CN105723491B - 用于控制接触器装置的方法和控制单元 - Google Patents

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Abstract

本教导涉及一种在用于使接触器装置(1)闭合的控制单元(12)中执行的方法(60)。控制单元(12)被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈(6)通电而在闭合位置与打开位置之间的移动。方法(60)包括：跨线圈(6)施加(61)电压；在第一时间段期间确定(62)经过线圈(6)的电流和跨线圈(6)的电压，并且基于其估计出针对预测如果接触器装置(1)要停留在打开位置时经过线圈(6)的电流的行为的模型的模型参数，和在第一时间段结束之后测量(63)经过线圈(6)的电流并且确定(64)在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异，并且重复测量(63)和确定(64)直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。

Description

用于控制接触器装置的方法和控制单元
技术领域
这里所公开的技术大体涉及电网络中使用的接触器的领域，并且特别地涉及接触器的操作由电子器件控制的接触器。
背景技术
在电网络内接触器经常被用于切换大电流。这些接触器被设计用于切换各种应用中在正常条件期间发生的负载电流。接触器被设计成以便能够使电流接通、传导和断开。
电磁操作的接触器典型地包括在两个端部位置之间移动的弹簧偏置的电枢。电枢是电磁电路的一部分。在第一端部位置电枢是打开的并且于是电流路径是打开的，并且在第二端部位置，电枢被闭合并且于是接触器被闭合，由此提供电路径。正常情况下接触器是单稳态装置并且休息的位置是打开位置，但相反的位置有时使用。在第一端部位置因此没有电路径并且电路是打开的，在第二位置电路径被闭合并且于是电路被闭合。电枢的移动通过给电磁电路的线圈通电来实现，线圈典型地围绕电枢的部分或者围绕电磁电路的固定部分卷绕。
这样的接触器的操作使施加电流至线圈成为必需，由此在电磁体中产生磁通。磁通吸引电枢，这迫使接触器的接触闭合。接触器在闭合(也经常称作“接通”或“使接通”)期间需要高的线圈电流，因为电磁体的两个磁体部件之间的气隙大并且需要克服电枢中弹簧的弹簧力。当保持接触器闭合、表示为“保持状态”时，气隙小并且低的线圈电流是足够的。
为了确保可靠的接触接通，在切换至具有低电流的保持状态之前，高电流被施加至线圈持续包括安全余量的固定时间段。闭合期间的高电流的施加创建了线圈中的损失和增加的温度，并且在接触器已闭合之后的具有高电流的时段导致浪费的能量。浪费的能量对应于不必要的附加的供给功率，伴随着势必造成增加的成本。操作能量经常由具有有限容量的源供给并且因此期望使所使用的能量最小化。浪费的能量还增加了线圈以及其他电子器件中的温度，这可能会不利地影响它们的功能并降低它们的操作时间。
发明内容
本教导的目的是解决或至少部分减轻以上提到的问题中的一个或多个。
目的根据第一方面通过一种在用于使接触器装置闭合的控制单元中执行的方法来实现。接触器装置可在电流被允许在电流路径中流动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈通电而在闭合位置与打开位置之间的移动。方法包括：跨线圈施加电压；在第一时间段期间确定经过线圈的电流和跨线圈的电压，并且基于其估计出针对预测如果接触器装置要停留在打开位置时的经过线圈的电流的行为的模型的模型参数；和在第一时间段结束之后测量经过线圈的电流并且确定在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异，并且重复测量和确定直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
用于使接触器装置闭合的方法使得能够实现减低的吸合能量的使用，并且因此提供了较低的能量消耗。这可以通过减少功率供给的需要、例如通过对电容器组或其尺寸的减轻了的要求而降低了成本。减少的能量浪费还使得能够实现在线圈和其他电子器件上的降低的温度，延长了操作时间以及运转。这进而也允许接触器装置以较高操作频率、即较高间歇或占空比来运行。
