JP3392938B2 - ２重系装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、装置の信頼性を高める
ために設けられる、例えば電子連動装置等の２重系装置
に係り、特に、入力回路の故障検出ができるようにした
ものに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から列車制御の分野では、装置の信
頼性を高めるために、装置を２重系にすることが一般的
に行われている。 【０００３】従来の２重系の信号保安装置について説明
すると、主系装置（以下、主系という）と従系装置（以
下、従系という）は、完全独立状態に設けられていて、
各系ともデータ入力及び論理判断は独自に平行して行う
が、他装置、例えば信号機に対しては、主系のみの出力
によって制御するように構成されている。 【０００４】主系の論理判断結果は、系間インターフェ
ースを介して従系に送られて従系の論理判断結果との一
致が図られ、従系は待機状態に保たれる。そして、主系
側に故障が発生したときは、従系が主系に代って他装置
を制御するように構成されている。 【０００５】ところで、各系のマイクロプロセッサ（以
下、ＭＰＵ）が所定のプログラムに従って演算処理して
論理判断を行うためには、入力ボードを介して入力した
データが正しくなければ正確な論理判断を行うことがで
きない。また、正確な論理判断が行われても出力ボード
の出力回路が故障していると、正確な出力信号が出力さ
れない事態となる。 【０００６】もし、誤ったデータに基づいて論理判断を
行った場合、又は、誤った出力がなされた場合には、危
険な状態が起こる可能性がある。このため、信号保安装
置のように安全性の要求される装置は、その装置構成が
１重系又は２重系のいずれの場合も、入，出力回路の自
己診断が行われている。 【０００７】上述の自己診断としては、例えば図１０に
示されるように、軌道リレーＴＲが付勢されているとき
に、そのリレー接点がＮ側に投入され、付勢されていな
いときにＲ側に戻る場合、Ｎ側の出力線及びＲ側の出力
線の信号の有無をチェックして行われる。 【０００８】すなわち、図１０において、リレー接点が
Ｎ側に投入されていればＮ＝論理値“１”（以下、論理
値を省略する），Ｒ＝“０”、リレー接点がＲ側に戻っ
ていればＮ＝“０”，Ｒ＝“１”、リレー接点がＮ側と
Ｒ側の中間にある過渡状態ではＮ＝“０”，Ｒ＝“０”
なる信号になる。したがって、Ｎ側，Ｒ側の出力線にＮ
＝“１”，Ｒ＝“１”なる信号が同時に生じていたとす
れば、Ｎ側又はＲ側の入力回路が故障していると判定す
ることができる。 【０００９】図１１は、さらに他の自己診断を示すもの
であって、照査パルス方式の自己診断回路が示されてい
る。 【００１０】この照査パルス方式の自己診断回路は、照
査信号供給用のホトカプラＰＣ0 に“０”の照査信号を
与えたときにホトカプラＰＣ1 からは“０”の検出信号
が得られ、ＰＣ0 に“１”の照査信号を与えたときは接
点ＴＲの状態に応じて、つまりＮ接点が構成時（列車な
しを意味する）はホトカプラＰＣ1 からは“１”の信号
を、Ｎ接点が構成されていないとき（列車ありを意味す
る）は“０”が得られるように構成されている。 【００１１】ホトカプラＰＣ1 からの検出信号“１”は
列車なしを意味することから、検出信号が“１”となる
故障は検出されなければならない。そのため、この照査
パルス方式の入力では、照査信号“０”を出力して、そ
の検出信号が“０”であることを確認（検出信号を
“１”とする故障が発生していないことを確認）した
後、照査信号“１”を出力して軌道リレーＴＲの状態を
得ることになる。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
１０に示されるようなリレー接点の入力情報を用いた自
己診断の場合、１つの情報につきＮ接点とＲ接点と相反
する条件を入力する必要があるため、入力点数が多くな
り、ハード構成が大掛かりになる欠点がある。 【００１３】また、上記図１１に示されるような照査パ
ルス方式の自己診断の場合は、安全側の故障（例えば、
列車が存在していないにもかかわらず、列車が存在して
いると判断し、他の列車を進入させないような故障。な
お、危険側の故障とは、列車が存在しているにもかかわ
らず、列車がいないと判断して、他の列車の進入を許す
ような故障をいう。）が診断できないという欠点があ
る。 【００１４】上記図１１を用いて、さらに説明すると、
ホトカプラＰＣ0 に照査信号“０”を与えたときにホト
カプラＰＣ1 の検出信号“１”が得られた場合、故障発
生と判断できるが、照査信号“０”のときにホトカプラ
ＰＣ1 の検出信号“０”が得られた場合は正常と判断し
てしまう。例えばＰＣ1 のホトトランジスタ側がオープ
ン故障した場合を考えると、照査信号“０”で検出信号
は“０”を、また照査信号“１”で検出信号は“０”と
なることから、回路正常時の“列車あり”と同じ結果と
なる。なお、この故障が発生している状態では“列車あ
り”となることから、危険側に作用することはないが、
装置を２重系に構成する場合、安全側故障であっても故
障を確実に検出し、故障箇所を装置から切離しできなけ
れば、その故障が装置に影響を与えるため、２重系に構
成する意味がなくなってしまう。 【００１５】このように、上記照査信号方式の自己診断
においては、安全側故障を検出できない欠点があった。
装置を１重系に構成する場合、この安全側故障は放置さ
れても問題とはならないが、２重系に構成する場合、上
記理由から、安全側故障をも検出する必要がある。その
ためには、図１０と同様、Ｎ接点とＲ接点を入力しなけ
ればならず、２重系構成では１重系構成に比べて４倍の
入力回路となってしまう。 【００１６】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、２重系の入力
回路を簡単な構成（上記図１０のようなＮ接点とＲ接点
ともに入力するのでなくＮ接点のみを入力する）で、し
かも安全側の故障をも適確に検出することのできる２重
系装置を提供することにある。 【００１７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る２重系装置
は、上記目的を達成するために、主系及び従系にそれぞ
れ共通の所定のプログラムで動作するＭＰＵを備えた２
重系装置において、前記各系のＭＰＵの動作の同期化を
行う同期化手段と、前記各系のシステムバス間に設けら
れ、その各系間のデータの授受を行う系間インターフェ
ース手段と、前記各系のシステムバスにそれぞれ接続さ
れ、それぞれの入力回路を介して同一のデータを入力す
る入力手段と、前記各入力回路のＯＮ時及びＯＦＦ時の
それぞれに対して“０”，“１”の照査信号を交互に出
力する照査信号出力手段と、各照査信号出力時の自系入
力回路の論理値と他系入力回路の論理値との組合わせか
ら誤っている入力回路を判定する入力回路故障判定手段
とを有することを特徴としている。 【００１８】 【作用】上記構成において、入力回路故障判定手段は、
各入力回路に対して“０”，“１”の照査信号を交互に
出力するときの自系入力回路の論理値と他系入力回路の
論理値から誤っている入力回路を判定する。 【００１９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、鉄道用の信号機を駆動制御する負荷リレ
ーＲを他装置とするときの一実施例装置の概略構成を示
すブロック図であって、入力信号として軌道回路（図示
せず）の軌道リレーＴＲの接点信号が用いられている。
また、負荷リレーＲを駆動するための出力ラインには、
各系の出力を切離すための切離リレーＣＴａ，ＣＴｂの
接点がそれぞれ設けられている。 【００２０】主系ａ及び従系ｂは、それぞれシステムバ
スＢａ，Ｂｂに複数のＣＰＵを含んで構成されているＭ
ＰＵボードＭａ，Ｍｂ、入力ボードＥａ，Ｅｂ及び出力
ボードＯａ，Ｏｂを接続して構成されている。そして、
