CN116097387A - 接触器中的故障模式检测 - Google Patents

Abstract

公开了用于接触器中的故障模式检测的方法和装置。在特定实施例中，一种用于接触器中故障模式检测的方法包括：将接触器命令信号维持在打开状态；将接触器连接到向接触器提供第一预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量；确定第一时间量是否超过第一预定时间阈值；响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

Description

接触器中的故障模式检测

技术领域

背景技术

接触器是用于接通或断开高压连接的设备。这样的连接器可以包括由可移动开关元件闭合和/或连接的两个电触点。在一些实例中，该可移动开关元件借助于线圈和由线圈引导的锚定件在打开状态与闭合状态之间移动。在这种设计中，如果锚定件被卡住或者可移动的开关元件被焊接(welded)闭合，则接触器可能无法正确操作

发明内容

公开了用于接触器中的故障模式检测的方法和装置。如以下将说明的，根据本发明的实施例的接触器包括柱塞和线圈。线圈可以被配置为利用电流或电压通电。在特定实施例中，接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动柱塞。接触器命令信号可以具有包括第一状态和第二状态的多个状态。接触器命令信号的第一状态引导柱塞移动到打开位置，该打开位置将接触器置于打开状态，在打开状态中，接触器不连接第一连接器和第二连接器。接触器命令信号的第二状态引导柱塞移动到闭合位置，该闭合位置将接触器置于闭合状态，在闭合状态中接触器连接第一连接器和第二连接器。

在特定实施例中，一种用于接触器中的故障模式检测的方法包括确定该接触器是否被焊接(welded)闭合。为了做出该确定，该方法包括检测控制器，检测控制器将接触器命令信号维持在打开状态、以及将接触器连接到向该接触器提供第一预定电压量的电压源。检测控制器测量线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量。在本实施例中，检测控制器确定第一时间量是否超过第一预定时间阈值。响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，检测控制器确定接触器处于打开状态，这指示接触器没有被焊接闭合。然而，响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，检测控制器可以确定接触器处于闭合状态，这提供了接触器被焊接闭合的指示。

在本发明的另一实施例中，一种用于接触器中的故障模式检测的方法包括确定接触器的柱塞是否被卡住。为了做出该确定，该方法包括检测控制器，该检测控制器将接触器命令信号从打开状态切换到闭合状态。将接触器命令信号切换到闭合状态引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态。在本实施例中，检测控制器将接触器连接至向接触器提供第一电压量的电压源。在向接触器施加第一电压量之后，检测控制器确定线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变。检测控制器确定所确定的线圈电流在该时间段内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式(pattern)相关联。响应于确定所确定的改变与方式相关联，检测控制器可以做出柱塞未被卡住的第一确定。然而，响应于确定所确定的改变与方式不相关联，检测控制器可以确定柱塞被卡住。

在本发明的另一实施例中，一种用于接触器中的故障模式检测的方法包括确定接触器的柱塞在监测期间是否意外地移动，这可以指示该接触器受到机械冲击。为了做出该确定，该方法包括检测控制器，该检测控制器将线圈电流降低到保持电流阈值并且将接触器维持在有效功率水平。在该实施例中，检测控制器监测线圈的线圈电流的大小、以及确定线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变第一预定量。响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变第一预定量，检测控制器可以确定尽管接触器命令信号没有改变状态，但柱塞已经意外地移动。

如下面将解释的，检测故障模式(例如，接触器是否被焊接闭合、柱塞是否被卡住、或柱塞是否预期地移动)的检测控制器可用于提高接触器的安全性和可靠性。根据如在附图中所示的本发明的示例性实施例的以下更具体的描述，本发明的前述和其他目的、特征以及优点将是显而易见的，其中相同的附图标记总体上表示本发明的示例性实施例的相同部分。

附图说明

图1示出了根据本发明的至少一个实施例的用于故障模式检测的接触器的横截面；

图2示出了在接触器闭合期间由柱塞的移动引起的三个线圈电流信号；

图3示出了根据本发明的至少一个实施例的检测控制器的示例；

图4示出了根据本发明的至少一个实施例的用于检测接触器的故障模式的线圈电流的形状；

图5是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图；

图6是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图；

图7是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图；

图8是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图；

图9是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图；以及

图10是根据本发明的至少一个实施例的用于接触器中的故障模式检测的示例方法的流程图。

具体实施方式

出于描述特定示例的目的，本文使用的术语不旨在对其他示例进行限制。无论何时使用诸如“一个”、“一种”和“该”的单数形式并且仅使用单个元件既不明确地也不隐含地被定义为是强制性的，其他示例还可以使用多个元件来实现相同的功能。同样地，当后续将功能描述为使用多个元件来实现时，其他示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“囊括”和/或“具有”在使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件、部件和/或其任何组的存在或添加。

将理解的是，当一个元件被称为“连接”或“耦接”至另一个元件时，这些元件可以直接连接或耦接、或经由一个或更多个中间元件连接或耦接。如果使用“或”组合两个元件A和B，则应理解为公开所有可能的组合，即，即仅A、仅B以及A和B。相同组合的可替代措辞是“A和B中的至少一个”。这同样适用于两个以上元件的组合。