目的根据第二方面通过一种用于使接触器装置闭合的控制单元来实现。接触器装置可在电流被允许在电流路径中移动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈通电而在闭合位置与打开位置之间的移动。控制单元被配置成：跨线圈施加电压；在第一时间段期间确定经过线圈的电流和跨线圈的电压，并且基于其估计出针对预测如果接触器装置要停留在打开位置时的经过线圈的电流的行为的模型的模型参数；和在第一时间段结束之后测量经过线圈的电流并且确定在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异，并且重复测量和确定直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
本教导的进一步特征和优点将在阅读以下描述和附图时变得清楚。
附图说明
图1图示出电磁操作的接触器装置。
图2图示出闭合过程期间线圈电流和承载件移动的图形。
图3图示出作为承载件移动的函数的线圈的电感的图形。
图4图示出对于本教导的一方面的在闭合过程期间线圈电流和承载件移动的图形。
图5图示出呈流程图形式的本教导的一方面。
图6图示出接触器装置的参数化模型、测量和位置的呈图形形式的本教导的一方面。
图7图示出本教导的一方面、特别是测量与模型之间的差异。
图8图示出图1的接触器装置的电路图。
图9图示出在依照本教导的用于控制接触器装置的方法的步骤上的流程图。
图10图示出依照本教导的适于控制接触器装置的控制单元。
具体实施方式
在以下描述中，为了说明但非限制的目的，阐述了诸如特定体系结构、接口、技术等等的具体细节以便提供彻底的理解。在其他实例中，公知的装置、电路、组成部件和方法的详细描述被省略以便不会用不必要的细节使描述模糊不清。相同的附图标记贯穿描述是指相同或相似的元件。
图1图示出本教导可以应用于其上的电磁操作的接触器装置1。示例性接触器装置1包括被布置成使电路径3接通或断开例如以控制电路中的电路径的接触部分2。接触部分2包括移动接触元件4a，和在下文中表示为固定接触元件4b、4c的第一与第二固定接触元件4b、4c。当固定接触元件4b、4c与移动接触元件4a机械接触时，有闭合的电路径3，否则电路径被断开(打开)。
接触器装置1进一步包括电磁体10。电磁体10包括移动磁体部分5a、固定磁体部分5b和线圈6。在下文中，移动磁体部分5a和固定磁体部分5b的组合也表示为磁体5a、5b。磁体5a、5b可相对于彼此移动并且固定磁体部分5b可以例如被螺栓固定至墙壁或类似物。可以是U形的磁体5a、5b例如并且如本领域公认地被布置成使得移动U形磁体部分5a的两个腿部分具有与固定U形磁体部分5b的相应的两个腿部分基本上相同的轴向延伸。U形磁体5a、5b的腿部分因此具有相对的端表面，在其之间创建有气隙11。需要注意的是，电磁体10可以可替代地以任何其他传统方式来设计。因此在移动磁体部分5a与固定磁体部分5b之间有气隙11，其尺寸取决于接触器装置1的状态。
线圈6可以围绕磁体5a、5b的一个或多个部分卷绕。线圈6被连接至电压源9并且当给线圈6通电时在磁体5a、5b中产生磁场。
电磁体10被机械地连接至接触承载件8，在下文中表示为承载件8。特别地，电磁体10的移动磁体部分5a被机械地连接至承载件8。承载件8也被机械地连接至移动接触元件4a。弹簧元件15(也表示为接触弹簧)可以于是被布置在承载件8中，以便例如通过被布置在承载件8与移动接触元件4a之间而使移动接触元件4a偏置。
承载件8被布置成使接触部分2的移动接触元件4a与接触部分2的固定接触元件4b、4c分离，由此使电路径3断开。承载件8还被布置成使移动接触元件4a与固定接触元件4b、4c之间的接触闭合，由此使电路径3闭合并允许电流流动。承载件8被布置成通过可在两个端部位置之间移动来实现这个。移动进而借助于电磁体10来实现。
当线圈6未通电时、即当线圈6没有电流时，弹簧元件7a、7b(也表示为分离弹簧)被布置成将移动磁体部分5a推压远离固定磁体部分5b由此增加气隙11，并且使接触器装置1处于其打开位置、即移动接触元件4a与固定接触元件4b、4c没有互连。
