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

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施の形態に係る車両の概略図

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

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

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

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

本発明の実施の形態に係るEMC許容限界を表すグラフ

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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