電磁繼電器的異常檢測方法、電磁繼電器的異常檢測電路以及異常檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開的電磁繼電器的異常檢測方法、異常檢測電路、以及異常檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]作為現(xiàn)有技術而已知如下的電磁繼電器的熔敷檢測方法，即對于以能夠在勵磁線圈的中心軸方向上往返的方式設置的驅動軸固定活動鐵芯，通過伴隨對所述勵磁線圈供應或者切斷電流而在所述活動鐵芯上產(chǎn)生的電磁力，使固定在所述驅動軸上的活動觸點吸附到固定觸點上或者背離固定觸點(專利文獻1、專利文獻2)。
[0003]在上述電磁繼電器中，當活動觸點與固定觸點背離時和吸附時，活動鐵芯相對于勵磁線圈的位置不同，因而勵磁線圈的電感會變化。因此，已知通過檢測勵磁線圈的電感而檢測活動觸點和固定觸點的熔敷的結構。
[0004]例如，在專利文獻2中公開了如下的結構。使連接到操作線圈(勵磁線圈)的開關元件進行基于脈沖信號的接通/斷開動作。并且，從操作線圈的線圈電流中截取直流分量以及低頻分量而提取交流分量。然后，基于上述線圈電流的交流分量和判定值，檢測電磁繼電器的開閉動作不良。
[0005]在專利文獻I中，除了專利文獻2的上述結構之外，公開了如下的結構。將在高電平和低電平之間切換的階梯電壓、或者頻率充分低的脈沖電壓周期性地施加到勵磁線圈。在上述施加的同時，對檢測線圈的兩端電壓的瞬態(tài)響應分量超過預定的基準值之前的上升時間進行檢測。通過上述檢測，判別觸點部(活動觸點)的斷開和閉合而檢測電磁繼電器的開閉狀態(tài)。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008][專利文獻I]日本公開專利公報“特開2012-199115號公報(2012年10月18日公開)”
[0009][專利文獻2]日本公開專利公報“特開2004-186052號公報(2004年07月02日公開)”
【發(fā)明內容】
[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]但是，在上述專利文獻I記載的施加階梯電壓的結構中，上述階梯電壓在高電平和低電平之間切換，因而存在無法控制階梯電壓的電壓幅度的問題。如此，由于無法控制階梯幅度，因而需要勵磁線圈和檢測線圈的兩個線圈，產(chǎn)生花費成本的問題。如果共用勵磁線圈和檢測線圈而設為一個線圈，則在電磁繼電器斷開時即便以檢測開閉狀態(tài)的目的而將階梯電壓施加到上述線圈，電磁繼電器也會接通。因此，無法檢測電磁繼電器的開閉狀態(tài)。如果降低上述階梯電壓以便能夠檢測開閉狀態(tài)，則這一次電磁繼電器變得無法接通。
[0012]此外，在上述專利文獻2的結構中，如果勵磁線圈的周圍溫度變化，則存在可能會對電磁繼電器的開閉動作不良進行誤檢測的問題。圖53是用于說明以往的熔敷檢測系統(tǒng)的溫度變化所產(chǎn)生的課題的圖形。橫軸表示電磁繼電器的周圍溫度，縱軸表示勵磁線圈的線圈電流的交流分量的振幅。線ISl表示具備了其電感比標準小10%的勵磁線圈的電磁繼電器在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量，線IS2表示其吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅。線頂1表示具備了其電感為典型的大小的勵磁線圈的電磁繼電器在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅，線IM2表示其吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅。線ILl表示具備了其電感比標準大10%的勵磁線圈的電磁繼電器在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅，線IL2表示其吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅。提供給上述開關元件的脈沖信號的頻率為100Hz，其占空比為45%。
[0013]由于勵磁線圈的電感的個體差異，在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IS1、線頂1、以及線ILl所示那樣產(chǎn)生偏差，在吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IS2、線頂2、以及線IL2所示那樣產(chǎn)生偏差。并且，由于電磁繼電器的周圍溫度的變化，在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IS1、線頂1、以及線ILl所示那樣變化，在吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IS2、線頂2、以及線IL2所示那樣變化。
[0014]因而，存在即使設定判定值(閾值)，也因電磁繼電器的周圍溫度的變化而導致可能會對電磁繼電器的開閉動作不良進行誤檢測的問題。例如，在將閾值設定為120mA的情況下，當周圍溫度為23°C、55°C時，與所有類型的電感有關的線圈電流的交流分量在背離狀態(tài)下高于閾值，而在吸附狀態(tài)下低于閾值，因而能夠準確地檢測出電磁繼電器的開閉動作不良。但是，在周圍溫度為-10°C時，線IS2超過閾值120mA，因而關于具備了其電感比標準小10%的勵磁線圈的電磁繼電器，存在可能會對開閉動作不良進行誤檢測的問題。
[0015]此外，在上述專利文獻2的結構中，如果電源電壓變動，則存在導致上述線圈電流的交流分量的振幅變化的問題。圖54是用于說明以往的熔敷檢測系統(tǒng)的電源電壓變動所產(chǎn)生的課題的圖形。橫軸表示電磁繼電器的電源電壓，縱軸表示流過在電磁繼電器中設置的勵磁線圈的線圈電流的交流分量的振幅。
[0016]線IS3表示具備了其電感比標準小10%的勵磁線圈的電磁繼電器在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅，線IL3表示具備了其電感比標準大10%的勵磁線圈的電磁繼電器在吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅。上述脈沖信號的頻率為100Hz，其占空比為45%。溫度為23°C，電源電壓為12V±10%。
