JP2004364411A

JP2004364411A - Remote i/o and electric rolling stock using it

Info

Publication number: JP2004364411A
Application number: JP2003159851A
Authority: JP
Inventors: Sachiko Akiyama; 幸子秋山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2004-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To offer a downsizable remote I/O and an electric rolling stock using it. <P>SOLUTION: The remote I/O is equipped with a relay switching circuit which can sequentially switch two or more different input signals within a vehicle, an interface circuit which converts the input signal switched by the above relay switching circuit, a register which records the data converted by the above interface circuit, and a parallel/serial converter which converts the data stored in the above register serially prior to transmission. The electric rolling stock uses it. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気車の入力装置及びそれを用いた電気車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気車には、運転台、運転室内の機器、各車両に搭載された各種制御機器、継電器などのさまざまな機器が搭載されている。従来のリモートＩ／Ｏは、複数の機器から車両情報制御装置への入力信号それぞれに対してインターフェイス回路を設置していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６８１５５号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、情報技術の発展によりリモートＩ／Ｏ（入出力装置）に入力される入力信号の数も莫大に増えた。そのため、インターフェイス回路等も増え、装置自体も大形化してしまった。
そこで、本発明の目的は、小形化することの出来るリモートＩ／Ｏ及びそれを用いた電気車を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるリレー切換回路と、前記リレー切換回路により切り替えられた入力信号を変換するインターフェイス回路と、前記インターフェイス回路が変換したデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを備えたことにより達成することができる。
上記課題は、車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるリレー切換回路と、前記リレー切換回路により切り替えられた入力信号を変換するインターフェイス回路と、前記インターフェイス回路が変換したデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを有し、前記インターフェイス回路は３重化されており、前記３重化したインターフェイス回路は、複数の異なる入力信号を変換するために共用することにより達成することができる。
上記課題は、車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるリレー切換回路と、前記リレー切換回路により切り替えられた入力信号を変換するインターフェイス回路と、前記インターフェイス回路が変換したデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを有し前記入力信号を前記リレー切換回路により、順に切換えて変換するたびに、前記インターフェイス回路を強制ＯＮ／ＯＦＦさせ自己診断することにより、実動作中にも周期的に前記インターフェイス回路の自己診断し、前記インターフェイス回路に異常が発生した場合、異常検知できることにより達成することができる。
【０００５】
上記課題は車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるリレー切換回路と、前記リレー切換回路により切り替えられた入力信号を変換するために設けられ、３重化したインターフェイス回路と、前記３重化したインターフェイス回路からの出力される信号を照合チェックし、前記３重化したインターフェイス回路から出力された信号全てが一致しているか、いないかチェックするデータチェック回路と、前記データチェック回路から出力されたデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを備えたことにより達成することができる。
上記課題は車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるリレー切換回路と、前記リレー切換回路により切り替えられた入力信号を変換するために設けられ、３重化したインターフェイス回路と、前記３重化したインターフェイス回路からの出力される信号を照合チェックし、前記３重化したインターフェイス回路の出力した３点の信号のうち１点以下の信号の出力が他の２点の出力した信号と異なる場合に、異なる値を出力したインターフェイス回路から出力される信号を無視し、他の２点の出力した信号をレジスタに出力するデータチェック回路と、前記データチェック回路から出力されたデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを有したことにより達成することができる。
【０００６】
上記課題は、車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるアナログスイッチ切換回路と、前記アナログスイッチ切換回路により切り替えられた入力信号を変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路が変換したデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを備えたことにより達成することができる。
上記課題は、車両内の複数の異なる入力信号を順に切り換えるアナログスイッチ切換回路と、前記アナログスイッチ切換回路により切り替えられた入力信号を変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記３重化したＡ／Ｄ変換回路から出力されたデータを照合し、３つのデータの値の違いが許容値内（±○ビット以内）であるかを判定し前記３重化したＡ／Ｄ変換回路の出力した３つのデータのうち１つ以下のデータの出力が他の２つのデータと異なる場合に、異なるデータを出力したＡ／Ｄ変換回路から出力されるデータを無視し、他の２つのＡ／Ｄ変換回路が出力したデータをレジスタに出力するデータ照合許容差チェック回路と、前記データ照合許容差チェック回路から入力されたデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを、備えたことにより達成することができる。
【０００７】
上記課題は、車両内の複数の異なるアナログ入力信号を順に切り換えるアナログスイッチ切換回路と、前記アナログスイッチ切換回路により切り替えられた入力信号を変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記３重化したＡ／Ｄ変換回路から出力されたデータを照合し、３つのデータの値の違いが許容値内（±○ビット以内）であるかを判定し前記３重化したＡ／Ｄ変換回路の出力した３つのデータのうち１つ以下のデータの出力が他の２つのデータと異なる場合に、異なるデータを出力したＡ／Ｄ変換回路から出力されるデータを無視し、他の２つのＡ／Ｄ変換回路が出力したデータをレジスタに出力するデータ照合許容差チェック回路と、前記データ照合許容差チェック回路から入力されたデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを備えたリモートＩ／Ｏにおいて、複数のアナログ入力信号のうち２点にそれぞれ異なる基準電源電圧を入力させておき、上記基準電圧電源以外のアナログ入力信号を順に切換えてＡ／Ｄ変換する際に周期的に基準電源電圧を変換し、前記Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換がまちがっていないかを自己診断し、前記Ａ／Ｄ変換回路の変換した前記基準電源電圧の変換データが外れる場合に装置に異常が起きたと検知することにより達成することができる。
【０００８】
上記課題は、車両内の複数の異なるアナログ入力信号を順に切り換えるアナログスイッチ切換回路と、前記アナログスイッチ切換回路により切り替えられた入力信号を変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記３重化したＡ／Ｄ変換回路から出力されたデータを照合し、３つのデータの値の違いが許容値内（±○ビット以内）であるかを判定し前記３重化したＡ／Ｄ変換回路の出力した３つのデータのうち１つ以下のデータの出力が他の２つのデータと異なる場合に、異なるデータを出力したＡ／Ｄ変換回路から出力されるデータを無視し、他の２つのＡ／Ｄ変換回路が出力したデータをレジスタに出力するデータ照合許容差チェック回路と、前記データ照合許容差チェック回路から入力されたデータを記録するレジスタと、前記レジスタに記憶されたデータをシリアル変換し伝送するパラレル／シリアル変換部とを備えたリモートＩ／Ｏにおいて、複数のアナログ入力信号のうち２点にそれぞれ異なる基準電源電圧を入力させておき、上記基準電圧電源以外のアナログ入力信号を順に切換えてＡ／Ｄ変換する際に周期的に基準電源電圧を変換し、前記Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換がまちがっていないかを自己診断し、前記Ａ／Ｄ変換回路の変換した前記基準電源電圧の変換データが外れる場合に、前記変換データを自動調整することにより達成することができる。
【０００９】
上記課題は、電気車に設けられ複数の機器を制御する制御装置の異常を検知する故障検知回路を有し、前記制御装置に故障が生じた場合に、出力信号毎に異なる信号を前記複数の機器それぞれに出力することにより達成することができる。
上記課題は、電気車に設けられ複数の機器を制御する制御装置の異常を検知する故障検知回路を有し、前記制御装置に故障が生じた場合に、出力信号毎に異なるアナログ信号を前記複数の機器それぞれに出力することにより達成することができる。
上記課題は、電気車に設けられ複数の機器を制御する制御装置と車両内に設けられた複数の機器との通信に、赤外線変換した伝送を用いたことにより達成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。図２は、本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。尚、それぞれの装置の各々を区別する符号（ａ，ｂ，ｃ等）については、特に固体を区別する必要のない場合には省略する。
本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、リレー切換回路１，３重系に構成されたインターフェイス回路２，入力データチェック回路３，レジスタ４，パラレル／シリアル変換部５，絶縁伝送用信号変換部６，タイミング回路７，１００Ｖ電源８，グランド電源９から構成されている。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、入力信号及び電源コモンを切換えるリレー切換回路１がインターフェイス回路２の前段にあり、インターフェイス回路２は、全ての入力信号の変換に共用する。入力データチェック回路３は、インターフェイス回路２から、取り込んだ入力信号の値をチェックし、レジスタ４に格納する。パラレルシリアル変換部５及び伝送用信号変換部６は、レジスタ４から取り出したデータをシリアル変換し、制御装置へ伝送する。
【００１１】
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、リレー切換回路１は、現在の入力チャンネル（ｉ）（例えばＤＩ０）の位置のリレーをＯＮする。リレー切換回路１が入力チャンネル（ｉ）のリレーをＯＮしたことによりインターフェイス回路２に入力されたデータを、インターフェイス回路２は、変換する。インターフェイス回路２により変換されたデータは、入力データチェック回路３にて、チェックし、レジスタ４に格納し、その後リレー切換回路１が、現在の入力チャンネル（ｉ）の位置のリレーをＯＦＦする。リレー切換回路１は、次の入力チェンネル（ｉ＋１）の位置のリレーをＯＮする。リレー切換回路１は、この動作を繰返し行う。
リレー切換回路１は、入力信号ＤＩ０〜ＤＩｎのコモン電源８の切換についても入力信号と同様に動作を行う。ここで、コモン電源の切換を信号点数分作る必要はない。電気車両の場合、ＤＣ．１００Ｖ信号のコモン電源は、複数あるが、共有の物も多いため、コモン電源の種類分リレー切換を設ればよい。例えば、コモン電源が、ＣＭＮ−Ｘ，ＣＭＮ−Ｙ，ＣＭＮ−Ｚの３種類であったとすると、ＤＩ０のコモン電源は、ＣＭＮ−Ｘ。ＤＩ１，２、・・・ｎのコモンは、ＣＭＮ−Ｙ。ＤＩ３、のコモンは、ＣＭＮ−Ｚ。であったとする。これらは、あらかじめ車両回路より確認できるため、コモン切換設定データを準備し、タイミング回路７内にデータを持っておき、入力チャンネル（ｉ）に対応するコモン電源のリレーをＯＮにすることで入力信号と共に電源コモンも切換えられる。
【００１２】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、異なる種類の絶縁された１００Ｖ信号を分離し、１つの入力インターフェイス回路にてデータに取り込むことができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、電気車内のＤＣ．１００Ｖ入力信号が、異なる信号であっても、同一のインターフェイス回路２を使用できる。また、電気車内のコモン電源が異なるＤＣ．１００Ｖ信号がに対しては、コモン電源もリレー切換することにより、リレー切換回路２で絶縁できるため、同一のインターフェイス回路３で使用できる。また、コモン電源は、信号点数分切換える必要はなく、コモン電源の種類分の切換を準備することにより、同一コモンは、リレー切換しないことで、対処できる。リレー切換回路１は、動作回数が限られない、フォトＭＯＳリレーなどが好ましい。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、インターフェイス回路２は３重系に構成されている。３重系のインターフェイス回路２Ａ，インターフェイス回路２Ｂ，インターフェイス回路２Ｃから入力データチェック回路３へ出力されたデータをそれぞれＤＩ＊−Ａ，ＤＩ＊−Ｂ，ＤＩ＊−Ｃ（＊：入力チャンネル番号＝０、１、２、・・・・ｎ）とする。入力データチェック回路３は、３重系のインターフェイス回路２Ａ，インターフェイス回路２Ｂ，インターフェイス回路２Ｃから入力された値の全てが１（（ＤＩ＊−Ａ＝１）＆（ＤＩ＊−Ｂ＝１）＆（ＤＩ＊−Ｃ＝１））であるか入力された値全てが０（（ＤＩ＊−Ａ＝０）＆（ＤＩ＊−Ｂ＝０）＆（ＤＩ＊−Ｃ＝０））であれば、インターフェイス回路２は全て正常であると判断し、チェックビット１（ＯＫ＝１）とインターフェイス回路２から入力されたデータをレジスタ４に出力する。また、入力データチェック回路３は、インターフェイス回路２から入力されたデータが、上記以外（全てが１又は全てが０以外）であれば、チェックビット０（ＮＧ＝０）と、インターフェイス回路２から入力されたデータをレジスタ４に出力する。レジスタ４から入力された、入力データとチェックビットは、パラレル／シリアル変換部５及び絶縁伝送用信号変換６によって、毎回伝送される。
【００１３】
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、例えばインターフェイス回路２ｂから出力されたデータのみが、他のインターフェイス回路２から出力されたデータと異なる場合（インターフェイス回路２ｂの３つ目のデータ（＊＝２）であるＤＩ２信号が入力された時点以降、インターフェイス回路２ｂに異常が発生し、ＤＩ＊−Ｂのインターフェイス回路３からは、０しか入力されていない状態）について説明する。
絶縁伝送用信号変換部６を介して、シリアルデータを受けた制御器側（図示しない）は、どの時点から異常が発生したのかがわかり、更には他のインターフェイス回路２Ａ及びインターフェイス回路２Ｃからの入力から、正しい入力信号（ＤＩ＊Ｚ）は何かがわかる。更には、インターフェイス回路２ｂのフォトカプラがＯＮしないという異常が発生したことも推測することができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、インターフェイス回路２を３重系にすることにより、インターフェイス回路２のフォトカプラ１個が故障した場合でも、残りの２つの入力の値から、正しい入力信号（ＤＩ＊Ｚ）を知ることができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、リレー回路１は、１００Ｖ電源８の入力時は、強制ＯＮし、グランド電源９の入力時は、強制ＯＦＦする。これにより、入力データチェック回路３にて、インターフェイス回路２の動作確認が稼動時毎サイクル行える。また、インターフェイス回路２の強制ＯＮ及び強制ＯＦＦ時には、自己診断用の電源系（１００電源８及びグランド電源９）にしか接続しないため、他の電源とは絶縁を保て、影響を与えない。
【００１４】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、入力信号をリレー切換回路１により、順に切換えて変換するたびに、インターフェイス回路２を強制ＯＮ／ＯＦＦさせ自己診断する。
本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、入力信号の判断は、リモートＩ／Ｏ内で、３重系に構成されたインターフェイス回路２からの３つの入力信号を多数決により、正しい入力値（ＤＩ＊−Ｚ）を判断し、入力データ、チェックビットと共にシリアル伝送データに毎回合わせて伝送するという構成を取っていたが、受信側の装置内で入力信号の正否を判断する構成としても良い。
本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、受信側の装置で、正しい値を即時に処理に生かすことができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。図４は、本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。図５は、本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例のある。尚、図１乃至図２に記載したものと、構造上同一であるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００１５】
本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、レジスタ４，パラレル／シリアル変換部５，絶縁伝送用信号変換部６，タイミング回路７，１００Ｖ電源８，グランド電源９，アナログＳＷ切換回路１０，３重系に構成されたＡ／Ｄ変換回路１１，データ照合許容差チェック回路１２から構成されている。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、電気車内より、制御に必要なアナログ信号をで取り込むものである。制御に必要なアナログ信号（ＡＩ０，１，２，，，，ｎ）がＡ／Ｄ変換回路（図面ではＡ／Ｄ変換）１１に設けられたＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃの入力範囲に合うようにＡ／Ｄ変換回路１１に入力される前に、電圧レベル変換、絶縁、整流などを行う。これらの信号をアナログスイッチ切換回路（図面ではアナログＳＷ切換）１０にて、１入力（ＡＩ０〜ＡＩｎ）ずつ順に切換えられＡ／Ｄ変換回路１０に出力される。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、変化が激しいアナログ信号を変換する場合には、３重化したＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃに、同時にアナログ信号を入力し、同時に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃにて、同時にアナログ信号を変換しないと、変化が激しいアナログ値の場合、時々刻々と値が変化するため、異なる値を変換してしまい、比較にならない。それに対して、ノイズの影響などで、影響を受けやすいアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路１１にて変換する場合には、３重化したＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃがアナログ信号を変換するタイミングをそれぞれ微妙にずらすことにより解決することができる。３重化したＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃの変換タイミングをｔ（Ａ），ｔ（Ｂ），ｔ（Ｃ）とする（図４参照）。ｔ（Ｂ）のタイミングに、Ａ／Ｄコンバータ１１ｂに入力されたアナログ信号に大電流を駆動する継電器（図示しない）などの動作のため、ノイズがのった場合、ｔ（Ｂ）のタイミングだけで３重化したＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃによりＡ／Ｄ変換をすると、変換後のデータ（ＡＩ＊Ａ，ＡＩ＊Ｂ，ＡＩ＊Ｃ）は、３点共ノイズの影響を受けた値になってしまう。そこで、３重化したＡ／Ｄコンバータ１１ａ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｂ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｃの変換タイミングｔ（Ａ），ｔ（Ｂ），ｔ（Ｃ）をΔｔずつずらすことにより、一時的なノイズの影響は、ＡＩ＊Ｂのみで、ＡＩ＊ＡとＡＩ＊Ｃは、ほぼ正しい値を変換するため、正常な値が取れる。Ａ／Ｄ変換回路１１は、次のアナログ信号についても同様に変換し、データ照合許容差チェック回路１２にデータを出力する。Ａ／Ｄ変換回路１１は、アナログ信号の点数分同様の動作を繰り返す。
