JP2018054585A - Disconnection detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁弁のソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出する断線検出装置に関する。 The present invention relates to a disconnection detection device that detects disconnection of wiring connected to a solenoid coil of a solenoid valve.
電磁弁は、エンジンに供給するオイルの流量や船舶の操舵を切替制御する目的などに幅広く用いられている。電磁弁は、ソレノイドコイルに電流を流すか否かで、開閉が切替制御される。船舶用の電磁弁のソレノイドコイルに電流を流すか否かを制御する回路は、ノイズを避ける目的や電磁弁の設置場所を確保する必要性などから、電磁弁から遠く離れた場所に配置されることがある。この場合、電磁弁のソレノイドコイルと、ソレノイドコイルを制御する回路とを電気的に接続するための配線を船舶内で引き回さなければならない。 Solenoid valves are widely used for the purpose of switching control of the flow rate of oil supplied to an engine and the steering of a ship. The opening and closing of the solenoid valve is controlled depending on whether or not a current is passed through the solenoid coil. The circuit that controls whether or not current flows through the solenoid coil of a marine solenoid valve is placed at a location far from the solenoid valve for the purpose of avoiding noise and the need to secure a location for the solenoid valve. Sometimes. In this case, wiring for electrically connecting the solenoid coil of the solenoid valve and a circuit for controlling the solenoid coil must be routed in the ship.
配線の全長が長くなるほど、断線の可能性が高くなる。船舶のような大型の乗物では、配線が断線しても容易には気付かないことが多く、制御対象が正常に作動しないことで、初めて断線が生じたことを把握することになり、船舶の航行に支障が出かねない。 The longer the total length of the wiring, the higher the possibility of disconnection. In large vehicles such as ships, it is often not easy to notice even if the wiring is disconnected, and the controlled object will not operate normally, so it will be understood that the disconnection has occurred for the first time. Can cause problems.
ソレノイドコイルに電流を流すか否かを制御する回路内の電流は、ソレノイドコイルに電流を流している期間内は様々な要因で変動する。よって、ソレノイドコイルに電流を流している期間内に、ソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出するのは容易ではない。そこで、ソレノイドコイルに電流を流していない期間内に配線の断線検出を行う手法が提案されている(特許文献1参照)。 The current in the circuit for controlling whether or not to pass a current through the solenoid coil varies due to various factors during the period when the current is passed through the solenoid coil. Therefore, it is not easy to detect the disconnection of the wiring connected to the solenoid coil during the period in which the current flows through the solenoid coil. In view of this, there has been proposed a method for detecting the disconnection of wiring within a period in which no current is passed through the solenoid coil (see Patent Document 1).
特許文献1には、ソレノイドコイルに電流を流していないときに断線検出を行う手法が開示されているが、ソレノイドコイルに電流をながしている最中に断線検出を行うことは開示されていない。断線はどのようなタイミングで起きるか事前には把握できないため、ソレノイドコイルに電流を流しているか否かにかかわらず、迅速に断線を検出できるようにするのが望ましい。 Patent Document 1 discloses a technique for detecting disconnection when no current is flowing through the solenoid coil, but does not disclose performing disconnection detection while a current is flowing through the solenoid coil. Since it is not possible to know in advance at what timing the disconnection will occur, it is desirable to be able to detect the disconnection quickly regardless of whether or not current is flowing through the solenoid coil.
電磁弁のソレノイドコイルは誘導負荷であるため、ソレノイドコイルに流れる電流は流し始めてから一定の傾斜で定常電流まで徐々に増大する。よって、ソレノイドコイルに電流を流し始めてから所定期間内は、ソレノイドコイルに流れる電流は、定常電流よりも少ない状態であり、この期間内に誤って断線と判断してしまうおそれもある。 Since the solenoid coil of the solenoid valve is an inductive load, the current flowing through the solenoid coil gradually increases to a steady current with a constant slope after starting to flow. Therefore, the current flowing through the solenoid coil is less than the steady current within a predetermined period after the current starts to flow through the solenoid coil, and there is a possibility that it is erroneously determined to be disconnected within this period.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電磁弁のソレノイドコイルに繋がる配線の断線を迅速に誤りなく検出できるようにした断線検出装置を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a disconnection detection device capable of detecting a disconnection of a wiring connected to a solenoid coil of a solenoid valve quickly and without error.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、電磁弁のソレノイドコイルに電流を流すか否かを切替制御する第1スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子がオン時に、前記ソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出する第1断線検出回路と、
前記第1スイッチング素子がオフ時に、前記配線の断線を検出する第2断線検出回路と、を備える、断線検出装置が提供される。
In order to solve the above-described problem, in one aspect of the present invention, a first switching element that performs switching control as to whether or not to pass a current through a solenoid coil of a solenoid valve;
A first disconnection detection circuit for detecting disconnection of wiring connected to the solenoid coil when the first switching element is on;
A disconnection detection device is provided, comprising: a second disconnection detection circuit that detects disconnection of the wiring when the first switching element is off.
