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電磁ブレーキ制御装置
JP5885005B2
Japan
Worldwide applications
Application JP2014536662A events
2013-08-02
2016-03-15
Application granted
2016-03-15
2016-08-18
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Active
2033-08-02
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本発明は、所定の機能安全規格に対応する安全機能を備えた電磁ブレーキ制御装置に関し、詳しくは、励磁コイルの無励磁状態で電磁ブレーキが投入される無励磁作動型の電磁ブレーキ制御装置に関するものである。
図５は、無励磁作動型の電磁ブレーキを有するモータ制御回路の従来技術を示している。
図５において、１０はモータ駆動部であり、モータ１１及び直流電源１２を備えている。２０は電源制御回路であり、トランジスタ駆動回路２１、トランジスタ２２及びリレー２３を備えている。２３ａは、リレー２３により駆動される制御用接点である。
また、３０はモータ駆動制御部であり、トランジスタ駆動回路３１、トランジスタ３２及びリレー３３を備えている。３３ａは、リレー３３により駆動される駆動用接点である。
図５において、１０はモータ駆動部であり、モータ１１及び直流電源１２を備えている。２０は電源制御回路であり、トランジスタ駆動回路２１、トランジスタ２２及びリレー２３を備えている。２３ａは、リレー２３により駆動される制御用接点である。
また、３０はモータ駆動制御部であり、トランジスタ駆動回路３１、トランジスタ３２及びリレー３３を備えている。３３ａは、リレー３３により駆動される駆動用接点である。
４０は電磁ブレーキ制御部であり、トランジスタ駆動回路４１、トランジスタ４２、励磁状態検出手段４３及び電磁ブレーキ４４を備えている。この電磁ブレーキ４４は、前記制御用接点２３ａがオンしている状態でトランジスタ４２がオンすることにより励磁コイル（図示せず）が励磁されて制動が解除され、制御用接点２３ａがオフすることにより投入されて制動動作するようになっている。
更に、５１は発進信号発生手段、５２は停止信号発生手段である。６０は走行制御部であり、制御指令発生部６１、故障判定手段６２、及び、外部の警報発生手段６３を備えている。
ここで、制御指令発生部６１から出力される駆動制御指令Ｓ１は、トランジスタ駆動回路３１及び故障判定手段６２に入力されている。制御指令発生部６１から出力される制動制御指令Ｓ２は、トランジスタ駆動回路４１及び故障判定手段６２に入力されている。また、故障判定手段６２から出力される故障判定信号Ｓ３はトランジスタ駆動回路２１に入力されている。
ここで、制御指令発生部６１から出力される駆動制御指令Ｓ１は、トランジスタ駆動回路３１及び故障判定手段６２に入力されている。制御指令発生部６１から出力される制動制御指令Ｓ２は、トランジスタ駆動回路４１及び故障判定手段６２に入力されている。また、故障判定手段６２から出力される故障判定信号Ｓ３はトランジスタ駆動回路２１に入力されている。
次に、この従来技術の動作を簡単に説明する。
励磁状態検出手段４３により検出した電磁ブレーキ４４の励磁状態と、前記駆動制御指令Ｓ１及び制動制御指令Ｓ２の有無に基づいて、故障判定手段６２が電磁ブレーキ制御部４０の故障を判定する。ここで、電磁ブレーキ制御部４０の故障とは、例えばトランジスタ４２の故障や電磁ブレーキ４４の励磁コイルの断線等である。
励磁状態検出手段４３により検出した電磁ブレーキ４４の励磁状態と、前記駆動制御指令Ｓ１及び制動制御指令Ｓ２の有無に基づいて、故障判定手段６２が電磁ブレーキ制御部４０の故障を判定する。ここで、電磁ブレーキ制御部４０の故障とは、例えばトランジスタ４２の故障や電磁ブレーキ４４の励磁コイルの断線等である。
電磁ブレーキ制御部４０の故障検出時には、故障判定手段６２から出力された故障判定信号Ｓ３が電源制御回路２０に入力され、トランジスタ駆動回路２１がトランジスタ２２をオフさせることにより、リレー２３に連動する制御用接点２３ａをオフ状態とする。これにより、モータ駆動制御部３０及び電磁ブレーキ制御部４０への電力の供給を停止し、両制御部３０，４０を非作動状態にすることにより、モータ１１を停止状態、電磁ブレーキ４４を投入状態とし、モータ１１の焼損や暴走を防止している。