【００１６】
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、データ照合許容差チェック回路１２は、Ａ／Ｄ変換回路１１から入力されたデータＡＩ＊Ａ，ＡＩ＊Ｂ，ＡＩ＊Ｃを照合し、３つのデータの値の平均から３データのばらつきを求める（図５参照）。Ａ／Ｄ変換回路１１から入力されたデータ全てが、平均値から許容値（予め入力されている）内に納まっている場合には、３つのデータと前記データの平均値とチェックビットとして１を、レジスタ４に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１１から入力されたデータのうち、１つのデータのみ平均値から許容値外にある場合には、このデータのみ無視して残りの２つのデータの平均値と３つのデータ各々とチェックビットとして０をレジスタ４に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１１から入力されたデータの３データ共、平均値の許容値内から外れている場合、１点だけ外れた値にあるデータを出力した、Ａ／Ｄコンバータ１１ａ等を故障または調整不良と判断し、以降のデータから無視し、残りの２つのデータの平均値と３つのデータ各々とチェックビットとして０をレジスタ４に出力する。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、データ照合許容差チェック回路１２は、個々のデータに対してチェックビットを追加することにより、変換したデータ個々の信憑性が伝送データに付け加えられる。
【００１７】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて、図を参照し詳細に説明する。図６ａは、本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。図６ｂは、本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。尚、図１乃至図５に記載したものと構造上同一であるものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／Ｏの装置構成は、本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／Ｏと同じ構成をとっている（図３と同じ）。
本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／Ｏにおいて、データ照合許容差チェック回路１２は、Ａ／Ｄ変換回路１１により変換されたデータ（ＡＩ＊Ａ，ＡＩ＊Ｂ，ＡＩ＊Ｃ）と、Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２での理想的値（計算値から把握できる）との差から正常な回路であるか、正常でない回路であるのかを判断する。理想値は、Ｙ＝ａＶ＋ｂ（ａ，ｂ＝定数、Ｖ＝入力電圧）のＶの１次方程式で表せる。実入力からのデータＹの式と理想値の式を比較し、ａの許容範囲値をａ０〜ａ１、ｂの許容範囲値を、ｂ０〜ｂ１と決めると、３重化したＡ／Ｄ変換が正常に変換されているかが、確認できる。図６の例では、ＡＩ＊ＡのＡ／Ｄ変換は、ａの値が正常値よりずれている。ＡＩ＊ＢのＡ／Ｄ変換は、ｂの値が正常値よりずれている。ＡＩ＊ＣのＡ／Ｄ変換は、ａの値もｂの値も正常値よりずれている。毎サイクル実施する自己診断により、ＡＩ＊Ａ，ＡＩ＊Ｂ，ＡＩ＊Ｃのうち、採用すべきでないＡ／Ｄコンバータがあるか、また、どのＡ／Ｄコンバータがずれているのかをチェックビットを同時にシリアル伝送することで制御器（図示しない）へ伝送し、毎時確認しながらデータを取り込む。
【００１８】
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、データ用号許容差チェック回路１２によって採用すべきでないと判定されたＡ／Ｄコンバータは、調整がずれているのか、故障なのかを判断しなければならない。故障であるＡ／Ｄコンバータに調整を行っても、正しいＡ／Ｄ変換データは得られない。自己診断により、大きく外れているＡ／Ｄコンバータを故障とみなし、データから取り除かねばならない。
図６に示す例のように、Ａ／Ｄコンバータ１１ｂによるデータ変換のように、ゲインｂのみがずれている（（ＤＢ１−ＤＺ１）＝（ＤＢ２−ＤＺ２））場合、比率ａは、調整不要でゲインｂのみ調整必要と判断する（図６ｂ参照）。ずれている分 Δｂ＝（ＤＢ１−ＤＺ１）＝（ＤＢ２−ＤＺ２）であるのでＡ／Ｄコンバータ１１ｂは、Δｂ＝（ＤＢ１−ＤＺ１）＝（ＤＢ２−ＤＺ２）という値をＡ／Ｄコンバータ１１ｂの調整用のレジスタメモリ（図示しない）に格納し、Ａ／Ｄコンバータ１１ｂの変換値データには、以降Ｙ＝ＤＢ＊＋Δｂとし、レジスタ４に出力する。
図６に示す例のように、Ａ／Ｄコンバータ１１ａによるデータ変換のように比率ａのみがずれている場合や、Ａ／Ｄコンバータ１１ｃによるデータ変換のように、比率ａ、ゲインｂ両方がずれている場合（ＤＡ１−ＤＺ１）≠（ＤＡ２−ＤＺ２）ならば、まず、比率ａを調整し、その後ゲインｂの調整を行う。Ａ／Ｄコンバータ１１ａの変換式にＶｒｅｆ１及びＶｒｅｆ２入れてみる、ここで、Ａ／ＤコンバータＡの現在の定数をａＡ、ｂＡとする。
【００１９】
ＤＡ１＝ａＡ（Ｖｒｅｆ１）＋ｂＡ→ｂＡ＝ＤＡ１−ａＡ（Ｖｒｅｆ１）
ＤＡ２＝ａＡ（Ｖｒｅｆ２）＋ｂＡ→ ｂＡ＝ＤＡ２−ａＡ（Ｖｒｅｆ２）
よって、
ｂＡ＝ＤＡ１−ａＡ（Ｖｒｅｆ１）＝ＤＡ２− ａＡ（Ｖｒｅｆ２）
ＤＡ１−ＤＡ２＝ａＡ（Ｖｒｅｆ１−Ｖｒｅｆ２）
よって、
ａＡ＝（ＤＡ１−ＤＡ２）／（Ｖｒｅｆ１−Ｖｒｅｆ２）が求まる。
ＤＡ１＝ａＡ（Ｖｒｅｆ１）＋ｂＡ→ＤＡ１−ｂＡ＝ａＡ（Ｖｒｅｆ１）
ここで、比率ａの補正を行う。
ＤＡ１−ｂＡ＝ａＡ（Ｖｒｅｆ１）（ａ／ａＡ）補正＝ａ（Ｖｒｅｆ１）
ＤＡ１＝ａ（Ｖｒｅｆ１）＋ｂＡ、
ここでゲインｂの補正値Δｂは、ｂ−ｂＡ＝Δｂであるので、Δｂ＝ｂ−ｂＡ＝ｂ−（ＤＡ１−ａＡ（Ｖｒｅｆ１））＝ｂ−（ＤＡ１−（（ＤＡ１−ＤＡ２）／（Ｖｒｅｆ１−Ｖｒｅｆ２））（Ｖｒｅｆ１）
ここで、ゲインｂの補正を行う。
ＤＡ１＝ａ（Ｖｒｅｆ１）＋Δｂ補正＝ａ（Ｖｒｅｆ１）＋ｂ
補正値（ａ／ａＡ）、Δｂ，ｂＡは、Ａ／Ｄコンバータ１１ａの調整用のレジスタメモリに格納され、以降のＡ／Ｄコンバータ１１ａは、Ｙ＝（ＤＡ＊−ｂＡ−Δｂ）Ｘ（ａ／ａＡ）にてＡ／Ｄ変換を行い、レジスタ４出力する。
【００２０】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、Ａ／Ｄコンバータのデータ照合と調整を繰り返すことにより、調整がずれた時点で補正でき、実際の入力信号を変換する際には、正しく変換されたデータを出力することができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、ノイズの影響を受けやすいアナログ信号であっても、３重化し、微少時間ずらして変換することで、ノイズの影響を受けた値のみ排除して正しい値に変換し、制御に生かすことができる。また、Ａ／Ｄコンバータのひとつが故障した場合にも、故障したＡ／Ｄコンバータ以外の２つから出力された変換データにより正しい値を把握することができる。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、３重化したことにより、精度が問われるアナログ信号に対し、最も信頼できるデータの採用の仕方を選択し、正しいと考えられる値にて制御することが可能である。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、特別な自己診断指示、自己診断回路を制御器側から動作させなくても、通常の入力信号と同じ回路にて毎サイクル周期的に自己診断確認が行え、異常発生時の周期から入力データの取り込みに採用できることである。
【００２１】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、調整レスでいつまでも正確なアナログ値を用いて制御できる。
本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、リモートＩ／Ｏ内にて、Ａ／Ｄ変換回路１１から出力されるデータの判別をする構成としていたが、データを受信した制御器側にて、３つのデータから（１）３入力を平均する。（２）上下を切り捨て真ん中の値を採用する。（３）外れた値のみ切り捨て平均する。などの処置を行う構成としても良い。
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて図を参照し詳細に説明する。図７は、本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。図８は、本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、レジスタからデジタル出力回路部のブロック図である。尚、図１乃至図６に記載したものと構造上同一であるものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、絶縁伝送用信号変換部６，シリアル／パラレル変換部１３，レジスタ１４，デジタル出力回路１５，リレー出力回路１６から構成されている。
【００２２】
本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、車両の状態によって、最も安全側と考えられる出力をすることができる。車両が駅に停車しており、扉が開いているときに、リモートＩ／Ｏに故障が生じた場合には、従来のリモートＩ／Ｏにおいては、扉を閉じる制御をしていたが、本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／Ｏにおいては、人が挟まらないように扉を開いたままにする。本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、通常は、制御器（図示しない）から伝送で受信したデータをシリアル／パラレル変換し、個々の出力信号用のレジスタに４格納し、デジタル出力回路１３を経由し、個々の機器（図示しない）へ、リレー出力する。しかし、リモートＩ／Ｏ自身が制御不能になる故障を検出した際は、レジスタ１４内に設けられた故障検知回路１７を働かせ、あらかじめ決めてある個々の出力信号の用途・内容に応じた安全側出力を行う。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、故障検知回路１７は、ウォッチドッグエラーなどのＣＰＵ異常、フェールセーフ異常、復帰の目処がたたない伝送異常など、リモートＩ／Ｏとして正しい出力が不可能になるような故障が発生したことを検出する回路である（図８参照）。故障検知回路１７は、ソフトウェアを介さない、ロジックのみで構成されたものとする。故障検知回路１７は、１出力ごとではなく、共通で持つ。
【００２３】
このように構成されたリモートＩ／Ｏの出力が正常である場合、故障検知回路１７からは、正常である旨の信号（１という値）をマルチプレクサＣ（以後ＭＵＸ−Ｃ）に出力する。マルチプレクサＣは、正常時の値として予め決められたＡ０＝１，Ａ１＝０という値をマルチプレクサＡ（以後ＭＵＸ−Ａ）に出力する。ＭＵＸ−Ａは、ＭＵＸ−Ｃから入力されたＳ０＝１、Ｓ１＝０という値により、Ｉ２（正常時及び現状維持）が選択される。Ｉ２（正常時及び現状維持）がＭＵＸ−Ａにより選択されると、制御器から受信したデータを、フリップフロップ（以後ＦＦ）に出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）することにより、受信データの該当ビットをデジタル出力回路１５を介してリレー出力回路１５から出力される。
このように構成されたリモートＩ／Ｏの出力が異常である場合、故障検知回路１７は、ＭＵＸ−Ｃに異常である旨の信号（０という値）を出力する。ＭＵＸ−Ｃは、予め入力されている設定データからＢ０、Ｂ１の値をＭＵＸ−Ａに出力する。Ｂ０、Ｂ１には、あらかじめ異常時の出力論理設定データとしてシリアル／パラレル変換部１３により変換された信号（ＲＹＯ＊）ごとに固定値を設定してある。たとえば、シリアル／パラレル変換部から出力された信号が、ＲＹＯ２の場合は、異常時の出力論理設定がＢ０＝０、Ｂ１＝０となり、ＭＵＸ−ＡにもＳ０＝０、Ｓ１＝０を入力されるためＭＵＸ−Ａの出力ＯＵＴには、Ｉ０（強制ＯＮ）が選択される。これにより、異常検出時は、これまでの出力信号に関係なく、リレー出力が強制的にＯＮするように切り換わる。
【００２４】
またたとえば、ＲＹＯｎの出力信号においては、異常時の出力論理設定がＢ０＝０、Ｂ１＝１となり、ＭＵＸ−ＡにもＳ０＝０、Ｓ１＝１を入力されるＭＵＸ−Ａの出力ＯＵＴには、Ｉ１（強制ＯＦＦ）が選択される。これにより、異常検出時は、これまでの出力信号に関係なく、リレー出力が強制的にＯＦＦするように切り換わる。
また例えば、ＲＹＯ０の出力信号においては、異常時の出力論理設定がＢ０＝１、Ｂ１＝０で、ＭＵＸ−ＡにもＳ０＝１、Ｓ１＝０が入力されＭＵＸ−Ａの出力ＯＵＴには、Ｉ２（正常時及び現状維持）が選択される。Ｉ２（正常時及び現状維持）は、正常時には制御器から受信したデータをレジスタ４より設定し、ＦＦに出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）するが、異常検出時には、出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）を［＆］にてマスクし、これまでのＦＦの出力Ｑが受信データに関係なくこれまで出力していた値から変えられなくなる。よって、現状維持となり、リレー出力は、今まで出力していた論理のまま固定となる。
また例えば、ＲＹＯ１の出力信号においては、異常時の出力論理設定がＢ０＝１、Ｂ１＝１で、ＭＵＸ−ＡにもＳ０＝１、Ｓ１＝１が入力されるため、ＭＵＸ−Ａの出力ＯＵＴには、Ｉ３（入力条件選択）が選択される。Ｉ３（入力条件選択）は、あらかじめ選定された入力信号の論理により、ＭＵＸ−Ｂにて出力をＯＮにすべきか、ＯＦＦにすべきかを判断する。ここで選定する入力信号は、出力信号（ＲＹＯ１）の動作に深く関係するものであり、この入力信号論理により、出力信号（ＲＹＯ１）の安全側出力論理が変わるものである。ＭＵＸ−Ｂでは、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号が０のとき、強制ＯＮとし、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号が１のとき、強制ＯＦＦとするような回路としている。よって、受信信号には関わりなく、条件となるシリアル／パラレル変換部１３から出力された信号の論理により決められた出力論理が異常検知時のリレーから出力される。以上により、出力信号の用途・内容に適し、異常検知時の他の条件も踏まえた最も安全側と考えられる出力論理がリレー出力される。
【００２５】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて図を参照し詳細に説明する。図９は、本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。図１０ａは、本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、レジスタからＤ／Ａ変換出力回路部の詳細のブロック図である。図１０ｂは、本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、Ｄ／Ａ変換出力の一例である。本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、絶縁伝送用信号変換部６，シリアル／パラレル変換部１３，レジスタ１８，出力回路１９から構成されている。
本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、車両の状態によって、最も安全側と考えられる出力をすることができる。車両が駅に停車しており、扉が開いているときに、リモートＩ／Ｏに故障が生じた場合には、従来のリモートＩ／Ｏにおいては、扉を閉じる制御をしていたが、本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏにおいては、人が挟まらないように扉を開いたままにする。
【００２６】
本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、通常は、制御器（図示しない）から伝送で受信したデータをシリアル／パラレル変換部１３で変換し各々の出力信号用のレジスタ１８に格納し、Ｄ／Ａ変換しアナログ出力する。リモートＩ／Ｏ自身が制御不能になる故障を検出した際は、故障検知回路を働かせ、あらかじめ決めてある個々の出力信号の用途・内容に応じた安全側出力を行う。
このように構成されたリモートＩ／Ｏにおいて、故障検知回路１７ａは、ウォッチドッグエラーなどのＣＰＵ異常、フェールセーフ異常、復帰の目処がたたない伝送異常など、リモートＩ／Ｏとして正しい出力が不可能になるような故障が発生したことを検出する回路である。故障検知回路１７ａは、ソフトウェアを介さない、ロジックのみで構成されたものとする。故障検知回路１７は、１出力ごとではなく、共通で持つ。
リモートＩ／Ｏの出力が正常時には、マルチプレクサ３（以後ＭＵＸ−３）よりＡ０＝１，Ａ１＝０が選択され、マルチプレクサ１（ＭＵＸ−１）にＳ０＝１、Ｓ１＝０が出力される。ＭＵＸ−１は、ＭＵＸ−３から入力された値からＤＴ２（正常時及び現状維持）を選択する。ＤＴ２（正常時及び現状維持）は、正常時には制御器から受信したデータをレジスタより設定し、出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）信号により［ＬＡＴ］にラッチされる。これにより、受信データをＤ／Ａ変換し、アナログ出力する。
【００２７】
故障検知回路１７ａの検出出力が異常時には、ＭＵＸ−３よりＢ０、Ｂ１が選択されるが、Ｂ０、Ｂ１には、あらかじめ異常時の出力値設定データとしてシリアル／パラレル変換部１３からの出力信号（ＡＯ＊）ごとに固定値を設定してある。
たとえば、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号がＡＯ２の場合は、異常時の出力論理設定がＢ０＝０、Ｂ１＝０で、ＭＵＸ−１のＳ０＝０、Ｓ１＝０が入力されるＭＵＸ−１のＯＵＴＤＡＴＡには、ＤＴ０（強制０Ｖ（８０Ｈ））が選択される。これにより、異常検出時は、これまでの出力信号に関係なく、データ＝８０ＨをＤ／Ａ変換し、０Ｖを出力するように切り換わる。またたとえば、ＡＯｎの出力信号においては、異常時の出力値設定がＢ０＝０、Ｂ１＝１で、ＭＵＸ−１にはＳ０＝０、Ｓ１＝１が入力されるためＭＵＸ−１のＯＵＴＤＡＴＡには、ＤＴ１（固定値出力例１０Ｖ（ＦＦＨ））が選択される。これにより、異常検出時は、これまでの出力信号に関係なく、データ＝ＦＦＨをＤ／Ａ変換し、１０Ｖを出力するように切り換わる。
また、たとえば、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号がＡＯ０の場合は、異常時の出力値設定がＢ０＝１、Ｂ１＝０で、ＭＵＸ−１のＳ０＝１、Ｓ１＝０を入れるためＭＵＸ−１のＯＵＴＤＡＴＡには、ＤＴ２（正常時及び現状維持）が選択される。ＤＴ２（正常時及び現状維持）は、正常時には制御器から受信したデータをレジスタより設定し、正常信号により［ＬＡＴ］がイネーブルであるので、出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）により［ＬＡＴ］にラッチし受信したデータをＤ／Ａ変換するが、異常検出時には、異常信号により、［ＬＡＴ］がイネーブルでなくなるので出力データ設定（ＷＲＩＴＥ）が入力しても［ＬＡＴ］に受信したデータは設定されず、これまでラッチしていたデータのまま変えられなくなる。よって、現状維持となり、これまでラッチしていたデータをＤ／Ａ変換する。
【００２８】
また、たとえば、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号がＡＯ１の場合は、異常時の出力値設定がＢ０＝１、Ｂ１＝１で、ＭＵＸ−１にＳ０＝１、Ｓ１＝１が入力されるためＭＵＸ−１のＯＵＴＤＡＴＡには、ＤＴ３（入力条件選択）が選択される。ＤＴ３（入力条件選択）は、あらかじめ選定された入力信号の論理により、ＭＵＸ−２にて選定された固定値をＤ／Ａ変換する。ここで選定する入力信号は、出力信号（ＡＯ１）の動作に深く関係するものであり、この入力信号論理により、出力信号（ＡＯ１）の安全側出力値が変わるものである。ＭＵＸ−２では、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号が０のとき、ＤＴ０＝Ａ０Ｈを設定し、２．５Ｖ出力し、シリアル／パラレル変換部１３から出力された信号が１のとき、ＤＴ１＝Ｃ０Ｈを設定し、５Ｖ出力する回路としている。よって、受信データには関わりなく、条件となる入力信号の論理により決められた出力値が異常検知時にアナログ出力される。このように構成されたリモートＩ／Ｏは、出力信号の用途・内容に適し、異常検知時の他の条件も踏まえた最も安全側と考えられるアナログ値が出力される。
