ES2213242T3 - Un dispositivo para detectar averias en una linea electrica de un vehiculo, en particular un vehiculo comercial. - Google Patents

Un dispositivo para detectar averias en una linea electrica de un vehiculo, en particular un vehiculo comercial.

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ES2213242T3 ES98111634T ES98111634T ES2213242T3 ES 2213242 T3 ES2213242 T3 ES 2213242T3 ES 98111634 T ES98111634 T ES 98111634T ES 98111634 T ES98111634 T ES 98111634T ES 2213242 T3 ES2213242 T3 ES 2213242T3
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Abstract

EL DISPOSITIVO DE DETECCION DE FALLOS (15) COMPRENDE UN GENERADOR DE SEÑALES (16), ADAPTADO PARA ENVIAR UNA SEÑAL DE PRUEBA (T), PERIODICA Y ALTERNATIVA, A UNA LINEA ELECTRICA (4) DE UN VEHICULO QUE DEBE SER COMPROBADO, Y UN DETECTOR PORTATIL DE SEÑAL (17) QUE ESTA DOTADO DE DISPOSITIVOS DE SEÑALIZACION VISIBLE Y SONORA, Y QUE ESTA ADAPTADO PARA SER COLOCADO EN LAS CERCANIAS DE LA LINEA ELECTRICA (4), A FIN DE DETECTAR EL CAMPO ELECTRICO Y/O EL CAMPO MAGNETICO CREADO POR LA SEÑAL DE PRUEBA (T) ALIMENTADA A LA LINEA ELECTRICA. EL DETECTOR DE SEÑAL LLEVA UNA ESCALA GRADUADA PARA MEDIR EL CAMPO ELECTRICO Y/O MAGNETICO, Y PARA DETECTAR CUALQUIER DISMINUCION LOCALIZADA DE DICHOS CAMPOS, PROVOCADA POR UNA INTERRUPCION DE LA CONTINUIDAD O POR UN CORTOCIRCUITO EN LA LINEA (4).

Description

Un dispositivo para detectar averías en una línea eléctrica de un vehículo, en particular un vehículo comercial.
La presente invención trata de un dispositivo para detectar averías en una línea eléctrica de un vehículo, en particular, de un vehículo comercial.
En vehículos de carretera a menudo es difícil encontrar las causas de averías que se producen en el circuito eléctrico. Estas dificultades se producen en mayor medida en vehículos comerciales debido a la mayor complejidad del circuito eléctrico y la longitud de las líneas eléctricas que suministran energía a los diferentes equipos y dispositivos eléctricos.
A veces, aun cuando se identifica la línea eléctrica defectuosa, no es posible encontrar fácilmente la posición exacta de la avería. En estos casos es práctica general proveer una derivación a lo largo de esta línea, es decir, conectando un cable conductor eléctrico en paralelo con el cable defectuoso.
Sin embargo, además de no resolver las causas de la avería, el circuito eléctrico es más complicado por la incorporación de cables adicionales.
El documento US5.621.600A describe un montaje para localizar cortocircuitos en una línea eléctrica de un vehículo. Se inyecta una señal de prueba en la línea y se mueve un sensor de campo magnético a lo largo de la línea para detectar la señal de prueba.
El objeto de la presente invención es proveer un dispositivo para detectar averías en una línea eléctrica, que puede usarse ventajosamente para la prueba diagnóstica del circuito eléctrico de un vehículo comercial y que es capaz de localizar con exactitud las averías mismas.
La presente invención provee un dispositivo como se define por la reivindicación 1.
Con vistas a una mejor comprensión de la presente invención, más adelante se describirá por medio de ejemplo, de manera no restrictiva, una realización preferida en relación con los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1a muestra esquemáticamente una parte del circuito eléctrico de un vehículo comercial adaptado para realizarle una prueba diagnóstica con el dispositivo según la presente invención;
Las Figuras 1b y 1c ilustran una sección del circuito eléctrico de la Fig. 1a en la que se presentan un primer tipo y un segundo tipo de avería respectivamente;
La Figura 2 muestra un diagrama del circuito de una parte del dispositivo de la invención, y
La Figura 3 muestra un diagrama del circuito de otra parte del dispositivo de la invención.
