ограничена только приводами, а вообще может быть использована, например, для подножек, тормозных узлов или узлов или систем блокировки.
На Фиг. 3 показана технологическая схема способа контролирования коммутационного контакта согласно варианту осуществления данного изобретения. Способ реализуют, например, с помощью устройств по Фиг. 2.
На этапе 381 считывают первый сигнал от контрольной точки, соединенной с первым разъемом коммутационного контакта. На основе первого сигнала генерируют первый контрольный сигнал, например, путем выборки отсчетов первого сигнала.
На этапе 383 считывают второй сигнал от контрольной точки, соединенной со вторым разъемом коммутационного контакта. На основе второго сигнала генерируют второй контрольный сигнал, например, путем выборки отсчетов второго сигнала.
На этапе 385 совмещают первый контрольный сигнал и второй контрольный сигнал. Таким образом определяют один или несколько состояний различных параметров коммутационного контакта, относящихся, по меньшей мере, к одному коммутационному контакту.
На необязательном этапе 387 диагностический сигнал в качестве активно произведенного сигнала возмущения подают на один из разъемов или в соединенную с одним из разъемов линию проводки. После этого возможно повторение этапов 381, 383, 385.
На Фиг. 4 показана блок-схема системы, включающей несколько дверей, согласно варианту осуществления данного изобретения. Например, показаны три коммутационных контакта 112, 114, 416, описанные на основе предыдущих фигур.
Коммутационные контакты 112, 114, 416 коммутированы последовательно. Первый разъем первого коммутационного контакта 112 соединен с энергопитанием 130, например источником постоянного напряжения 144В. Второй разъем первого коммутационного контакта 112 соединен с первым разъемом второго коммутационного контакта 114. Второй разъем второго коммутационного контакта 114 соединен с первым разъемом третьего коммутационного контакта 416. Конфигурацию коммутационных контактов 112, 114, 416 и энергопитания 130 называют т.н. «зеленой петлей», с помощью которой контролируют состояния закрытия дверей транспортного средства. С помощью энергопитания 130 и коммутационных контактов 112, 114, 416 генерируют коммутационный сигнал для прибора управления, например для т.н. MDCU (многоканального контроллера устройств).
Устройство 140 соединено первой линией контрольной проводки с первым разъемом первого коммутационного контакта 112, второй линией контрольной проводки со вторым разъемом первого коммутационного контакта 112, третьей линией контрольной проводки с первым разъемом второго коммутационного контакта 114, четвертой линией контрольной проводки со вторым разъемом второго коммутационного контакта 114, пятой линией контрольной проводки с первым разъемом третьего коммутационного контакта 416 и шестой линией контрольной проводки со вторым разъемом третьего коммутационного контакта 416. По меньшей мере, одна линия контрольной проводки предназначена для подачи диагностического сигнала от устройства 140 на один из разъемов коммутационных контактов 112, 114, 416. В альтернативном варианте, по меньшей мере, одна дополнительная линия проводки предназначена для проведения, по меньшей мере, одного диагностического сигнала.
Второй разъем третьего коммутационного контакта 416 соединен, например, с первым разъемом дополнительного коммутационного контакта, разъемом предохранительного реле или с разъемом устройства обработки данных, предназначенным, например, для определения путем измерения силы тока напряжения наличия сквозного соединения с энергопитанием 130, на основе чего делают вывод о замыкании всех коммутационных контактов 112, 114. 416.
В соединенных с разъемами коммутационных контактов 112, 114, 416 электропроводках возможно образование сигналов возмущения, например, из-за наличия полей возмущения. Контрольные линии проводки улавливают сигналы возмущения и используют их для контролирования коммутационных контактов 112, 114, 416. Для этого зафиксированные, например, двумя различными контрольными проводками сигналы возмущения или сформированные на их основе контрольные сигналы анализируют относительно их формы, временной девиации или временной девиации между током и напряжением.
Таким образом реализуют электронное контролирование состояния коммутации или электронное контролирования коммутационных контактов. Основой этого служит т.н. супергетеродинный принцип теории наложения сигналов. При этом используют эффект того, что отсутствуют сигналы постоянного тока без возмущения, подаваемые в этом варианте осуществления изобретения энергопитанием 130 через коммутационные контакты 112, 114, 416, и что на каждый сигнал постоянного тока наложено возмущение (сигнал переменного тока).
В качестве возмущений служат, например, электромагнитные поля в рамках электромагнитной совместимости (ЭМС), излучение мобильных телефонов, например стандарта GSM, коммутационные процессы или общие шумы.
Можно предположить, что возмущение (в его общем понимании) остается неизменным по всей рассматриваемой структуре. Это означает наличие возмущений на входе и на выходе переключателя при условии замкнутого переключателя.
Для повышения вероятности детекции положения переключателя коммутационных контактов 112, 114, 416 в систему активно встраивают дополнительно второй сигнал возмущения, обозначаемый также как диагностический сигнал, измеряемый также и в замкнутом состоянии коммутационных контактов 112, 114, 416 как на входе, так и на выходе, т.е. на обоих разъемах одного из коммутационных контактов 112, 114, 416 или схемы последовательного подключения нескольких или всех коммутационных контактов 112, 114, 416.