【００２９】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏについて図を参照し詳細に説明する。図１１は、本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏと制御装置の構成図の一例である。図１２ａは、本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏを搭載した電気車の側面図である。図１２ｂは、本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏを搭載した電気車の下面図である。
本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏは、車両情報制御装置（赤外線伝送対応インテリ機器内蔵）２１，ブレーキ制御器（赤外線伝送対応インテリ機器内蔵）２２，制御器Ａ（赤外線伝送対応インテリ機器内蔵）２３，継電器Ｂ（赤外線伝送対応リモートＩ／Ｏ実装内蔵）２４，接触器Ｃ（赤外線伝送対応リモートＩ／Ｏ実装内蔵）２５，ＳＢＢ箱（赤外線伝送対応リモートＩ／Ｏ実装内蔵）２６から構成されている。
車両情報制御装置２１は、各車両に装備され、各車両内に設置された各機器からの情報収集を行い、制御処理を加えて分配する機能を持っている。
【００３０】
電気車のｉ号車においても、その他の車両においても、車両情報制御装置２１がほぼ中央の位置にあり、車両内のＳＢＢ箱２６，ブレーキ制御器２２，制御器Ａ２３などと、直線で結べる。各機器間を直線で結べる位置の床下箱に、赤外線の送受信部を設置する。車両情報制御装置２１と、ブレーキ制御器２２や制御器Ａ２３にある機器等と直線で結ぶことが可能になる。
ＳＢＢ箱２６、継電器Ｂ２４、接触器Ｃ２５に赤外線伝送対応リモートＩ／Ｏを内蔵することにより、車両情報制御装置２１と各機器間で赤外線伝送による情報交換が行える。
このように構成されたリモートＩ／Ｏの構成は、本発明に基づく第１乃至第５の実施形態の絶縁伝送用信号変換部を赤外線変換に置きかえることにより、対応できる。赤外線伝送にすることにより、赤外線の送受信部を向きあわせることで伝送できるため、１対１の伝送にはなるが、装置間の伝送信号用の配線は不要になる。赤外線伝送は、強い直射日光を浴びることが苦手であるが、車両の床下の場合は、直射日光の影響が少なく、赤外線伝送に問題の無い程度である。伝送距離は、現状の技術では１００ｍ程度まで対応できるが、普通の車両１両の長さは、約２０ｍであるので、車両内の伝送としては問題ない距離である。
【００３１】
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、装置間のぎ装配線を削減することができる。また、このように構成されたリモートＩ／Ｏは、光ファイバを私用したものにくらべ、安価に構成できるという利点もある。
このように構成されたリモートＩ／Ｏは、従来のリモートＩ／Ｏに比べ大幅に小型化することが出来る。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、小形化することの出来るリモートＩ／Ｏ及びそれを用いた電気車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。
【図２】本発明に基づく第１の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。
【図３】本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。
【図４】本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。
【図５】（ａ）本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例のある。
（ｂ）本発明に基づく第２の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例のある。
【図６】（ａ）本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。
（ｂ）本発明に基づく第３の実施の形態のリモートＩ／ＯによるＡ／Ｄ変換の一例である。
【図７】本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。
【図８】本発明に基づく第４の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、レジスタからデジタル出力回路部の詳細のブロック図である。
【図９】本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの構成図である。
【図１０】（ａ）本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、レジスタからＤ／Ａ変換出力回路部の詳細のブロック図である。
（ｂ）本発明に基づく第５の実施の形態のリモートＩ／Ｏの、Ｄ／Ａ変換出力の一例である。
【図１１】本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏと制御装置の構成図。
【図１２】（ａ）本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏを搭載した電気車の側面図。
（ｂ）本発明に基づく第６の実施の形態のリモートＩ／Ｏを搭載した電気車の下面図。
【符号の説明】
１・・・リレー切換回路
２・・・インターフェイス回路
３・・・入力データチェック回路
４・・・レジスタ
５・・・パラレル／シリアル変換部
６・・・絶縁伝送用信号変換部
７・・・タイミング回路
８・・・１００Ｖ電源
９・・・グランド電源
１０・・・アナログスイッチ切換回路
１１・・・Ａ／Ｄ変換回路
１２・・・データ照合許容差チェック回路
１３・・・シリアル／パラレル変換部
１４・・・デジタル出力回路
１５・・・リレー出力部
１６・・・故障検知回路
１７・・・リレー出力部
１８・・・故障検知回路
１９・・・ＣＰＵ
２０・・・車両情報制御装置
２１・・・ＳＢＢ箱
２２・・・ブレーキ制御器
２３・・・制御器Ａ
２４・・・継電器Ｂ
２５・・・接触器Ｃ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric vehicle input device and an electric vehicle using the same.
[0002]
[Prior art]
Electric vehicles are equipped with various devices such as a cab, devices in the cab, various control devices mounted on each vehicle, and relays. In a conventional remote I / O, an interface circuit is provided for each of input signals from a plurality of devices to a vehicle information control device.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-268155 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the number of input signals input to a remote I / O (input / output device) has increased enormously due to the development of information technology. As a result, the number of interface circuits and the like have increased, and the device itself has become larger.
Therefore, an object of the present invention is to provide a remote I / O that can be downsized and an electric vehicle using the same.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The object is to provide a relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit, and a register for recording data converted by the interface circuit, This can be attained by providing a parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the data.
The object is to provide a relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit, and a register for recording data converted by the interface circuit, A parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register, wherein the interface circuit is tripled, and the tripled interface circuit converts a plurality of different input signals. Can be achieved by sharing.
The object is to provide a relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit, and a register for recording data converted by the interface circuit, A parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the serial data, the interface circuit being forcibly turned on / off each time the input signal is sequentially switched and converted by the relay switching circuit, and By performing the diagnosis, the self-diagnosis of the interface circuit is performed periodically even during the actual operation, and when an abnormality occurs in the interface circuit, the abnormality can be detected.
[0005]
The above object is to provide a relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an interface circuit provided for converting the input signal switched by the relay switching circuit, a triple interface circuit, and the triple. A data check circuit for checking and checking signals output from the interface circuit to check whether all signals output from the triple interface circuit match or not; and data output from the data check circuit. And a parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register.
The above object is to provide a relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an interface circuit provided for converting the input signal switched by the relay switching circuit, a triple interface circuit, and the triple. The signals output from the interface circuit are checked and compared. If the output of one or less of the three signals output from the triple interface circuit is different from the signals output from the other two points, A data check circuit for ignoring a signal output from the interface circuit that has output a different value and outputting the other two output signals to a register; a register for recording data output from the data check circuit; Achieved by having a parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register Rukoto can.
[0006]
An object of the present invention is to provide an analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit, and a conversion circuit for the A / D converter. This can be achieved by including a register for recording the converted data, and a parallel / serial converter for converting the data stored in the register into serial data and transmitting the data.
An object of the present invention is to provide an analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in a vehicle, an A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit, and the triple A / D converter. The data output from the conversion circuit is collated to determine whether the difference between the three data values is within an allowable value (within ± 以内 bits), and the three data output from the tripled A / D conversion circuit are determined. When the output of one or less of the data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits output A data collation tolerance check circuit for outputting the obtained data to a register, a register for recording data input from the data collation tolerance check circuit, and a data stored in the register. Can be achieved by a parallel / serial converter for serial conversion transmission comprises a.
[0007]
An object of the present invention is to provide an analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different analog input signals in a vehicle, an A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit, and the triple A / D converter. The data output from the D / A conversion circuit is collated, and it is determined whether or not the difference between the three data values is within an allowable value (within ± ○ bits). When the output of one or less of the data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits A data collation tolerance check circuit that outputs the output data to a register; a register that records data input from the data collation tolerance check circuit; and a register that is stored in the register. In a remote I / O having a parallel / serial converter for serially converting and transmitting data, different reference power supply voltages are input to two points of a plurality of analog input signals, respectively. When A / D conversion is performed by sequentially switching input signals, the reference power supply voltage is periodically converted, and the A / D conversion circuit self-diagnoses whether the A / D conversion of the A / D conversion circuit is correct. When the converted data of the reference power supply voltage deviates from the above, it can be achieved by detecting that an abnormality has occurred in the device.
[0008]