当电压施加至线圈6时，电流在线圈6中流动并且磁体5a、5b被磁化。由此生成的磁场使磁体5a、5b彼此吸引。当充足的电流在线圈6中流动时承载件8开始移动(在图1的设定中的向下方向上)。使承载件8移动(图1中，使其向下移动)并因此使移动接触元件4a移动至闭合位置所要求的电流比维持其闭合所需要的电流大得多。在打开位置时，大的气隙11必须被闭合，这要求克服弹簧元件7a、7b的弹簧力。在保持期间，气隙11小并且低的线圈电流对于保持其闭合的是足够的。此外，在保持状态期间，布置在承载件8中的弹簧元件15用弹簧力使接触4a、4b保持闭合。
控制单元12被设置用于控制接触器装置1、并且特别是其打开和闭合。控制单元12包括用于给线圈6通电并且控制承载件8的移动以及控制接触器装置1的其他操作的例如线路、电子电路、处理线路、存储器、电压源和装置等的部件。用于确定线圈电流和线圈电压的线路或传感器装置被图示在附图标记13和14处，并且可以是控制单元12的一部分，或者可以是为控制单元12提供测量值的单独布置的装置。
目前难以可靠地检测接触器装置1到达其闭合位置时的时刻，并且而是经常以附加的安全余量来施加固定的时间，在该时间期间电流/电压是高的。这导致如背景技术部分中所说明的能量被浪费。图2图示出该能量的浪费。
特别地，在图2中，示出了两个图形：图形C1图示出随着时间的推移通过线圈6的电流(以安培A测得)并且图形C2图示出随着时间的推移承载件8的在打开与闭合端部位置之间的位置。用附图标记21表示的箭头指示出接触器装置1的吸合的起动点，并且在跨线圈6施加电压之后，线圈电流增加(图形C1)并且承载件8开始移动(箭头22，图形C2)。在接触器1的闭合期间线圈电流随着常使用的磁化电流是经过整流的交流电流而是变化的，但是当承载件8移动完成(箭头23)时，线圈电流达到由电感的变化引起的最小值，而不是源自电压上的变化的其他最小值。
线圈电流是变化的，并且例如当承载件8开始移动时因为线圈6的电感的改变产生对抗电压(counteracting voltage)而减小。从承载件8移动的开始到移动完成所经过的时间是变化的。线圈电流因此在现有技术中在保持阶段(箭头24，图形C21)期间被保持处于高水平。如所提到的，该保持阶段出于保护的原因被设定为包括额外时间段的固定时间。指向阴影区的箭头25图示出在保持阶段期间浪费的能量。
需要注意的是，电流的减小的使用可以用于检测闭合。然而，这是与根据本教导的解决方案相比不太可靠的可替代方案，因为电流出于其他原因也会被减小，例如归因于电压上的变化。将难以可靠地检测期望的电流最小值。
简短而言，在本教导的一方面中，触头接通之后要求的能量被保持在最小值。这是在任何安全方面都没有妥协的情况下实现的。特别地，本教导例如通过使用传感器基于线圈6中的电流和跨线圈6的电压来确定承载件8状态，由此使用电流和电压作为测量出的性质。在不同方面，本教导使得能够实现从受控的吸合电压到受控的保持电流的状态的自适应改变，由此与已知方法相比显著地减少了所要求的能量。
图3图示出线圈6的电感如何随着气隙11改变、即随着支撑件8在从其打开位置到其闭合位置的闭合过程期间移动而改变。如可以通过图形看出的，线圈6的电感作为气隙11的尺寸的函数被减小。改变的电感引起线圈电流改变行为，该事实可以依照本教导被使用，以便确定承载件8位置，并且特别是确定承载件8何时到达或离开“保持位置”。
现在转到图4，线圈电流上的改变可以被检测并用于确定接触器装置1何时到达其闭合位置。特别地，图4图示出在本教导的一方面中在闭合过程期间线圈电流和承载件移动的图形。承载件8位置由图形C4示出并且线圈电流由图形C3示出。为了比较，以虚线绘制的图形C1被提供并图示出原始电流曲线(比较图2)。接触器装置1的闭合过程在时间t0起动(箭头30)并且在闭合过程完成并且接触器装置1因此被闭合时的时间t1结束(箭头31)。当例如使用电压源9施加电压时，电流穿过电磁体10的线圈6，并且承载件8开始移动以便使接触器装置1闭合、特别是通过使移动接触元件4a与固定接触元件4b、4c互连由此提供闭合的电路径。比较图形C1与C3清楚地图示出可以借助于本教导提供的能量节省。触头接通之后所要求的能量被保持至最小值、特别是通过检测用于触头接通的实际时间。由此现有技术的具有安全余量的固定时间的使用可以放弃。此外，通过检测用于触头接通的实际时间，确保了在切换至保持状态电流之前确实实现了稳健的触头接通。