図５の従来技術では、電磁ブレーキ制御部４０に故障が発生した場合に、故障判定手段６２からの故障判定信号Ｓ３に基づいて制御用接点２３ａがオフすることにより、電磁ブレーキ４４を投入している。これに対し、通常の制動時には、制御指令発生部６１から出力される制動制御指令Ｓ２によりトランジスタ４２をオフさせて電磁ブレーキ４４を投入している。
すなわち、電磁ブレーキ制御部４０の故障発生時には、通常の制動時とは異なる回路を動作させることになるため、電磁ブレーキ４４が投入されるまでの時間が通常制動時に比べて長くなるおそれがある。このため、故障発生時に直ちに制動してモータ１１を停止させたい場合には、危険を伴う可能性がある。
すなわち、電磁ブレーキ制御部４０の故障発生時には、通常の制動時とは異なる回路を動作させることになるため、電磁ブレーキ４４が投入されるまでの時間が通常制動時に比べて長くなるおそれがある。このため、故障発生時に直ちに制動してモータ１１を停止させたい場合には、危険を伴う可能性がある。
また、電磁ブレーキ制御部４０の故障は、制動制御指令Ｓ２を入力して実際に電磁ブレーキ４４を投入してみなければ判定できないため、電磁ブレーキ制御部４０の動作の妥当性をチェックするには手動操作によらざるを得ない。
更に、図５の従来技術では、直流電源１２の異常や設定ミス、励磁コイルの故障等によって過電圧、過電流が励磁コイルやトランジスタ４２に印加または通流されると、過励磁や過熱により故障が助長されてトランジスタ４２が短絡故障したり遮断不能になる、等のおそれがあった。
更に、図５の従来技術では、直流電源１２の異常や設定ミス、励磁コイルの故障等によって過電圧、過電流が励磁コイルやトランジスタ４２に印加または通流されると、過励磁や過熱により故障が助長されてトランジスタ４２が短絡故障したり遮断不能になる、等のおそれがあった。
そこで、本発明の目的は、異常の有無に関わらずブレーキ投入までの時間を一定にして安全性を向上させた電磁ブレーキ制御装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、制御回路の動作の妥当性を起動時にシーケンスチェックすることにより安全性を向上させた電磁ブレーキ制御装置を提供することにある。
更に、本発明の目的は、過電圧、過電流に対する監視機能を高めた電磁ブレーキ制御装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、制御回路の動作の妥当性を起動時にシーケンスチェックすることにより安全性を向上させた電磁ブレーキ制御装置を提供することにある。
更に、本発明の目的は、過電圧、過電流に対する監視機能を高めた電磁ブレーキ制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の電磁ブレーキ制御装置は、いわゆる無励磁作動型の電磁ブレーキ制御装置において、ブレーキ指令に従って演算処理を行う第１演算部、及び、その演算出力信号に基づくブレーキ信号によりオンする第１スイッチ、を有する第１ブレーキ制御回路と、同様の機能を持つ第２演算部及び第２スイッチを有する第２ブレーキ制御回路と、を備えている。そして、ブレーキ電源と電磁ブレーキとの間に、第１スイッチと第２スイッチとを直列に接続することにより、第１ブレーキ制御回路、第２ブレーキ制御回路のうち少なくとも何れか一方に故障等の異常が発生した場合に、ブレーキ電源から電磁ブレーキに至る電源経路を遮断して電磁ブレーキを投入する。
ここで、第１スイッチ及び第２スイッチは、例えばリレーの主接点により構成される。
ここで、第１スイッチ及び第２スイッチは、例えばリレーの主接点により構成される。
本発明においては、第１スイッチに与えられるブレーキ信号及び第２スイッチの動作信号を第１演算部にフィードバックし、第２スイッチに与えられるブレーキ信号及び第１スイッチの動作信号を第２演算部にフィードバックすることにより、第１ブレーキ制御回路及び第２ブレーキ制御回路の動作の正常・異常をそれぞれ監視することが望ましい。