An object of the present invention is to provide an analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different analog input signals in a vehicle, an A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit, and the triple A / D converter. The data output from the D / A conversion circuit is collated, and it is determined whether or not the difference between the three data values is within an allowable value (within ± ○ bits). When the output of one or less of the data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits A data collation tolerance check circuit that outputs the output data to a register; a register that records data input from the data collation tolerance check circuit; and a register that is stored in the register. In a remote I / O having a parallel / serial converter for serially converting and transmitting data, different reference power supply voltages are input to two points of a plurality of analog input signals, respectively. When A / D conversion is performed by sequentially switching input signals, the reference power supply voltage is periodically converted, and the A / D conversion circuit self-diagnoses whether the A / D conversion of the A / D conversion circuit is correct. In the case where the converted conversion data of the reference power supply voltage deviates, the above can be achieved by automatically adjusting the conversion data.
[0009]
The above object has a failure detection circuit provided in an electric car and configured to detect an abnormality of a control device that controls a plurality of devices. When a failure occurs in the control device, a different signal is output for each output signal to the plurality of control signals. This can be achieved by outputting to each device.
The above object has a failure detection circuit provided in an electric car and configured to detect an abnormality of a control device that controls a plurality of devices. When a failure occurs in the control device, different analog signals are output for each of the plurality of output signals. Output to each device.
The above object can be achieved by using infrared-converted transmission for communication between a control device provided in an electric car and controlling a plurality of devices and a plurality of devices provided in the vehicle.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
A remote I / O according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a remote I / O according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the remote I / O according to the first embodiment of the present invention. Reference numerals (a, b, c, etc.) for distinguishing the respective devices are omitted when it is not particularly necessary to distinguish between solids.
A remote I / O according to a first embodiment of the present invention includes a relay switching circuit 1, an interface circuit 2 configured in a triple system, an input data check circuit 3, a register 4, a parallel / serial converter 5, It comprises a transmission signal converter 6, a timing circuit 7, a 100V power supply 8, and a ground power supply 9.
In the remote I / O configured as described above, a relay switching circuit 1 for switching an input signal and a power supply common is provided at a stage preceding the interface circuit 2, and the interface circuit 2 is used for conversion of all input signals. The input data check circuit 3 checks the value of the input signal fetched from the interface circuit 2 and stores the value in the register 4. The parallel-serial conversion unit 5 and the transmission signal conversion unit 6 convert the data extracted from the register 4 into serial data and transmit the data to the control device.
[0011]
In the remote I / O configured as described above, the relay switching circuit 1 turns on the relay at the position of the current input channel (i) (for example, DI0). The interface circuit 2 converts data input to the interface circuit 2 when the relay switching circuit 1 turns on the relay of the input channel (i). The data converted by the interface circuit 2 is checked by the input data check circuit 3 and stored in the register 4, and then the relay switching circuit 1 turns off the relay at the current position of the input channel (i). The relay switching circuit 1 turns on the relay at the position of the next input channel (i + 1). Relay switching circuit 1 repeats this operation.
The relay switching circuit 1 operates similarly to the switching of the common power supply 8 for the input signals DI0 to DIn in the same manner as the input signals. Here, it is not necessary to make the switching of the common power supply for the number of signal points. In the case of an electric vehicle, DC. Although there are a plurality of common power supplies of the 100V signal, there are many common ones. Therefore, it is sufficient to set the relay switching for the types of the common power supplies. For example, if there are three types of common power sources, CMN-X, CMN-Y, and CMN-Z, the common power source of DI0 is CMN-X. .., N are CMN-Y. The common of DI3 is CMN-Z. Assume that Since these can be checked in advance from the vehicle circuit, common switching setting data is prepared, the data is stored in the timing circuit 7, and the input signal is turned on by turning on the relay of the common power supply corresponding to the input channel (i). At the same time, the power supply common is switched.
[0012]
The remote I / O configured in this way can separate different types of isolated 100 V signals and take in the data with one input interface circuit.
The remote I / O configured as described above is connected to the DC. The same interface circuit 2 can be used even if the 100V input signal is a different signal. In addition, DC. For a 100 V signal, the common power supply can also be isolated by the relay switching circuit 2 by switching the relay, so that it can be used in the same interface circuit 3. In addition, it is not necessary to switch the number of common power supplies by the number of signal points. By preparing for switching of the number of types of common power supplies, the same common can be dealt with by not switching the relay. The relay switching circuit 1 is preferably a photo MOS relay or the like, the number of operations of which is not limited.
In the remote I / O configured as described above, the interface circuit 2 is configured in a triple system. The data output from the triple interface circuit 2A, interface circuit 2B, and interface circuit 2C to the input data check circuit 3 is DI * -A, DI * -B, and DI * -C (*: input channel number = 0). , 1, 2,... N). The input data check circuit 3 determines that all the values input from the triple interface circuit 2A, interface circuit 2B, and interface circuit 2C are 1 ((DI * -A = 1) & (DI * -B = 1) & (DI * -C = 1)) or if all input values are 0 ((DI * -A = 0) & (DI * -B = 0) & (DI * -C = 0)) The interface circuit 2 determines that all are normal, and outputs the check bit 1 (OK = 1) and the data input from the interface circuit 2 to the register 4. If the data input from the interface circuit 2 is other than the above (all 1 or all other than 0), the input data check circuit 3 sets the check bit 0 (NG = 0) and the input from the interface circuit 2 The output data is output to the register 4. The input data and check bits input from the register 4 are transmitted each time by the parallel / serial converter 5 and the signal converter 6 for insulation transmission.
[0013]
In the remote I / O configured as described above, for example, when only data output from the interface circuit 2b is different from data output from another interface circuit 2 (third data (* = A description will be given of a state in which an error occurs in the interface circuit 2b after the input of the DI2 signal (2) and only 0 is input from the interface circuit 3 of DI * -B).
The controller side (not shown) that has received the serial data via the insulated transmission signal conversion unit 6 knows from which point the abnormality has occurred, and further receives inputs from the other interface circuits 2A and 2C. From this, it can be understood what the correct input signal (DI * Z) is. Further, it can be inferred that an abnormality has occurred in which the photocoupler of the interface circuit 2b does not turn on.
In the remote I / O configured as described above, by setting the interface circuit 2 to a triple system, even if one photocoupler of the interface circuit 2 fails, a correct input signal is obtained from the remaining two input values. (DI * Z).
In the remote I / O configured as described above, the relay circuit 1 is forcibly turned on when the 100 V power supply 8 is input, and is forcibly turned off when the ground power supply 9 is input. This allows the input data check circuit 3 to check the operation of the interface circuit 2 every cycle during operation. Also, when the interface circuit 2 is forcibly turned on and off, the power supply is connected only to the power supply system for self-diagnosis (100 power supply 8 and ground power supply 9), so that it is isolated from other power supplies and has no influence.
[0014]
The remote I / O configured as described above performs a self-diagnosis by forcibly turning on / off the interface circuit 2 every time the input signal is sequentially switched and converted by the relay switching circuit 1.
In the remote I / O according to the first embodiment of the present invention, the input signal is determined by majority decision on three input signals from the interface circuit 2 configured in a triple system in the remote I / O. A configuration is adopted in which the correct input value (DI * -Z) is determined and transmitted together with the input data and the check bit in accordance with the serial transmission data every time. However, the configuration in which the correctness of the input signal is determined in the receiving apparatus. It is good.
In the remote I / O according to the first embodiment of the present invention, a correct value can be immediately utilized in processing by a device on the receiving side.
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
(Second embodiment)