両システムバスＢａ，Ｂｂは系間インターフェースｉ
ａ，ｉｂで接続されていて、互いにデータ授受が行われ
るように構成されている。なお、主系ａ又は従系ｂは説
明の都合上、ａ系又はｂ系のように説明するときもあ
る。 【００２１】各入力ボードＥａ，Ｅｂには、軌道リレー
ＴＲの接点信号を入力する入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bが
それぞれ含まれているとともに、各出力ボードＯａ，Ｏ
ｂには、スイッチ素子Ｓａ，Ｓｂ及び電流計からなるセ
ンサＡａ，Ａｂを含んで形成される出力回路Ｏａ′，Ｏ
ｂ′がそれぞれ設けられている。なお、他装置としての
負荷リレーＲは、ワイヤードオアで各出力ボードＯａ，
Ｏｂと接続されているので、従来の２重系のように系切
替時に瞬間遮断を起こすおそれがない特長がある。 【００２２】図１中、ａ′，ｂ′は、両ＭＰＵボードＭ
ａ，Ｍｂを接続する信号線であって、両ＭＰＵの同期化
を図るための後述するステータス信号を送受信する際に
用いられる。 【００２３】なお、本発明では、主系，従系の表現を用
いているが、本発明の各系は従来の２重系のように主従
の関係はなく、後述するように、他装置（信号機）を各
系が同列で制御するようにしている。したがって、本発
明における主系，従系は、説明の便宜のために用いられ
ている。 【００２４】また、図１中には、入，出力ボードＥａ，
Ｅｂ、Ｏａ，Ｏｂは各システムバスＢ1 ，Ｂ2 にそれぞ
れ１個しか接続されていないが、これは図面を簡略化す
るためであって、各ボードは複数個接続されていてもよ
いことはもちろんであり、さらに入出力ボードが接続さ
れていてもよい。 【００２５】図２は、各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂの詳細
ブロック図であって、両ボードＭａ，Ｍｂは、それぞれ
水晶発振子から構成される基本クロック１ａ，１ｂで駆
動されるＭＰＵ２ａ，２ｂを有している。なお、各ＭＰ
Ｕ２ａ，２ｂは、図示しないインターフェースを介して
各システムバスＢａ，Ｂｂにそれぞれ接続されている。 【００２６】各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂは、それぞれ所
定の一定時間毎に所定時間のステータス信号を発生させ
る定周期タイマ３ａ，３ｂと、そのステータス信号を他
系へ出力するための出力バッファ６ａ，６ｂ及び他系か
らステータス信号を入力するための入力バッファ７ａ，
７ｂと、定周期タイマ３ａ，３ｂを監視するための基本
クロック４ａ′，４ｂ′をそれぞれ有する監視タイマ４
ａ，４ｂとを有している。なお、上記ステータス信号は
デュティ５０％の信号で、その立ち上がり変化時、ＭＰ
ＵボードＭａ，Ｍｂに定周期タイマ割込を発生させるよ
うに構成されている。 【００２７】各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂにそれぞれ設け
られたカウンタ５ａ，５ｂは、自系（ここでは主系ａを
自系としている。なお、以後の（）は従系ｂを自系とし
たときを示している。）の定周期タイマ３ａ（３ｂ）の
出力信号（ステータス信号（図２の（）参照））
と、他系の定周期タイマ３ｂ（３ａ）の出力信号（ステ
ータス信号（図２の（）参照））を出力バッファ６
ｂ（６ａ）を介して入力とするアンド回路８ａ（８ｂ）
の出力信号とで駆動されるように構成されている。ま
た、各カウンタ５ａ，５ｂは、自系のＭＰＵ２ａ（２
ｂ）からカウント値の書込み又は読出しができるように
構成されている。 【００２８】次に、図３のフローチャート及び図４のタ
イムチャートを用いて同期化制御動作について説明す
る。 【００２９】今、図示しない２重系装置の電源がＯＮさ
れ、入，出力・内部補助リレー等がクリアされ、また全
タイマがプリセットされるなどの所定のイニシャル処理
がなされて、２重系が立ち上げられて稼動しているもの
とする（図３のステップ１００。以下、ステップをＳと
する。）。この稼動に際して、従系ｂは、主系ａのステ
ータス信号のＬ（ロー）からＨ（ハイ）に変化したこと
を以て、主系ａは、自系が主系に選択されたことを以
て、定周期タイマ３ａ，３ｂ、監視タイマ４ａ，４ｂ、
カウンタ５ａ，５ｂが設定される（図３のＳ１０２、Ｓ
１０４、Ｓ１０６。図４の（イ）参照。）。したがっ
て、この時点においては、両系ａ，ｂは完全周期が図ら
れている。 【００３０】運転を継続していると、両系ａ，ｂの基本
クロック１ａ，１ｂの誤差から、各系ａ，ｂの定周期タ
イマ３ａ，３ｂからのステータス信号の同期状態にズレ
が生じてくる。例えば、基本クロック１ａ，１ｂが１０
ＭＨｚの場合、通常、１００Ｈｚ程度の誤差があるの
で、上述のズレが発生する。なお、このズレは数１００
μｓ程度であれば装置運転上問題がないので許容される
（図４のｔ0 参照）。 【００３１】このズレが大きくなると、系ａ，ｂの同期
状態が失われるので、このズレが例えば１００μｓ以上
になったときに、従系ｂの定周期タイマ３ｂ及び監視タ
イマ４ｂを主系ａの定周期タイマ３ａ及び監視タイマ４
ａに一致させる同期化処理が行われる。 【００３２】以下、この同期化処理について説明する。 【００３３】２重系ａ，ｂが運転を継続しているとき、
従系ｂのカウンタ５ｂは、自系（従系ｂ）の定周期タイ
マ３ｂからのステータス信号（図２の参照）と他系
（主系ａ）からのステータス信号（図２の参照）が共
にＨのときカウントを行う。したがって、２つの系のス
テータス信号が完全に一致しているとき、カウント値Ｎ
は、Ｎ＝１／２×Ｔ（Ｔ：１周期の時間）となる。ま
た、２つのステータス信号にズレが生じた場合、カウン
ト値Ｎは、Ｎ＝１／２×（Ｔ−ｔ1 ）（ｔ1 ：ズレの時
間）となる。ここで２つのステータス信号のズレの許容
時間をｔ0 とすれば、今、カウント値Ｎが、Ｎ＝１／２
×（Ｔ−ｔ1 ）≧（１／２）×Ｔ−ｔ0 なら、ズレが許
容時間内であるため、従系は自系の定周期タイマ３ｂ及
び監視タイマ４ｂの再設定は行わず、そのまま運転が継
続される（図３のＳ１１０、Ｓ１１２肯定、Ｓ１１４肯
定、Ｓ１２０。図４の（ロ）参照。）。 【００３４】ところが、カウンタ５ｂのカウント値がＮ
＝１／２×（Ｔ−ｔ1 ）＜１／２×（Ｔ−ｔ0 ）となっ
たとき（Ｓ１１４否定。図４の（ハ）参照。）は、許容
時間を越えたズレが生じたことを意味するので、主系ａ
の定周期タイマ３ａのステータス信号（図２の参照）
がＨからＬに変化したことを以て、従系は自系の定周期
タイマ３ｂ及び監視タイマ４ｂの再設定を行う。その結
果、両系ａ，ｂの定周期タイマ割込の同期化が行われる
（図３のＳ１１６、Ｓ１１８。図４の（ニ）参照。）。 【００３５】以上にように、本実施例装置は、両系ａ，
ｂのステータス信号に所定以上のズレが生じたときに、
従系ｂの定周期タイマ３ｂ及び監視タイマ４ｂを主系ａ
の定周期タイマ３ａ及び監視タイマ４ａに合わせるよう
にしたので、両系ａ，ｂは、常時、同期状態を維持する
ことが可能となる。 【００３６】次に、図５のタイムチャート及び図６のフ
ローチャートを用いて本実施例装置の入力回路ＴＲ´
a，ＴＲ´bの制御動作を説明する。外部条件の入力処理
は定周期割込で起動される。この定周期割込は、上記同
期化手段によって同期化されるため、２つの系ａ，ｂは
同時に入力処理が起動される。したがって、照査信号、
読取タイミング信号は両系同時に出力される（図５
（ｃ），（ｄ））。また、各系が照査出力“０”と
“１”で読取られたデータ（Ｓ２００、Ｓ３００）は、
系間インターフェースｉａ，ｉｂを介して相互に交換さ
れる（Ｓ２０２〜Ｓ２０６、Ｓ３０２〜Ｓ３０６）。入
力回路の制御動作は、１周期内に照査信号が“０”のと
きの入力回路の危険側故障診断（診断モード）と、照査
信号が“１”のときの外部条件入力（入力モード）とを
一対として定周期に行われる（図５（ｃ），（ｄ）参
照）。 【００３７】入力制御動作は、入力回路ＴＲ´a，ＴＲ
´bに対して、図５（ｃ）に示されるような、“０”，