El dispositivo de la invención hace posible realizar una prueba diagnóstica del circuito eléctrico de un vehículo mediante monitorización local del campo eléctrico y del campo magnético a lo largo de las líneas conductoras eléctricas del circuito eléctrico en sí, haciendo posible así localizar cualquier avería presente.
Comprendiendo generalmente el circuito eléctrico de un vehículo una batería de alimentación eléctrica, un procesador de transferencia, una pluralidad de líneas eléctricas que conectan el procesador de transferencia a las unidades consumidoras eléctricas del vehículo (luces, motores reductores para los limpiaparabrisas, etc.) para el suministro de energía de las mismas unidades consumidoras eléctricas, y una pluralidad de dispositivos de control (interruptores, desviadores, etc.) que pueden accionarse por el conductor y que están interconectados con el procesador para alimentar las líneas eléctricas respectivas. En la siguiente descripción de la invención se hará referencia, sin efectuar por ello ninguna limitación, a una sola unidad consumidora eléctrica, a la línea eléctrica asociada y al dispositivo de control asociado, comprendiéndose que puede aplicarse cualquier consideración a cualquier línea eléctrica del vehículo.
En la Figura 1a el número de referencia 1 indica un circuito eléctrico (del cual se muestra sólo parte, como se sabe) de un vehículo comercial (no mostrado). El circuito eléctrico 1 comprende una batería de alimentación eléctrica 2, un procesador de transferencia 3 de tipo conocido conectado a la batería de alimentación eléctrica 2, una línea eléctrica 4 que conecta el procesador 3 a una unidad consumidora eléctrica remota 5 (por ejemplo, la lámpara de un faro trasero del vehículo) y un circuito de control 10 asociado con la línea eléctrica 4. La línea eléctrica 4 comprende varios cables eléctricos 6 conectados en serie unos a otros mediante conectores eléctricos 7.
El procesador 3 tiene un terminal auxiliar 8 accesible desde el exterior del procesador 3 y conectado dentro del mismo procesador 3 a la línea eléctrica 4.
El circuito de control 10 comprende un interruptor 11, por ejemplo, un interruptor de funcionamiento manual, y un relé 12 provisto en el procesador de transferencia 3 y adaptado para cerrar, cuando el interruptor 11 se conmuta a la posición cerrada, otro interruptor 13 adaptado para conectar la línea eléctrica 4 a la batería de alimentación eléctrica 2.
Todavía en la Figura 1a, el número de referencia 15 indica un dispositivo de detección de averías que forma el objeto de la presente invención; el dispositivo 15 comprende un generador de señal 16 y un detector de señal 17. El generador de señal 16 se construye como se describirá más adelante en relación con la Figura 2 y está adaptado para conectarse al terminal auxiliar 8 del procesador electrónico 3 para suministrar una señal de prueba T a la línea eléctrica 4. El detector de señal 17 es un aparato portátil, que se describirá más adelante en relación con la Figura 3, y está adaptado para disponerse en las inmediaciones de la línea eléctrica 4 y para moverse a lo largo de la misma línea eléctrica 4 para interactuar eléctrica y magnéticamente con la misma cuando la señal de prueba T está pasando por ella.
Haciendo referencia ahora a la Figura 2, el generador de señal 2 comprende un generador de funciones 21 de tipo conocido y adaptado para generar una señal periódica S, un amplificador de potencia 22 conectado a la salida del generador de funciones 21 y adaptado para amplificar la señal S para obtener la señal de prueba T con una amplitud de aproximadamente 100 V, y un transformador de desacoplamiento galvánico 23 interpuesto entre la salida del amplificador de potencia 22 y un terminal de salida 24 del generador de señal 16; en particular, el terminal de salida está adaptado para conectarse al terminal 8 del procesador electrónico 3 para suministrar la señal de prueba T a la línea eléctrica 4.
El generador de funciones 21 está provisto de entradas de control 21a, 21b, 21c para ajuste (de manera conocida y no mostrada, como se sabe) de la señal S y, por tanto, de la señal de prueba T. En particular, el generador de funciones 21 comprende una primera entrada de control 21a para selección del tipo de forma de onda (sinusoidal, cuadrada o triangular), una segunda entrada de control 21b para ajuste de la frecuencia F de la señal S en el intervalo comprendido entre una frecuencia mínima F_{1} (por ejemplo, igual a 1000 Hz) y una frecuencia máxima F_{2} (por ejemplo, igual a 5000 Hz), y una tercera entrada de control 21c para ajuste del ciclo de utilización FU asociado con la señal S. La frecuencia de la señal S, normalmente ajustada a aproximadamente 3 500 Hz, se varía en el caso en que otras partes del circuito eléctrico 1 tengan efectos de resonancia que correspondan exactamente a dicha frecuencia, causando así la propagación de la señal de prueba T en áreas no deseadas diferentes de la línea eléctrica 4. Por otro lado, el ciclo de utilización FU se ajusta para variar la energía asociada con la señal T como una función de la longitud de la línea eléctrica a la que se va a realizar la prueba diagnóstica y para prevenir posibles daños a componentes electrónicos (no mostrados) que funcionan a baja potencia (microprocesadores, por ejemplo) interconectados al procesador 3.
Haciendo referencia ahora a la Figura 3, el detector de señal 17 comprende una etapa de detección 27, una etapa de filtrado y amplificación 28, una etapa de comparación y conmutación 29 y una etapa de señalización 30.
La etapa de detección 27 incluye un sensor de campo magnético 31, que comprende una bobina 31a adaptada para efectuar acoplamiento inductivo con la línea eléctrica 4 a la que se va a realizar la prueba diagnóstica, y un sensor de campo eléctrico 32, que comprende una placa metálica plana 32a adaptada para efectuar acoplamiento capacitivo con la línea eléctrica 4.
En particular, el sensor 31 está adaptado para generar una tensión alterna V_{H} correlacionada con la intensidad del campo magnético H generado por la línea eléctrica 4 y con la distancia a la que se mide dicho campo, es decir, a la distancia de la bobina 31a del cable monitorizado 6. Por otro lado, el sensor 32 está adaptado para generar una corriente alterna I_{E} correlacionada con la intensidad del campo eléctrico E generado por la tensión alterna presente en el cable 6 y con la distancia entre la placa 32a y el mismo cable 6.
La etapa de filtrado y amplificación 28 comprende un par de filtros de paso de banda 33, 34, con un paso de banda de entre 1000 Hz y 5000 Hz, conectados en el lado de entrada a las salidas del sensor de campo magnético 31 y el sensor de campo eléctrico 32. La etapa de filtrado y amplificación 28 comprende además un par de amplificadores 35 y 36 de tipo conocido, el primero de los cuales se conecta a la salida del filtro 33 y el segundo de los cuales se conecta a la salida del filtro 34; El amplificador 35 es del tipo tensión/tensión y transforma la tensión V_{H} en una tensión V_{1}; el amplificador 36 es del tipo corriente/tensión y transforma la corriente I_{E} en una tensión V_{2}. En particular, los amplificadores 35 y 36 se diseñan para suministrar, cuando la línea eléctrica 4 está funcionando correctamente, una tensión V_{2} (asociada, como ya se indicó, con el campo eléctrico E) que es siempre mayor que la tensión V_{1} (asociada con el campo magnético H).
La etapa de comparación y conmutación 29 comprende un conmutador 39, en el que se conecta alternativamente un nodo de salida 42, basado en el valor de una señal de control de dos niveles C, a un primer nodo de entrada 40 conectado a la salida del amplificador 35 o a un segundo nodo de entrada 41 conectado a la salida del amplificador 36. La etapa de comparación y conmutación 29 también comprende un comparador 44 de tipo conocido adaptado para comparar las tensiones V_{1} y V_{2} para generar la señal de control C y suministrarla al conmutador 39. En particular, el comparador 44 genera una señal de control C con un valor C_{1} si V_{1} > V_{2} y con un valor C_{2} \neq C_{1} si V_{1} < V_{2}. En el primer caso (V_{1} > V_{2}), el conmutador 39 conecta la salida 42 a la entrada 40 para tener en la salida 42 la tensión V_{1}, mientras que en el segundo caso (V_{1} < V_{2}), el conmutador 39 conecta la salida 42 a la entrada 41 para tener en la salida 42 la tensión V_{2}. En la práctica, en la salida 42 del conmutador 39 hay una tensión V igual a la más alta de las dos tensiones V_{1} y V_{2} y, sobre la base de lo que se ha indicado anteriormente, en el caso en que la línea eléctrica 4 está funcionando correctamente la tensión V será igual a V_{2}.