因此，虽然其他示例能够进行各种修改和替代形式，但是其某些特定示例在附图中被示出并且随后将被详细描述。然而，该详细描述不将其他示例限制为所描述的特定形式。其他示例可以涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等效物和替代方案。

从图1开始，参考附图描述了根据本公开的用于接触器中的故障模式检测的示例性方法、装置、设备和计算机程序产品。为了进一步解释，图1阐述了接触器100的图，接触器100包括柱塞102、线圈104、顶部防护物(shield)108、通量管110和杯(cup)106。

在图1的示例中，线圈104可以被配置为利用电流或电压通电。接触器100可以被配置为响应于接触器命令信号的状态改变而移动柱塞102。接触器命令信号可以具有包括第一状态和第二状态的多个状态。接触器命令信号的第一状态引导柱塞102移动到打开位置，该打开位置将接触器100置于打开状态，在打开状态中接触器100不连接第一连接器(未示出)和第二连接器(未示出)。接触器命令信号的第二状态引导柱塞102移动到闭合位置，该闭合位置将接触器100置于闭合状态，在闭合状态中接触器100连接第一连接器和第二连接器。

如以上解释的，该接触器可能被焊接闭合，该柱塞可能被卡住，或该柱塞可能意外地移动。在这些故障模式期间，通过线圈的电流(线圈电流信号)发生改变。例如参见图2，其示出了当接触器被焊接闭合时；当柱塞被卡住时；以及当柱塞自由移动时，在接触器闭合期间由柱塞的移动引起的三个线圈电流信号。如下面将要解释的，检测控制器可以确定线圈电流的这种改变并使用线圈电流的改变的确定来检测接触器的故障模式。

为了进一步解释，图3示出了根据本公开的至少一个实施例的检测控制器的示例。在图3的示例中，检测控制器300使用微处理器和外围部件来检测接触器内的线圈电流或电压的改变。

检测控制器300可以使用接触器内的改变的检测来检测和诊断接触器的故障模式。例如，图4示出了用于检测接触器被焊接闭合的第一故障模式、柱塞被卡住(未完全闭合)的第二故障模式、以及柱塞意外移动的第三故障模式的线圈电流的形状。

在特定实施例中，检测控制器可以集成在定制集成电路中，使得印刷电路板可以用包括该检测控制器的单个芯片替换，该定制集成电路包括有效利用线圈在不同相之间的功率的电路，并且可以进一步包括电压抑制二极管。在另一实施例中，单个芯片可以被封装在具有定制引线框的定制封装中，该定制引线框包括允许在接触器组件中简单、坚固且廉价安装的方法，诸如直接将线圈导线压入配合连接或焊接到该封装上。

为了进一步解释，图5阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。根据本发明的实施例，接触器(例如，图1的接触器100)包括柱塞(例如，图1的柱塞102)和线圈(例如，图1的线圈104)。线圈可以被配置为利用电流或电压通电。在该示例中，接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变而移动柱塞。接触器命令信号可以具有包括第一状态和第二状态的多个状态。在图5的示例中，接触器命令信号的第一状态引导柱塞移动到打开位置，打开位置将接触器置于打开状态，在打开状态中接触器不连接第一连接器和第二连接器。接触器命令信号的第二状态引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态，在闭合状态中接触器连接第一连接器和第二连接器。

如以上所解释的，接触器可能经历一个或更多个故障模式，一个或更多个故障模式阻止接触器根据接触器命令信号与连接器连接或断开。一种这样的故障模式的示例是当接触器命令信号处于打开状态但接触器自上一状态以来没有被完全打开时，这表示接触器被焊接闭合。图5的方法中的检测控制器501可以用于通过确定接触器是否闭合(尽管接触器命令信号处于打开状态)来识别接触器是否处于这种故障模式。检测控制器501可以是图3的检测控制器300的示例。在特定实施例中，检测控制器可以包括计算机程序指令，该计算机程序指令在被执行时使得检测控制器根据本发明的一个或更多个实施例执行故障模式检测。

为了做出这个确定，图5的方法开始于将接触器命令信号维持502在打开状态。可以通过继续向接触器提供与打开状态相关联的特定信号来执行将接触器命令信号维持502在打开状态。或者，可以通过不提供信号来执行将接触器命令信号维持502在打开状态。在该实施例中，不提供信号可以向接触器指示接触器命令信号处于打开状态。

图5的方法还包括将接触器连接504至向接触器提供第一预定电压量的电压源。如上所述，电压源可用于给接触器通电。可以通过将电压源耦接到接触器来执行将接触器连接504至向接触器提供第一预定电压量的电压源。