“１”と交互に変化する照査信号が両ＭＰＵボードＭ
ａ，Ｍｂから送出される。照査信号は、軌道リレーＴＲ
のＯＮ（動作）又はＯＦＦ（復旧）時に少なくとも１回
以上“０”，“１”が実施できるよう入力処理周期が決
定される（図４（ａ），（ｂ）参照）。なお、軌道リレ
ーＴＲのＯＮは、その軌道リレーＴＲに係るレール上に
“列車なし”を意味し、軌道リレーＴＲのＯＦＦは、そ
のレール上に“列車あり”を意味している。 【００３８】各入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bに照査信号が
送出されたときの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bからの出力
信号は、再び両ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂに読取られる。
ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂは、その出力信号を読取った
後、図５（ｄ）に示されるように、反転した照査信号を
出力して次の読取りに備える。各ＭＰＵボードＭａ，Ｍ
ｂは、自系の入力回路（ＭａならＴＲ´a、ＭｂならＴ
Ｒ´b）から読取ったデータから列車の有無及び入力回
路の故障判定が行われる（Ｓ２０６、Ｓ３０６）。 【００３９】次に、列車の有無及び入力の故障判定につ
いて、ここでは主系ａに故障が発生した場合について説
明する。 【００４０】図５のは、“列車なし”のとき、両系
ａ，ｂの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bがともに正常なケー
スであり、図５のは、“列車あり”のとき、両系ａ，
ｂの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bがともに正常なケースで
ある。このときは、両系ａ，ｂの入力回路ＴＲ´a，Ｔ
Ｒ´bからの読取データは、照査モード及び入力モード
でともに一致しているので、図５のでは、“列車なし
で自系入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b正常”と判定する。図
５のでは、“列車ありで入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b正
常”と判定する。 【００４１】図５のは、“列車なし”のとき、主系ａ
に安全側の故障が発生したケースである。この場合、主
系ａでは入力モードでデータ“０”となり、２つの系の
入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bからの読取データに不一致が
生じる。このときは、自系の読取データが（照査モー
ド、入力モード）＝（０、０）で、他系の読取データが
（照査モード、入力モード）＝（０、１）なら、“列車
なしで自系入力回路ＴＲ´a安全側故障”と判定する。
また、自系の読取データが（照査モード、入力モード）
＝（０、１）で、他系の読取データが（照査モード、入
力モード）＝（０、０）なら、“列車なしで他系入力回
路ＴＲ´b安全側故障”と判定する。その判定理由は、
ともに照査モードでデータが“０”であることから、入
力回路に危険側故障がないことが保障されるからであ
る。 【００４２】図５のは、“列車なし”のとき、主系ａ
に危険側の故障が発生したケースであり、図５のは、
“列車あり”のとき、主系ａに危険側の故障が発生した
ケースである。照査モードでは、回路構成上、データ
“０”でなければならないにもかかわらず、“１”であ
ることから、入力回路に危険側故障が発生していること
を意味する。したがって、図５のでは、主系ａは従系
ｂの入力データを採用し、“列車なしで自系入力回路Ｔ
Ｒ´a危険側故障”と判定する。また、従系ｂは、“列
車なしで自系入力回路ＴＲ´b正常”と判定する。図５
のでは、主系ａは従系ｂの入力データを採用し、“列
車ありで自系入力回路ＴＲ´b危険側故障”と判定す
る。また、従系ｂは、“列車ありで自系入力回路ＴＲ´
b正常”と判定する。 【００４３】このように、故障が発見された入力ボード
Ｅａ（又はＥｂ）は、系から外され、正常な入力ボード
Ｅｂ（又はＥａ）によって運転が継続される。そして、
この故障発生の旨が係員に通知される。上述の説明は、
主系ａに故障が発生した場合であるが、従系ｂに故障が
発生した場合も同様に判定される。すなわち、図５の
（ｅ）と（ｆ）を置換えた場合がこれに相当する。 【００４４】以上のように、入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b
の故障検出は、両ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂが同期して運
転され、さらに両系ａ，ｂが結合されているので、それ
ぞれが、例えば軌道リレーＴＲ入力の場合、動作接点を
入力するだけで、危険側の故障だけでなく、安全側の故
障をも検出することができる。このことは、従来、安全
側の故障を検出するため、動作接点と復旧接点を入力し
ていたのに比べ、入力回路を半分にすることができる。 【００４５】次に、図７のタイムチャートを用いて出力
回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断動作について説明する。 【００４６】出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断につい
て説明する前に、出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の負荷リレー
Ｒの駆動制御について説明すると、両出力回路Ｏａ′，
Ｏｂ′は、同期化処理されている両ＭＰＵボードＭａ，
Ｍｂによって負荷リレーＲを同時にＯＮ又はＯＦＦする
ように制御される。 【００４７】ところで、負荷リレーＲをＯＮ制御する場
合について考察してみると、いずれか一方の系ａ（又は
系ｂ）の出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）がオープン故障
していても、他方の系ｂ（又は系ａ）の出力回路Ｏｂ′
によって負荷リレーＲがＯＮされるため、負荷リレーＲ
のＯＮ，ＯＦＦを検出するだけでは、両出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′の故障を検出することができない。また、
スイッチ素子Ｓａ，Ｓｂの特性のバラツキや、わずかな
ＯＮ制御タイミングのズレによって、両出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′を流れる電流が１：１になることは必ずし
も期待できず、一方の入力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）が
多くの負荷電流を背負ってしまい、他方の出力回路Ｏ
ｂ′（又はＯａ′）には、わずかな電流しか流れないこ
とが発生する。したがって、わずかな電流しか流れない
出力回路の方は、オープン故障と誤検知されてしまう可
能性がある。 【００４８】そこで、本実施例装置においては、図７に
示されるように、負荷リレーＲがＯＮ制御時は、一方の
出力回路Ｏｂ′（又はＯａ′）を強制的にＯＦＦ状態に
保ち、この状態で各出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の状態を監
視することにより診断するようにしている。負荷リレー
ＲのＯＮ制御時に強制的にＯＦＦするタイミングは、両
ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂに設けられた図示しないソフト
カウンタ値によって決められる。ソフトカウンタは、両
系ａ，ｂの同期した定周期タイマ割込にて更新され、例
えば０から７のサイクリックカウンタで構成される。 【００４９】すなわち、両系の出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′
がともにＯＦＦとならないタイミングで、例えば主系ａ
はソフトカウンタが１のときに、従系ｂはソフトカウン
タが５のときに強制的にＯＦＦとなるように制御される
（図７（ｄ），（ｅ）参照）。そして、いずれか一方の
出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）がＯＦＦの時に、各出力
回路Ｏａ′，Ｏｂ′のセンサＡａ，Ａｂの状態を読取っ
て、つまり、負荷リレーＲの駆動電流が流れているとき
は“１”、その電流が流れていないときは“０”を検出
して出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断が行われる。ま
た、強制的にＯＦＦした状態は、センサＡａ，Ａｂの出
力を読出した後、直ちに正規な状態に戻す制御が行われ
る。 【００５０】負荷リレーＲのＯＮ制御時、出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′及びセンサＡａ，Ａｂがすべて正常である
ときは、強制的にＯＦＦした出力回路Ｏａ′（又はＯ
ｂ′）のセンサＡａ（又はＡｂ）の出力データは“０”
に、また、一方のセンサＡｂ（又はＡａ）の出力は
“１”となるはずである（図８の参照）。 【００５１】これに対し、出力回路Ｏａ′のスイッチ素
子Ｓａがオープン故障しているときは、ソフトカウンタ
値が５のときセンサ出力が“０”となり（図８の参
照）、また、センサＡａの出力が“０”側に故障してい
るときもセンサ出力が“０”となり（図８の参照）、
故障を検出することができる。そして、センサＡａの出
力が“１”に故障した場合、ソフトカウンタ値が１でセ
ンサＡａの出力が“１”となることから検出することが
できる（図８の参照）。また、出力回路Ｏａ′のスイ
ッチ素子Ｓａがショート故障の場合、出力回路Ｏａ′と
Ｏｂ′がともにＯＮとなることから、２つのセンサＡ
ａ，Ａｂの出力は（１、０）、（０、１）、（１、１）
の３つの組合わせのいずれかが現れる。このうち組合わ
せ（１、０）と（１、１）は、直ちに故障と判定できる
が、（０、１）は正常時と同じ結果のため故障と判定で
きず、後述する負荷リレーＲのＯＦＦ時の診断で検出す
ることになる。 【００５２】次に、負荷リレーＲのＯＦＦ制御時の出力
回路Ｏａ′とＯｂ′の自己診断について説明する。 【００５３】図７（ａ）に示されるように、負荷リレー
ＲがＯＦＦ制御時は、所定時間毎にセンサＡａ，Ａｂの
出力データを読出し、いずれかのセンサＡａ（又はＡ
ｂ）が“１”を示すときは、そのセンサＡａ（又はＡ
ｂ）に係わる出力回路Ｏａ′のスイッチ素子Ｓａ（又は
Ｏｂ′のスイッチ素子Ｓｂ）にショート故障、又はセン
サＡａ（又はＡｂ）に出力を“１”とする故障が発生し
たと判定する。なお、前記のＯＮ制御時にスイッチ素子
Ｓａがショート故障を起こしているにもかかわらず、セ
ンサＡａ，Ａｂの出力が（０、１）となるときでも、負
荷リレーＲの制御をＯＮからＯＦＦに切替えたとき検出
することができる（図９の参照）。 【００５４】また、負荷リレーＲのＯＦＦ制御時、ａ系
ではソフトカウンタが３のとき、ｂ系ではソフトカウン
タが７のとき、診断のためのＯＮ制御を行い、そのとき
のセンサＡａ（又はＡｂ）の出力から、センサ出力が
“１”とならなければセンサ又は出力回路故障と診断す
る。なお、このときのＯＮ制御時間は、負荷リレーＲが
ＯＮしない短い時間であり、センサ出力を読出した後、
診断のためのＯＮ制御は直ちにＯＦＦ制御に戻される。 【００５５】いずれかの出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）
が故障を起こしたときは、その出力回路Ｏａ′（又はＯ
ｂ′）は切離リレーＣＴａ（又はＣＴｂ）を復旧させ、
系から外され、残りの正常な出力回路Ｏｂ′（又はＯ
ａ′）を用いて運転が継続されるとともに、その故障の
旨が係員に報知される。 【００５６】 【発明の効果】本発明に係る２重系装置は、各系のＭＰ
Ｕの動作の同期化を行う同期化手段と、前記各系のシス
テムバス間に設けられ、その各系間のデータの授受を行
う系間インターフェース手段と、前記各系のシステムバ
スにそれぞれ接続され、それぞれの入力回路を介して同
一のデータを入力する入力手段と、前記各入力回路のＯ
Ｎ時及びＯＦＦ時のそれぞれに対して“０”，“１”の
照査信号を交互に出力する照査信号出力手段と、各照査
信号出力時の自系入力回路の論理値と他系入力回路の論
理値との組合わせから誤っている入力回路を判定する入
力回路故障判定手段とからなるので、従来のようにＮ接
点とＲ接点を入力しなくとも入力回路の故障を確実に検
出することができる。
ために設けられる、例えば電子連動装置等の２重系装置
に係り、特に、入力回路の故障検出ができるようにした
ものに関する。 【０００２】 【従来の技術】従来から列車制御の分野では、装置の信
頼性を高めるために、装置を２重系にすることが一般的
に行われている。 【０００３】従来の２重系の信号保安装置について説明
すると、主系装置（以下、主系という）と従系装置（以
下、従系という）は、完全独立状態に設けられていて、
各系ともデータ入力及び論理判断は独自に平行して行う
が、他装置、例えば信号機に対しては、主系のみの出力
によって制御するように構成されている。 【０００４】主系の論理判断結果は、系間インターフェ
ースを介して従系に送られて従系の論理判断結果との一
致が図られ、従系は待機状態に保たれる。そして、主系
側に故障が発生したときは、従系が主系に代って他装置
を制御するように構成されている。 【０００５】ところで、各系のマイクロプロセッサ（以
下、ＭＰＵ）が所定のプログラムに従って演算処理して
論理判断を行うためには、入力ボードを介して入力した
データが正しくなければ正確な論理判断を行うことがで
きない。また、正確な論理判断が行われても出力ボード
の出力回路が故障していると、正確な出力信号が出力さ
れない事態となる。 【０００６】もし、誤ったデータに基づいて論理判断を
行った場合、又は、誤った出力がなされた場合には、危
険な状態が起こる可能性がある。このため、信号保安装
置のように安全性の要求される装置は、その装置構成が
１重系又は２重系のいずれの場合も、入，出力回路の自
己診断が行われている。 【０００７】上述の自己診断としては、例えば図１０に
示されるように、軌道リレーＴＲが付勢されているとき
に、そのリレー接点がＮ側に投入され、付勢されていな
いときにＲ側に戻る場合、Ｎ側の出力線及びＲ側の出力
線の信号の有無をチェックして行われる。 【０００８】すなわち、図１０において、リレー接点が
Ｎ側に投入されていればＮ＝論理値“１”（以下、論理
値を省略する），Ｒ＝“０”、リレー接点がＲ側に戻っ
ていればＮ＝“０”，Ｒ＝“１”、リレー接点がＮ側と
Ｒ側の中間にある過渡状態ではＮ＝“０”，Ｒ＝“０”
なる信号になる。したがって、Ｎ側，Ｒ側の出力線にＮ
＝“１”，Ｒ＝“１”なる信号が同時に生じていたとす
れば、Ｎ側又はＲ側の入力回路が故障していると判定す
ることができる。 【０００９】図１１は、さらに他の自己診断を示すもの
であって、照査パルス方式の自己診断回路が示されてい
る。 【００１０】この照査パルス方式の自己診断回路は、照
査信号供給用のホトカプラＰＣ0 に“０”の照査信号を
与えたときにホトカプラＰＣ1 からは“０”の検出信号
が得られ、ＰＣ0 に“１”の照査信号を与えたときは接
点ＴＲの状態に応じて、つまりＮ接点が構成時（列車な
しを意味する）はホトカプラＰＣ1 からは“１”の信号
を、Ｎ接点が構成されていないとき（列車ありを意味す
る）は“０”が得られるように構成されている。 【００１１】ホトカプラＰＣ1 からの検出信号“１”は
列車なしを意味することから、検出信号が“１”となる
故障は検出されなければならない。そのため、この照査
