Sistema de control de movimiento de puertas de acceso de viajeros en vehículos ferroviarios y método para la operación de las mismas basado en dicho sistema que tiene por objeto conseguir una disminución en el número de incidencias producidas en dichas puertas y que básicamente comprende medios de control de potencia del motor (5) que acciona las puertas encargados de regular la tensión,

inversión de la polaridad o giro y el freno de dicho motor (5) y medios de control de estado y posición de dichas puertas que realizan una triple comprobación del estado y posición de dichas puertas

Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario y método de accionamiento basado en dicho sistema.

Objeto de la invención

La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto un sistema de control de movimiento de puertas de acceso de viajeros en vehículos ferroviarios y un método para la operación de las mismas basado en dicho sistema.

Más concretamente, el sistema objeto de la presente invención tiene por finalidad conseguir una disminución en el número de incidencias producidas en dichas puertas de forma que disminuyan las perturbaciones producidas en la circulación por esa causa, aumentando la fiabilidad y disminuyendo las labores de mantenimiento correctivo.

Esta disminución del número de incidencias se centra, por un lado, en llevar a cabo un método concreto de accionamiento de las puertas en cada una de sus fases operativas y no operativas, apoyado en un sistema específico para el control de potencia del motor y otro para el control de los sensores de estado y posición de dichas puertas.

Antecedentes de la invención

Es conocido el elevado número de puertas con las que cuentan los vehículos ferroviarios y el elevado número de operaciones que dichas puertas realizan a lo largo del día.

Este elevado número de operaciones provoca, con más frecuencia de la deseada, fallos debidos a diferentes causas, especialmente debidos al carácter electromecánico de sus componentes y por lo tanto a su vulnerabilidad a las vibraciones, suciedad, etc.

Más concretamente, en la actualidad los sistemas electrónicos para controlar el motor que mueve las puertas de los vehículos ferroviarios están basados en tres etapas diferenciadas:

- Una etapa electrónica de potencia cuya función es suministrar el nivel de tensión de alimentación del motor de acuerdo a la velocidad requerida.

- Una segunda etapa electromecánica, formada por relés, o por electrónica de potencia, formada por semiconductores, como por ejemplo transistores MOSFET, que permita invertir la polaridad del motor para poder fijar el sentido de giro.

- Una etapa electrónica de potencia cuya función es aplicar freno al motor mediante, por ejemplo, una resistencia de carga.

Estas configuraciones presentan, sin embargo, como ya se ha dicho, el problema de la utilización de componentes electromecánicos, como los relés, que tienen una baja fiabilidad.

Igualmente, dichas etapas se realizan de forma independiente, por lo que se necesita un elevado número de transistores.

Por otro lado, a los problemas citados se suma el hecho de que para obtener información sobre el estado y posición de las puertas, la solución adoptada habitualmente suele ser la de la utilización de micro ruptores mecánicos posicionados a lo largo del recorrido, lo cual presenta los inconvenientes ya señalados, y/o "encoders" de baja resolución que dan una indicación muy grosera de la posición de la puerta, no siendo válidos para detectar pequeños movimientos de la misma.

Descripción de la invención

Así, el sistema de control de puertas de la presente invención soluciona los problemas antes planteados, minimizando los elementos electromecánicos empleados y por lo tanto logrando una disminución en el número de incidencias.

Las mejoras de la presente invención se materializan gracias, principalmente, a dos aspectos fundamentales en el método de accionamiento de las puertas, concretamente en los medios de control de potencia del motor de continua encargado de la apertura y cierre, así como en los medios de control de estado y posición de dichas puertas.

En relación con los medios de control de potencia del motor, éstos comprenden un único puente de cuatro transistores capaz de unificar las tres etapas que habitualmente se realizan de forma independiente, disminuyendo así el número de elementos, lo cual redunda en una simplificación del montaje, una reducción en el número de averías, etc.

Por otro lado, los medios de control de estado y posición de las puertas comprenden una triple comprobación de dicho estado y posición, lo que permite un elevado grado de seguridad en cuanto a la posición real de la puerta se refiere.

De forma general, el sistema de control para puertas de la invención está basado en un microprocesador que procesa las señales externas de mando de apertura y cierre, así como las de los medios de control de estado y posición de dichas puertas, y a partir de ésta información, realiza el control del motor a través de los medios de control de potencia de dicho motor.

En cuanto al método de accionamiento de las puertas, basado tanto en los referidos medios de control de estado y posición de las puertas como en los medios de control de potencia del motor, éste comprende las siguientes etapas:

- Encendido del sistema:

Dado que en el momento de dar alimentación al sistema no es posible conocer de antemano la situación exacta de la puerta ya que ésta se ha podido desplazar, por ejemplo, manualmente mientras no había tensión, se procede a la localización de la misma.

Para ello, se aplica tensión al motor de continua de forma que éste desplace la puerta, a baja velocidad, en el sentido de apertura o cierre hasta que alcance el final de recorrido, gracias a los medios de control de estado y posición, tomando dicha posición como referencia.