A remote I / O according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of a remote I / O according to a second embodiment of the present invention. 13 is an example of A / D conversion by remote I / O according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an example of A / D conversion by remote I / O according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an example of A / D conversion by remote I / O according to the second embodiment of the present invention. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0015]
The remote I / O according to the second embodiment of the present invention includes a register 4, a parallel / serial converter 5, a signal converter for insulation transmission 6, a timing circuit 7, a 100V power supply 8, a ground power supply 9, an analog SW switch. A circuit 10, an A / D conversion circuit 11 configured in a triple system, and a data collation tolerance check circuit 12 are provided.
The remote I / O configured as described above takes in analog signals required for control from inside the electric vehicle. An analog signal (AI0, 1, 2,..., N) necessary for control is supplied to an A / D converter 11a, A / D converter 11b, A Before input to the A / D conversion circuit 11 so as to match the input range of the / D converter 11c, voltage level conversion, insulation, rectification, and the like are performed. These signals are sequentially switched one input (AI0 to AIn) by an analog switch switching circuit (analog SW switching in the drawing) 10 and output to the A / D conversion circuit 10.
When converting a rapidly changing analog signal in the remote I / O configured as described above, the analog signal is simultaneously sent to the tripled A / D converter 11a, A / D converter 11b, and A / D converter 11c. And convert at the same time. Unless the analog signals are simultaneously converted by the A / D converter 11a, the A / D converter 11b, and the A / D converter 11c, if the analog value changes rapidly, the value changes every moment. It is not a comparison. On the other hand, when an analog signal that is easily affected by noise or the like is converted by the A / D conversion circuit 11, the A / D converter 11a, the A / D converter 11b, and the A / D This can be solved by slightly shifting the timing at which the converter 11c converts the analog signal. The conversion timings of the tripled A / D converter 11a, A / D converter 11b, and A / D converter 11c are denoted by t (A), t (B), and t (C) (see FIG. 4). At the timing of t (B), an operation of a relay (not shown) for driving a large current to the analog signal input to the A / D converter 11b is performed. When A / D conversion is performed by the A / D converter 11a, the A / D converter 11b, and the A / D converter 11c which are tripled, the converted data (AI * A, AI * B, AI * C) becomes 3 The value is affected by the point noise. Therefore, by temporarily shifting the conversion timings t (A), t (B), and t (C) of the tripled A / D converter 11a, A / D converter 11b, and A / D converter 11c by Δt, a temporary The effect of noise is only AI * B, and AI * A and AI * C convert almost correct values, so that normal values can be obtained. The A / D conversion circuit 11 similarly converts the next analog signal and outputs data to the data matching tolerance check circuit 12. The A / D conversion circuit 11 repeats the same operation for the number of analog signals.
[0016]
In the remote I / O configured as described above, the data collation tolerance check circuit 12 collates the data AI * A, AI * B, and AI * C input from the A / D conversion circuit 11, and outputs three data. The variation of the three data is determined from the average of the values (see FIG. 5). When all the data input from the A / D conversion circuit 11 are within the allowable value (pre-input) from the average value, three data, the average value of the data, and 1 as the check bit are set. , To the register 4. If only one of the data input from the A / D conversion circuit 11 is out of the allowable range from the average value, this data alone is ignored, and the average value of the remaining two data and each of the three data Output 0 to the register 4 as a check bit. If all of the three data input from the A / D conversion circuit 11 are out of the allowable range of the average value, the A / D converter 11a or the like that outputs data having a value that deviates by one point may fail or It determines that the adjustment is inferior, ignores it from the subsequent data, and outputs the average value of the remaining two data, each of the three data, and 0 as a check bit to the register 4.
In the remote I / O configured as described above, the data collation tolerance check circuit 12 adds the credibility of each converted data to the transmission data by adding a check bit to each data.
[0017]
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
(Third embodiment)
A remote I / O according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6A is an example of A / D conversion by remote I / O according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6B is an example of A / D conversion by remote I / O according to the third embodiment of the present invention. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The device configuration of the remote I / O according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as the remote I / O according to the second embodiment of the present invention (same as FIG. 3).
In the remote I / O according to the third embodiment of the present invention, the data collation tolerance check circuit 12 converts the data (AI * A, AI * B, AI * C) converted by the A / D conversion circuit 11. From the difference between Vref1 and the ideal value at Vref2 (which can be grasped from the calculated value), it is determined whether the circuit is normal or abnormal. The ideal value can be expressed by a linear equation of V of Y = aV + b (a, b = constant, V = input voltage). By comparing the expression of the data Y from the actual input with the expression of the ideal value, and determining the allowable range value of a as a0-a1 and the allowable range value of b as b0-b1, the tripled A / D conversion is performed. You can check if the conversion is normal. In the example of FIG. 6, in the A / D conversion of AI * A, the value of a is shifted from the normal value. In the A / D conversion of AI * B, the value of b is shifted from the normal value. In the A / D conversion of AI * C, both the values of a and b deviate from the normal values. By self-diagnosis performed every cycle, a check bit is used to check whether there is an A / D converter that should not be used among AI * A, AI * B, and AI * C, and which A / D converter is out of alignment. At the same time, the data is transmitted to a controller (not shown) by serial transmission, and data is taken in while checking every hour.
[0018]
In the remote I / O configured as described above, the A / D converter that is determined not to be adopted by the data signal tolerance check circuit 12 must determine whether the adjustment is out of alignment or a failure. No. Even if adjustment is made to the failed A / D converter, correct A / D conversion data cannot be obtained. Due to the self-diagnosis, the A / D converter that is largely off must be regarded as a failure and removed from the data.
As in the example shown in FIG. 6, when only the gain b is shifted ((DB1-DZ1) = (DB2-DZ2)) as in the data conversion by the A / D converter 11b, the ratio a does not need to be adjusted. It is determined that only the gain b needs to be adjusted (see FIG. 6B). Since the deviation Δb = (DB1-DZ1) = (DB2-DZ2), the A / D converter 11b adjusts the value Δb = (DB1-DZ1) = (DB2-DZ2) to the A / D converter 11b. And the converted value data of the A / D converter 11b is set to Y = DB * + Δb and output to the register 4.
As in the example shown in FIG. 6, only the ratio a is shifted as in the data conversion by the A / D converter 11a, or both the ratio a and the gain b are shifted as in the data conversion by the A / D converter 11c. If (DA1-DZ1) ≠ (DA2-DZ2), the ratio a is adjusted first, and then the gain b is adjusted. Let Vref1 and Vref2 be included in the conversion formula of the A / D converter 11a. Here, the current constants of the A / D converter A are aA and bA.
[0019]
DA1 = aA (Vref1) + bA → bA = DA1-aA (Vref1)
DA2 = aA (Vref2) + bA → bA = DA2-aA (Vref2)
Therefore,
bA = DA1-aA (Vref1) = DA2-aA (Vref2)
DA1-DA2 = aA (Vref1-Vref2)
Therefore,
aA = (DA1-DA2) / (Vref1-Vref2) is obtained.
DA1 = aA (Vref1) + bA → DA1-bA = aA (Vref1)
Here, the ratio a is corrected.
DA1−bA = aA (Vref1) (a / aA) correction = a (Vref1)
DA1 = a (Vref1) + bA,
Here, since the correction value Δb of the gain b is b−bA = Δb, Δb = b−bA = b− (DA1−aA (Vref1)) = b− (DA1 − ((DA1−DA2) / (Vref1)) −Vref2)) (Vref1)
Here, the gain b is corrected.
DA1 = a (Vref1) + Δb correction = a (Vref1) + b
The correction values (a / aA), Δb, and bA are stored in an adjustment register memory of the A / D converter 11a, and the subsequent A / D converter 11a calculates Y = (DA * −bA−Δb) X (a / AA) performs A / D conversion and outputs the result to the register 4.
[0020]
The remote I / O configured as described above can be corrected at the time when the adjustment is deviated by repeating the data collation and the adjustment of the A / D converter, and when the actual input signal is converted, it is correctly converted. Data can be output.
In the remote I / O configured as described above, even if the analog signal is susceptible to noise, the analog signal is triplicated and converted with a slight time shift, so that only the value affected by the noise is eliminated and correct. It can be converted to a value and used for control. Further, even when one of the A / D converters fails, a correct value can be grasped from the conversion data output from the two other than the failed A / D converter.