パルス方式の入力では、照査信号“０”を出力して、そ
の検出信号が“０”であることを確認（検出信号を
“１”とする故障が発生していないことを確認）した
後、照査信号“１”を出力して軌道リレーＴＲの状態を
得ることになる。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
１０に示されるようなリレー接点の入力情報を用いた自
己診断の場合、１つの情報につきＮ接点とＲ接点と相反
する条件を入力する必要があるため、入力点数が多くな
り、ハード構成が大掛かりになる欠点がある。 【００１３】また、上記図１１に示されるような照査パ
ルス方式の自己診断の場合は、安全側の故障（例えば、
列車が存在していないにもかかわらず、列車が存在して
いると判断し、他の列車を進入させないような故障。な
お、危険側の故障とは、列車が存在しているにもかかわ
らず、列車がいないと判断して、他の列車の進入を許す
ような故障をいう。）が診断できないという欠点があ
る。 【００１４】上記図１１を用いて、さらに説明すると、
ホトカプラＰＣ0 に照査信号“０”を与えたときにホト
カプラＰＣ1 の検出信号“１”が得られた場合、故障発
生と判断できるが、照査信号“０”のときにホトカプラ
ＰＣ1 の検出信号“０”が得られた場合は正常と判断し
てしまう。例えばＰＣ1 のホトトランジスタ側がオープ
ン故障した場合を考えると、照査信号“０”で検出信号
は“０”を、また照査信号“１”で検出信号は“０”と
なることから、回路正常時の“列車あり”と同じ結果と
なる。なお、この故障が発生している状態では“列車あ
り”となることから、危険側に作用することはないが、
装置を２重系に構成する場合、安全側故障であっても故
障を確実に検出し、故障箇所を装置から切離しできなけ
れば、その故障が装置に影響を与えるため、２重系に構
成する意味がなくなってしまう。 【００１５】このように、上記照査信号方式の自己診断
においては、安全側故障を検出できない欠点があった。
装置を１重系に構成する場合、この安全側故障は放置さ
れても問題とはならないが、２重系に構成する場合、上
記理由から、安全側故障をも検出する必要がある。その
ためには、図１０と同様、Ｎ接点とＲ接点を入力しなけ
ればならず、２重系構成では１重系構成に比べて４倍の
入力回路となってしまう。 【００１６】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、２重系の入力
回路を簡単な構成（上記図１０のようなＮ接点とＲ接点
ともに入力するのでなくＮ接点のみを入力する）で、し
かも安全側の故障をも適確に検出することのできる２重
系装置を提供することにある。 【００１７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る２重系装置
は、上記目的を達成するために、主系及び従系にそれぞ
れ共通の所定のプログラムで動作するＭＰＵを備えた２
重系装置において、前記各系のＭＰＵの動作の同期化を
行う同期化手段と、前記各系のシステムバス間に設けら
れ、その各系間のデータの授受を行う系間インターフェ
ース手段と、前記各系のシステムバスにそれぞれ接続さ
れ、それぞれの入力回路を介して同一のデータを入力す
る入力手段と、前記各入力回路のＯＮ時及びＯＦＦ時の
それぞれに対して“０”，“１”の照査信号を交互に出
力する照査信号出力手段と、各照査信号出力時の自系入
力回路の論理値と他系入力回路の論理値との組合わせか
ら誤っている入力回路を判定する入力回路故障判定手段
とを有することを特徴としている。 【００１８】 【作用】上記構成において、入力回路故障判定手段は、
各入力回路に対して“０”，“１”の照査信号を交互に
出力するときの自系入力回路の論理値と他系入力回路の
論理値から誤っている入力回路を判定する。 【００１９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、鉄道用の信号機を駆動制御する負荷リレ
ーＲを他装置とするときの一実施例装置の概略構成を示
すブロック図であって、入力信号として軌道回路（図示
せず）の軌道リレーＴＲの接点信号が用いられている。
また、負荷リレーＲを駆動するための出力ラインには、
各系の出力を切離すための切離リレーＣＴａ，ＣＴｂの
接点がそれぞれ設けられている。 【００２０】主系ａ及び従系ｂは、それぞれシステムバ
スＢａ，Ｂｂに複数のＣＰＵを含んで構成されているＭ
ＰＵボードＭａ，Ｍｂ、入力ボードＥａ，Ｅｂ及び出力
ボードＯａ，Ｏｂを接続して構成されている。そして、
両システムバスＢａ，Ｂｂは系間インターフェースｉ
ａ，ｉｂで接続されていて、互いにデータ授受が行われ
るように構成されている。なお、主系ａ又は従系ｂは説
明の都合上、ａ系又はｂ系のように説明するときもあ
る。 【００２１】各入力ボードＥａ，Ｅｂには、軌道リレー
ＴＲの接点信号を入力する入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bが
それぞれ含まれているとともに、各出力ボードＯａ，Ｏ
ｂには、スイッチ素子Ｓａ，Ｓｂ及び電流計からなるセ
ンサＡａ，Ａｂを含んで形成される出力回路Ｏａ′，Ｏ
ｂ′がそれぞれ設けられている。なお、他装置としての
負荷リレーＲは、ワイヤードオアで各出力ボードＯａ，
Ｏｂと接続されているので、従来の２重系のように系切
替時に瞬間遮断を起こすおそれがない特長がある。 【００２２】図１中、ａ′，ｂ′は、両ＭＰＵボードＭ
ａ，Ｍｂを接続する信号線であって、両ＭＰＵの同期化
を図るための後述するステータス信号を送受信する際に
用いられる。 【００２３】なお、本発明では、主系，従系の表現を用
いているが、本発明の各系は従来の２重系のように主従
の関係はなく、後述するように、他装置（信号機）を各
系が同列で制御するようにしている。したがって、本発
明における主系，従系は、説明の便宜のために用いられ
ている。 【００２４】また、図１中には、入，出力ボードＥａ，
Ｅｂ、Ｏａ，Ｏｂは各システムバスＢ1 ，Ｂ2 にそれぞ
れ１個しか接続されていないが、これは図面を簡略化す
るためであって、各ボードは複数個接続されていてもよ
いことはもちろんであり、さらに入出力ボードが接続さ
れていてもよい。 【００２５】図２は、各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂの詳細
ブロック図であって、両ボードＭａ，Ｍｂは、それぞれ
水晶発振子から構成される基本クロック１ａ，１ｂで駆
動されるＭＰＵ２ａ，２ｂを有している。なお、各ＭＰ
Ｕ２ａ，２ｂは、図示しないインターフェースを介して
各システムバスＢａ，Ｂｂにそれぞれ接続されている。 【００２６】各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂは、それぞれ所
定の一定時間毎に所定時間のステータス信号を発生させ
る定周期タイマ３ａ，３ｂと、そのステータス信号を他
系へ出力するための出力バッファ６ａ，６ｂ及び他系か
らステータス信号を入力するための入力バッファ７ａ，
７ｂと、定周期タイマ３ａ，３ｂを監視するための基本
クロック４ａ′，４ｂ′をそれぞれ有する監視タイマ４
ａ，４ｂとを有している。なお、上記ステータス信号は
デュティ５０％の信号で、その立ち上がり変化時、ＭＰ
ＵボードＭａ，Ｍｂに定周期タイマ割込を発生させるよ
うに構成されている。 【００２７】各ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂにそれぞれ設け
られたカウンタ５ａ，５ｂは、自系（ここでは主系ａを
自系としている。なお、以後の（）は従系ｂを自系とし
たときを示している。）の定周期タイマ３ａ（３ｂ）の
出力信号（ステータス信号（図２の（）参照））
と、他系の定周期タイマ３ｂ（３ａ）の出力信号（ステ
ータス信号（図２の（）参照））を出力バッファ６
ｂ（６ａ）を介して入力とするアンド回路８ａ（８ｂ）