此外，图5的方法包括测量506线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量。在特定实施例中，第一预定电流阈值是足够低以防止柱塞移动的电流水平。测量506线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量可以通过以下执行：将计数器递增以对应于时间的流逝；监测线圈的线圈电流；确定线圈电流是否超过第一预定电流阈值；以及响应于确定线圈电流不超过第一预定电流阈值，继续递增计数器。

图5的方法包括确定508第一时间量是否超过第一预定时间阈值。该第一预定时间阈值可以对应于接触器的电感将保持低的最大时间量，这指示接触器打开或未被焊接。可以通过将第一时间量与第一预定时间阈值进行比较来执行确定508第一时间量是否超过第一预定时间阈值。

图5的方法还包括响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，确定510接触器处于闭合状态。响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值而确定510接触器处于闭合状态可以通过以下执行：传输指示故障已经发生或特定故障模式已经发生的信号；设置或存储确认接触器处于错误状态(闭合状态)或故障已经发生的标志或值。

此外，图5的方法包括响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，确定512接触器处于打开状态。响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值而确定512接触器处于打开状态可以通过以下执行：存储确认接触器处于正确状态(打开状态)的指示或标志；或发送确认接触器处于正确状态的信号。

为了进一步解释，图6阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。图6的方法类似于图5的方法，因为图6的方法包括图5的所有元件。

如以上所解释的，接触器可能经历一个或更多个故障模式，一个或更多个故障模式阻止接触器根据接触器命令信号进行连接或断开。一种这样的故障模式的另一示例是当接触器命令信号处于闭合状态并且接触器的前一状态为打开状态而接触器未完全闭合时。接触器可能不切换到闭合状态的一个原因是柱塞被卡住。图6的方法包括通过确定柱塞是否被卡住来识别该特定故障模式的步骤。

为了做出该确定，图6的方法开始于将接触器命令信号切换602至闭合状态，切换602引导柱塞移动至将接触器置于闭合状态的闭合位置。将接触器命令信号切换602到闭合状态可以通过以下执行：改变接触器命令信号的大小或频率以指示闭合状态，以及将所改变的信号施加到接触器；其中切换602引导柱塞移动到将接触器置于闭合状态的闭合位置。

图6的方法还包括将接触器连接604至向接触器提供第二电压量的电压源。可以通过将电压源耦接到接触器来执行将接触器连接604至向接触器提供第二电压量的电压源。第二电压量可以等于图5中的电压量。

此外，图6的方法还包括在向接触器施加第二电压量之后，确定606线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变。确定606线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变可以通过以下执行：将跟踪时间量的计数器递增、确定时间量是否超过阈值；测量线圈电流；以及在不同时间间隔处存储线圈电流的测量值。

图6的方法还包括确定608所确定的线圈电流在该时间段内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式(pattern)相关联。确定608所确定的线圈电流在该时间段内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式相关联可以通过以下执行：检索一个或更多个方式，每个方式指示在一段时间内的不同时间间隔处的线圈电流的大小；以及将所确定的线圈电流在不同时间间隔处的改变与一个或更多个方式进行比较。在特定实施例中，一个或更多个方式可以被存储在可由检测控制器501访问的存储器或存储位置中。

图6的方法包括响应于确定所确定的改变与方式不相关联，确定610柱塞被卡住。确定610柱塞被卡住可以通过以下执行：传输指示故障已经发生或特定故障模式已经发生的信号；以及设置或存储确认柱塞被卡住或故障已经发生的标志或值。在特定实施例中，一旦检测到故障，就确定用于确定故障的过程。

图6的方法还包括响应于确定所确定的改变与方式相关联，做出612柱塞未被卡住的第一确定。做出612柱塞未被卡住的第一确定可以通过以下执行：存储确认柱塞未被卡住的指示或标志；或发送确认柱塞未被卡住的信号。

为了进一步解释，图7阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。图7的方法与图6的方法类似，因为图7的方法包括图6的所有元件。

图7的方法提供了用于确定柱塞是否被卡住的另外步骤。具体地，图7的方法包括确定702线圈电流的大小已经稳定。确定702线圈电流的大小已经稳定可以通过以下执行：监测线圈电流；测量线圈电流的大小的样本；将这些样本彼此进行比较以确定偏差量；以及确定偏差量是否超过阈值。

图7的方法还包括在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止704向线圈提供电压。可以通过从线圈断开电压源来执行停止704向线圈提供电压。

此外，图7的方法还包括在停止向线圈提供电压之后，确定706线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量。确定706线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量可以通过以下执行：将计数器递增以对应于时间的流逝；监测线圈的线圈电流；确定线圈电流是否下降到低于第二预定电流阈值；以及响应于确定线圈电流未下降到低于第二预定电流阈值而继续递增计数器。例如，如果第二时间量低于第二预定时间阈值，则线圈的电感可以假定为低于某一阈值并且磁系统是饱和的，这指示接触器完全闭合并且柱塞未被卡在打开位置。

图7的方法还包括确定708第二时间量是否不超过第二预定时间阈值。可以通过将第二时间量与第二预定时间阈值进行比较来执行确定708第二时间量是否不超过第二预定时间阈值。

