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.Info
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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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