の出力信号とで駆動されるように構成されている。ま
た、各カウンタ５ａ，５ｂは、自系のＭＰＵ２ａ（２
ｂ）からカウント値の書込み又は読出しができるように
構成されている。 【００２８】次に、図３のフローチャート及び図４のタ
イムチャートを用いて同期化制御動作について説明す
る。 【００２９】今、図示しない２重系装置の電源がＯＮさ
れ、入，出力・内部補助リレー等がクリアされ、また全
タイマがプリセットされるなどの所定のイニシャル処理
がなされて、２重系が立ち上げられて稼動しているもの
とする（図３のステップ１００。以下、ステップをＳと
する。）。この稼動に際して、従系ｂは、主系ａのステ
ータス信号のＬ（ロー）からＨ（ハイ）に変化したこと
を以て、主系ａは、自系が主系に選択されたことを以
て、定周期タイマ３ａ，３ｂ、監視タイマ４ａ，４ｂ、
カウンタ５ａ，５ｂが設定される（図３のＳ１０２、Ｓ
１０４、Ｓ１０６。図４の（イ）参照。）。したがっ
て、この時点においては、両系ａ，ｂは完全周期が図ら
れている。 【００３０】運転を継続していると、両系ａ，ｂの基本
クロック１ａ，１ｂの誤差から、各系ａ，ｂの定周期タ
イマ３ａ，３ｂからのステータス信号の同期状態にズレ
が生じてくる。例えば、基本クロック１ａ，１ｂが１０
ＭＨｚの場合、通常、１００Ｈｚ程度の誤差があるの
で、上述のズレが発生する。なお、このズレは数１００
μｓ程度であれば装置運転上問題がないので許容される
（図４のｔ0 参照）。 【００３１】このズレが大きくなると、系ａ，ｂの同期
状態が失われるので、このズレが例えば１００μｓ以上
になったときに、従系ｂの定周期タイマ３ｂ及び監視タ
イマ４ｂを主系ａの定周期タイマ３ａ及び監視タイマ４
ａに一致させる同期化処理が行われる。 【００３２】以下、この同期化処理について説明する。 【００３３】２重系ａ，ｂが運転を継続しているとき、
従系ｂのカウンタ５ｂは、自系（従系ｂ）の定周期タイ
マ３ｂからのステータス信号（図２の参照）と他系
（主系ａ）からのステータス信号（図２の参照）が共
にＨのときカウントを行う。したがって、２つの系のス
テータス信号が完全に一致しているとき、カウント値Ｎ
は、Ｎ＝１／２×Ｔ（Ｔ：１周期の時間）となる。ま
た、２つのステータス信号にズレが生じた場合、カウン
ト値Ｎは、Ｎ＝１／２×（Ｔ−ｔ1 ）（ｔ1 ：ズレの時
間）となる。ここで２つのステータス信号のズレの許容
時間をｔ0 とすれば、今、カウント値Ｎが、Ｎ＝１／２
×（Ｔ−ｔ1 ）≧（１／２）×Ｔ−ｔ0 なら、ズレが許
容時間内であるため、従系は自系の定周期タイマ３ｂ及
び監視タイマ４ｂの再設定は行わず、そのまま運転が継
続される（図３のＳ１１０、Ｓ１１２肯定、Ｓ１１４肯
定、Ｓ１２０。図４の（ロ）参照。）。 【００３４】ところが、カウンタ５ｂのカウント値がＮ
＝１／２×（Ｔ−ｔ1 ）＜１／２×（Ｔ−ｔ0 ）となっ
たとき（Ｓ１１４否定。図４の（ハ）参照。）は、許容
時間を越えたズレが生じたことを意味するので、主系ａ
の定周期タイマ３ａのステータス信号（図２の参照）
がＨからＬに変化したことを以て、従系は自系の定周期
タイマ３ｂ及び監視タイマ４ｂの再設定を行う。その結
果、両系ａ，ｂの定周期タイマ割込の同期化が行われる
（図３のＳ１１６、Ｓ１１８。図４の（ニ）参照。）。 【００３５】以上にように、本実施例装置は、両系ａ，
ｂのステータス信号に所定以上のズレが生じたときに、
従系ｂの定周期タイマ３ｂ及び監視タイマ４ｂを主系ａ
の定周期タイマ３ａ及び監視タイマ４ａに合わせるよう
にしたので、両系ａ，ｂは、常時、同期状態を維持する
ことが可能となる。 【００３６】次に、図５のタイムチャート及び図６のフ
ローチャートを用いて本実施例装置の入力回路ＴＲ´
a，ＴＲ´bの制御動作を説明する。外部条件の入力処理
は定周期割込で起動される。この定周期割込は、上記同
期化手段によって同期化されるため、２つの系ａ，ｂは
同時に入力処理が起動される。したがって、照査信号、
読取タイミング信号は両系同時に出力される（図５
（ｃ），（ｄ））。また、各系が照査出力“０”と
“１”で読取られたデータ（Ｓ２００、Ｓ３００）は、
系間インターフェースｉａ，ｉｂを介して相互に交換さ
れる（Ｓ２０２〜Ｓ２０６、Ｓ３０２〜Ｓ３０６）。入
力回路の制御動作は、１周期内に照査信号が“０”のと
きの入力回路の危険側故障診断（診断モード）と、照査
信号が“１”のときの外部条件入力（入力モード）とを
一対として定周期に行われる（図５（ｃ），（ｄ）参
照）。 【００３７】入力制御動作は、入力回路ＴＲ´a，ＴＲ
´bに対して、図５（ｃ）に示されるような、“０”，
“１”と交互に変化する照査信号が両ＭＰＵボードＭ
ａ，Ｍｂから送出される。照査信号は、軌道リレーＴＲ
のＯＮ（動作）又はＯＦＦ（復旧）時に少なくとも１回
以上“０”，“１”が実施できるよう入力処理周期が決
定される（図４（ａ），（ｂ）参照）。なお、軌道リレ
ーＴＲのＯＮは、その軌道リレーＴＲに係るレール上に
“列車なし”を意味し、軌道リレーＴＲのＯＦＦは、そ
のレール上に“列車あり”を意味している。 【００３８】各入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bに照査信号が
送出されたときの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bからの出力
信号は、再び両ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂに読取られる。
ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂは、その出力信号を読取った
後、図５（ｄ）に示されるように、反転した照査信号を
出力して次の読取りに備える。各ＭＰＵボードＭａ，Ｍ
ｂは、自系の入力回路（ＭａならＴＲ´a、ＭｂならＴ
Ｒ´b）から読取ったデータから列車の有無及び入力回
路の故障判定が行われる（Ｓ２０６、Ｓ３０６）。 【００３９】次に、列車の有無及び入力の故障判定につ
いて、ここでは主系ａに故障が発生した場合について説
明する。 【００４０】図５のは、“列車なし”のとき、両系
ａ，ｂの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bがともに正常なケー
スであり、図５のは、“列車あり”のとき、両系ａ，
ｂの入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bがともに正常なケースで
ある。このときは、両系ａ，ｂの入力回路ＴＲ´a，Ｔ
Ｒ´bからの読取データは、照査モード及び入力モード
でともに一致しているので、図５のでは、“列車なし
で自系入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b正常”と判定する。図
５のでは、“列車ありで入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b正
常”と判定する。 【００４１】図５のは、“列車なし”のとき、主系ａ
に安全側の故障が発生したケースである。この場合、主
系ａでは入力モードでデータ“０”となり、２つの系の
入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´bからの読取データに不一致が
生じる。このときは、自系の読取データが（照査モー
ド、入力モード）＝（０、０）で、他系の読取データが
（照査モード、入力モード）＝（０、１）なら、“列車
なしで自系入力回路ＴＲ´a安全側故障”と判定する。
また、自系の読取データが（照査モード、入力モード）
＝（０、１）で、他系の読取データが（照査モード、入
力モード）＝（０、０）なら、“列車なしで他系入力回
路ＴＲ´b安全側故障”と判定する。その判定理由は、
ともに照査モードでデータが“０”であることから、入
力回路に危険側故障がないことが保障されるからであ
る。 【００４２】図５のは、“列車なし”のとき、主系ａ