图5在流程图20中图示出本教导的一方面。图6包括进一步图示出流程图30的步骤中的一些的图形。两个图都在下面提到。
框31指示出流程30的开始。在框32处，系统、即接触器装置1是空闲的，意味着接触器装置1处于打开状态(断开)。在框33处，启动接触器装置1的闭合的起动，这样的起动可以例如包括跨线圈6施加电压。闭合的起动可以例如势必导致例如通过控制单元12确定闭合序列是否已启动，或者确定用于闭合接触器装置1的命令是否已接收到。如果否，则系统继续处于其空闲状态。如果闭合的起动已开始，则流程继续至框34。在框34中，确定经过线圈6的电流以及跨线圈6的电压。该确定可以以不同方式来完成，例如通过简单地测量经过线圈6的电流和跨线圈6的电压。电压也可以已可替代的方式来确定，例如基于关于电压的已经可用的信息或者通过测量与施加至线圈6的电压成比例的电压。
接下来，在框35中估计出模型的参数，特别是将诸如跨线圈6的电流和电压测量等的参数进行比较。这些测量和估计在一时间段期间继续，例如直到达到时间限值或者直到估计的参数收敛至适当值。因此做出关于模型参数的估计是否应当继续的决定(框36)。
在本教导的一方面中，参数被用于预测作为输入信号(电压)和模型状态(电流)的函数的接触器装置1的行为。模型在当接触器装置1处于其打开状态时被参数化，因此模型将预测作为时间的函数的仿佛接触器装置1停留在打开状态时、经过线圈6的电流，见图6中用Gest表示的图形。
图6的图形Gest因此图示出如果接触器装置1要停留在其打开状态时的经过线圈6的电流的预测行为。图6的图形Gcurrent图示出在已接收到闭合命令之后进行的测量。当接触器装置1闭合时跨线圈的电流将降至最小值，但用于此的实际时间难以确定，如已描述的，例如归因于源自其他因素的电流上的变化而不是由闭合时刻引起的电流下沉。本教导通过将估计的电流行为与测量出的电流进行比较来解决该难点。当这些电流之间的差异足够大时，闭合时间被确定发生。如图6中图示出的，当测量出的电流达到最小值时(特别是闭合过程的全局最小值)承载件8位置(图形Gpos)对应于接触器装置的闭合状态。图7图示出测量与模型值之间的差异。
如果框36的决定是否，那么确定(框34)和估计(框35)继续。如果框26的决定为是，则流程继续至框37。
在框37中，测量出跨线圈6的电流。跨线圈6的确定出的电压可以如前面所提到的被用作到模型的输入信号。这样的确定出的电压因此可以被用于预测经过线圈6的电流(图6的表示为Gest的图形)。
在框38中，将预测的电流(图6的图形Gest)与测量出的电流(图6的表示为Gcurrent的图形)进行比较并且在框39中将该比较的结果用于做出关于接触器装置1是否已改变状态的决定。如果在框39中确定没有发生接触器装置1的状态改变，那么流程返回至框37。如果在框39中确定已发生接触器装置1的状态改变，那么流程继续至框60。
最后，在框30中，流程30结束或者可以做出控制动作。例如，控制动作涉及诸如减小经过线圈6的电流用于实现保持等的保持状态。电流可以被减小至在使功率损失最小化的情况下适于保持的水平。
图8图示出代表图1的接触器装置1的实施的示例性电路图。电压Ui由电压源9(参见图1)供给。接触器装置1的闭合通过连接电压源9来执行，而打开通过使电压源9断开连接来执行。供给电压可以经由全波整流器50被供给，其输出电压Us在所供给的电压是直流电压时是直流电压并且在所供给的电压是交流电压时是全波整流交流电压。输出电压Us被供给至接触器装置1的线圈6。线圈6被串联至开关晶体管51和小的串联电阻器52、在下文中表示为测量电阻器52，被配置用于电流测量。线圈6与续流二极管53反向并联连接。
控制单元12适于在晶体管51的帮助下用脉冲宽度调制控制跨线圈6的电压。控制单元12将控制信号Uc输出至晶体管51的栅极并且用恒定的脉冲频率并且用可变的脉冲宽度控制晶体管51。控制单元12被供给有跨测量电阻器52发生的电压Um，该电压是经过线圈6的电流的测量。通过与控制单元12并联布置的电阻器54、55所形成的分压器将测量出的信号Usm提供至控制单元12，该测量出的信号Usm与电压Us成比例。