加えて、第１スイッチ及び第２スイッチの駆動用電源の電圧異常や電流異常を検出し、これらの異常信号が発生した場合には、第１演算部及び第２演算部が、第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれオフさせるブレーキ信号を出力させるように演算処理を行うとよい。
また、各ブレーキ制御回路の動作を確認するため、ブレーキ電源の投入直後に、第１演算部及び第２演算部にブレーキ指令を順次入力し、第１演算部及び第２演算部は、第１スイッチ及び第２スイッチにそれぞれ与えられるブレーキ信号とこれらのスイッチの動作信号とを監視するシーケンスチェックを実行することが望ましい。
第１スイッチ及び第２スイッチの駆動用電源の電流異常を検出する電流検出器は、何れか一方のスイッチに対応させて設けても良いし、各スイッチに対応させて個別に設置し、第１スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を第１演算部に入力し、第２スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を第２演算部に入力するように構成しても良い。
加えて、第１スイッチ及び第２スイッチの駆動用電源の電圧異常や電流異常を検出し、これらの異常信号が発生した場合には、第１演算部及び第２演算部が、第１スイッチ及び第２スイッチをそれぞれオフさせるブレーキ信号を出力させるように演算処理を行うとよい。
また、各ブレーキ制御回路の動作を確認するため、ブレーキ電源の投入直後に、第１演算部及び第２演算部にブレーキ指令を順次入力し、第１演算部及び第２演算部は、第１スイッチ及び第２スイッチにそれぞれ与えられるブレーキ信号とこれらのスイッチの動作信号とを監視するシーケンスチェックを実行することが望ましい。
第１スイッチ及び第２スイッチの駆動用電源の電流異常を検出する電流検出器は、何れか一方のスイッチに対応させて設けても良いし、各スイッチに対応させて個別に設置し、第１スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を第１演算部に入力し、第２スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を第２演算部に入力するように構成しても良い。
本発明によれば、ブレーキ制御回路を冗長化して電磁ブレーキを制御しているため、一方のブレーキ制御回路に単一故障が発生した場合でも他方のブレーキ制御回路によりブレーキを投入することができ、安全性を向上させることができる。
また、通常のブレーキ指令に従って制動する場合、及び、制御回路の異常発生時に制動する場合の何れも、ブレーキ制御回路内の演算部以降の動作は変わらないため、異常発生時にも通常制動時と同じ時間でブレーキを投入することができる。これにより、制動遅れによってモータの焼損や暴走等の事故を防ぐことができる。
更に、外部スイッチ駆動用電源の過電圧、過電流に対する監視機能を備えると共に、ブレーキ電源投入直後にシーケンスチェックを実行することにより、従来よりも安全性を向上させたブレーキ制御装置を提供することができる。
また、通常のブレーキ指令に従って制動する場合、及び、制御回路の異常発生時に制動する場合の何れも、ブレーキ制御回路内の演算部以降の動作は変わらないため、異常発生時にも通常制動時と同じ時間でブレーキを投入することができる。これにより、制動遅れによってモータの焼損や暴走等の事故を防ぐことができる。
更に、外部スイッチ駆動用電源の過電圧、過電流に対する監視機能を備えると共に、ブレーキ電源投入直後にシーケンスチェックを実行することにより、従来よりも安全性を向上させたブレーキ制御装置を提供することができる。
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、前述した図５と同様に無励磁作動型の電磁ブレーキ制御装置に関するものである。
図１は、本発明の第１実施形態を示す回路図である。図１において、直流電源からなるブレーキ電源１６０には、第１外部スイッチ１４１と第２外部スイッチ１４２との直列回路を介して電磁ブレーキ１７０の励磁コイル（図示せず）が接続されている。ここで、第１外部スイッチ１４１、第２外部スイッチ１４２は、例えばリレーの主接点によって構成されている。