前記第1断線検出回路と前記第2断線検出回路との少なくとも一方で所定時間にわたって継続して断線が検出された場合に、前記配線が断線したことを報知する第1信号を出力する断線信号生成部と、を備えてもよい。 Disconnection signal generation for outputting a first signal for notifying that the wiring is disconnected when a disconnection is detected continuously for a predetermined time in at least one of the first disconnection detection circuit and the second disconnection detection circuit May be provided.
前記断線信号生成部は、前記電磁弁の開閉状態が切り替わってから前記所定時間は、前記第1信号の出力を禁止してもよい。 The disconnection signal generation unit may prohibit the output of the first signal for the predetermined time after the open / close state of the electromagnetic valve is switched.
前記第1断線検出回路および前記第2断線検出回路の少なくとも一方で前記配線の断線が検出されたときに、前記断線が検出されたことを示す第2信号を生成する断線検出合成部を備え、
前記断線信号生成部は、前記第2信号が前記所定時間にわたって継続して検出された場合に、前記第1信号を出力してもよい。
A disconnection detection combining unit that generates a second signal indicating that the disconnection has been detected when a disconnection of the wiring is detected in at least one of the first disconnection detection circuit and the second disconnection detection circuit;
The disconnection signal generation unit may output the first signal when the second signal is continuously detected for the predetermined time.
前記断線信号生成部は、抵抗と、キャパシタとを有し、
前記所定時間は、前記抵抗と前記キャパシタとの時定数に応じた時間であってもよい。
The disconnection signal generation unit includes a resistor and a capacitor,
The predetermined time may be a time according to a time constant between the resistor and the capacitor.
前記断線信号生成部は、前記第1断線検出回路と前記第2断線検出回路との少なくとも一方で断線が検出されると、カウント動作を開始し、断線が継続して検出されている間カウントアップするカウンタを有し、
前記所定時間は、前記カウンタのカウント値が所定値になる時間であってもよい。
The disconnection signal generation unit starts a count operation when a disconnection is detected in at least one of the first disconnection detection circuit and the second disconnection detection circuit, and counts up while the disconnection is continuously detected. Have a counter to
The predetermined time may be a time when the count value of the counter becomes a predetermined value.
前記第1断線検出回路は、
前記第1スイッチング素子がオン時に前記ソレノイドコイルを流れる電流を検出する第1電流検出部と、
前記第1電流検出部で検出された電流が所定の閾値以下であるか否かを判定し、前記閾値以下のときに断線したと判断する電流判定部と、を有してもよい。
The first disconnection detection circuit includes:
A first current detector for detecting a current flowing through the solenoid coil when the first switching element is on;
A current determination unit that determines whether or not the current detected by the first current detection unit is equal to or less than a predetermined threshold, and determines that the current is disconnected when the current is equal to or less than the threshold;
前記第2断線検出回路は、
前記第1スイッチング素子がオフ時に、前記第1スイッチング素子に並列接続された経路を流れる電流を検出する第2電流検出部と、
前記第2電流検出部で検出された電流によりオンまたはオフする第2スイッチング素子と、を備えてもよい。
The second disconnection detection circuit includes:
A second current detection unit that detects a current flowing through a path connected in parallel to the first switching element when the first switching element is off;
And a second switching element that is turned on or off by a current detected by the second current detection unit.
前記第2電流検出部として動作し、前記第1スイッチング素子に並列接続された経路に電流が流れると発光する発光素子と、
前記第2スイッチング素子として動作し、前記発光素子が発光するとオンする受光素子と、を互いに電気的に絶縁させて近接配置したフォトカップラを備えてもよい。
A light emitting element that operates as the second current detection unit and emits light when a current flows through a path connected in parallel to the first switching element;
A photocoupler that operates as the second switching element and that is turned on when the light emitting element emits light and that is electrically insulated from each other may be provided.
複数の電磁弁に繋がる複数の配線の断線をそれぞれ検出する複数の断線検出器と、
前記複数の断線検出器の少なくとも一つで断線が検出されると、前記複数の配線の少なくとも一つで断線が生じたことを報知する第3信号を生成する配線群断線検出部と、を備え、
前記複数の断線検出器のそれぞれは、前記第1スイッチング素子、前記第1断線検出回路および前記第2断線検出回路を有してもよい。
A plurality of disconnection detectors for detecting disconnection of a plurality of wires connected to a plurality of solenoid valves, and
A wiring group disconnection detection unit that generates a third signal for notifying that a disconnection has occurred in at least one of the plurality of wirings when a disconnection is detected in at least one of the plurality of disconnection detectors; ,
Each of the plurality of disconnection detectors may include the first switching element, the first disconnection detection circuit, and the second disconnection detection circuit.
前記電磁弁は、船舶設備の切替に用いられるものであってもよい。 The electromagnetic valve may be used for switching ship equipment.
本発明によれば、電磁弁のソレノイドコイルに繋がる配線の断線を迅速に誤りなく検出することができる。 According to the present invention, the disconnection of the wiring connected to the solenoid coil of the solenoid valve can be detected quickly and without error.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下では、主に、船舶に搭載される電磁弁のソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出する断線検出装置について説明する。ただし、本実施形態による断線検出装置は、船舶以外の種々の装置に搭載される電磁弁のソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出する目的にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Below, the disconnection detection apparatus which detects the disconnection of the wiring mainly connected with the solenoid coil of the solenoid valve mounted in a ship is demonstrated. However, the disconnection detection apparatus according to the present embodiment can also be applied to the purpose of detecting disconnection of the wiring connected to the solenoid coil of the solenoid valve mounted on various apparatuses other than the ship.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態による断線検出装置1の回路図である。図1の断線検出装置1は、ドライブトランジスタ(第1スイッチング素子)2と、第1断線検出回路3と、第2断線検出回路4とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of a disconnection detection apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The disconnection detecting device 1 of FIG. 1 includes a drive transistor (first switching element) 2, a first
ドライブトランジスタ2は、電磁弁のソレノイドコイルLに電流を流すか否かを切替制御する。図1のドライブトランジスタ2は、NPNバイポーラトランジスタの例を示しているが、PNPバイポーラトランジスタやFET(Field Effect Transistor)で構成してもよい。図1のドライブトランジスタ2は、ベース電圧がハイのときにオンして、ソレノイドコイルLに電流を流す。ソレノイドコイルLに電流を流すか否かで電磁弁の開閉を切替制御する。
The
第1断線検出回路3は、ドライブトランジスタ2がオン時に、すなわちソレノイドコイルLに電流が流れているときに、ソレノイドコイルLに繋がる配線の断線を検出する。船舶に搭載される電磁弁は、図1の断線検出装置から遠く離れた場所に設置される場合があり、ソレノイドコイルLに繋がる配線が長くなって、断線しやすくなる。このため、第1断線検出回路3は、ソレノイドコイルLに電流が流れている状態で断線を検出する。
The first
第1断線検出回路3は、電流センサ5と、電流判定部6とを有する。電流センサ5は、ソレノイドコイルLに直列接続されている。より詳細には、電源電圧ノードVccと接地ノードとの間に、ソレノイドコイルLと、電流センサ5と、ドライブトランジスタ2とが直列接続されている。ソレノイドコイルLを流れる電流は、電流センサ5を流れた後、ドライブトランジスタ2のコレクタ−エミッタ間を流れて、接地ノードに導かれる。電流センサ5は、ソレノイドコイルLを流れる電流を電気的に絶縁して検出する。これにより、ソレノイドコイルLに繋がる配線のノイズが電流センサ5の後段側回路に伝達されなくなる。
The first
電流判定部6は、電流センサ5を流れる電流を検出し、検出された電流が閾値以下であるか否かを判定する。そして、電流判定部6は、検出された電流が閾値以下であれば、断線を検出したことを示す第1断線検出信号V1を出力する。第1断線検出信号V1は、例えば、断線を検出したときにハイ電位になる信号である。
The
第2断線検出回路4は、ドライブトランジスタ2がオフ時に、ソレノイドコイルLに繋がる配線の断線を検出する。第2断線検出回路4は、抵抗R1,R2と、フォトカプラ7とを有する。より詳細には、抵抗R1とフォトカプラ7内の発光素子7aとが直列接続された直列回路が、ドライブトランジスタ2のコレクタ−エミッタ間に並列接続されている。また、電源電圧ノードVcc2と接地ノードとの間に、抵抗R2とフォトカプラ7内の受光素子7bとが直列接続されている。受光素子7bは第2スイッチング素子であり、抵抗R1とフォトカプラ7内の発光素子7aとに電流が流れると、オンする。発光素子7aと受光素子7bは電気的に絶縁されているため、フォトカプラ7を用いることで、ソレノイドコイルLに繋がる配線のノイズ等の影響がフォトカプラ7の後段側の回路に伝達されなくなる。
The second
ドライブトランジスタ2がオフのときは、ドライブトランジスタ2のコレクタ−エミッタ間には電流は流れないが、配線が断線していない限りは、抵抗R1とフォトカプラ7内の発光素子7aにはわずかな電流が流れる。この電流によって、フォトカプラ7内の受光素子7bがオンし、それに応じて受光素子7bもオンし、第2断線検出回路4の出力である抵抗R2とフォトカプラ7との接続経路はロウ電位になる。一方、配線が断線すると、抵抗R1とフォトカプラ7内の発光素子7aとに電流が流れなくなる。よって、フォトカプラ7内の受光素子7bはオフになり、第2断線検出回路4の出力はハイ電位になる。このように、第2断線検出回路4は、断線を検出したときにハイ電位になる第2断線検出信号V2を出力する。
When the
このように、図1の断線検出装置1は、ドライブトランジスタ2がオン時の断線検出を第1断線検出回路3にて行い、ドライブトランジスタ2がオフ時の断線検出を第2断線検出回路4にて行う。
As described above, the disconnection detection device 1 in FIG. 1 performs the disconnection detection when the
この他、図1の断線検出装置1は、必須の構成部ではないが、断線検出合成部8と、断線信号生成部9とを有していてもよい。断線検出合成部8は、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で配線の断線が検出されたときに、断線が検出されたことを示す第2信号V3を生成する。より詳細には、断線検出合成部8は、第1断線検出回路3が断線検出時にハイ電位を出力する第1断線検出信号V1と、第2断線検出回路4が断線検出時にハイ電位を出力する第2断線検出信号V2との論理和である第2信号V3を生成して出力する。第2信号V3は、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線が検出されたときにハイになる信号である。
In addition, the disconnection detection apparatus 1 in FIG. 1 is not an essential component, but may include a disconnection
断線信号生成部9は、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4との少なくとも一方で所定時間にわたって継続して断線が検出された場合に、ソレノイドコイルLに繋がる配線が断線したことを報知する第1信号Voutを出力する。この第1信号Voutは、図1の断線検出装置1の最終的な出力信号である。第1信号Voutが例えばハイ電位のときに、配線が断線したことが報知される。第1信号Voutは、例えば不図示の警告回路によって受信されて、任意の警告処理を行ってもよい。
The disconnection
断線信号生成部9を設ける理由は、特に船舶は、電磁放射を行う様々な機器が搭載されており、また、ソレノイドコイルLに繋がる配線の全長が長いため、配線にノイズが乗りやすく、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4が一時的に誤って断線検出を行うおそれがあるためである。断線信号生成部9は、所定時間継続して断線が検出されない限りは、第1信号Voutを出力しないため、配線に重畳されたノイズ等によって一時的に誤って断線が検出されても、その影響を受けることはない。また、電磁弁の開閉方向を切り替えた直後は、ソレノイドコイルLに流れる電流が定常電流よりも低くなることがあるが、断線信号生成部9を設けることで、電磁弁の開閉方向を切り替えてから所定時間は断線検出を行わないことになるため、電磁弁の開閉方向を切り替えた直後に誤って断線検出をする不具合が起きなくなる。
The reason for providing the disconnection
図2A、図2B、図2Cおよび図2Dは断線信号生成部9の具体的な構成例を示す図である。図2Aの断線信号生成部9は、抵抗R3、R4と、キャパシタCと、スイッチ11と、コンパレータ12と、基準電圧発生回路13と、を有する。電源電圧ノードVccと接地ノードとの間に、抵抗R4とキャパシタCとが直列接続されている。コンパレータ12の第1入力端子には、抵抗R4とキャパシタCとの接続ノードが接続されており、この接続ノードと接地端子との間には、抵抗R3とスイッチ11が直列接続されている。コンパレータ12の第2入力端子には、基準電圧発生回路13で生成された基準電圧が入力されている。
2A, 2B, 2C, and 2D are diagrams illustrating specific configuration examples of the disconnection
スイッチ11は、断線検出合成部8から出力された第2信号V3の論理によりオンまたはオフに切り替えられる。より具体的には、断線検出合成部8にて断線が検出されたときにスイッチ11はオフし、断線が検出されていないときにスイッチ11はオンである。
The
第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の双方とも、断線を検出していない状態では、スイッチ11がオンであり、キャパシタCに充電された電荷は抵抗R3を介して放電される。よって、コンパレータ12の第1入力端子の電圧は第2入力端子の基準電圧よりも低くなり、コンパレータ12は例えばロウ電位を出力する。
In both the first
第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線を検出すると、スイッチ11がオフし、キャパシタCには抵抗R4を介して電荷が蓄積される。キャパシタCに電荷が蓄積されるのに要する時間は、キャパシタCの容量と抵抗R4の抵抗値との乗算である時定数に依存する。スイッチ11が継続してオフであれば、徐々にキャパシタCの蓄積電荷が多くなり、コンパレータ12の第1入力端子の電圧も高くなる。断線が所定時間継続して検出されると、第1入力端子の電圧が第2入力端子の基準電圧を超えて、コンパレータ12の出力(第1信号Vout)が例えばハイ電位に変化する。
When a disconnection is detected in at least one of the first
図2Bの断線信号生成部9は、図2Aの回路を一部変更したものである。図2Bの断線信号生成部9は、電源電圧ノードVccと接地ノードとの間に、抵抗R4、スイッチ11およびキャパシタCを直列接続している。キャパシタCには、抵抗R3が並列接続されている。スイッチ11、キャパシタCおよび抵抗R3の接続ノードがコンパレータ12の第1入力端子に接続されている。
The disconnection
スイッチ11は、断線検出合成部8にて断線が検出されたときにオンし、断線が検出されていないときにオフする。このように、図2Bのスイッチ11は、図2Aのスイッチ11とは逆のタイミングでオンまたはオフする。
The
第1断線検出回路3と第2断線検出回路4のいずれでも断線が検出されていない場合、スイッチ11はオフし、キャパシタCに蓄積された電荷は抵抗R3を介して放電される。第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線が検出されると、スイッチ11はオンし、キャパシタCは抵抗R4を介して充電される。断線が継続して所定時間検出されると、キャパシタCの両端電圧が高くなり、コンパレータ12の出力である第1信号Voutがハイ電位になる。
When no disconnection is detected in either the first
図2Cの断線信号生成部9は、図2Aと図2BのキャパシタCの代わりに、カウンタ14を設けている。電源電圧ノードVccと接地ノードとの間には、抵抗R4、R3およびスイッチ11が直列接続されている。抵抗R3とR4の接続ノードは、カウンタ14のイネーブル端子に接続されている。カウンタ14は、イネーブル端子がハイ電位のときに所定のクロック周期でカウントアップ動作を行う。スイッチ11は、図2Aのスイッチ11と同様に、断線検出合成部8が断線を検出していないときにオンし、断線を検出したときにオフする。スイッチ11がオフの間はイネーブル端子はロウ電位であり、カウンタ14はカウントアップ動作を行わない。スイッチ11がオフすると、イネーブル端子はハイ電位になり、カウンタ14はカウントアップ動作を行う。
The
第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線が検出されると、断線が継続している間、カウンタ14はカウントアップ動作を行う。カウンタ14の出力値は、コンパレータ12の第1入力端子に入力される。コンパレータ12の第2入力端子には、図2Aや図2Bと同様に、基準電圧が入力される。カウンタ14の出力値が基準電圧以上になると、コンパレータ12の出力である第1信号Voutはハイ電位になる。断線が所定時間継続すると、カウンタ14の出力である第1信号Voutはハイ電位に変化する。
When a disconnection is detected in at least one of the first
図2Dは断線信号生成部9の処理動作をソフトウェアで行う場合のフローチャートである。図2Dのフローチャートは、例えばコンピュータにより実行可能である。コンピュータは、図2Dの処理を短い間隔で繰り返し行う。
FIG. 2D is a flowchart when the processing operation of the disconnection
まず、断線検出合成部8にて断線が検出されたか否かを判定する(ステップS1)。断線が検出されない場合は、カウント値をゼロに初期化して(ステップS2)、第1信号Voutをロウ電位に設定し(ステップS3)、処理を終了する。 First, it is determined whether or not a disconnection is detected by the disconnection detection / synthesis unit 8 (step S1). If no disconnection is detected, the count value is initialized to zero (step S2), the first signal Vout is set to a low potential (step S3), and the process ends.
ステップS1で断線が検出されたと判定されると、カウント値が閾値以上か否かを判定する(ステップS4)。カウント値が閾値未満であれば、カウント値をカウントアップし(ステップS5)、第1信号Voutをロウ電位に設定して(ステップS6)、処理を終了する。 If it is determined in step S1 that a disconnection has been detected, it is determined whether the count value is greater than or equal to a threshold value (step S4). If the count value is less than the threshold value, the count value is counted up (step S5), the first signal Vout is set to a low potential (step S6), and the process is terminated.
ステップS4でカウント値が閾値以上と判定されると、第1信号Voutをハイ電位に設定して(ステップS7)、処理を終了する。 If it is determined in step S4 that the count value is greater than or equal to the threshold value, the first signal Vout is set to a high potential (step S7), and the process ends.
図3Aは図1の断線検出装置1のタイミング図、図3Bは一比較例による断線検出装置1のタイミング図である。一比較例による断線検出装置1は、図1の断線検出装置1から断線信号生成部9を省略した装置である。
3A is a timing chart of the disconnection detecting device 1 of FIG. 1, and FIG. 3B is a timing chart of the disconnection detecting device 1 according to a comparative example. The disconnection detection device 1 according to a comparative example is a device in which the disconnection
図3Aと図3Bには、ドライブトランジスタ2のゲート電圧Vg、ドライブトランジスタ2のコレクタ−エミッタ電圧Vce、フォトカプラ7内の発光素子7aを流れる電流Iin、フォトカプラ7内の受光素子7bの出力電流Iout、ソレノイドコイルLを流れる電流Icoil、電流センサ5で検出した電流Isensor、最終出力信号Voutの各波形が示されている。また、図3Aには、断線信号生成部9内のコンパレータ12の第1入力端子の電圧波形Voも示されている。
3A and 3B show the gate voltage Vg of the
図3Bの断線検出装置1は、断線信号生成部9を持たないため、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線が検出されると、それがそのまま最終出力信号に反映される。電磁弁の開閉が切り替わった直後(時刻t1)は、ソレノイドコイルLに流れる電流が定常電流よりも低くなるため、またノイズの影響等により、一時的に誤って断線検出がされ、これがそのまま最終出力信号Voutとして出力される。よって、図3Bに示すように、電磁弁の開閉が切り替わった直後に、誤った断線検出がされる。一方、本実施形態による断線検出装置1内の断線信号生成部9は、第1断線検出回路3と第2断線検出回路4の少なくとも一方で断線が検出されても、断線が所定時間継続しない限り、最終出力信号である第1信号Voutには反映されない。よって、図3Aに示すように、電磁弁の開閉が切り替わってから所定時間内は断線検出を行わなくなり、断線の誤検出が防止できる。
Since the disconnection detection device 1 in FIG. 3B does not have the disconnection
このように、第1の実施形態では、電磁弁のソレノイドコイルLに電流が流れる場合も流れない場合も、ソレノイドコイルLに繋がる配線の断線検出を行うため、断線が生じたことを迅速に検出できる。また、本実施形態では、ソレノイドコイルLに電流を流すか否かを制御するドライブトランジスタ2がオン時に断線検出を行う第1断線検出回路3と、ドライブトランジスタ2がオフ時に断線検出を行う第2断線検出回路4との少なくとも一方で断線が所定時間継続して検出されない限り、断線が生じたことを報知する第1信号Voutを出力しないようにするため、電磁弁の開閉の切替直後のように、ソレノイドコイルLに流れる電流が定常電流よりも低くなったり、ノイズ等により一時的に誤って断線が検出されても、第1信号Voutが出力されるおそれはなく、誤検出を防止した断線検出を行うことができる。
As described above, in the first embodiment, whether or not a current flows through the solenoid coil L of the solenoid valve, the disconnection of the wiring connected to the solenoid coil L is detected, so that the disconnection is quickly detected. it can. In the present embodiment, the first
(第2の実施形態)
船舶などには、複数の電磁弁が搭載され、各電磁弁のソレノイドコイルLに繋がる配線の数も増えて、断線検出が煩雑になるおそれがある。以下に説明する第2の実施形態は、複数の配線の断線検出を効率よく行うものである。
(Second Embodiment)
Ships and the like are equipped with a plurality of solenoid valves, and the number of wires connected to the solenoid coil L of each solenoid valve increases, which may make the detection of disconnection complicated. In the second embodiment described below, disconnection detection of a plurality of wirings is efficiently performed.
図4は第2の実施形態による断線検出装置1の回路図である。図4は2つの電磁弁のソレノイドコイルLに繋がる配線の断線検出を行う例を示しているが、電磁弁の数は3つ以上でもよく、図4の回路は、任意の数の配線の断線検出に適用可能である。 FIG. 4 is a circuit diagram of the disconnection detecting device 1 according to the second embodiment. FIG. 4 shows an example of detecting the disconnection of the wiring connected to the solenoid coil L of the two solenoid valves. However, the number of solenoid valves may be three or more, and the circuit of FIG. Applicable to detection.
図4の断線検出装置1は、第1電磁弁のソレノイドコイルLに繋がる配線の断線検出を行う第1配線断線検出部21と、第2電磁弁のソレノイドコイルLに繋がる配線の断線検出を行う第2配線断線検出部22と、配線群断線検出部23とを備えている。
The disconnection detecting device 1 of FIG. 4 detects the disconnection of the wiring connected to the solenoid coil L of the first electromagnetic valve and the first wiring
第1配線断線検出部21と第2配線断線検出部22はそれぞれ、図1の断線検出装置1と同じ回路構成であり、ドライブトランジスタ2と、第1断線検出回路3と、第2断線検出回路4と、断線検出合成部8と、断線信号生成部9とを有する。
Each of the first wiring
配線群断線検出部23は、第1断線検出回路3の出力信号V4と、第2断線検出回路4の出力信号V5との論理和信号(第3信号)Voutを生成して出力する。この第3信号Voutが最終的な断線を報知する信号となる。
The wiring
第3信号Voutは、複数の電磁弁のソレノイドコイルLに繋がる複数の配線のうち少なくとも一つで断線が検出されると、断線が生じたことを報知する。第1断線検出回路3と第2断線検出回路4のそれぞれは、断線信号生成部9を有するため、断線が所定時間継続して検出された場合に限り、断線と判断するため、第3信号も、断線が所定時間継続して検出された場合のみ断線を報知する。
The third signal Vout notifies that a disconnection has occurred when a disconnection is detected in at least one of the plurality of wires connected to the solenoid coils L of the plurality of solenoid valves. Since each of the first
図5は図4の断線検出装置1のタイミング図である。図5には、第1配線断線検出部21と第2配線断線検出部22のそれぞれについて、図3Aと同様の各信号の波形が示されている。時刻t1〜t2は、第1配線断線検出部21に対応するソレノイドコイルLに電流が流れた場合のタイミングを示している。時刻t3〜t6は第2配線断線検出部22に対応するソレノイドコイルLに電流が流れた場合のタイミングを示している。時刻t3〜t6は第2配線断線検出部22のドライブトランジスタ2がオンの期間である。時刻t4のときに配線の断線が生じたことを示している。断線が生じると、ソレノイドコイルLに電流が流れなくなり、電流センサ5でも電流が検出されなくなる。ただし、断線が所定時間継続した後の時刻t5になって、第2配線断線検出部22の第1信号V5はハイになり、断線が報知される。第3信号Voutは、第1信号V5がハイになると、すぐにハイになる。
FIG. 5 is a timing chart of the disconnection detection device 1 of FIG. FIG. 5 shows waveforms of signals similar to those in FIG. 3A for each of the first wiring
一方、時刻t3以降は、第1配線断線検出部21に対応するソレノイドコイルLには電流が流れていないが、時刻t8で断線が検出されたことを示している。この断線検出から所定時間が経過した時刻t9で、第1配線断線検出部21の第1信号Voutはハイになり、それに応じて第3信号もハイになり、断線が報知される。
On the other hand, after time t3, no current flows through the solenoid coil L corresponding to the first wiring
このように、第2の実施形態では、配線群断線検出部23を設けることで、複数の電磁弁の各ソレノイドコイルLに繋がる複数の配線の断線検出を総括的に行うことができ、複数の配線のいずれで断線が生じても、迅速かつ正確に断線を検出できる。
As described above, in the second embodiment, by providing the wiring group
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 断線検出装置、2 ドライブトランジスタ、3 第1断線検出回路、4 第2断線検出回路、5 電流センサ、6 電流判定部、7 フォトカプラ、7a 発光素子、7b 受光素子、8 断線検出合成部、9 断線信号生成部、11 スイッチ、12 コンパレータ、13 基準電圧発生回路、14 カウンタ、21 第1配線断線検出部、22 第2配線断線検出部、23 配線群断線検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Disconnection detection apparatus, 2 Drive transistor, 3 1st disconnection detection circuit, 4 2nd disconnection detection circuit, 5 Current sensor, 6 Current determination part, 7 Photocoupler, 7a Light emitting element, 7b Light receiving element, 8 Disconnection detection synthetic | combination part, 9 disconnection signal generation unit, 11 switch, 12 comparator, 13 reference voltage generation circuit, 14 counter, 21 first wiring disconnection detection unit, 22 second wiring disconnection detection unit, 23 wiring group disconnection detection unit
Claims (11)
前記第1スイッチング素子がオン時に、前記ソレノイドコイルに繋がる配線の断線を検出する第1断線検出回路と、
前記第1スイッチング素子がオフ時に、前記配線の断線を検出する第2断線検出回路と、を備える、断線検出装置。 A first switching element that switches and controls whether or not a current flows through a solenoid coil of a solenoid valve;
A first disconnection detection circuit for detecting disconnection of wiring connected to the solenoid coil when the first switching element is on;
A disconnection detection device comprising: a second disconnection detection circuit that detects disconnection of the wiring when the first switching element is off.
前記断線信号生成部は、前記第2信号が前記所定時間にわたって継続して検出された場合に、前記第1信号を出力する、請求項2または3に記載の断線検出装置。 A disconnection detection combining unit that generates a second signal indicating that the disconnection has been detected when a disconnection of the wiring is detected in at least one of the first disconnection detection circuit and the second disconnection detection circuit;
The disconnection detection device according to claim 2 or 3, wherein the disconnection signal generation unit outputs the first signal when the second signal is continuously detected over the predetermined time.
前記所定時間は、前記抵抗と前記キャパシタとの時定数に応じた時間である、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の断線検出装置。 The disconnection signal generation unit includes a resistor and a capacitor,
The disconnection detecting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the predetermined time is a time corresponding to a time constant between the resistor and the capacitor.
前記所定時間は、前記カウンタのカウント値が所定値になる時間である、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の断線検出装置。 The disconnection signal generation unit starts a count operation when a disconnection is detected in at least one of the first disconnection detection circuit and the second disconnection detection circuit, and counts up while the disconnection is continuously detected. Have a counter to
The disconnection detecting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the predetermined time is a time at which a count value of the counter becomes a predetermined value.
前記第1スイッチング素子がオン時に前記ソレノイドコイルを流れる電流を検出する第1電流検出部と、
前記第1電流検出部で検出された電流が所定の閾値以下であるか否かを判定し、前記閾値以下のときに断線したと判断する電流判定部と、を有する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の断線検出装置。 The first disconnection detection circuit includes:
A first current detector for detecting a current flowing through the solenoid coil when the first switching element is on;
A current determination unit that determines whether or not the current detected by the first current detection unit is equal to or less than a predetermined threshold, and determines that the current is disconnected when the current is equal to or less than the threshold. Disconnection detection apparatus as described in any one of Claims.
前記第1スイッチング素子がオフ時に、前記第1スイッチング素子に並列接続された経路を流れる電流を検出する第2電流検出部と、
前記第2電流検出部で検出された電流によりオンまたはオフする第2スイッチング素子と、を備える、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の断線検出装置。 The second disconnection detection circuit includes:
A second current detection unit that detects a current flowing through a path connected in parallel to the first switching element when the first switching element is off;
The disconnection detection apparatus according to claim 1, further comprising: a second switching element that is turned on or off by a current detected by the second current detection unit.
前記第2スイッチング素子として動作し、前記発光素子が発光するとオンする受光素子と、を互いに電気的に絶縁させて近接配置したフォトカップラを備える、請求項8に記載の断線検出装置。 A light emitting element that operates as the second current detection unit and emits light when a current flows through a path connected in parallel to the first switching element;
The disconnection detection apparatus according to claim 8, further comprising a photocoupler that operates as the second switching element and is disposed in proximity to each other so that a light receiving element that is turned on when the light emitting element emits light is electrically insulated from each other.
前記複数の断線検出器の少なくとも一つで断線が検出されると、前記複数の配線の少なくとも一つで断線が生じたことを報知する第3信号を生成する配線群断線検出部と、を備え、
前記複数の断線検出器のそれぞれは、前記第1スイッチング素子、前記第1断線検出回路および前記第2断線検出回路を有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の断線検出装置。 A plurality of disconnection detectors for detecting disconnection of a plurality of wires connected to a plurality of solenoid valves, and
A wiring group disconnection detection unit that generates a third signal for notifying that a disconnection has occurred in at least one of the plurality of wirings when a disconnection is detected in at least one of the plurality of disconnection detectors; ,
10. The disconnection detection device according to claim 1, wherein each of the plurality of disconnection detectors includes the first switching element, the first disconnection detection circuit, and the second disconnection detection circuit.
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