In the remote I / O configured as described above, the method of adopting the most reliable data is selected for an analog signal of which accuracy is required due to the triple operation, and control is performed using a value considered to be correct. Is possible.
The remote I / O configured as described above can perform a self-diagnosis check periodically every cycle using the same circuit as a normal input signal without operating a special self-diagnosis instruction and a self-diagnosis circuit from the controller. It can be used to take in input data from the cycle at the time of occurrence of abnormality.
[0021]
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
The remote I / O configured as described above can be controlled using an accurate analog value forever without adjustment.
The remote I / O according to the third embodiment of the present invention is configured to determine the data output from the A / D conversion circuit 11 in the remote I / O. On the container side, (1) three inputs are averaged from the three data. (2) Truncate the top and bottom and use the middle value. (3) Only outliers are rounded down and averaged. Or the like.
(Fourth embodiment)
A remote I / O according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of a remote I / O according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram of a register to digital output circuit unit of a remote I / O according to a fourth embodiment of the present invention. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The remote I / O according to the fourth embodiment of the present invention includes an insulated transmission signal converter 6, a serial / parallel converter 13, a register 14, a digital output circuit 15, and a relay output circuit 16.
[0022]
The remote I / O according to the fourth embodiment of the present invention can output the most safe side depending on the state of the vehicle. If a failure occurs in the remote I / O when the vehicle is stopped at the station and the door is open, the conventional remote I / O controls the door to be closed. In the remote I / O according to the third embodiment of the present invention, the door is kept open so that a person is not pinched. The remote I / O according to the fourth embodiment of the present invention usually converts data received by transmission from a controller (not shown) into serial / parallel data and stores the data in registers for each output signal. , Via the digital output circuit 13 and relayed to individual devices (not shown). However, when detecting a failure in which the remote I / O itself becomes uncontrollable, the failure detection circuit 17 provided in the register 14 is operated, and the safety side according to the use and content of each predetermined output signal is determined. Output.
In the remote I / O configured as described above, the failure detection circuit 17 outputs an incorrect output as a remote I / O such as a CPU error such as a watchdog error, a fail-safe error, or a transmission error that cannot be recovered. This is a circuit for detecting occurrence of a possible failure (see FIG. 8). It is assumed that the failure detection circuit 17 is configured only by logic without using software. The failure detection circuit 17 is provided not for each output but in common.
[0023]
When the output of the remote I / O configured as described above is normal, the failure detection circuit 17 outputs a signal (value of 1) indicating that it is normal to the multiplexer C (hereinafter, MUX-C). The multiplexer C outputs predetermined values of A0 = 1 and A1 = 0 as normal values to the multiplexer A (hereinafter MUX-A). For the MUX-A, I2 (normal and current status) is selected based on the values S0 = 1 and S1 = 0 input from the MUX-C. When I2 (normal and current status) is selected by the MUX-A, the data received from the controller is set to output data (WRITE) to a flip-flop (hereinafter FF), and the corresponding bit of the received data is digitalized. Output from the relay output circuit 15 via the output circuit 15.
When the output of the remote I / O configured as described above is abnormal, the failure detection circuit 17 outputs a signal (value of 0) to the MUX-C to the effect that it is abnormal. The MUX-C outputs the values of B0 and B1 from the previously input setting data to the MUX-A. In B0 and B1, fixed values are set in advance for each signal (RYO *) converted by the serial / parallel converter 13 as output logic setting data at the time of abnormality. For example, if the signal output from the serial / parallel converter is RYO2, the output logic settings at the time of abnormality are B0 = 0 and B1 = 0, and S0 = 0 and S1 = 0 are also input to MUX-A. Therefore, I0 (forced ON) is selected as the output OUT of the MUX-A. As a result, when an abnormality is detected, the relay output is forcibly switched on regardless of the output signal up to now.
[0024]
Further, for example, in the output signal of RYOn, the output logic setting at the time of abnormality becomes B0 = 0, B1 = 1, and S0 = 0, S1 = 1 is input to MUX-A. , I1 (forced OFF) is selected. As a result, when an abnormality is detected, the relay output is forcibly turned off regardless of the output signal so far.
Further, for example, in the output signal of RYO0, the output logic setting at the time of abnormality is B0 = 1, B1 = 0, S0 = 1 and S1 = 0 are input to MUX-A, and the output OUT of MUX-A is I2 (normal and current status) is selected. I2 (normal and current status) sets the data received from the controller from the register 4 under normal conditions, and sets the output data (WRITE) to the FF. If an error is detected, the output data setting (WRITE) is [&]. , And the output Q of the FF so far cannot be changed from the previously output value regardless of the received data. Therefore, the current state is maintained, and the relay output is fixed with the logic that has been output up to now.
Further, for example, in the output signal of RYO1, the output logic setting at the time of abnormality is B0 = 1, B1 = 1, and S0 = 1, S1 = 1 are also input to MUX-A, so that the output OUT of MUX-A is output. , I3 (input condition selection) is selected. I3 (input condition selection) determines whether the output should be turned on or off by the MUX-B based on the logic of the input signal selected in advance. The input signal selected here is closely related to the operation of the output signal (RYO1), and the logic of the input signal changes the safe output logic of the output signal (RYO1). The MUX-B has a circuit that is forcibly turned on when the signal output from the serial / parallel converter 13 is 0, and forcibly turned off when the signal output from the serial / parallel converter 13 is 1. . Therefore, regardless of the received signal, the output logic determined by the logic of the signal output from the serial / parallel converter 13 as a condition is output from the relay at the time of abnormality detection. As described above, the output logic that is suitable for the purpose and content of the output signal and is considered to be the safest side based on other conditions at the time of abnormality detection is relayed.
[0025]
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
(Fifth embodiment)
A remote I / O according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 is a configuration diagram of a remote I / O according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10A is a detailed block diagram of a register to D / A conversion output circuit unit of a remote I / O according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 10B is an example of the D / A conversion output of the remote I / O according to the fifth embodiment based on the present invention. The remote I / O according to the fifth embodiment of the present invention includes a signal conversion unit for insulation transmission 6, a serial / parallel conversion unit 13, a register 18, and an output circuit 19.
The remote I / O according to the fifth embodiment of the present invention can output an output that is considered to be the safest depending on the state of the vehicle. If a failure occurs in the remote I / O when the vehicle is stopped at the station and the door is open, the conventional remote I / O controls the door to be closed. In the remote I / O according to the fifth embodiment of the present invention, the door is kept open so that a person is not pinched.
[0026]
The remote I / O according to the fifth embodiment of the present invention usually converts data received by transmission from a controller (not shown) by a serial / parallel converter 13 and registers each output signal in a register 18. And D / A-converted and output as analog. When detecting a failure in which the remote I / O itself becomes uncontrollable, the failure detection circuit operates to perform a safety-side output according to the use and content of each predetermined output signal.
In the remote I / O configured as described above, the failure detection circuit 17a outputs an incorrect output as a remote I / O such as a CPU error such as a watchdog error, a fail-safe error, or a transmission error that cannot be recovered. This circuit detects the occurrence of a possible failure. It is assumed that the failure detection circuit 17a is configured only with logic without using software. The failure detection circuit 17 is provided not for each output but in common.