図１は、本発明の第１実施形態を示す回路図である。図１において、直流電源からなるブレーキ電源１６０には、第１外部スイッチ１４１と第２外部スイッチ１４２との直列回路を介して電磁ブレーキ１７０の励磁コイル（図示せず）が接続されている。ここで、第１外部スイッチ１４１、第２外部スイッチ１４２は、例えばリレーの主接点によって構成されている。
第１ブレーキ指令部１０１から出力されるブレーキ指令ａ１は第１演算部１２１に入力され、第２ブレーキ指令部１０２から出力されるブレーキ指令ａ２は第２演算部１２２に入力されている。これらの第１演算部１２１及び第２演算部１２２は、例えばＣＰＵによって構成されている。
ここで、ブレーキ指令ａ１，ａ２は、外部から第１ブレーキ指令部１０１及び第２ブレーキ指令部１０２に与えられる指令に基づいて出力されるものであり、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオン・オフの論理は同一である。ここでは、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオン時に電磁ブレーキ１７０を解除、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオフ時に電磁ブレーキ１７０を投入（制動）するように設定されている。
ここで、ブレーキ指令ａ１，ａ２は、外部から第１ブレーキ指令部１０１及び第２ブレーキ指令部１０２に与えられる指令に基づいて出力されるものであり、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオン・オフの論理は同一である。ここでは、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオン時に電磁ブレーキ１７０を解除、ブレーキ指令ａ１，ａ２のオフ時に電磁ブレーキ１７０を投入（制動）するように設定されている。
第１演算部１２１は、ブレーキ指令ａ１と、第２外部スイッチ１４２からの外部フィードバック信号ｄ２と、後述する第１内部スイッチ１３１からの内部フィードバック信号ｆ１と、電圧検出器１５２から出力される電圧異常信号ｘと、電流検出器１５３から出力される電流異常信号ｙ２とに基づいて、演算出力信号ｂ１を生成する。
同様に、第２演算部１２２は、ブレーキ指令ａ２と、第１外部スイッチ１４１からの外部フィードバック信号ｄ１と、後述する第２内部スイッチ１３２からの内部フィードバック信号ｆ２と、前記電圧異常信号ｘと、前記電流異常信号ｙ２とに基づいて、演算出力信号ｂ２を生成する。
また、第１演算部１２１と第２演算部１２２とは、相互に情報を送受信可能である。
なお、外部フィードバック信号ｄ１，ｄ２は、それぞれ第１外部スイッチ１４１，第２外部スイッチ１４２のオン時に「Ｌｏｗ」レベル、オフ時に「Ｈｉｇｈ」レベルとなる。
同様に、第２演算部１２２は、ブレーキ指令ａ２と、第１外部スイッチ１４１からの外部フィードバック信号ｄ１と、後述する第２内部スイッチ１３２からの内部フィードバック信号ｆ２と、前記電圧異常信号ｘと、前記電流異常信号ｙ２とに基づいて、演算出力信号ｂ２を生成する。
また、第１演算部１２１と第２演算部１２２とは、相互に情報を送受信可能である。
なお、外部フィードバック信号ｄ１，ｄ２は、それぞれ第１外部スイッチ１４１，第２外部スイッチ１４２のオン時に「Ｌｏｗ」レベル、オフ時に「Ｈｉｇｈ」レベルとなる。
第１演算部１２１の演算出力信号ｂ１は第１内部スイッチ１３１に入力され、第１内部スイッチ１３１のオンによって発生するブレーキ信号ｃ１により、第１外部スイッチ１４１がオンする。また、第２演算部１２２の演算出力信号ｂ２は第２内部スイッチ１３２に入力され、第２内部スイッチ１３２のオンによって発生するブレーキ信号ｃ２により、第２外部スイッチ１４２がオンする。
ここで、ブレーキ信号ｃ１は前述の内部フィードバック信号ｆ１として第１演算部１２１に入力され、ブレーキ信号ｃ２は前述の内部フィードバック信号ｆ２として第２演算部１２２に入力されている。
第１内部スイッチ１３１、第２内部スイッチ１３２は、例えば半導体スイッチやリレーの主接点によって構成されている。
ここで、ブレーキ信号ｃ１は前述の内部フィードバック信号ｆ１として第１演算部１２１に入力され、ブレーキ信号ｃ２は前述の内部フィードバック信号ｆ２として第２演算部１２２に入力されている。
第１内部スイッチ１３１、第２内部スイッチ１３２は、例えば半導体スイッチやリレーの主接点によって構成されている。