に危険側の故障が発生したケースであり、図５のは、
“列車あり”のとき、主系ａに危険側の故障が発生した
ケースである。照査モードでは、回路構成上、データ
“０”でなければならないにもかかわらず、“１”であ
ることから、入力回路に危険側故障が発生していること
を意味する。したがって、図５のでは、主系ａは従系
ｂの入力データを採用し、“列車なしで自系入力回路Ｔ
Ｒ´a危険側故障”と判定する。また、従系ｂは、“列
車なしで自系入力回路ＴＲ´b正常”と判定する。図５
のでは、主系ａは従系ｂの入力データを採用し、“列
車ありで自系入力回路ＴＲ´b危険側故障”と判定す
る。また、従系ｂは、“列車ありで自系入力回路ＴＲ´
b正常”と判定する。 【００４３】このように、故障が発見された入力ボード
Ｅａ（又はＥｂ）は、系から外され、正常な入力ボード
Ｅｂ（又はＥａ）によって運転が継続される。そして、
この故障発生の旨が係員に通知される。上述の説明は、
主系ａに故障が発生した場合であるが、従系ｂに故障が
発生した場合も同様に判定される。すなわち、図５の
（ｅ）と（ｆ）を置換えた場合がこれに相当する。 【００４４】以上のように、入力回路ＴＲ´a，ＴＲ´b
の故障検出は、両ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂが同期して運
転され、さらに両系ａ，ｂが結合されているので、それ
ぞれが、例えば軌道リレーＴＲ入力の場合、動作接点を
入力するだけで、危険側の故障だけでなく、安全側の故
障をも検出することができる。このことは、従来、安全
側の故障を検出するため、動作接点と復旧接点を入力し
ていたのに比べ、入力回路を半分にすることができる。 【００４５】次に、図７のタイムチャートを用いて出力
回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断動作について説明する。 【００４６】出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断につい
て説明する前に、出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の負荷リレー
Ｒの駆動制御について説明すると、両出力回路Ｏａ′，
Ｏｂ′は、同期化処理されている両ＭＰＵボードＭａ，
Ｍｂによって負荷リレーＲを同時にＯＮ又はＯＦＦする
ように制御される。 【００４７】ところで、負荷リレーＲをＯＮ制御する場
合について考察してみると、いずれか一方の系ａ（又は
系ｂ）の出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）がオープン故障
していても、他方の系ｂ（又は系ａ）の出力回路Ｏｂ′
によって負荷リレーＲがＯＮされるため、負荷リレーＲ
のＯＮ，ＯＦＦを検出するだけでは、両出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′の故障を検出することができない。また、
スイッチ素子Ｓａ，Ｓｂの特性のバラツキや、わずかな
ＯＮ制御タイミングのズレによって、両出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′を流れる電流が１：１になることは必ずし
も期待できず、一方の入力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）が
多くの負荷電流を背負ってしまい、他方の出力回路Ｏ
ｂ′（又はＯａ′）には、わずかな電流しか流れないこ
とが発生する。したがって、わずかな電流しか流れない
出力回路の方は、オープン故障と誤検知されてしまう可
能性がある。 【００４８】そこで、本実施例装置においては、図７に
示されるように、負荷リレーＲがＯＮ制御時は、一方の
出力回路Ｏｂ′（又はＯａ′）を強制的にＯＦＦ状態に
保ち、この状態で各出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の状態を監
視することにより診断するようにしている。負荷リレー
ＲのＯＮ制御時に強制的にＯＦＦするタイミングは、両
ＭＰＵボードＭａ，Ｍｂに設けられた図示しないソフト
カウンタ値によって決められる。ソフトカウンタは、両
系ａ，ｂの同期した定周期タイマ割込にて更新され、例
えば０から７のサイクリックカウンタで構成される。 【００４９】すなわち、両系の出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′
がともにＯＦＦとならないタイミングで、例えば主系ａ
はソフトカウンタが１のときに、従系ｂはソフトカウン
タが５のときに強制的にＯＦＦとなるように制御される
（図７（ｄ），（ｅ）参照）。そして、いずれか一方の
出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）がＯＦＦの時に、各出力
回路Ｏａ′，Ｏｂ′のセンサＡａ，Ａｂの状態を読取っ
て、つまり、負荷リレーＲの駆動電流が流れているとき
は“１”、その電流が流れていないときは“０”を検出
して出力回路Ｏａ′，Ｏｂ′の自己診断が行われる。ま
た、強制的にＯＦＦした状態は、センサＡａ，Ａｂの出
力を読出した後、直ちに正規な状態に戻す制御が行われ
る。 【００５０】負荷リレーＲのＯＮ制御時、出力回路Ｏ
ａ′，Ｏｂ′及びセンサＡａ，Ａｂがすべて正常である
ときは、強制的にＯＦＦした出力回路Ｏａ′（又はＯ
ｂ′）のセンサＡａ（又はＡｂ）の出力データは“０”
に、また、一方のセンサＡｂ（又はＡａ）の出力は
“１”となるはずである（図８の参照）。 【００５１】これに対し、出力回路Ｏａ′のスイッチ素
子Ｓａがオープン故障しているときは、ソフトカウンタ
値が５のときセンサ出力が“０”となり（図８の参
照）、また、センサＡａの出力が“０”側に故障してい
るときもセンサ出力が“０”となり（図８の参照）、
故障を検出することができる。そして、センサＡａの出
力が“１”に故障した場合、ソフトカウンタ値が１でセ
ンサＡａの出力が“１”となることから検出することが
できる（図８の参照）。また、出力回路Ｏａ′のスイ
ッチ素子Ｓａがショート故障の場合、出力回路Ｏａ′と
Ｏｂ′がともにＯＮとなることから、２つのセンサＡ
ａ，Ａｂの出力は（１、０）、（０、１）、（１、１）
の３つの組合わせのいずれかが現れる。このうち組合わ
せ（１、０）と（１、１）は、直ちに故障と判定できる
が、（０、１）は正常時と同じ結果のため故障と判定で
きず、後述する負荷リレーＲのＯＦＦ時の診断で検出す
ることになる。 【００５２】次に、負荷リレーＲのＯＦＦ制御時の出力
回路Ｏａ′とＯｂ′の自己診断について説明する。 【００５３】図７（ａ）に示されるように、負荷リレー
ＲがＯＦＦ制御時は、所定時間毎にセンサＡａ，Ａｂの
出力データを読出し、いずれかのセンサＡａ（又はＡ
ｂ）が“１”を示すときは、そのセンサＡａ（又はＡ
ｂ）に係わる出力回路Ｏａ′のスイッチ素子Ｓａ（又は
Ｏｂ′のスイッチ素子Ｓｂ）にショート故障、又はセン
サＡａ（又はＡｂ）に出力を“１”とする故障が発生し
たと判定する。なお、前記のＯＮ制御時にスイッチ素子
Ｓａがショート故障を起こしているにもかかわらず、セ
ンサＡａ，Ａｂの出力が（０、１）となるときでも、負
荷リレーＲの制御をＯＮからＯＦＦに切替えたとき検出
することができる（図９の参照）。 【００５４】また、負荷リレーＲのＯＦＦ制御時、ａ系
ではソフトカウンタが３のとき、ｂ系ではソフトカウン
タが７のとき、診断のためのＯＮ制御を行い、そのとき
のセンサＡａ（又はＡｂ）の出力から、センサ出力が
“１”とならなければセンサ又は出力回路故障と診断す
る。なお、このときのＯＮ制御時間は、負荷リレーＲが
ＯＮしない短い時間であり、センサ出力を読出した後、
診断のためのＯＮ制御は直ちにＯＦＦ制御に戻される。 【００５５】いずれかの出力回路Ｏａ′（又はＯｂ′）
が故障を起こしたときは、その出力回路Ｏａ′（又はＯ