图9图示出依照本教导的用于控制、特别是用于闭合接触器装置的方法的步骤的流程图。方法60可以在被配置或布置成控制如所描述的接触器装置1、特别是用于控制其闭合的控制单元12中实施和通过该控制单元12来执行。接触器装置1因此可在电流被允许在电流路径中流动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元12被配置成使得能够实现通过给电磁电路的线圈6通电在闭合位置与打开位置之间移动。方法60包括跨接触器装置1的线圈6施加61电压。
方法60包括在第一时间段期间确定62经过线圈6的电流和跨线圈6的电压并且基于其估计出针对预测如果接触器装置1要停留在打开位置时经过线圈6的电流的行为的模型的模型参数。经过线圈6的电流的确定可以简单地通过测量电流来完成。跨线圈6的电压的确定可以以不同方式来完成，如前面所说明的，例如通过简单地测量它。跨线圈6的电压的确定可以可替代地通过测量与施加至线圈6的电压成比例的电压而基于关于电压的已经可用的信息来完成。对于确定跨线圈6的电压的示例性方法，也参见图8和有关描述。
方法60包括在第一时间段结束之后测量63经过线圈6的电流并且确定64在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异。测量63和确定63重复，直到通过电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
在实施例中，方法60包括在第一时间段结束之后确定跨线圈6的电压并且使用该电压用于确定模型的预测电流。也就是，当执行经过线圈6的测量出的电流与模型的预测电流的比较时，后者可以基于这样的电压确定。电压确定可以如上所述以不同方式完成，一个方式是简单地测量它。
在实施例中，第一时间段包括预定时间段或从启动接触器装置1的起动直到估计参数收敛至适当值所经过的时间。第一时间段可以包括从电压的施加61直到估计参数收敛、特别是收敛至适当值所经过的时间。
在实施例中，方法60包括在确定出的闭合时间从第一电压切换至第二电压。第一电压可以例如包括提供用于启动闭合位置与打开位置之间的移动的线圈6中的电流的吸合电压。第二电压可以例如包括提供用于保持接触器装置1处于闭合位置的线圈6中的电流的保持电压。
在实施例中，从打开位置到闭合位置的状态改变的检测是基于高于阈值的电流上的差异。阈值可以例如被设定为大于通过使用经过整流的交流电流用于线圈6的通电而引起的测量出的电流上的任何电流变化，确保了差异对应于接触器装置1的闭合位置。
需要注意的是，基于电流上的差异进行的至闭合位置的状态改变的检测、即用于建立接触器装置1处于其闭合位置，可以以可替代的方式完成。例如通过将随着时间的推移的在电流上的差异进行积分并且当该积分的结果充分高时检测至闭合位置的状态改变。
在实施例中，通过给电磁电路的线圈6通电而在闭合位置与打开位置之间的移动包括给围绕电磁体10的磁体5a、5b的一部分卷绕的线圈6通电，以便使被机械连接至磁体5a、5b的承载件8移动，并且包括使接触元件4a在移动接触元件4a与固定接触元件4b、4c互连的闭合位置与移动接触元件4a断开固定接触元件4b、4c之间的电路径的打开位置之间移动。
图10示意性地图示出用于实施本教导的方法的控制单元12和部件。控制单元12可以包括处理器70，处理器包括能够执行存储在存储器71、并因此可以是计算机程序产品71中的软件指令的中央处理单元(CPU)、多处理器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路等中的一个或多个的任何组合。处理器70可以被配置成执行如相对于图9所描述的方法的各种实施例中的任一个。
仍然参照图10，存储器71可以是读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的任何组合。存储器71也可以包括持久性存储，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单一个或者组合。
控制单元12可以进一步包括用于从外部设备接收数据的输入/输出(I/O)设备73。例如，I/O设备73可以被用于从传感器装置13、14接收测量值。
控制单元12适于如所描述地控制接触器装置1。控制单元12被配置用于使接触器装置1闭合，其中接触器装置1可在电流被允许在电流路径上流动的闭合位置与电流路径被断开的打开位置之间移动。控制单元12被配置成使得能够通过给电磁电路的线圈6通电实现在闭合位置与打开位置之间的移动，如已描述的。控制单元12被配置成执行如相对于图9所描述的方法60的各种实施例。