[0017]由于電磁繼電器的電源電壓的變化，電感比標準小10%的勵磁線圈在背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IS3那樣變化。并且，電感比標準大10%的勵磁線圈在吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量如線IL3那樣變化。
[0018]因而，存在即使設定判定值(閾值)，也因電磁繼電器的電源電壓的變化而導致可能會對電磁繼電器的開閉動作不良進行誤檢測的問題。
[0019]此外，在上述專利文獻2的結構中，如果提高上述脈沖信號的頻率，則會變得無法判別吸附狀態(tài)和背離狀態(tài)，因而存在無法提高上述脈沖信號的頻率，上述脈沖信號的頻率的選擇受到限制的問題。圖55是用于說明以往的熔敷檢測系統(tǒng)的脈沖頻率所產(chǎn)生的課題的圖形，(a)是表示脈沖頻率和交流分量之間的關系的圖形。橫軸表示上述脈沖信號的頻率，縱軸表示勵磁線圈的線圈電流的交流分量的振幅。
[0020]線14表示背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅，線15表示吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅。
[0021]圖55 (b)是表示脈沖頻率和振幅減少率之間的關系的圖形。橫軸表示上述脈沖信號的頻率，縱軸表示將吸附狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅15除以背離狀態(tài)下的線圈電流的交流分量的振幅14而得到的振幅減少率。
[0022]如線16所示，振幅減少率在頻率超過約2kHz時接近100%。因此，如果上述脈沖信號的頻率超過預定值(依賴于電磁繼電器的種類，但在圖5(b)的例子中約為2kHz)，則變得無法判別吸附狀態(tài)和背離狀態(tài)。因此，需要較低地設定脈沖頻率，低頻分量和交流分量的頻率將會接近，因而產(chǎn)生用于截取低頻分量的濾波器設計較難且成本提高的問題，存在實際上不易使用的問題。
[0023]此外，即使在電磁繼電器的活動觸點沒有熔敷到固定觸點的情況下，也需要檢測如下的動作異常:在對電磁繼電器提供了動作信號時，從固定觸點背離的活動觸點不會吸附到固定觸點。
[0024]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠檢測電磁繼電器的活動觸點相對于固定觸點的吸附/背離的動作異常的電磁繼電器的異常檢測方法、電磁繼電器的異常檢測電路、以及異常檢測系統(tǒng)，其中，電磁繼電器通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開。
[0025]用于解決課題的方案
[0026]為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁繼電器的異常檢測方法是，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開的電磁繼電器的異常檢測方法，其特征在于，基于在未提供用于使所述活動觸點相對于所述固定觸點動作的動作信號的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和正在提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0027]為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁繼電器的異常檢測電路是，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開的電磁繼電器的異常檢測電路，其特征在于，所述異常檢測電路包括:控制電路，基于在未提供用于使所述活動觸點相對于所述固定觸點動作的動作信號的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和正在提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0028]為了解決上述課題，本發(fā)明的異常檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:電磁繼電器，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開；以及異常檢測電路，基于在未提供用于使所述活動觸點相對于所述固定觸點動作的動作信號的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和正在提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0029]為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁繼電器的異常檢測方法是，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開的電磁繼電器的異常檢測方法，其特征在于，基于在所述活動觸點沒有相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和所述活動觸點正在相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0030]為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁繼電器的異常檢測電路是，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開的電磁繼電器的異常檢測電路，其特征在于，所述異常檢測電路包括:控制電路，基于在所述活動觸點沒有相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和所述活動觸點正在相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0031]本發(fā)明的異常檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:電磁繼電器，通過伴隨對勵磁線圈供應或者切斷電流而產(chǎn)生的電磁力，活動觸點和固定觸點閉合或者打開；以及異常檢測電路，基于在所述活動觸點沒有相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和所述活動觸點正在相對于所述固定觸點動作的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0032]發(fā)明效果