图7的方法包括响应于确定第二时间量超过第二预定时间阈值，确定710柱塞被卡在打开位置。确定710柱塞被卡住可以通过以下执行：传输指示故障已经发生或特定故障模式已经发生的信号；设置或存储确认柱塞被卡住或故障已经发生的标志或值。

图7的方法继续于响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，做出712柱塞未被卡住的第二确定。做出712柱塞未被卡住的第二确定可以通过以下执行：存储确认柱塞未被卡住的指示或标志；或发送确认柱塞未被卡住的信号。

为了进一步解释，图8阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。图8的方法类似于图7的方法，因为图8的方法包括图7的所有元件。

在使用图7的方法来确定柱塞是否被卡住之后，图8的方法可以用来确定接触器是否正经历另一故障模式，在该故障模式中，柱塞(例如，由于机械冲击)被意外地移动。在这个示例实施例中，接触器命令信号处于闭合状态并且接触器的前一状态处于闭合状态。

在图7中做出柱塞未被卡住的第一确定和第二确定之后，图8的方法开始于将线圈电流降低802至保持电流。将线圈电流降低802至保持电流可以通过以下执行：改变施加到接触器的电压或电流；测量线圈电流的大小；以及将线圈电流的测量大小与保持电流设定点进行比较。可以选择保持电流设定点来将接触器维持在有效功率水平。

图8的方法还包括将接触器维持804在有效功率水平。可以通过使用脉冲宽度调制“PWM”调节至线圈的驱动电压来执行将接触器维持804在有效功率水平。

此外，图8的方法包括监测806线圈的线圈电流的大小。可以通过连续地或周期性地测量线圈电流的大小来执行监测806线圈的线圈电流的大小。

图8的方法还包括确定808线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量。确定808线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量可以通过以下执行：将计数器递增以对应于时间的流逝；确定计数器是否指示超过预定时间段的量；当计数器指示不超过预定时间段的量时确定线圈电流的改变量或偏差量；以及确定改变量或偏差量是否超过第一预定量。

图8的方法包括：响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变第一预定量，确定810尽管接触器命令信号没有改变状态但柱塞已经移动。确定810尽管接触器命令信号没有改变状态但柱塞已经移动可以通过以下执行：传输指示故障已经发生或特定故障模式已经发生的信号；设置或存储确认柱塞意外移动或故障已经发生的标志或值。

为了进一步解释，图9阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。图9的方法类似于图8的方法，因为图9的方法包括图8的所有元件。

在图8中确定柱塞意外移动之后，图9的方法可以用于尝试打开接触器以避免由于再次撞击而引起的焊接。图9的方法包括将接触器命令信号切换902到打开状态。将接触器命令信号切换902到打开状态可以通过以下执行：改变接触器命令信号的大小或频率以指示打开状态；以及将所改变的信号施加到接触器。

图9的方法还包括将线圈驱动电压设置904为零。可以通过降低线圈驱动电压来执行将线圈驱动电压设置904为零。

图9的方法还包括在将接触器命令信号切换至打开状态以及将线圈驱动电压设置为零之后，测量906第三时间量。可以通过递增计数器以对应于时间的流逝来执行测量906第三时间量。

此外，图9的方法还包括确定908第四时间量是否超过第四预定时间阈值以及线圈电流是否降低至零。确定908第三时间量是否超过第三预定时间阈值以及线圈电流是否降低至零可以通过以下执行：监测线圈的线圈电流；确定线圈电流是否降低到零；响应于确定线圈电流未降低到零，继续递增计数器；以及将计数器与第三预定时间阈值进行比较。

为了进一步解释，图10阐述了示出根据本公开的实施例的接触器中的故障模式检测的示例性方法的流程图。图10的方法类似于图9的方法，因为图10的方法包括图9的所有元件。然而，图10的方法包括用于确定接触器是否被焊接闭合的附加元件。图10的方法包括将接触器连接1002至向接触器提供第三预定电压量的电压源。可以通过将电压源耦接到接触器来执行将接触器连接1002到向接触器提供第三预定电压量的电压源。

图10的方法还包括测量1004线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量。测量1004线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量可以通过以下执行：递增计数器以对应于时间的流逝；监测线圈的线圈电流；确定线圈电流是否超过第四预定电流阈值；以及响应于确定线圈电流不超过第四预定电流阈值，继续递增计数器。

此外，图10的方法包括确定1006第四时间量是否超过第四预定时间阈值。可以通过将第四时间量与第四预定时间阈值进行比较来执行确定1006第四时间量是否超过第四预定时间阈值。

图10的方法还包括响应于确定第四时间量不超过第四预定时间阈值，确定1008接触器处于打开状态。确定1008接触器处于打开状态可以通过以下执行：存储确认接触器处于正确状态(打开状态)的指示或标志；或发送确认接触器处于正确状态的信号。