特别地，控制单元12被配置成跨线圈6施加电压；在第一时间段期间确定经过线圈6的电流和跨线圈6的电压并且基于其估计出针对预测如果接触器装置1要停留在打开位置时经过线圈6的电流的行为的模型的模型参数；并且在第一时间段结束之后测量经过线圈6的电流并且确定64在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异，并且重复测量63和确定64直到通过在电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
在实施例中，控制单元12被配置成在第一时间段结束之后确定跨线圈6的电压并且使用电压用于确定模型的预测电流。
在实施例中，第一时间段包括预定时间段或从跨线圈6的电压的施加直到估计出的参数收敛所经过的时间。
在实施例中，控制单元12被配置成在确定出的闭合时间从第一电压切换至第二电压。
在上面的实施例的变型中，第一电压包括提供用于启动闭合位置与打开位置之间的移动的在线圈6中的电流的吸合电压。
在上面两个实施例的另一变型中，第二电压包括提供用于保持接触器装置1处于闭合位置的在线圈6中的电流的保持电压。
在实施例中，控制单元12被配置成基于高于阈值的在电流上的差异进行检测。
在上面的实施例的变型中，控制单元12被配置成将阈值设定为大于通过使用经过整流的交流电流用于线圈6的通电而引起的在测量出的电流上的任何电流变化，确保了差异对应于接触器装置1的闭合位置。
在实施例中，控制单元12被配置成：通过给围绕电磁体10的磁体5a、5b的一部分卷绕的线圈6通电，以便使被机械连接至磁体5a、5b并且包括移动接触元件4a的承载件8在移动接触元件4a与固定接触元件4b、4c互连的闭合位置与移动接触元件4a断开固定接触元件4b、4c之间的电路径之间移动，而通过给电磁电路的线圈6通电来实施在闭合位置与打开位置之间的移动。
本申请的教导还包含包括用于实施如上所述的方法的计算机程序72的计算机程序产品71，和计算机程序72存储于其上的计算机可读部件。计算机程序产品71可以是读写存储器(RAM)或只读存储器(ROM)的任何组合。计算机程序产品71还可以包括持久性存储，其例如可以是磁存储器、光存储器或固态存储器中的任何单一个或组合。
本教导因此包括用于如上所述的控制单元12的计算机程序72。计算机程序包括当在控制单元12上运行时引起控制单元12执行如下步骤的计算机程序代码：
-跨线圈6施加电压，
-在第一时间段期间确定经过线圈6的电流和跨线圈6的电压并且基于其估计出针对预测如果接触器装置1要停留在打开位置时经过线圈6的电流的行为的模型的模型参数，和
-在第一时间段结束之后测量经过线圈6的电流并且确定64在一方面测量出的电流与另一方面模型的预测电流之间的差异，并且重复测量63和确定64直到通过电流上的差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。

Claims (18)

1.一种在用于使接触器装置(1)闭合的控制单元(12)中执行的方法(60)，所述接触器装置(1)能在电流被允许在电流路径中流动的闭合位置与所述电流路径被断开的打开位置之间移动，所述控制单元(12)被配置成使得能够通过给电磁电路的线圈(6)通电而实现在所述闭合位置与所述打开位置之间的移动，所述方法(60)包括：
-跨所述线圈(6)施加(61)电压，
-在第一时间段期间确定(62)经过所述线圈(6)的电流和跨所述线圈(6)的电压，并且基于其估计出针对预测如果所述接触器装置(1)要停留在打开位置时经过所述线圈(6)的所述电流的行为的模型的模型参数，和
-在所述第一时间段结束之后测量(63)经过所述线圈(6)的电流并且确定(64)在一方面所测量出的电流与另一方面所述模型的预测电流之间的差异，并且重复所述测量(63)和确定(64)直到通过在电流上的所述差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
2.如权利要求1所述的方法(60)，包括在所述第一时间段结束之后确定跨所述线圈(6)的电压并且使用所述电压用于确定所述模型的所述预测电流。