１５１は、外部スイッチ駆動用電源である。この外部スイッチ駆動用電源１５１から第１外部スイッチ１４１、第２外部スイッチ１４２に供給される電源電圧が電圧検出器１５２により検出され、その電圧検出値が閾値を超えると前記電圧異常信号ｘが出力される。また、１５３は、外部スイッチ駆動用電源１５１により第２外部スイッチ１４２に流れる電源電流（外部スイッチ駆動用電源１５１により第１外部スイッチ１４１に流れる電源電流に等しい）を検出する電流検出器であり、その電流検出値が閾値を超えると前記電流異常信号ｙ２が出力される。
上記構成において、第１ブレーキ指令部１０１、第１演算部１２１、第１内部スイッチ１３１及び第１外部スイッチ１４１は第１ブレーキ制御回路２０１を構成し、第２ブレーキ指令部１０２、第２演算部１２２、第２内部スイッチ１３２及び第２外部スイッチ１４２は第２ブレーキ制御回路２０２を構成している。
次に、この第１実施形態の動作を説明する。
始めに、第１ブレーキ制御回路２０１及び第２ブレーキ制御回路２０２の各構成要素に故障等の異常がない場合の通常の動作を説明する。
まず、第１ブレーキ指令部１０１及び第２ブレーキ指令部１０２から出力されるブレーキ指令ａ１，ａ２がオンの場合、演算出力信号ｂ１により第１内部スイッチ１３１がオンし、ブレーキ信号ｃ１が第１外部スイッチ１４１をオンさせる。これと同時に、内部フィードバック信号ｆ１が第１演算部１２１に入力される。同様に、演算出力信号ｂ２により第２内部スイッチ１３２がオンし、ブレーキ信号ｃ２が第２外部スイッチ１４２をオンさせる。これと同時に、内部フィードバック信号ｆ２が第２演算部１２２に入力される。
また、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２がオンしたことは、それぞれ外部フィードバック信号ｄ１，ｄ２により第２演算部１２２，第１演算部１２１に入力される。
始めに、第１ブレーキ制御回路２０１及び第２ブレーキ制御回路２０２の各構成要素に故障等の異常がない場合の通常の動作を説明する。
まず、第１ブレーキ指令部１０１及び第２ブレーキ指令部１０２から出力されるブレーキ指令ａ１，ａ２がオンの場合、演算出力信号ｂ１により第１内部スイッチ１３１がオンし、ブレーキ信号ｃ１が第１外部スイッチ１４１をオンさせる。これと同時に、内部フィードバック信号ｆ１が第１演算部１２１に入力される。同様に、演算出力信号ｂ２により第２内部スイッチ１３２がオンし、ブレーキ信号ｃ２が第２外部スイッチ１４２をオンさせる。これと同時に、内部フィードバック信号ｆ２が第２演算部１２２に入力される。
また、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２がオンしたことは、それぞれ外部フィードバック信号ｄ１，ｄ２により第２演算部１２２，第１演算部１２１に入力される。
上記のように第１ブレーキ制御回路２０１及び第２ブレーキ制御回路２０２が正常に動作し、しかも、外部スイッチ駆動用電源１５１が正常であって電圧異常信号ｘまたは電流異常信号ｙ２が発生していない場合には、直列に接続されている第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２の両方がオン状態となる。
これにより、電磁ブレーキ１７０にはブレーキ電源１６０から電源が供給され、励磁コイルが励磁されるため、電磁ブレーキ１７０は解除（釈放）状態となる。
これにより、電磁ブレーキ１７０にはブレーキ電源１６０から電源が供給され、励磁コイルが励磁されるため、電磁ブレーキ１７０は解除（釈放）状態となる。
また、第１ブレーキ指令部１０１及び第２ブレーキ指令部１０２から出力されるブレーキ指令ａ１，ａ２がオフの場合、ブレーキ指令ａ１，ａ２がオンの場合とは逆の論理で各信号ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が出力され、最終的に第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２の両方がオフ状態となる。
これにより、電磁ブレーキ１７０にはブレーキ電源１６０から電源が供給されず、励磁コイルが励磁されないため電磁ブレーキ１７０は投入状態となる。
これにより、電磁ブレーキ１７０にはブレーキ電源１６０から電源が供給されず、励磁コイルが励磁されないため電磁ブレーキ１７０は投入状態となる。