图10的方法还包括响应于确定第四时间量超过第四预定时间阈值，确定1010接触器处于闭合状态。确定1010接触器处于闭合状态可以通过以下执行：传输指示故障已经发生或特定故障模式已经发生的信号；设置或存储确认接触器处于错误状态(闭合状态)或故障已经发生的标志或值。

本发明的示例性实施例主要在用于调节接触器中的故障模式检测的全功能计算机系统的背景中描述。然而，本领域技术人员将认识到，本发明也可以体现在计算机程序产品中，该计算机程序产品设置在计算机可读存储介质上以与任何合适的数据处理系统一起使用。这样的计算机可读存储介质可以是用于机器可读信息的任何存储介质，包括磁介质、光学介质或其他合适的介质。这种介质的示例包括硬盘驱动器或软盘中的磁盘、用于光驱动器的压缩盘、磁带以及本领域技术人员会想到的其他介质。本领域技术人员将立即认识到，具有合适的编程装置的任何计算机系统将能够执行如在计算机程序产品中体现的本发明的方法的步骤。本领域技术人员还将认识到，尽管本说明书中描述的一些示例性实施例面向安装在计算机硬件上并在计算机硬件上执行的软件，然而，作为固件或硬件实现的替代实施例也在本发明的范围内。

本发明可以是系统、装置、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质(或媒质)，计算机可读存储介质(或媒质)上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是能够保留和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以例如是但不限于：电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或者前述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括以下各项：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能磁盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备(诸如，记录有指令的穿孔卡或槽中的凸起结构)、以及前述的任何合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为本身就是瞬态信号，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。

本文描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载至相应的计算/处理设备，或者经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)下载至外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应的计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。

用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(instruction-set-architecture，ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、固件指令、状态设置数据、或以一种或更多种编程语言(包括面向对象的编程语言(诸如，Smalltalk、C++等)以及传统的程序化编程语言(诸如，“C”编程语言或类似的编程语言))的任何组合编写的源代码或目标代码。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息以个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。

本文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个块、以及流程图和/或框图中的块的组合，都可以通过计算机可读程序指令来实现。

可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机、或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的一个或更多个块中指定的功能/动作的手段。也可以将这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指导计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式运行，使得存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实现流程图和/或框图中的一个或更多个块中指定的功能/动作的各方面的指令。

计算机可读程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图的一个或更多个块中所指定的功能/动作。

图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、装置、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个块可以表示模块、分段或指令的一部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。在一些替代实施方式中，块中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，依据所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个块、以及框图和/或流程图中的块的组合，可以用执行指定功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合的基于硬件的专用系统来实现。

本公开的优点和特征可以通过以下陈述来进一步描述：

1.一种用于接触器中的故障模式检测的方法，接触器包括柱塞和线圈，线圈被配置为利用电流或电压通电，该接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动柱塞，接触器命令信号具有第一状态和第二状态，接触器命令信号的第一状态引导柱塞移动到打开位置，打开位置将接触器置于打开状态，在打开状态中接触器不连接第一连接器和第二连接器，接触器命令信号的第二状态引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态，在闭合状态中接触器连接第一连接器和第二连接器，方法包括：将接触器命令信号维持在打开状态；将接触器连接到向该接触器提供第一预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量；确定第一时间量是否超过第一预定时间阈值；响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

2.根据陈述1的方法，还包括：将接触器命令信号切换到闭合状态，该切换引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态；将接触器连接至向接触器提供第二电压量的电压源；在向接触器施加第二电压量之后，确定线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变；确定所确定的线圈电流在一段时间内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式相关联；响应于确定所确定的改变与方式相关联，做出柱塞未被卡住的第一确定；以及响应于确定所确定的改变与方式不相关联，确定柱塞被卡住。

3.根据陈述1或2的方法，还包括：确定线圈电流的大小已经稳定；在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止向线圈提供电压；在停止向线圈提供电压之后，确定线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；确定第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，做出柱塞未被卡住的第二确定；以及响应于确定第二时间量超过第二预定时间阈值，确定柱塞被卡住。

4.根据陈述1-3中任一项的方法，还包括：响应于做出柱塞未被卡住的第一确定和第二确定，将线圈电流降低到保持电流阈值；将接触器维持在有效功率水平；监测线圈的线圈电流的大小；确定线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量；以及响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变了第一预定量，确定尽管接触器命令信号没有改变状态但柱塞已经移动。

5.根据陈述1-4中任一项的方法，还包括：将接触器命令信号切换到打开状态；将线圈驱动电压设置为零；在将接触器命令信号切换到打开状态以及将线圈驱动电压设置为零之后，测量第三时间量；以及确定第三时间量是否超过第三预定时间阈值、以及线圈电流是否降低至零。

6.根据陈述1-5中任一项的方法，还包括：在确定第三时间量超过第三预定时间阈值以及线圈电流降低至零之后，将接触器连接至向接触器提供第三预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量；确定第四时间量是否超过第四预定时间阈值；响应于确定第四时间量不超过第四预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第四时间量超过第四预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