La etapa de señalización 30 comprende un dispositivo de señalización acústica 46 y un indicador visible 47. El dispositivo de señalización acústica 46 se conecta al nodo de salida 42 del conmutador 39 y está adaptado para emitir un sonido de una intensidad proporcional a la tensión V. El indicador visible 47 también se conecta al nodo de salida 42 del conmutador 39 y comprende un indicador de nivel 48 de tipo conocido conectado en el lado de salida de un grupo de indicadores luminosos 49 de tipo diodo electro-luminiscente (LED), colocados en una fila para definir una escala luminosa graduada. En la práctica, el indicador de nivel 48 efectúa, de manera conocida, una comparación entre la tensión V y series de valores umbrales gradualmente crecientes asociados cada uno con un indicador luminoso 48 [sic] y suministra corriente sólo a los indicadores luminosos 48 [sic] que tienen un valor umbral inferior a la tensión V.
En funcionamiento, para realizar la prueba diagnóstica de la eficiencia de la línea 4, el generador de señal 16 se conecta, como se muestra en la Figura la, al terminal auxiliar 8. Antes de que se suministre la señal de prueba T a la línea eléctrica 4 se desconecta ésta, si esto no ha ocurrido ya, de la batería 2 accionando el interruptor 11. El generador de señal 16 se activa entonces para suministrar la señal de prueba T a la línea 4 a través del terminal auxiliar 8.
Por tanto, el detector de señal 1 7 se dispone en las inmediaciones de la línea eléctrica 4 en una posición cerca del procesador de transferencia 3 y seguidamente se mueve, mientras que aún permanece cerca de la línea eléctrica 4, hacia la unidad consumidora eléctrica 5.
Si la línea eléctrica 4 no tiene averías (Figura 1), después de que se ha aplicado la señal de prueba T se generan un campo eléctrico E y un campo magnético H, cuyos valores no son insignificantes en las inmediaciones del cable 6 por toda la longitud d e la línea 4. Por tanto, el detector de señal 17 detecta los campos E y H a lo largo de toda la línea 4 y se iluminan varios indicadores luminosos (LED) 49 en el dispositivo indicador visible 47 proporcionales a la intensidad del campo eléctrico E (ya que, como ya se indicó anteriormente, en esta situación V_{1} > V_{2}). Al mismo tiempo, el dispositivo de señalización acústica 46 emite una señal acústica de una intensidad proporcional a la intensidad del campo eléctrico E.
En el caso, ilustrado en la Figura 1b, en el que existe una interrupción (indicada en 50) a lo largo de la línea eléctrica 4 causada, por ejemplo, por la rotura de uno de los cables 6 o por la desconexión de uno de los cables 6 del conector respectivo 7, el campo eléctrico E estará presente en las inmediaciones de la sección de la línea 4a que se extiende entre el procesador 3 y la interrupción 50, y será casi nulo a lo largo de la sección de la línea 4b que se extiende entre la interrupción 50 y la unidad consumidora eléctrica 5, mientras que el campo magnético H será nulo a lo largo de toda la línea eléctrica 4, debido a la interrupción en el flujo de corriente. En esta situación el detector de señal 17 proporcionará, aguas arriba de la interrupción 50, señales acústica y luminosa que no son nulas y que son proporcionales a la intensidad del campo eléctrico E, mientras que, aguas abajo de la interrupción 50, como ambos campos son nulos, proporcionará señales acústica y luminosa, las cuales son nulas. Si el detector de señal 17 se mueve continuamente a lo largo de la línea 4, la interrupción es localizada fácilmente por el operador porque a la altura de dicha interrupción existe un descenso brusco tanto en la señal acústica como en la señal luminosa (en particular, este último descenso se indica por la desconexión gradual de todos los LED).
Si, como se ilustra en la Figura l c, existe un cortocircuito a tierra (indicado por 51) a lo largo de la línea 4, el campo eléctrico E y el campo magnético H estarán presentes en las inmediaciones de la sección de línea 4a que se extiende entre el procesador 3 y el cortocircuito 51, y el campo eléctrico E y el campo magnético H serán ambos casi nulos a lo largo de la sección de línea 4b que se extiende entre el cortocircuito 51 y la unidad consumidora eléctrica 5.