次に、第１ブレーキ制御回路２０１を構成する第１ブレーキ指令部１０１、第１演算部１２１、第１内部スイッチ１３１及び第１外部スイッチ１４１の何れかに故障等の異常がある場合、または、第２ブレーキ制御回路２０２を構成する第２ブレーキ指令部１０２、第２演算部１２２、第２内部スイッチ１３２及び第２外部スイッチ１４２の何れかに異常がある場合の動作を説明する。
この場合には、例えば、電磁ブレーキを投入するためにブレーキ指令ａ１，ａ２をオフにしても、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２の一方の外部スイッチがオンすることになるが、直列に接続されている他方の外部スイッチはオフしているため、電磁ブレーキ１７０には電源が供給されず、電磁ブレーキ１７０は投入状態となる。
この場合には、例えば、電磁ブレーキを投入するためにブレーキ指令ａ１，ａ２をオフにしても、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２の一方の外部スイッチがオンすることになるが、直列に接続されている他方の外部スイッチはオフしているため、電磁ブレーキ１７０には電源が供給されず、電磁ブレーキ１７０は投入状態となる。
なお、電圧異常信号ｘまたは電流異常信号ｙ２が発生した場合には、第１ブレーキ制御回路２０１及び第２ブレーキ制御回路２０２が正常であっても、第１演算部１２１及び第２演算部１２２の演算出力信号ｂ１，ｂ２により、後段の第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２をオフさせて電磁ブレーキ１７０を投入するように動作する。
以上の動作により、第１ブレーキ制御回路２０１または第２ブレーキ制御回路２０２の何れかに異常がある場合、または、外部スイッチ駆動用電源１５１に関して電圧異常信号ｘまたは電流異常信号ｙ２が発生した場合には、電磁ブレーキ１７０が投入状態になる。
これにより、電磁ブレーキ１７０の制動対象であるモータ等が、電磁ブレーキ制御装置の故障時に継続的に運転される危険性を排除することができる。
これにより、電磁ブレーキ１７０の制動対象であるモータ等が、電磁ブレーキ制御装置の故障時に継続的に運転される危険性を排除することができる。
この第１実施形態によれば、各ブレーキ制御回路２０１，２０２により冗長化した制御回路によって電磁ブレーキ１７０の電源供給を制御している。そして、ブレーキ指令が出力されてから実際に電磁ブレーキ１７０が投入されるまでの動作は、通常の制動動作時と、各ブレーキ制御回路２０１，２０２の何れかの故障時とで変わらないため、故障発生時にブレーキ投入までの時間が長期化するおそれがなく、安全性を向上させることができる。
次に、図２は、第１実施形態における動作の正常／異常を確認するためのシーケンスチェックを示すタイミングチャートである。
図２において、時刻ｔ１でブレーキ電源１６０を投入すると同時に、ブレーキ指令ａ１，ａ２をオンする。なお、時刻ｔ１からシーケンスチェックが終了する時刻ｔ２までの間は、ブレーキ指令ａ１，ａ２と電磁ブレーキ１７０の動作とは対応せず、この間のブレーキ指令ａ１，ａ２は、演算出力信号ｂ１，ｂ２を順次発生させるためにオンされるものである。
図２において、時刻ｔ１でブレーキ電源１６０を投入すると同時に、ブレーキ指令ａ１，ａ２をオンする。なお、時刻ｔ１からシーケンスチェックが終了する時刻ｔ２までの間は、ブレーキ指令ａ１，ａ２と電磁ブレーキ１７０の動作とは対応せず、この間のブレーキ指令ａ１，ａ２は、演算出力信号ｂ１，ｂ２を順次発生させるためにオンされるものである。
図２に示すように、ブレーキ指令ａ１，ａ２がオンである時刻ｔ１以後に、最初に第１ブレーキ制御回路２０１の第１演算部１２１から演算出力信号ｂ１を生じさせ、ブレーキ信号ｃ１（内部フィードバック信号ｆ１）の状態に基づき、第１内部スイッチ１３１の正常・異常を確認する。また、外部フィードバック信号ｄ１の状態に基づき、第２演算部１２２が第１外部スイッチ１４１の正常・異常を確認する。
その後、同様の動作を第２ブレーキ制御回路２０２についても実行し、第２内部スイッチ１３２及び第２外部スイッチ１４２の正常・異常を確認する。