7.以下的方法单独或与陈述1-6中任一项组合，一种用于接触器中的故障模式检测的方法，接触器包括柱塞和线圈，线圈被配置为利用电流或电压通电，接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动柱塞，接触器命令信号具有第一状态和第二状态，接触器命令信号的第一状态引导柱塞移动到打开位置，打开位置将接触器置于打开状态，在打开状态中接触器不连接第一连接器和第二连接器，接触器命令信号的第二状态引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态，在闭合状态中接触器连接第一连接器和第二连接器，该方法包括：将接触器命令信号从打开状态切换到闭合状态，切换引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态；将接触器连接到向接触器提供第一电压量的电压源；在向接触器施加第一电压量之后，确定线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变；确定所确定的线圈电流在一段时间内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式相关联；响应于确定所确定的改变与方式相关联，做出柱塞未被卡住的第一确定；以及响应于确定所确定的改变与方式不相关联，确定柱塞被卡住。

8.根据陈述1-7中任一项的方法，还包括：确定线圈电流的大小已经稳定；在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止向线圈提供电压；在停止向线圈提供电压之后，确定线圈电流的大小降到低于第一电流阈值的第一时间量；确定第一时间量是否不超过第一预定时间阈值；响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，做出柱塞未被卡住的第二确定；以及响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，确定柱塞被卡住。

9.根据陈述1-8中任一项的方法，还包括：响应于做出柱塞未被卡住的第一确定和第二确定，将线圈电流降低到保持电流阈值；将接触器维持在有效功率水平；监测线圈的线圈电流的大小；确定线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量；响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变了第一预定量，确定尽管接触器命令信号没有改变状态但柱塞已经移动。

10.根据陈述1-9中任一项的方法，还包括：响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变第一预定量：确定线圈电流的大小已经稳定；在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止向线圈提供电压；在停止向线圈提供电压之后，确定线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；确定第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态；以及响应于确定第二时间量超过第二预定时间阈值，确定接触器处于打开状态。

13.根据陈述1-12中任一项的方法，其中，确定接触器的电流状态包括：将接触器连接至向接触器提供第二预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第四预定电流阈值的第四时间量；确定第四时间量是否超过第四预定时间阈值；响应于确定第四时间量不超过第四预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第四时间量超过第四预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

14.一种用于接触器中的故障模式检测的装置，接触器包括柱塞和线圈，线圈被配置为利用电流或电压通电，接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动柱塞，接触器命令信号具有第一状态和第二状态，接触器命令信号的第一状态引导柱塞移动到打开位置，打开位置将接触器置于打开状态中，在打开状态中接触器不连接第一连接器和第二连接器，接触器命令信号的第二状态引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态，在闭合状态中接触器连接第一连接器和第二连接器，装置被配置为执行以下操作：确定接触器的前一确定状态为打开状态以及接触器命令信号处于打开状态；将接触器连接到向接触器提供第一预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量；确定第一时间量是否超过第一预定时间阈值；响应于确定第一时间量不超过第一预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第一时间量超过第一预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

15.根据陈述14的装置，还被配置为执行以下操作：将接触器命令信号切换到闭合状态，切换引导柱塞移动到闭合位置，闭合位置将接触器置于闭合状态；将接触器连接至向接触器提供第二电压量的电压源；在向接触器施加第二电压量之后，确定线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变；确定所确定的线圈电流在一段时间内的改变是否与指示柱塞从打开位置移动至闭合位置的方式相关联；响应于确定所确定的改变与方式相关联，做出柱塞未被卡住的第一确定；以及响应于确定所确定的改变与方式不相关联，确定柱塞被卡住。

16.根据陈述14或15的装置，进一步被配置为执行以下操作：确定线圈电流的大小已经稳定；在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止向线圈提供电压；在停止向线圈提供电压之后，确定线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；确定第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，做出柱塞没有被卡住的第二确定；以及响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，确定柱塞被卡住。

17.根据陈述14-16中任一项的装置，还被配置为执行以下操作：确定线圈电流的大小已经稳定；在确定线圈电流的大小已经稳定之后，停止向线圈提供电压；在停止向线圈提供电压之后，确定线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；确定第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；响应于确定第二时间量不超过第二预定时间阈值，做出柱塞未被卡住的第二确定；以及响应于确定第二时间量超过第二预定时间阈值，确定柱塞被卡住。

18.根据陈述14-17中任一项的装置，还被配置为执行以下操作：响应于做出柱塞未被卡住的第一确定和第二确定，将线圈电流降低至保持电流阈值；将接触器维持在有效功率水平；监测线圈的线圈电流的大小；确定线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量；以及响应于确定线圈电流的大小在第一预定时间段内至少改变了第一预定量，确定尽管接触器命令信号没有改变状态但柱塞已经移动。

19.根据陈述14-18中任一项的装置，还被配置为执行以下操作：将接触器命令信号切换到打开状态；将线圈驱动电压设置为零；在将接触器命令信号切换到打开状态以及将线圈驱动电压设置为零之后，测量第三时间量；确定第三时间量是否超过第三预定时间阈值以及线圈电流是否降低到零；以及在确定第三时间量超过第三预定时间阈值以及线圈电流降低到零之后，确定接触器的电流状态。

20.根据陈述14-19中任一项的装置，其中确定接触器的电流状态包括：将接触器连接到向接触器提供第三预定电压量的电压源；测量线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量；确定第四时间量是否超过第四预定时间阈值；响应于确定第四时间量不超过第四预定时间阈值，确定接触器处于打开状态；以及响应于确定第四时间量超过第四预定时间阈值，确定接触器处于闭合状态。

可以在本文中借助于说明特定功能及其关系的性能的方法步骤来描述一个或更多个实施例。为了便于描述，在本文中已经任意限定了这些功能构建块和方法步骤的边界和顺序。只要适当地执行指定的功能和关系，就可以限定可替换的边界和顺序。因此，任何这种替换的边界或顺序都在权利要求书的范围和精神内。此外，为了便于描述，已经任意地限定了这些功能构建块的边界。只要适当地执行某些重要功能，就可以限定可替换的边界。类似地，在本文中还可以任意限定流程图块，以说明某些重要功能。

就所使用的范围内，流程图块边界和顺序可以以其他方式限定，并且仍然执行某些重要功能。因此，功能构建块和流程图块和顺序的这种可替换限定在权利要求的范围和精神内。本领域的普通技术人员还将认识到，本文中的功能构建块以及其他说明性块、模块和部件可以如图所示的那样来实现或者通过分立部件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等来实现或其任何组合来实现。

虽然本文明确描述了一个或更多个实施例的不同功能和特征的特定组合，但这些特征和功能的其他组合同样是可能的。本公开不受本文公开的特定示例的限制，并且明确地结合这些其他组合。

Claims (13)

1.一种用于接触器中的故障模式检测的方法，所述接触器包括柱塞和线圈，所述线圈被配置为利用电流或电压通电，所述接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动所述柱塞，所述接触器命令信号具有第一状态和第二状态，所述接触器命令信号的第一状态引导所述柱塞移动到打开位置，所述打开位置将所述接触器置于打开状态，在所述打开状态中所述接触器不连接第一连接器和第二连接器，所述接触器命令信号的第二状态引导所述柱塞移动到闭合位置，所述闭合位置将所述接触器置于闭合状态，在所述闭合状态中所述接触器连接所述第一连接器和所述第二连接器，所述方法包括：

将所述接触器命令信号维持在所述打开状态；

将所述接触器连接到向所述接触器提供第一预定电压量的电压源；

测量所述线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量；

确定所述第一时间量是否超过第一预定时间阈值；

响应于确定所述第一时间量不超过所述第一预定时间阈值，确定所述接触器处于所述打开状态；以及

响应于确定所述第一时间量超过所述第一预定时间阈值，确定所述接触器处于所述闭合状态。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述接触器命令信号切换到所述闭合状态，所述切换引导所述柱塞移动到所述闭合位置，所述闭合位置将所述接触器置于所述闭合状态；

将所述接触器连接至向所述接触器提供第二电压量的所述电压源；

在向所述接触器施加所述第二电压量之后，确定所述线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变；

确定所确定的所述线圈电流在所述一段时间内的改变是否与指示所述柱塞从所述打开位置移动至所述闭合位置的方式相关联；

响应于确定所确定的改变与所述方式相关联，做出所述柱塞未被卡住的第一确定；以及

响应于确定所确定的改变与所述方式不相关联，确定所述柱塞被卡住。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

确定所述线圈电流的大小已经稳定；

在确定所述线圈电流的大小已经稳定之后，停止向所述线圈提供电压；

在停止向所述线圈提供电压之后，确定所述线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；

确定所述第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；

响应于确定所述第二时间量不超过所述第二预定时间阈值，做出所述柱塞未被卡住的第二确定；以及

响应于确定所述第二时间量超过所述第二预定时间阈值，确定所述柱塞被卡住。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

响应于做出所述柱塞未被卡住的所述第一确定和所述第二确定，将所述线圈电流降低到保持电流阈值；

将所述接触器维持在有效功率水平；

监测所述线圈的线圈电流的大小；

确定所述线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量；以及

响应于确定所述线圈电流的大小在所述第一预定时间段内至少改变了所述第一预定量，确定尽管所述接触器命令信号没有改变状态但所述柱塞已经移动。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

将所述接触器命令信号切换到所述打开状态；

将线圈驱动电压设置为零；

在将所述接触器命令信号切换到所述打开状态以及将所述线圈驱动电压设置为零之后，测量第三时间量；以及

确定所述第三时间量是否超过第三预定时间阈值、以及所述线圈电流是否降低至零。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在确定所述第三时间量超过所述第三预定时间阈值、以及所述线圈电流降低到零之后，将所述接触器连接到向所述接触器提供第三预定电压量的所述电压源；