Incluso en tal situación el detector de señal 17 proporcionará, aguas arriba del cortocircuito 51, señales acústica y luminosa que no son nulas y que son proporcionales a la más intensa de las señales V_{1} y V_{2}, mientras que, aguas abajo del cortocircuito 51, como los dos campos E y H son nulos, proporcionará señales acústica y luminosa, las cuales son ambas nulas. Incluso en este caso, si el detector de señal 17 se mueve continuamente a lo largo de la línea eléctrica 4, la avería (en este caso el cortocircuito 51) se localiza fácilmente porque a la altura de dicho cortocircuito existe un descenso brusco tanto en la señal acústica como en la señal luminosa.
Como es evidente a partir de la descripción precedente, el dispositivo según la invención hace posible localizar de manera sencilla, exacta y rápida cualquier avería que se produce en el circuito eléctrico de un vehículo comercial.
Por último, es evidente que el dispositivo detector de averías descrito e ilustrado puede estar sujeto a modificaciones y variantes que no se apartan del alcance de protección, según se define por la reivindicación 1, de la presente invención.

Claims (9)

1. Un dispositivo para detectar averías en una línea eléctrica de un vehículo, en particular, de un vehículo comercial, que comprende medios generadores de señal (16) capaces de generar una señal de prueba (T) y de suministrar dicha señal de prueba (T) a dicha línea eléctrica (4), y medios detectores de señal (17) dispuestos para moverse a lo largo y en las inmediaciones de dicha línea eléctrica, caracterizado porque dichos medios detectores son capaces de detectar los campos eléctrico y magnético generados por dicha línea eléctrica (4) para detectar dicha señal de prueba (T).
2. Un dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios generadores de señal (16) comprenden medios generadores de funciones (21) adaptados para generar dicha señal de prueba (T) con comportamiento periódico; siendo dichos medios generadores de funciones (21) de tipo ajustable (21a) para generar diferentes formas de onda, en particular una forma de onda sinusoidal, cuadrada o triangular.
3. Un dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos medios generadores de señal (16) comprenden primeros medios de ajuste (21b) para variar la frecuencia de dicha señal de prueba (T) entre un valor de frecuencia mínima (F_{1}) y un valor de frecuencia máxima (F_{2}).
4. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos medios generadores de señal (16) comprenden segundos medios de ajuste (21c) para variar el ciclo de utilización (FU) de dicha señal de prueba.
5. Un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos medios detectores (17) comprenden medios sensores de campo magnético (31) adaptados para generar una primera señal (V_{H}) vinculada al campo magnético (H) asociado con dicha señal de prueba (T) que pasa a través de dicha línea eléctrica (4), y medios sensores de campo eléctrico (32) adaptados para generar una segunda señal (I_{E}) vinculada al campo eléctrico (E) asociado con dicha señal de prueba (T) que pasa a través de dicha línea eléctrica (4).
6. Un dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos medios sensores de campo magnético (31) comprenden medios de acoplamiento inductivo (31a) adaptados para acoplarse inductivamente con dicha línea eléctrica (4) para generar dicha primera señal (V_{H}), y porque dichos medios sensores de campo eléctrico (32) comprenden medios de acoplamiento capacitivo (32a) adaptados para acoplarse de manera capacitiva con dicha línea eléctrica (4) para generar dicha segunda señal (I_{E}).
7. Un dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque dichos medios detectores (17) comprenden medios de señalización visible (47) adaptados para generar una señal visible correlacionada alternativamente con la intensidad de dicho campo eléctrico (E) o de dicho campo magnético (H), y medios de señalización acústica (46) adaptados para generar una señal acústica, la intensidad de la cual se vincula alternativamente con la intensidad del campo eléctrico (E) o con la intensidad del campo magnético (H) asociados con dicha señal de prueba (T) que pasa a través de dicha línea eléctrica (4).
8. Un dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de señalización visible (47) comprenden una escala luminosa graduada.
9. Un dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque dichos medios detectores (17) comprenden medios de conmutación automática (39, 44) interpuestos entre dichos medios sensores de campo magnético y de campo eléctrico (31, 32) y dichos medios de señalización visible y acústica (47, 46) y adaptados para conectar alternativa y automáticamente un nodo de salida (42) que comunica con dichos medios de señalización visible y acústica (47, 46) a un primer nodo de entrada (40) conectado a dichos medios sensores de campo magnético (31) o a un segundo nodo de entrada (41) conectado a dichos medios sensores de campo eléctrico (32).
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