When the output of the remote I / O is normal, A0 = 1 and A1 = 0 are selected by the multiplexer 3 (hereinafter MUX-3), and S0 = 1 and S1 = 0 are output to the multiplexer 1 (MUX-1). The MUX-1 selects DT2 (normal and current status) from the value input from the MUX-3. DT2 (normal and current status) sets data received from the controller from a register during normal operation, and is latched to [LAT] by an output data setting (WRITE) signal. As a result, the received data is D / A converted and output analog.
[0027]
When the detection output of the failure detection circuit 17a is abnormal, B0 and B1 are selected by the MUX-3. The output signals (B0 and B1) from the serial / parallel conversion unit 13 are output in advance as abnormal output value setting data. A fixed value is set for each AO *).
For example, when the signal output from the serial / parallel conversion unit 13 is AO2, the output logic settings at the time of abnormality are B0 = 0 and B1 = 0, and S0 = 0 and S1 = 0 of MUX-1 are input. DT0 (forced 0V (80H)) is selected as OUTDATA of MUX-1. As a result, when an abnormality is detected, the data is switched to D / A conversion of 80H and output 0 V regardless of the output signal so far. Also, for example, in the output signal of AOn, the output value setting at the time of abnormality is B0 = 0 and B1 = 1, and S0 = 0 and S1 = 1 are input to MUX-1, so that OUTDATA of MUX-1 is output. , DT1 (fixed value output example 10V (FFH)) is selected. As a result, when an abnormality is detected, D / A conversion of data = FFH is performed and switching is performed so as to output 10 V, regardless of the output signal so far.
Also, for example, when the signal output from the serial / parallel converter 13 is AO0, the output value setting at the time of abnormality is B0 = 1, B1 = 0, and S0 = 1, S1 = 0 of MUX-1 are inserted. Therefore, DT2 (normal and current status) is selected as OUTDATA of MUX-1. In DT2 (normal and current status), the data received from the controller is set from the register during normal operation, and [LAT] is enabled by the normal signal. Therefore, it is latched to [LAT] by output data setting (WRITE) and received. D / A conversion is performed on the received data. When an abnormality is detected, the received signal is not set in [LAT] even if the output data setting (WRITE) is input because [LAT] is not enabled due to the abnormal signal. The data that had been latched until now cannot be changed. Therefore, the current status is maintained, and the data that has been latched so far is D / A converted.
[0028]
Further, for example, when the signal output from serial / parallel converter 13 is AO1, the output value setting at the time of abnormality is B0 = 1, B1 = 1, and S0 = 1 and S1 = 1 are input to MUX-1. Therefore, DT3 (input condition selection) is selected as OUTDATA of MUX-1. DT3 (input condition selection) D / A converts a fixed value selected by MUX-2 according to the logic of an input signal selected in advance. The input signal selected here is closely related to the operation of the output signal (AO1), and the safe output value of the output signal (AO1) changes according to the input signal logic. In the MUX-2, when the signal output from the serial / parallel converter 13 is 0, DT0 = A0H is set, 2.5V is output, and when the signal output from the serial / parallel converter 13 is 1, DT1 = C0H is set and the circuit outputs 5V. Therefore, regardless of the received data, an output value determined by the logic of the input signal serving as a condition is output as an analog signal when an abnormality is detected. The remote I / O configured as described above outputs an analog value that is suitable for the use and content of the output signal and is considered to be the safest side in consideration of other conditions at the time of abnormality detection.
[0029]
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
(Sixth embodiment)
A remote I / O according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 11 is an example of a configuration diagram of a remote I / O and a control device according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 12a is a side view of an electric vehicle equipped with a remote I / O according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 12B is a bottom view of the electric vehicle equipped with the remote I / O according to the sixth embodiment of the present invention.
The remote I / O according to the sixth embodiment of the present invention includes a vehicle information control device (built-in intelligent device compatible with infrared transmission) 21, a brake controller (built-in intelligent device compatible with infrared transmission) 22, a controller A (infrared transmission). Compatible intelligent equipment 23, relay B (integrated remote I / O with infrared transmission) 24, contactor C (integrated remote I / O with infrared transmission) 25, SBB box (integrated remote I / O with infrared transmission) ) 26.
The vehicle information control device 21 is provided in each vehicle, collects information from each device installed in each vehicle, and has a function of performing control processing and distributing the information.
[0030]
In both the i-th electric vehicle and other vehicles, the vehicle information control device 21 is located at a substantially central position, and can be connected to the SBB box 26, the brake controller 22, the controller A23, and the like in the vehicle by a straight line. An infrared transmitter / receiver will be installed in the box under the floor where the equipment can be connected with a straight line. The vehicle information control device 21 can be connected to the brake controller 22 and the devices in the controller A23 by a straight line.
By incorporating a remote I / O supporting infrared transmission in the SBB box 26, the relay B24, and the contactor C25, information can be exchanged between the vehicle information control device 21 and each device by infrared transmission.
The configuration of the remote I / O configured as described above can be dealt with by replacing the insulated transmission signal converter of the first to fifth embodiments based on the present invention with infrared conversion. By using infrared transmission, transmission can be performed by facing infrared transmission / reception units, so that one-to-one transmission is performed, but wiring for transmission signals between devices is not required. Infrared transmission is not good at receiving strong direct sunlight, but under the floor of a vehicle, the influence of direct sunlight is small and there is no problem in infrared transmission. The transmission distance can correspond to about 100 m with the current technology, but since the length of one ordinary vehicle is about 20 m, it is a distance that does not cause any problem for transmission in the vehicle.
[0031]
The remote I / O configured as described above can reduce the number of wiring between devices. In addition, the remote I / O configured as described above has an advantage that it can be configured at a lower cost than a private I / O using an optical fiber.
The remote I / O thus configured can be significantly reduced in size as compared with the conventional remote I / O.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, a remote I / O that can be miniaturized and an electric vehicle using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a remote I / O according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a remote I / O according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a remote I / O according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an example of A / D conversion by remote I / O according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5A shows an example of A / D conversion by remote I / O according to the second embodiment of the present invention.
(B) An example of A / D conversion by remote I / O according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6A is an example of A / D conversion by remote I / O according to a third embodiment of the present invention.
(B) An example of A / D conversion by remote I / O according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a remote I / O according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a detailed block diagram of a register to digital output circuit unit of a remote I / O according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a remote I / O according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 (a) is a detailed block diagram of a register to D / A conversion output circuit unit of a remote I / O according to a fifth embodiment of the present invention.
(B) An example of the D / A conversion output of the remote I / O according to the fifth embodiment based on the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a remote I / O and a control device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12A is a side view of an electric vehicle equipped with a remote I / O according to a sixth embodiment of the present invention.
(B) A bottom view of an electric vehicle equipped with a remote I / O according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Relay switching circuit
2. Interface circuit
3: Input data check circuit
4 Register
5 ... Parallel / serial converter
6 ... Insulation transmission signal converter
7 ... Timing circuit
8 ... 100V power supply
9 ... Ground power supply
10 ... Analog switch switching circuit
11 A / D conversion circuit
12 ... Data collation tolerance check circuit
13 Serial / parallel converter
14 ... Digital output circuit
15 ... Relay output section
16 ··· Failure detection circuit
17 ... Relay output section
18 ... Fault detection circuit
19 ... CPU
20 Vehicle information control device
21 ... SBB box
22 ... Brake controller
23 ・・・ Controller A
24 ... Relay B
25 ・・・ Contactor C