- Situación de espera:

Una vez localizadas las puertas y en situación de reposo, el sistema queda preparado para realizar las maniobras pertinentes que se le soliciten de apertura o cierre según se requiera. Si la última orden recibida fue de cierre, el motor permanece frenado y se vigila e impide el intento forzado de apertura de puertas manual, detectando si hay un desplazamiento de éstas, por pequeño que sea, gracias a los medios de control de estado y posición de puertas.

- Orden de apertura:

El microprocesador comanda el puente de transistores para accionar el motor en el sentido de apertura de puertas y de forma que la velocidad es controlada en su recorrido para conseguir una apertura rápida y una amortiguación final y freno que evite el golpe con los topes. AI finalizar el ciclo de apertura, el puente de transistores queda abierto, con lo que el motor no ofrece retención y permite que las puertas queden libres, pudiendo ser cerradas manualmente en caso de necesidad, por ejemplo ante una avería del sistema.

- Orden de cierre:

El microprocesador comanda el puente de transistores para accionar el motor en el sentido de cierre de puertas y de forma que la velocidad es controlada en su recorrido para conseguir un cierre rápido y una amortiguación final y freno que evite el golpe entre puertas. Al finalizar el ciclo de cierre, el puente de transistores queda en modo freno (los extremos del motor quedan cortocircuitados), con lo que el motor ofrece una gran resistencia al desplazamiento para dificultar el movimiento manual de las puertas. El sistema queda en situación de espera según la etapa anteriormente descrita.

- Comprobación de puerta cerrada:

La parte más crítica del funcionamiento de las puertas del tren es la de asegurar que las puertas están cerradas cuando el mismo se encuentra circulando, por lo que mediante los medios de control de estado y posición se realiza la triple comprobación de dicho estado y posición.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra un flujograma de las diferentes etapas del método de accionamiento de la invención.

Figuras 2 a 6.- Muestran los diferentes estados de funcionamiento del puente completo en el control de potencia del motor de las puertas.

Figura 7.- Muestra un diagrama de bloques esquemático del control de posición y estado de las puertas.

Figura 8.- Muestra un diagrama de bloques esquemático de las medidas adicionales de seguridad.

Realización preferente de la invención

Según se aprecia en las figuras, especialmente en la figura 1, el método de accionamiento de puertas de la invención,...

1. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario que comprende medios de control de potencia del motor (5) que acciona las puertas encargados de regular la tensión, inversión de la polaridad o giro y el freno de dicho motor (5), medios de control de estado y posición de dichas puertas y un microprocesador (7) que procesa las señales externas de mando de apertura y cierre, así como las de dichos medios de control de estado y posición de dichas puertas para, a partir de ésta información, realiza el control del motor a través de los medios de control de potencia de dicho motor, donde los medios de control de potencia del motor (5) comprenden un único puente de cuatro transistores (1, 2, 3 y 4), y porque los medios de control de estado y posición de las puertas comprenden:

- un encoder acoplado al eje del motor (5) para determinar la posición, velocidad y sentido de la puerta;

- un final de carrera para detectar el cierre completo de la puerta y su anclaje mecánico; y

- medios para determinar la sobrecorriente que se produce en el motor (5) debido al bloqueo del eje que se produce cuando la puerta alcanza el final de su recorrido,

realizando una triple comprobación del estado y posición de dichas puertas;

caracterizado porque para responder a situaciones de fallo del microprocesador (7) comprende un dispositivo hardware (13) accionado por la línea de cierre que impide que el puente de transistores (1, 2, 3, 4) pueda comandar al motor (5) para abrir las puertas si se tiene orden de cierre, evitando que éstas se abran accidentalmente.

2. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque el dispositivo hardware (13) cuenta con medios capaces de bloquear el transistor (1) de la rama alta del puente de de transistores (1, 2, 3, 4) derivando su puerta a masa y evitando que se pueda comandar el motor en modo apertura.

3. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque el puente de cuatro transistores (1, 2, 3 y 4) adopta una configuración en puente completo.

4. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación 3 caracterizado porque los transistores (1, 2, 3 y 4) son del tipo MOSFET.

5. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque el encoder acoplado al eje del motor (5) para determinar la posición, velocidad y sentido de la puerta es un encoder de alta resolución (8).

6. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque el final de carrera para detectar el cierre completo de la puerta y su anclaje mecánico es un sensor magnético (9) sin contacto.

7. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque los medios para determinar la sobrecorriente medida en el motor (5) comprenden un conversor Analógico/Digital (10) que muestrea la tensión aplicada a dicho motor (5) y un captador para muestrear la corriente que circula por el mismo.

8. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación 7 caracterizado porque el captador para muestrear la corriente que circula por el motor (5) es un captador de efecto Hall (11).

9. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación primera caracterizado porque comprende una etapa previa (12) en la acometida de tensión a la etapa de potencia que permite al microprocesador (7) inhibir la alimentación en situaciones no seguras.

10. Sistema de control para puertas del ámbito ferroviario según reivindicación 9 caracterizado porque en el microprocesador (7) se implementa un software de análisis para la comprobación del correcto funcionamiento del sistema.

11. Método para la operación de puertas en el ámbito ferroviario basado en el sistema de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la operación de los cuatro transistores (1, 2, 3, 4) que conforman los medios de control de potencia del motor (5) para regular la tensión, la inversión de la polaridad o giro y el freno de dicho motor (5) comprende las etapas de: