JP2022044217A

JP2022044217A - リレー制御装置

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Publication number: JP2022044217A
Application number: JP2020149742A
Authority: JP
Inventors: 雅人加藤; Masato Kato; 誠多和田; Makoto Tawada; 政人竹内; Masato Takeuchi
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2040-09-07
Also published as: JP7461839B2

Abstract

【課題】ノイズによる誤判定を防止しつつ、リレーの故障判定に要する時間及び処理負荷を低減することのできるリレー制御装置を提供する。【解決手段】リレー制御装置１０は、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１からのリレー制御信号ＣＳによりリレーＲＹをＯＮ／ＯＦＦさせるリレー駆動回路１２と、リレーＲＹの動作状態に応じた電圧信号を複数ビットのデジタル値に変換してＣＰＵ１１に出力するＡ／Ｄ変換器１４と、を含み、ＣＰＵ１１は、前記リレー制御信号ＣＳと前記複数ビットのデジタル値とに基づいてリレーＲＹの故障判定を行うように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道の信号保安システムなどに用いられるリレー制御装置に関する。

この種のリレー制御装置の一例として特許文献１に記載されたリレー出力装置が知られている。特許文献１に記載されたリレー出力装置は、コンピュータ、リレー駆動回路及び接点照査入力回路などを有している。前記リレー駆動回路は、前記コンピュータから出力されるリレー制御信号により出力リレーをオン・オフ制御し、前記接点照査入力回路は、コンピュータから出力されるＮ接点照査信号とＲ接点照査信号を出力リレーの動作接点（Ｎ接点）と復旧接点（Ｒ接点）に送り、出力リレーの共通接点（Ｃ接点）から入力する出力リレーの動作状態を示すＲＹ入力信号をコンピュータに出力する。

特開２００７－６２４８３号公報

ところで、リレー制御装置は、リレーの故障による不具合を防止するため、リレーが故障しているか否かを判定する機能を有する場合が多い。例えば、リレー制御装置は、リレー制御信号の内容と前記ＲＹ入力信号のようなリレーの動作状態を示す信号（以下「動作状態信号」という）の内容とを比較して両者が不一致である場合にリレーが故障していると判定するように構成され得る。

ここで、動作状態信号がハイレベルの信号とローレベルの信号とからなる場合、ローレベルの信号にノイズが乗り、その結果、リレー制御信号の内容と動作状態信号の内容とが不一致になることがあり得るが、このような場合にリレーが故障していると判定するのは適切でない。これに対し、ほとんどのノイズは単発的に発生することから、動作状態信号の取得を複数回行うことにより、ノイズの影響を除去して上記のような不適切な判定を避けることは可能である。しかし、そのようにすると、リレーが故障しているか否かの判定（以下「リレーの故障判定」という）に要する時間が長くなり、また、リレーの故障判定に要する処理負荷も大きくなってしまう。

そこで、本発明は、ノイズによる誤判定を防止しつつ、リレーの故障判定に要する時間及び処理負荷を低減することのできるリレー制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、リレー制御装置が提供される。このリレー制御装置は、制御部と、前記制御部からの制御信号によりリレーをＯＮ／ＯＦＦさせるリレー駆動部と、前記リレーの動作状態に応じた電圧信号を複数ビットのデジタル値に変換して前記制御部に出力するＡ／Ｄ変換部と、を含み、前記制御部は、前記制御信号と前記複数ビットのデジタル値とに基づいて前記リレーの故障判定を行う。

本発明によれば、ノイズによる誤判定を防止しつつ、リレーの故障判定に要する時間及び処理負荷を低減することのできるリレー制御装置を提供することができる。

実施形態に係るリレー制御装置の概略構成を示す図である。前記リレー制御装置の動作例を示すタイムチャートである。Ａ／Ｄ変換器から出力される３ビットのデジタル値の例を示す図である。リレーの故障判定の一例を示すフローチャートである。参考例に係るリレー制御装置の概略構成を示す図である。実施形態に係るリレー制御装置の効果を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るリレー制御装置の概略構成を示す図である。図１において、実施形態に係るリレー制御装置１０は、列車検知装置２０に接続されている。列車検知装置２０は、列車２１が列車走行路２２上の特定区間２３に存在するか否かを検知するように構成されており、リレー制御装置１０は、リレーＲＹを介して列車検知装置２０の検知結果に応じた信号を出力するように構成されている。

本実施形態において、列車検知装置２０は、列車２１が特定区間２３に存在しない場合にはハイレベル（正電位、例えば５Ｖ）の電圧信号（以下「非検知信号」という）ＤＳ_Ｈをリレー制御装置１０に出力し、及び、列車２１が特定区間２３に存在する場合にはローレベル（接地電位、０Ｖ）の電圧信号（以下「検知信号」という）ＤＳ_Ｌをリレー制御装置１０に出力するように構成されている。なお、以下では、ハイレベルを「Ｈレベル」と表記し、ローレベルを「Ｌレベル」と表記する。

本実施形態において、リレー制御装置１０は、列車検知装置２０から（Ｈレベルの）非検知信号ＤＳ_Ｈが入力された場合、すなわち、列車２１が特定区間２３に存在しない場合にはＨレベルの電圧信号ＯＳ_ＨをリレーＲＹの後段に接続された図示省略の装置や回路（以下「後段回路等」という）に出力し、列車検知装置２０から（Ｌレベルの）検知信号ＤＳ_Ｌが入力された場合、すなわち、列車２１が特定区間２３に存在する場合にはＬレベルの電圧信号ＯＳ_Ｌを前記後段回路等に出力するように構成されている。

但し、これに限られるものではない。リレー制御装置１０は、前段側が列車検知装置２０以外の装置や回路に接続され、前段側の当該装置や当該回路の状態などに応じてＨレベルの電圧信号ＯＳ_Ｈ又はＬレベルの電圧信号ＯＳ_Ｌを前記後段回路等に出力するように構成されてもよい。

ここで、本発明における「列車」とは、あらかじめ定められた走行路（列車走行路）上を走行する各種の車両のことをいい、レール上を鉄輪で走行する車両（鉄道車両）はもちろん、専用軌道上をゴムタイヤ等で走行する車両も含む。また、列車検知装置２０は、特定区間２３を軌道回路の区間とする、いわゆる軌道回路装置（の受信装置）であり得る。

リレー制御装置１０についてさらに説明する。

図１を参照すれば、本実施形態において、リレー制御装置１０は、制御部としてのＣＰＵ（中央処理装置）１１と、リレー駆動部としてのリレー駆動回路１２と、照査入力部としての照査入力回路１３とを有している。

ＣＰＵ１１は、列車検知装置２０からの信号に応じてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ１１は、列車検知装置２０からＨレベルの非検知信号ＤＳ_Ｈが入力されている場合（すなわち、列車２１が特定区間２３に存在しない場合）にリレー制御信号ＣＳをＯＮにすることによってリレー制御信号ＣＳ（Ｈレベル信号）をリレー駆動回路１２に出力する。一方、ＣＰＵ１１は、列車検知装置２０からＬレベルの検知信号ＤＳ_Ｌが入力されている場合（すなわち、列車２１が特定区間２３に存在する場合）にはリレー制御信号ＣＳをＯＦＦにすることによってリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力しない（Ｌレベル信号を出力する）。

また、ＣＰＵ１１は、リレーＲＹの故障判定を行うが、これについては後述する。

リレー駆動回路１２は、ＣＰＵ１１からのリレー制御信号ＣＳによりリレーＲＹをＯＮ／ＯＦＦさせるように構成されている。具体的には、本実施形態において、リレー駆動回路１２は、ＣＰＵ１１がリレー制御信号ＣＳをＯＮにした場合、換言すれば、ＣＰＵ１１からリレー制御信号ＣＳ（Ｈレベル信号）が入力された場合にはリレーＲＹのコイルに定格電圧を印加してリレーＲＹをＯＮさせる。また、リレー駆動回路１２は、ＣＰＵ１１がリレー制御信号ＣＳをＯＦＦにした場合、換言すれば、ＣＰＵ１１からリレー制御信号ＣＳが入力されない（Ｌレベル信号が入力された）場合にはリレーＲＹの前記コイルへの定格電圧の印加を停止してリレーＲＹをＯＦＦさせる。つまり、リレー制御信号ＣＳ（Ｈレベル信号）はリレーＲＹをＯＮ状態とするための制御信号である。

本実施形態において、リレーＲＹは、動作接点（扛上接点）Ｎ、復旧接点（落下接点）Ｒ及び共通接点Ｃを有している。また、前記コイルに定格電圧が印加されていない場合、リレーＲＹは、復旧接点Ｒが閉じられた状態、すなわち、復旧接点Ｒと共通接点Ｃとが導通したＯＦＦ状態（落下状態）に保持される。そして、リレーＲＹは、コイルに定格電圧が印加されることによってＯＮ動作（扛上）し、動作接点Ｎが閉じられて動作接点Ｎと共通接点Ｃとが導通したＯＮ状態（扛上状態）となり、その後、コイルへの定格電圧の印加が停止されるとＯＦＦ動作（落下）し、復旧接点Ｒが閉じられて復旧接点Ｒと共通接点Ｃとが導通したＯＦＦ状態（落下状態）に戻るように構成されている。

また、本実施形態において、リレーＲＹの動作接点Ｎは電源ラインＬｐに接続され、リレーＲＹの復旧接点Ｒは接地ラインＬｇに接続され、及び、リレーＲＹの共通接点Ｃは図示省略の前記後段回路等に接続されている。すなわち、リレーＲＹの動作接点Ｎには電源電位（正電位、ここでは５Ｖ）が与えられ、復旧接点Ｒには接地電位（０Ｖ）が与えられている。したがって、リレーＲＹがＯＮ状態（扛上状態）にあるときには共通接点Ｃの電位が動作接点Ｎに与えられている電源電位（５Ｖ）になり、リレーがＯＦＦ状態にあるときには共通接点Ｃの電位は復旧接点Ｒに与えられている接地電位（０Ｖ）になる。

図２は、リレー制御装置１０の動作例を示すタイムチャートである。図２（ａ）は、列車検知装置２０からリレー制御装置１０に入力される信号がＬレベルの検知信号ＤＳ_ＬからＨレベルの非検知信号ＤＳ_Ｈに変化した場合のリレー制御装置１０の動作例を示し、図２（ｂ）は、列車検知装置２０からリレー制御装置１０に入力される信号がＨレベルの非検知信号ＤＳ_ＨからＬレベルの検知信号ＤＳ_Ｌに変化した場合のリレー制御装置１０の動作例を示している。

図２（ａ）に示されるように、列車検知装置２０からリレー制御装置１０に入力される信号がＬレベルの検知信号ＤＳ_ＬからＨレベルの非検知信号ＤＳ_Ｈに変化すると、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをＯＮにする。すなわち、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳ（Ｈレベル信号）をリレー駆動回路１２に出力する。これにより、リレー駆動回路１２は、リレーＲＹの前記コイルに定格電圧を印加し、その結果、リレーＲＹは、ＯＮ動作（扛上）して復旧接点Ｒが閉じられたＯＦＦ状態から動作接点Ｎが閉じられたＯＮ状態に変化する。このため、リレーＲＹの動作接点Ｎと共通接点Ｃとが導通してリレーＲＹの共通接点Ｃの電位が正電位（５Ｖ）になり、このリレーＲＹの共通接点Ｃの電位（５Ｖ）がＨレベルの信号ＯＳ_Ｈとして前記後段回路等に出力される。

一方、図２（ｂ）に示されるように、列車検知装置２０からリレー制御装置１０に入力される信号がＨレベルの非検知信号ＤＳ_ＨからＬレベルの検知信号ＤＳ_Ｌに変化すると、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをＯＦＦにする。すなわち、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力しない（Ｌレベル信号をリレー駆動回路１２に出力する）。これにより、リレー駆動回路１２は、リレーＲＹの前記コイルへの定格電圧の印加を停止し、その結果、リレーＲＹは、ＯＦＦ動作（落下）して動作接点Ｎが閉じられたＯＮ状態から復旧接点Ｒが閉じられたＯＦＦ状態に変化する。このため、リレーＲＹの復旧接点Ｒと共通接点Ｃとが導通してリレーＲＹの共通接点Ｃの電位が接地電位（０Ｖ）になり、このリレーＲＹの共通接点Ｃの電位（０Ｖ）がＬレベルの信号ＯＳ_Ｌとして前記後段回路等に出力される。

図１に戻り、照査入力回路１３は、ＣＰＵ１１からのストローブ信号ＳＳによりリレーＲＹの動作状態を示す電圧信号（以下「動作状態信号」という）ＳＲＹを読み込むように構成されている。ストローブ信号ＳＳは、後述するように、ＣＰＵ１１がリレーＲＹの故障判定を行う際に、ＣＰＵ１１から照査入力回路１３に出力される。

本実施形態においては、上述のように、リレーＲＹがＯＮ状態（扛上状態）にあるときにはリレーＲＹの共通接点Ｃの電位が正電位（５Ｖ）になり、リレーＲＹがＯＦＦ状態（落下状態）にあるときにはリレーＲＹの共通接点Ｃの電位が接地電位（０Ｖ）になる。逆に言えば、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位が正電位（５Ｖ）であることはリレーＲＹがＯＮ状態（扛上状態）にあることを示し、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位が接地電位（０Ｖ）であることはリレーＲＹがＯＦＦ状態（落下状態）にあることを示している。つまり、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位は、リレーＲＹの動作状態を示しているといえる。そのため、本実施形態において、照査入力回路１３は、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位を動作状態信号ＳＲＹとして読み込むように構成されている。

また、本実施形態において、照査入力回路１３は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部としてのＡ／Ｄ変換器１４を有している。Ａ／Ｄ変換器１４は、動作状態信号ＳＲＹとして読み込まれたリレーＲＹの共通接点Ｃの電位を入力し、複数ビットのデジタル値（符号）に変換してＣＰＵ１１に出力するように構成されている。具体的には、本実施形態において、Ａ／Ｄ変換器１４は、リレーＲＹの復旧接点Ｒに与えられている接地電位（０Ｖ）からリレーＲＹの動作接点Ｎに与えられている前記電源電位（５Ｖ）の範囲のアナログ入力を３ビットのデジタル値に変換してＣＰＵ１１に出力するように構成されている。

図３は、Ａ／Ｄ変換器１４の出力である３ビットのデジタル値の例を示す図である。図３に示されるように、本実施形態において、Ａ／Ｄ変換器１４は、入力されたアナログ電圧信号（０～５Ｖ）を８（＝２^３）段階のデジタル値に変換して出力することが可能である。例えば、Ａ／Ｄ変換器１４は、０Ｖのアナログ電圧信号が入力された場合にはデジタル値「０００」を出力し、５Ｖのアナログ電圧信号が入力された場合にはデジタル値「１１１」を出力し、２．５Ｖのアナログデジタル信号が入力された場合にはデジタル値「１００」を出力する。

次に、以上のような構成を有するリレー制御装置１０において、ＣＰＵ１１が行うリレーＲＹの故障判定について説明する。

本実施形態において、ＣＰＵ１１は、リレー制御装置１０（及び列車検知装置２０）の起動時にリレーＲＹの故障判定を行う。但し、これに限られるものではない。リレー制御装置１０の起動後において、ＣＰＵ１１は、周期的に又は必要に応じて随時にリレーＲＹの故障判定を行うことも可能である。

ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳとＡ／Ｄ変換器１４（照査入力回路１３）の出力である３ビットのデジタル値とに基づいてリレーＲＹの故障判定を行う。より具体的には、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳによるリレーＲＹの動作状態と、Ａ／Ｄ変換器１４の出力である３ビットのデジタル値が示すリレーＲＹの動作状態とを比較することによってリレーＲＹが故障しているか否かを判定する。

図４は、ＣＰＵ１１が行うリレーＲＹの故障判定の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、リレー制御装置１０（及び列車検知装置２０）が起動したとき、所定の判定周期毎に又は管理者等によって故障判定指令が入力されたときに実行される。

図４において、ステップＳ１では、リレー制御信号ＣＳをＯＮにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力する。これにより、リレーＲＹがＯＮ動作する（ＯＦＦ状態からＯＮ状態になる）。

ステップＳ２では、ストローブ信号ＳＳを照査入力回路１３に出力する。これにより、照査入力回路１３は、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位を動作状態信号ＳＲＹとして読み込む。そして、読み込まれた動作状態信号ＳＲＹは、Ａ／Ｄ変換器１４によって３ビットのデジタル値に変換されて出力される。

ステップＳ３では、（照査入力回路１３の）Ａ／Ｄ変換器１４の出力、すなわち、３ビットのデジタル値を入力する。

ステップＳ４では、ステップＳ３で入力されたＡ／Ｄ変換器１４の出力（すなわち、３ビットのデジタル値）が、リレーＲＹがＯＮ状態にあることを示しているか否かを判定する。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力が、リレーＲＹがＯＮ状態にあることを示している場合にはステップＳ５に進み、それ以外の場合にはステップＳ１０に進む。

上述のように、ＣＰＵ１１がリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力することでリレーＲＹはＯＮ状態になる。また、リレーＲＹがＯＮ状態にある場合には動作状態信号ＳＲＹ（共通接点Ｃの電位）は５Ｖになるから、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）はそのすべてのビット値が「１」になるはずである。さらに、リレーＲＹがＯＮ状態にある場合にＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）がビット値「０」を含むことは通常ない。つまり、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」であることが、リレーＲＹがＯＮ状態にあることを示しているといえる。

そのため、本実施形態において、ステップＳ４では、ステップＳ３で入力されたＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」であるか否かを判定する。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」である場合、すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」である場合にはステップＳ５に進む。一方、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」でない場合、すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」以外の場合（ビット値「０」を含む場合）にはステップＳ１０に進む。

ステップ５では、リレー制御信号ＣＳをＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳのリレー駆動回路１２への出力を停止する。すなわち、リレー制御信号ＣＳを出力する状態からリレー駆動回路１２にリレー制御信号ＣＳを出力しない状態に切り替える。これにより、リレーＲＹがＯＦＦ動作する（ＯＮ状態からＯＦＦ状態になる）。

ステップＳ６では、ステップＳ２と同様、ストローブ信号ＳＳを照査入力回路１３に出力する。これにより、照査入力回路１３は、リレーＲＹの共通接点Ｃの電位を動作状態信号ＳＲＹとして読み込み、読み込まれた動作状態信号ＳＲＹがＡ／Ｄ変換器１４によって３ビットのデジタル値に変換されて出力される。

ステップＳ７では、ステップＳ３と同様、Ａ／Ｄ変換器１４の出力、すなわち、３ビットのデジタル値を入力する。

ステップＳ８では、ステップＳ７で入力されたＡ／Ｄ変換器１４の出力（すなわち、３ビットのデジタル値）が、リレーＲＹがＯＦＦ状態にあることを示しているか否かを判定する。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力が、リレーＲＹがＯＦＦ状態にあることを示している場合にはステップＳ９に進み、リレーＲＹが正常である（故障していない）と判定して本フローを終了し、それ以外の場合にはステップＳ１０に進む。

上述のように、ＣＰＵ１１がリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときリレーＲＹはＯＦＦ状態である。また、リレーＲＹがＯＦＦ状態にある場合には動作状態信号ＳＲＹ（共通接点Ｃの電位）は０Ｖになるから、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）はそのすべてのビット値が「０」になるはずである。さらに、かりにリレーＲＹがＯＦＦ状態にある場合の動作状態信号ＳＲＹにノイズが乗ったとしてもＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」になることは通常ない。つまり、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）がビット値「０」を含むことが、リレーＲＹがＯＦＦ状態にあることを示しているといえる。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）がビット値「０」を含むか否かを判定することは、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」であるか否かを判定することと実質的に同じである。

そのため、本実施形態において、ステップＳ８では、ステップＳ４における処理と同様に、ステップＳ７で入力されたＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」であるか否かを判定する。そして、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」でない場合、すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」以外である場合（ビット値「０」を含む場合）にはステップ９に進み、リレーＲＹが正常であると判定して本フローを終了する。一方、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」である場合、すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」である場合（ビット値「０」を含まない場合）にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、リレーＲＹが故障していると判定する。そして、ステップＳ１１でリレーＲＹが故障している旨を所定の報知先に報知して本フローを終了する。特に制限されるものではないが、例えば列車検知装置２０を管理する管理装置（図示省略）が前記所定の報知先であり得る。

次に、実施形態に係るリレー制御装置１０の効果を説明する。ここでは、図５に示された参考例に係るリレー制御装置と比較した、実施形態に係るリレー制御装置１０の効果について図６を参照して説明する。なお、参考例に係るリレー制御装置（図５）において、実施形態に係るリレー制御装置１０（図１）と同じ構成要素については同一の符号が用いられている。また、実施形態に係るリレー制御装置１０（図１）と参考例に係るリレー制御装置（図５）との相違は、参考例に係るリレー制御装置においては、照査入力回路１３がＡ／Ｄ変換器１４を有していないことである。つまり、参考例に係るリレー制御装置において、照査入力回路１３は、動作状態信号ＳＲＹとして読み込んだリレーＲＹの共通接点Ｃの電位をそのままＣＰＵ１１に出力するように構成されている。

参考例に係るリレー制御装置の場合、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号と、照査入力回路１３の出力である動作状態信号ＳＲＹ（共通接点Ｃの電位）とに基づいてリレーＲＹの故障判定を行うことになる。この場合、ＣＰＵ１１は、動作状態信号ＳＲＹを「０」か「１」の２段階でしか識別することができない。すなわち、ＣＰＵ１１は、動作状態信号ＳＲＹが閾値（例えば、２．５Ｖ）未満であれば動作状態信号ＳＲＹを「０」と認識し、動作状態信号ＳＲＹが前記閾値以上であれば動作状態信号ＳＲＹを「１」と認識する。

参考例に係るリレー制御装置において、リレーＲＹがＯＮ状態にあるときには動作状態信号ＳＲＹが５ＶになるからＣＰＵ１１が認識する動作状態信号ＳＲＹは「１」になるはずであり、リレーＲＹがＯＦＦ状態にあるときには動作状態信号ＳＲＹが０ＶになるからＣＰＵ１１が認識する動作状態信号ＳＲＹは「０」になるはずである。そのため、リレーＲＹの故障判定において、ＣＰＵ１１は、例えば、リレー制御信号ＣＳをＯＮにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力しているときの動作状態信号ＳＲＹが「０」である場合、及び／又は、リレー制御信号ＣＳをＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときの動作状態信号ＳＲＹが「１」である場合に、リレーＲＹが故障していると判定する。

ここで、図６（ａ）に示されるように、リレー制御信号をＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときに照査入力回路１３が読み込む動作状態信号ＳＲＹ（０Ｖ）に前記閾値（２．５Ｖ）以上のノイズが乗った場合、ＣＰＵ１１は、「０」と認識すべき動作状態信号ＳＲＹを「１」と認識し、その結果、リレーＲＹが故障していないにもかかわらず、リレーＲＹが故障していると判定（誤判定）してしまうおそれがある。既述のように、動作状態信号ＳＲＹの取得を複数回行うことでノイズの影響を除去して上記のような誤判定を避けることは可能であるが、そうすると、リレーＲＹの故障判定に要する時間や処理負荷の増大を招く。

一方、実施形態に係るリレー制御装置１０の場合、ＣＰＵ１１は、上述のように、リレー制御信号と、照査入力回路１３のＡ／Ｄ変換器１４の出力である３ビットのデジタル値とに基づいてリレーＲＹの故障判定を行う。この場合、ＣＰＵ１１は、動作状態信号ＳＲＹを「０００」～「１１１」の８段階で識別することが可能である（図３参照）。

実施形態に係るリレー制御装置１０において、リレーＲＹがＯＮ状態にあるときには動作状態信号ＳＲＹが５ＶになるからＡ／Ｄ変換器１４から出力される３ビットのデジタル値はそのすべてのビット値が「１」である「１１１」になるはずであり、リレーＲＹがＯＦＦ状態にあるときには動作状態信号ＳＲＹが０ＶになるからＡ／Ｄ変換器１４から出力される３ビットのデジタル値はそのすべてのビット値が「０」である「０００」になるはずである（図３参照）。

また、Ａ／Ｄ変換器１４から出力される３ビットのデジタル値がビット値「１」とビット値「０」の両方を含む場合に対応するリレーＲＹの動作状態は存在しないから、このような３ビットのデジタル値は、本来０Ｖであるはずの動作状態信号ＳＲＹにノイズが乗ってしまい、その結果としてＡ／Ｄ変換器１４から出力されたものとみなすことができる。例えば、図６（ｂ）に示されるように、ＣＰＵ１１がリレー制御信号をＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときに照査入力回路１３が読み込む動作状態信号ＳＲＹ（０Ｖ）に３Ｖ程度のノイズＡ、１Ｖ程度のノイズＢ又は２Ｖ程度のノイズＣが乗った場合、Ａ／Ｄ変換器１４から出力される３ビットのデジタル値は「１０１」、「０１０」又は「１００」になる。かりに動作状態信号ＳＲＹ（０Ｖ）に４Ｖ程度の大きなノイズＤが乗った場合であってもＡ／Ｄ変換器１４から出力される３ビットのデジタル値は「１１０」になる。これらのデジタル値は、いずれもビット値「０」を含む点で共通している。また、これらのデジタル値は、互いに異なるが、それはノイズの大きさに依るものであり、いずれにおいてもリレーＲＹの動作状態はＯＦＦ状態である。

したがって、ＣＰＵ１１がリレー制御信号をＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときのＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）に関し、ＣＰＵ１１は、「１１１」のみをリレーＲＹがＯＮ状態にあることを示すものとして及び「１１１」以外をリレーＲＹがＯＦＦ状態にあることを示すものとして処理することが可能である。換言すれば、実施形態に係るリレー制御装置１０では、Ａ／Ｄ変換器１４の使用によって、動作状態信号ＳＲＹにノイズが乗っているか否かを判別することが可能であり、このことによってノイズの影響を除去した状態でリレーＲＹの故障判定を行うことを可能としている。このため、実施形態に係るリレー制御装置１０では、参考例に係るリレー制御装置のように動作状態信号ＳＲＹの取得を複数回行う必要がなく、一回の取得によってリレーＲＹの故障判定を行うことができる。この結果、実施形態に係るリレー制御装置１０によれば、参考例に係るリレー制御装置に比べて、リレーＲＹの故障判定に要する時間や処理負荷を軽減することができる。

但し、実施形態に係るリレー制御装置１０が動作状態信号ＳＲＹの取得を複数回行うことを妨げるものではなく、実施形態に係るリレー制御装置１０が動作状態信号ＳＲＹの取得を複数回行ってもよいことはもちろんである。この場合であっても、参考例に係るリレー制御装置と比べて、動作状態信号ＳＲＹの取得回数をより少なくしつつ精度のよいリレーＲＹの故障判定が可能になる。

なお、上述の実施形態において、Ａ／Ｄ変換器１４は、動作状態信号ＳＲＹ（リレーＲＹの共通接点Ｃの電位）を３ビットのデジタル値に変換してＣＰＵ１１に出力している。しかし、これに限られるものではない。Ａ／Ｄ変換器１４は、動作状態信号ＳＲＹ（リレーＲＹの共通接点Ｃの電位）を２ビットのデジタル値や４ビット以上のデジタル値に変換してＣＰＵ１１に出力するように構成されてもよい。

また、上述の実施形態において、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力したときのＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」でない場合、すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」でない場合にリレーＲＹが故障していると判定している。また、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときのＡ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）のすべてのビット値が「１」である場合（すなわち、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（３ビットのデジタル値）が「１１１」である場合にリレーＲＹが故障していると判定している。しかし、これらに限られるものではない。複数ビットのデジタル値によってリレーＲＹの故障判定用の閾値が設定され、ＣＰＵ１１は、設定された閾値と、Ａ／Ｄ変換器１４の出力（複数ビットのデジタル値）とに基づいてリレーＲＹが故障しているか否かを判定すればよい。例えば、Ａ／Ｄ変換器１４がアナログ入力を４ビットのデジタル値に変換して出力するように構成されている場合、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力していないときのＡ／Ｄ変換器１４の出力が「１１１１」及び「１１１０」である場合にリレーＲＹが故障していると判定するようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、ＣＰＵ１１は、リレー制御信号ＣＳをＯＮにしてリレー制御信号ＣＳ（Ｈレベル信号）をリレー駆動回路１２に出力することでリレーＲＹをＯＮ状態とし、リレー制御信号ＣＳをＯＦＦにしてリレー制御信号ＣＳをリレー駆動回路１２に出力しない（Ｌレベル信号を出力する）ことでリレーＲＹをＯＦＦ状態としている。しかし、これに限られるものではない。ＣＰＵ１１は、ＨレベルとＬレベルとが交互に表れる交番信号をリレー制御信号ＣＳとしてリレー駆動回路１２に出力することでリレーＲＹをＯＮ状態とするようにしてもよい。あるいは、ＣＰＵ１１は、第１リレー制御信号ＣＳ１をリレー駆動回路１２に出力することでリレーＲＹをＯＮ状態とし、第２リレー制御信号ＣＳ２をリレー駆動回路１２に出力することでリレーＲＹをＯＦＦ状態とするように構成されてもよい。この場合、前記第１リレー制御信号ＣＳ１がリレーＲＹをＯＮ状態とするための制御信号に相当し、前記第１リレー制御信号ＣＳ１ではなく前記第２リレー制御信号ＣＳ２を出力することがリレーＲＹをＯＮ状態とするための制御信号を出力しないことに相当する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形及び変更が可能であることはもちろんである。

１０…リレー制御装置、１１…ＣＰＵ（制御部）、１２…リレー駆動回路（リレー駆動部）、１３…照査入力回路、１４…Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換部）、２０…列車検知装置、２１…列車、２２…列車走行路、２３…特定区間、Ｃ…共通接点、Ｎ…動作接点、Ｒ…復旧接点、ＲＹ…リレー

Claims

制御部と、
前記制御部からの制御信号によりリレーをＯＮ／ＯＦＦさせるリレー駆動部と、
前記リレーの動作状態に応じた電圧信号を複数ビットのデジタル値に変換して前記制御部に出力するＡ／Ｄ変換部と、
を含み、
前記制御部は、前記制御信号と前記複数ビットのデジタル値とに基づいて前記リレーの故障判定を行う、
リレー制御装置。
前記制御部は、前記制御信号による前記リレーの動作状態と前記複数ビットのデジタル値が示す前記リレーの動作状態とを比較することによって前記リレーの故障判定を行う、請求項１に記載のリレー制御装置。
前記リレーがＯＮ状態にあるときには前記複数ビットのデジタル値のすべてのビット値が「１」になり、前記リレーがＯＦＦ状態にあるときには前記複数ビットのデジタル値のすべてのビット値が「０」になる、請求項１又は２に記載のリレー制御装置。
前記制御部は、前記リレーをＯＮ状態とするための前記制御信号を前記リレー駆動部に出力していないときの前記複数ビットのデジタル値のすべてのビット値が「１」である場合に前記リレーが故障していると判定する、請求項３に記載のリレー制御装置。
前記制御部は、列車検知装置から列車走行路上の特定区間に列車が存在するか否かを示す信号が入力されるように構成されており、
前記制御部は、前記列車が前記特定区間に存在しないことを示す信号が入力された場合には前記制御信号を前記リレー駆動部に出力することによって前記リレーをＯＮ状態とする一方、前記列車が前記特定区間に存在することを示す信号が入力された場合には前記制御信号を前記リレー駆動部に出力しないことによって前記リレーをＯＦＦ状態とする、
請求項１～４のいずれか一つに記載のリレー制御装置。
前記リレーは、正電位が与えられた動作接点と、接地電位が与えられた復旧接点と、共通接点とを有し、ＯＮ状態では前記動作接点と前記共通接点とが導通する一方、ＯＦＦ状態では前記復旧接点と前記共通接点とが導通するように構成され、
前記リレー駆動部は、前記制御部から前記制御信号が入力されることによって前記リレーをＯＮ状態とする一方、前記制御部から前記制御信号が入力されないことによって前記リレーをＯＦＦ状態とするように構成され、
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記リレーの前記共通接点側から前記電圧信号を入力し、入力された前記電圧信号を前記複数ビットのデジタル値に変換して前記制御部に出力するように構成され、
前記制御部は、前記制御信号を前記リレー駆動部に出力していないときの前記複数ビットのデジタル値のすべてのビット値が「１」である場合に前記リレーが故障していると判定する、
請求項１～５のいずれか一つに記載のリレー制御装置。