[0033]本發(fā)明的電磁繼電器的異常檢測方法，基于在未提供用于使所述活動觸點相對于所述固定觸點動作的動作信號的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述勵磁線圈的線圈電流的第I瞬態(tài)響應信號、和正在提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述線圈電流的第2瞬態(tài)響應信號的至少一方，檢測所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
[0034]在未提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第I檢測脈沖信號時的所述第I瞬態(tài)響應信號、和正在提供所述動作信號的狀態(tài)下提供了第2檢測脈沖信號時的所述第2瞬態(tài)響應信號，根據(jù)活動觸點相對于所述固定觸點的位置而表示不同的值。因此，能夠基于所述第I瞬態(tài)響應信號和所述第2瞬態(tài)響應信號的至少一方而檢測出所述活動觸點相對于所述固定觸點的動作異常。
【附圖說明】
[0035]圖1是表示實施方式I的熔敷檢測系統(tǒng)的外觀的示意圖。
[0036]圖2是表示上述熔敷檢測系統(tǒng)的結構的電路圖。
[0037]圖3(a)是表示在上述熔敷檢測系統(tǒng)中設置的電磁繼電器的背離狀態(tài)的截面圖，(b)是表示其吸附狀態(tài)的截面圖。
[0038]圖4是表示上述熔敷檢測系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0039]圖5(a)是表示對與上述背離狀態(tài)的電磁繼電器關聯(lián)的開關元件施加的背離脈沖信號的波形圖，(b)是表示基于上述背離脈沖信號而生成的背離瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0040]圖6(a)是表示從上述背離瞬態(tài)響應信號提取了瞬態(tài)響應分量的信號的波形圖，(b)是表示從上述背離瞬態(tài)響應信號提取了交流分量的信號的波形圖，(C)是表示上述背離瞬態(tài)響應信號的具體的波形的波形圖。
[0041]圖7(a)是表示與圖6(a)所示的信號對應的階梯信號的波形圖，(b)是表示與圖6(b)所示的信號對應的矩形波信號的波形圖。
[0042]圖8(a)是表示階梯電壓信號、和在施加了該階梯電壓信號的勵磁線圈中流過的電流信號的波形圖，(b)是放大了(a)中的A部分的波形圖。
[0043]圖9(a)是表示背離脈沖信號、和在施加了該背離脈沖信號的勵磁線圈中流過的背離瞬態(tài)響應信號的波形圖，(b)是放大了(a)中的B部分的波形圖。
[0044]圖10(a)是表示對上述開關元件施加的吸附信號以及吸附脈沖信號的波形圖，(b)是表示基于上述吸附脈沖信號而生成的吸附瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0045]圖11(a)是表示對上述開關元件施加的另一吸附信號的波形圖，(b)是表示基于上述另一吸附信號而生成的另一吸附瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0046]圖12(a)、(b)分別是放大了圖11(a)、(b)的主要部分的波形圖。
[0047]圖13是用于說明實施方式7的熔敷檢測系統(tǒng)的動作的波形圖，(a)是表示背離脈沖信號的波形圖，(b)是表示背離瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0048]圖14是用于說明實施方式7的熔敷檢測系統(tǒng)的動作的波形圖，(a)是表示吸附脈沖信號的波形圖，(b)是表示吸附瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0049]圖15是用于說明上述背離瞬態(tài)響應信號和上述吸附瞬態(tài)響應信號的比較方法的波形圖。
[0050]圖16是用于說明設定閾值的方法的波形圖，其中，該閾值用于基于上述背離瞬態(tài)響應信號和上述吸附瞬態(tài)響應信號而判定有無熔敷。
[0051]圖17(a)是表示對上述開關元件施加的檢測脈沖信號的波形圖，(b)是表示上述閾值和基于上述檢測脈沖信號而生成的檢測瞬態(tài)響應信號的波形圖。
[0052]圖18(a)是表示對上述開關元件施加的吸附信號以及吸附脈沖信號的波形圖，(b)是用于說明基于上述吸附脈沖信號而生成的另一吸附瞬態(tài)響應信號的關系的波形圖。
[0053]圖19(a)是用于說明基于上述閾值和上述檢測瞬態(tài)響應信號而檢測上述熔敷的有無的方法的波形圖，(b)是表示上述背離瞬態(tài)響應信號和上述吸附瞬態(tài)響應信號的差分波形的波形圖。
[0054]圖20是用于說明檢測上述熔敷的有無的另一方法的波形圖。
[0055]圖21是用于說明檢測上述熔敷的有無的又一方法的波形圖。
[0056]圖22是用于說明檢測上述熔敷的有無的又一方法的波形圖。
[0057]圖23是用于說明基于上述差分波形而設定有效時間范圍的方法的波形圖。
[0058]圖24是用于說明基于上述閾值和重疊了噪聲的上述檢測瞬態(tài)響應信號而檢測上述熔敷的有無的方法的波形圖。
[0059]圖25是用于說明基于上述閾值和重疊了噪聲的上述檢測瞬態(tài)響應信號而檢測上述熔敷的有無的另一方法的波形圖。
[0060]圖26是用于說明基于上述閾值和重疊了噪聲的上述檢測瞬態(tài)響應信號而檢測上述熔敷的有無的又一方法的波形圖。
[0061]圖27是表示實施方式2的熔敷檢測系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0062