测量所述线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量；

确定所述第四时间量是否超过第四预定时间阈值；

响应于确定所述第四时间量不超过所述第四预定时间阈值，确定所述接触器处于所述打开状态；以及

响应于确定所述第四时间量超过所述第四预定时间阈值，确定所述接触器处于所述闭合状态。

7.一种用于接触器中的故障模式检测的装置，所述接触器包括柱塞和线圈，所述线圈被配置为利用电流或电压通电，所述接触器被配置为响应于接触器命令信号的状态改变来移动所述柱塞，所述接触器命令信号具有第一状态和第二状态，所述接触器命令信号的第一状态引导所述柱塞移动到打开位置，所述打开位置将所述接触器置于打开状态，在所述打开状态中所述接触器不连接第一连接器和第二连接器，所述接触器命令信号的第二状态引导所述柱塞移动到闭合位置，所述闭合位置将所述接触器置于闭合状态，在所述闭合状态中所述接触器连接所述第一连接器和所述第二连接器，所述装置被配置为执行以下操作：

确定所述接触器的前一确定状态是所述打开状态以及所述接触器命令信号处于所述打开状态；

将所述接触器连接到向所述接触器提供第一预定电压量的电压源；

测量所述线圈的线圈电流的大小超过第一预定电流阈值的第一时间量；

确定所述第一时间量是否超过第一预定时间阈值；

响应于确定所述第一时间量不超过所述第一预定时间阈值，确定所述接触器处于所述打开状态；以及

响应于确定所述第一时间量超过所述第一预定时间阈值，确定所述接触器处于所述闭合状态。

8.根据权利要求7所述的装置，还被配置为执行以下操作：

将所述接触器命令信号切换到所述闭合状态，所述切换引导所述柱塞移动到所述闭合位置，所述闭合位置将所述接触器置于所述闭合状态；

将所述接触器连接至向所述接触器提供第二电压量的所述电压源；

在向所述接触器施加所述第二电压量之后，确定所述线圈的线圈电流的大小在一段时间内的改变；

确定所确定的所述线圈电流在所述一段时间内的改变是否与指示所述柱塞从所述打开位置移动至所述闭合位置的方式相关联；

响应于确定所确定的改变与所述方式相关联，做出所述柱塞未被卡住的第一确定；以及

响应于确定所确定的改变与所述方式不相关联，确定所述柱塞被卡住。

9.根据权利要求8所述的装置，还被配置为执行以下操作：

确定所述线圈电流的大小已经稳定；

在确定所述线圈电流的大小已经稳定之后，停止向所述线圈提供电压；

在停止向所述线圈提供电压之后，确定所述线圈电流的大小下降到低于第二电流阈值的第二时间量；

确定所述第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；

响应于确定所述第二时间量不超过所述第二预定时间阈值，做出所述柱塞未被卡住的第二确定；以及

响应于确定所述第二时间量超过所述第二预定时间阈值，确定所述柱塞被卡住。

10.根据权利要求9所述的装置，还被配置为执行以下操作：

确定所述线圈电流的大小已经稳定；

在确定所述线圈电流的大小已经稳定之后，停止向所述线圈提供电压；

在停止向所述线圈提供电压之后，确定所述线圈电流的大小降到低于第二电流阈值的第二时间量；

确定所述第二时间量是否不超过第二预定时间阈值；

响应于确定所述第二时间量不超过所述第二预定时间阈值，做出所述柱塞未被卡住的第二确定；以及

响应于确定所述第二时间量超过所述第二预定时间阈值，确定所述柱塞被卡住。

11.根据权利要求10所述的装置，还被配置为执行以下操作：

响应于做出所述柱塞未被卡住的所述第一确定和所述第二确定，将所述线圈电流降低到保持电流阈值；

将所述接触器维持在有效功率水平；

监测所述线圈的线圈电流的大小；

确定所述线圈电流的大小是否在第一预定时间段内至少改变了第一预定量；以及

响应于确定所述线圈电流的大小在所述第一预定时间段内至少改变了所述第一预定量，确定尽管所述接触器命令信号没有改变状态但所述柱塞已经移动。

12.根据权利要求11所述的装置，还被配置为执行以下操作：

将所述接触器命令信号切换到所述打开状态；

将线圈驱动电压设置为零；

在将所述接触器命令信号切换到所述打开状态以及将所述线圈驱动电压设置为零之后，测量第三时间量；

确定所述第三时间量是否超过第三预定时间阈值、以及所述线圈电流是否降低至零；以及

在确定所述第三时间量超过所述第三预定时间阈值、以及所述线圈电流降低到零之后，确定所述接触器的电流状态。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，确定所述接触器的电流状态包括：

将所述接触器连接到向所述接触器提供第三预定电压量的所述电压源；

测量所述线圈的线圈电流的大小超过第三预定电流阈值的第四时间量；

确定所述第四时间量是否超过第四预定时间阈值；

响应于确定所述第四时间量不超过所述第四预定时间阈值，确定所述接触器处于所述打开状态；以及

响应于确定所述第四时间量超过所述第四预定时间阈值，确定所述接触器处于所述闭合状态。

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