3.如权利要求1所述的方法(60)，其中所述第一时间段包括预定时间段或从跨所述线圈(6)施加所述电压直到所估计出的参数收敛所经过的时间。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法(60)，包括在所确定出的闭合时间从第一电压切换至第二电压。
5.如权利要求4所述的方法(60)，其中所述第一电压包括提供用于启动所述闭合位置与所述打开位置之间的移动的在所述线圈(6)中的电流的吸合电压。
6.如权利要求4所述的方法(60)，其中所述第二电压包括提供用于保持所述接触器装置(1)处于所述闭合位置的在所述线圈(6)中的电流的保持电压。
7.如权利要求1-3中的任一项所述的方法(60)，其中所述检测基于电流的所述差异高于阈值。
8.如权利要求7所述的方法(60)，包括将所述阈值设定为大于通过使用经过整流的交流电流以用于给所述线圈(6)通电而引起的在所测量出的电流上的任何电流变化，确保所述差异对应于所述接触器装置(1)的所述闭合位置。
9.如权利要求1-3中的任一项所述的方法(60)，其中通过给所述电磁电路的所述线圈(6)通电而在所述闭合位置与所述打开位置之间的所述移动包括：给围绕电磁体(10)的磁体(5a，5b)的一部分卷绕的所述线圈(6)通电，以便使被机械连接至所述磁体(5a，5b)并包括移动接触元件(4a)的承载件(8)在所述移动接触元件(4a)与固定接触元件(4b，4c)互连的所述闭合位置与所述移动接触元件(4a)断开所述固定接触元件(4b，4c)之间的电路径的所述打开位置之间移动。
10.一种用于使接触器装置(1)闭合的控制单元(12)，所述接触器装置(1)能在电流被允许在电流路径中移动的闭合位置与所述电流路径被断开的打开位置之间移动，所述控制单元(12)被配置成使得能够通过给电磁电路的线圈(6)通电而实现在所述闭合位置与所述打开位置之间的移动，所述控制单元(12)被配置成：
-跨所述线圈(6)施加电压，
-在第一时间段期间确定经过所述线圈(6)的电流和跨所述线圈(6)的电压，并且基于其估计出针对预测如果所述接触器装置(1)要停留在打开位置时经过所述线圈(6)的所述电流的行为的模型的模型参数，和
-在所述第一时间段结束之后测量经过所述线圈(6)的电流并且确定(64)在一方面所测量出的电流与另一方面所述模型的预测电流之间的差异，并且重复所述测量(63)和确定(64)直到通过在电流上的所述差异检测到从打开位置到闭合位置的状态改变。
11.如权利要求10所述的控制单元(12)，被配置成在所述第一时间段结束之后确定跨所述线圈(6)的所述电压并且使用所述电压用于确定所述模型的所述预测电流。
12.如权利要求10所述的控制单元(12)，其中所述第一时间段包括预定时间段或从跨所述线圈(6)施加所述电压直到所述估计出的参数收敛所经过的时间。
13.如权利要求10-12中的任一项所述的控制单元(12)，被配置成在所确定出的闭合时间从第一电压切换至第二电压。
14.如权利要求13所述的控制单元(12)，其中所述第一电压包括提供用于启动所述闭合位置与所述打开位置之间的所述移动的在所述线圈(6)中的电流的吸合电压。
15.如权利要求13所述的控制单元(12)，其中所述第二电压包括提供用于保持所述接触器装置(1)处于所述闭合位置的在所述线圈(6)中的电流的保持电压。
16.如权利要求10-12中的任一项所述的控制单元(12)，被配置成基于在电流上的所述差异高于阈值进行检测。
17.如权利要求16所述的控制单元(12)，包括将所述阈值设定为大于通过使用经过整流的交流电流以用于给所述线圈(6)通电而引起的在所述测量出的电流上的任何电流变化，确保所述差异对应于所述接触器装置(1)的所述闭合位置。
18.如权利要求10-12中的任一项所述的控制单元(12)，被配置成：通过给围绕电磁体(10)的磁体(5a，5b)的一部分卷绕的所述线圈(6)通电，以便使被机械连接至所述磁体(5a，5b)并包括移动接触元件(4a)的承载件(8)在所述移动接触元件(4a)与固定接触元件(4b，4c)互连的所述闭合位置与所述移动接触元件(4a)断开所述固定接触元件(4b，4c)之间的电路径的所述打开位置之间移动，而实施通过给所述电磁电路的所述线圈(6)通电而在所述闭合位置与所述打开位置之间的所述移动。
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