Claims

A relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle,
An interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit,
A register for recording data converted by the interface circuit;
A parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the data;
A remote I / O and an electric vehicle using the same.

A relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle,
An interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit,
A register for recording data converted by the interface circuit;
A parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register,
The interface circuit is tripled, and the tripled interface circuit is shared for converting a plurality of different input signals.
Characteristic remote I / O and electric vehicle using the same.

A relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle,
An interface circuit for converting an input signal switched by the relay switching circuit,
A register for recording data converted by the interface circuit;
A parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the serial data, the interface circuit being forcibly turned on / off each time the input signal is sequentially switched and converted by the relay switching circuit, and By diagnosing, the self-diagnosis of the interface circuit is performed periodically even during actual operation, and when an abnormality occurs in the interface circuit, it can be detected that an abnormality can be detected.
Characteristic remote I / O and electric vehicle using the same.

A relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle,
An interface circuit provided to convert the input signal switched by the relay switching circuit,
A data check circuit for checking and checking signals output from the triple interface circuit, and checking whether all signals output from the triple interface circuit match or not;
A register for recording data output from the data check circuit;
A parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register;
A remote I / O and an electric vehicle using the same.

A relay switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle,
An interface circuit provided to convert the input signal switched by the relay switching circuit,
The signal output from the triple interface circuit is checked and the output of one or less of the three signals output from the triple interface circuit is the signal output from the other two points. A data check circuit that ignores a signal output from the interface circuit that has output a different value and outputs the other two output signals to a register,
A register for recording data output from the data check circuit;
A parallel / serial converter for converting the data stored in the register into serial data and transmitting the data.
Characteristic remote I / O and electric vehicle using the same.

An analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle, an A / D conversion circuit for converting the input signal switched by the analog switch switching circuit,
A register for recording data converted by the A / D conversion circuit;
A parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the data;
A remote I / O and an electric vehicle using the same.

An analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different input signals in the vehicle, an A / D conversion circuit for converting the input signal switched by the analog switch switching circuit,
The data output from the tripled A / D conversion circuit is collated, and it is determined whether the difference between the three data values is within an allowable value. When the output of one or less of the two data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits are ignored. A data collation tolerance check circuit that outputs the data output by the register to a register;
A register for recording data input from the data matching tolerance check circuit;
A parallel / serial converter for serially converting the data stored in the register and transmitting the data;
A remote I / O and an electric vehicle using the same.

An analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different analog input signals in the vehicle,
An A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit;
The data output from the tripled A / D conversion circuit is collated, and it is determined whether the difference between the three data values is within an allowable value. When the output of one or less of the two data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits are ignored. A data collation tolerance check circuit that outputs the data output by the register to a register;
A register for recording data input from the data matching tolerance check circuit;
A parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register,
Different reference power supply voltages are input to two points of a plurality of analog input signals, respectively, and when the analog input signals other than the reference voltage power supply are sequentially switched to perform A / D conversion, the reference power supply voltage is periodically converted. Self-diagnosing whether the A / D conversion of the A / D conversion circuit is correct, and detecting that an abnormality has occurred in the device when the converted data of the reference power supply voltage converted by the A / D conversion circuit deviates. A remote I / O and an electric vehicle using the same.

An analog switch switching circuit for sequentially switching a plurality of different analog input signals in the vehicle,
An A / D conversion circuit for converting an input signal switched by the analog switch switching circuit;
The data output from the tripled A / D conversion circuit is collated, and it is determined whether the difference between the three data values is within an allowable value. When the output of one or less of the two data is different from the other two data, the data output from the A / D conversion circuit that outputs the different data is ignored, and the other two A / D conversion circuits are ignored. A data collation tolerance check circuit that outputs the data output by the register to a register;
A register for recording data input from the data matching tolerance check circuit;
A parallel / serial converter for serially converting and transmitting data stored in the register,
Different reference power supply voltages are input to two points of a plurality of analog input signals, respectively, and when the analog input signals other than the reference voltage power supply are sequentially switched to perform A / D conversion, the reference power supply voltage is periodically converted. Self-diagnosing whether the A / D conversion of the A / D conversion circuit is correct, and automatically adjusting the conversion data when the conversion data of the reference power supply voltage converted by the A / D conversion circuit is out of order. That
Characteristic remote I / O and electric vehicle using the same.

A failure detection circuit that detects an abnormality of a control device that is provided in the electric car and controls a plurality of devices,
A remote I / O and an electric vehicle using the same, wherein when a failure occurs in the control device, a different signal for each output signal is output to each of the plurality of devices.

A failure detection circuit for detecting a failure of the remote I / O in which a signal is input from a controller that controls a plurality of devices;
A remote I / O and an electric vehicle using the remote I / O, wherein when the failure is detected by the failure detection circuit, a different analog signal is output to each of the plurality of devices for each output signal from the controller. .

A remote I / O characterized by using infrared transmission for communication between a control device for controlling a plurality of devices provided in an electric car or a plurality of devices provided in the vehicle and the own device, and a remote I / O using the same. Electric car.