Устройство может проверить коммутационные контакты 112, 114, 416, например, на полное электрическое сопротивление и проводимость или определить параметры полного электрического сопротивления и проводимости. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство 140 выполнено в виде цифрового контроллера сигналов. Это обеспечивает возможность независимого анализа полного электрического сопротивления и проводимости петли проводки с помощью цифрового контроллера сигналов.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения на входах устройства 140 проводят временную дискретизацию и сравнение тождественности. Для этого проводят, например, перекрестную корреляцию или преобразование Фурье. Если тождественность считанных сигналов очень высокая, что свидетельствует о замкнутом состоянии соответствующих коммутационных контактов 112, 114, 416, называемых также переключателями, то посредством подачи генерированного цифрового сигнала возмущения, называемого также диагностическим сигналом, в одну или в обе проводки, соединенные с разъемами соответствующих коммутационных контактов 112, 114, 416, создают перепад. Если тождественность считанных параметров считанных сигналов остается в определенной мере одинаковой, то соответствующий коммутационный контакт 112, 114, 416 однозначно замкнут. Устройство 140 в этом случае предназначено для выдачи соответствующего сигнала состояния, характеризующего состоянии соответствующего коммутационного контакта 112, 114, 416.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения устройство 140 обеспечивает следующие возможные результаты измерений. С одной стороны, фиксируют состояние переключателя 112, 114, 416 и состояние линии проводки между переключателями 112, 114, 416. Кроме этого фиксируют сопротивление переключателя 112, 114, 416, например, для определения износа или дефектов контактов или разрывов кабелей в штекерных соединениях. Фиксируют также токи утечки или переходные сопротивления к другим гальваническим потенциалам, например, путем измерения гальванического разделения, например, от тележки транспортного средства. В качестве результата измерения может быть получен комплексный индекс сопротивления. Комплексный индекс сопротивления используют для определения емкостности или индуктивности отрезка линии проводки между двумя релевантными контрольными точками сигналов. Это обеспечивает возможность распознавания рабочего состояния предохранительного реле на конце проводки. Кроме этого возможна обработка данных возникающих, как правило, полей возмущения. В петле, проходящей через коммутационные контакты 112, 114, 416.
На Фиг. 5 показана блочная схема контролирования коммутационного контакта согласно варианту осуществления данного изобретения. Устройство 140 включает на входе входной фильтр 581, например полосно-пропускающий фильтр, микропроцессор 583 для обработки разницы сигналов и на выходе выходной фильтр 585 для активного сигнала возмущения.
Входной фильтр 581 предназначен для фильтрации на входе, например, сигналов, считанных с соответствующих контрольных точек на, по меньшей мере, одном коммутационном контакте. Микропроцессор 583 предназначен для совмещения или сравнивания отфильтрованных сигналов. Выходной фильтр 585 предназначен для фильтрации на выходе диагностического сигнала в виде активного сигнала возмущения, предназначенного для подачи на, по меньшей мере, один коммутационный контакт.
Такое устройство 140 может быть выполнено по обособленному варианту, т.е. в качестве самостоятельного прибора, или по варианту прибора, встраиваемого в другие приборы управления.
На Фиг. 6 показано изображение допустимых границ электромагнитной совместимости (ЭМС) согласно варианту осуществления данного изобретения. Показана диаграмма, на абсциссе которой показана частота в герцах, а на ординате - мощность полей в В/м. Нанесена кривая 691, характеризующая границу ЭМС, ниже которой изделия должны быть полностью функциональны. Дополнительно нанесена кривая 693, характеризующая границу ЭМС электронного контроллера коммутационных контактов, реализованного в виде описанного устройства контролирования, по меньшей мере, одного коммутационного контакта.
Показанные на Фиг. 6 допустимые границы ЭМС обеспечивают полную ЭМС-пригодность, как по поглощению, так и по испусканию. Кроме этого обеспечена минимальная рабочая производительность и, тем самым, работа ниже допустимых границ ЭМС.
Описанный метод обеспечивает возможность использования стандартных переключателей в контрольной петле, например в т.н. «зеленой петле».
Такие переключатели обеспечивают при необходимости малое расстояние срабатывания, например менее 4,9 мм, высокую скорость срабатывания, например более 1 м/сек, высокую мощность срабатывания, например более 3 Н, и восстанавливающую силу, например менее 0,2 Н.
Это обеспечивает возможность избежать отказа переключателей из-за высоких скоростей срабатывания. Также обеспечены небольшие расстояния срабатывания и поэтому нет необходимости в точной установке переключателей. Дополнительно можно сэкономить место и снизить стоимость. Кроме этого спецификация такой схемы проста, за счет чего возможны незатратные усовершенствования, например использование электромагнитного тормоза.
Описанные варианты осуществления изобретения являются примерами его выполнения и их можно комбинировать друг с другом.