ｂ′）は切離リレーＣＴａ（又はＣＴｂ）を復旧させ、
系から外され、残りの正常な出力回路Ｏｂ′（又はＯ
ａ′）を用いて運転が継続されるとともに、その故障の
旨が係員に報知される。 【００５６】 【発明の効果】本発明に係る２重系装置は、各系のＭＰ
Ｕの動作の同期化を行う同期化手段と、前記各系のシス
テムバス間に設けられ、その各系間のデータの授受を行
う系間インターフェース手段と、前記各系のシステムバ
スにそれぞれ接続され、それぞれの入力回路を介して同
一のデータを入力する入力手段と、前記各入力回路のＯ
Ｎ時及びＯＦＦ時のそれぞれに対して“０”，“１”の
照査信号を交互に出力する照査信号出力手段と、各照査
信号出力時の自系入力回路の論理値と他系入力回路の論
理値との組合わせから誤っている入力回路を判定する入
力回路故障判定手段とからなるので、従来のようにＮ接
点とＲ接点を入力しなくとも入力回路の故障を確実に検
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。 【図２】ＭＰＵボードの詳細を示すブロック図である。 【図３】同期化制御動作を示すフローチャートである。 【図４】同期化制御動作を示すタイムチャートである。 【図５】入力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図６】入力回路の入力処理手段を示すフローチャート
である。 【図７】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図８】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図９】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図１０】従来の診断回路の説明図である。 【図１１】従来の他の診断回路の説明図である。 【符号の説明】 ａ 主系装置（主系） ｂ 従系装置（従系） Ｍａ，Ｍｂ ＭＰＵボード Ｂａ，Ｂｂ システムバス Ｅａ，Ｅｂ 入力ボード Ｏａ，Ｏｂ 出力ボード Ｏａ′，Ｏｂ′ 出力回路 ＴＲ 軌道回路リレー ＣＴａ，ＣＴｂ 切離リレー ＴＲ´a，ＴＲ´b 入力回路 Ｓａ，Ｓｂ スイッチ素子 Ａａ，Ａｂ センサ １ａ，１ｂ 基本クロック ２ａ，２ｂ ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニッ
ト） ３ａ，３ｂ 定周期タイマ ４ａ，４ｂ 監視タイマ ５ａ，５ｂ カウンタ
ク図である。 【図２】ＭＰＵボードの詳細を示すブロック図である。 【図３】同期化制御動作を示すフローチャートである。 【図４】同期化制御動作を示すタイムチャートである。 【図５】入力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図６】入力回路の入力処理手段を示すフローチャート
である。 【図７】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図８】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図９】出力回路の故障診断動作を説明するためのタイ
ムチャートである。 【図１０】従来の診断回路の説明図である。 【図１１】従来の他の診断回路の説明図である。 【符号の説明】 ａ 主系装置（主系） ｂ 従系装置（従系） Ｍａ，Ｍｂ ＭＰＵボード Ｂａ，Ｂｂ システムバス Ｅａ，Ｅｂ 入力ボード Ｏａ，Ｏｂ 出力ボード Ｏａ′，Ｏｂ′ 出力回路 ＴＲ 軌道回路リレー ＣＴａ，ＣＴｂ 切離リレー ＴＲ´a，ＴＲ´b 入力回路 Ｓａ，Ｓｂ スイッチ素子 Ａａ，Ａｂ センサ １ａ，１ｂ 基本クロック ２ａ，２ｂ ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニッ
ト） ３ａ，３ｂ 定周期タイマ ４ａ，４ｂ 監視タイマ ５ａ，５ｂ カウンタ
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 11/16 - 11/20
G06F 15/16 - 15/177
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 主系装置及び従系装置にそれぞれ共通の
所定のプログラムで動作するマイクロプロセッサユニッ
トを備えた２重系装置において、 前記各系装置のマイクロプロセッサユニットの動作の同
期化を行う同期化手段と、 前記各系装置のシステムバス間に設けられ、その各系装
置間のデータの授受を行う系間インターフェース手段
と、 前記各系装置のシステムバスにそれぞれ接続され、それ
ぞれの入力回路を介して同一のデータを入力する入力手
段と、 前記各入力回路のＯＮ時及びＯＦＦ時のそれぞれに対し
て論理値“０”，“１”の照査信号を交互に出力する照
査信号出力手段と、 各照査信号出力時の自系入力回路の論理値と他系入力回
路の論理値との組合わせから誤っている入力回路を判定
する入力回路故障判定手段と、 を有することを特徴とする２重系装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09367094A JP3392938B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | ２重系装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09367094A JP3392938B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | ２重系装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002345132A Division JP3497855B2 (ja) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | ２重系装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281916A JPH07281916A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3392938B2 true JP3392938B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=14088846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09367094A Expired - Fee Related JP3392938B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | ２重系装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392938B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4895966B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-03-14 | 株式会社日立製作所 | 多重系構成における異常発振検出回路 |
| JP5569950B2 (ja) * | 2008-07-28 | 2014-08-13 | 日本信号株式会社 | 二重化データ処理回路 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP09367094A patent/JP3392938B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07281916A (ja) | 1995-10-27 |
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