第１演算部１２１または第２演算部１２２が異常を検出した場合には、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２を直ちにオフ状態として電磁ブレーキ１７０を投入する。
その後、同様の動作を第２ブレーキ制御回路２０２についても実行し、第２内部スイッチ１３２及び第２外部スイッチ１４２の正常・異常を確認する。
第１演算部１２１または第２演算部１２２が異常を検出した場合には、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２を直ちにオフ状態として電磁ブレーキ１７０を投入する。
時刻ｔ２でシーケンスチェックが正常に完了した場合には、ブレーキ信号ｃ１，ｃ２の論理が演算出力信号ｂ１，ｂ２通りになっているかどうかを、第１演算部１２１及び第２演算部１２２が内部フィードバック信号ｆ１，ｆ２により監視する。また、ブレーキ信号ｃ１，ｃ２により、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２を何れもオンさせて電磁ブレーキ１７０を解除し、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２の状態が演算出力信号ｂ１，ｂ２通りになっているかどうかを、第２演算部１２２及び第１演算部１２１が外部フィードバック信号ｄ１，ｄ２により監視する。
この期間において、第１演算部１２１または第２演算部１２２が異常を検出したら、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２をオフ状態として電磁ブレーキ１７０を直ちに投入する。
その後、時刻ｔ３でブレーキ指令ａ１，ａ２、演算出力信号ｂ１，ｂ２及びブレーキ信号ｃ１，ｃ２をオフし、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２を何れもオフさせて電磁ブレーキ１７０を投入状態で待機させる。
この期間において、第１演算部１２１または第２演算部１２２が異常を検出したら、第１外部スイッチ１４１または第２外部スイッチ１４２をオフ状態として電磁ブレーキ１７０を直ちに投入する。
その後、時刻ｔ３でブレーキ指令ａ１，ａ２、演算出力信号ｂ１，ｂ２及びブレーキ信号ｃ１，ｃ２をオフし、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２を何れもオフさせて電磁ブレーキ１７０を投入状態で待機させる。
上記のように、電磁ブレーキ制御装置の起動時に所定のシーケンスチェックを自動的に行うことにより、第１ブレーキ制御回路２０１及び第２ブレーキ制御回路２０２の動作の正常／異常を確認することができ、各回路の故障や配線ミス、断線等を検出することで安全性を一層向上させることができる。
また、電圧異常信号ｘまたは電流異常信号ｙ２が発生した場合には、第１演算部１２１または第２演算部１２２により電磁ブレーキ１７０を投入するように制御するため、外部スイッチ駆動用電源１５１の異常に対しても迅速に対応可能である。
また、電圧異常信号ｘまたは電流異常信号ｙ２が発生した場合には、第１演算部１２１または第２演算部１２２により電磁ブレーキ１７０を投入するように制御するため、外部スイッチ駆動用電源１５１の異常に対しても迅速に対応可能である。
次に、図３は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
この実施形態は、外部スイッチ駆動用電源１５１により第１外部スイッチ１４１に流れる電流に基づいて異常を検出できるように、電流検出器を冗長化したものである。すなわち、第１実施形態との相違点は、第２外部スイッチ１４２側の電流検出器１５３だけでなく第１外部スイッチ１４１側にも電流検出器１５４を設け、電流異常信号ｙ１，ｙ２をそれぞれ個別に第１演算部１２１，第２演算部１２２に入力した点である。他の構成は第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
この第２実施形態によれば、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２の駆動電源の電流を個別に検出可能であるため、第１実施形態より一層、高精度に過電流異常を検出することができ、安全性が更に向上するという利点がある。
この実施形態は、外部スイッチ駆動用電源１５１により第１外部スイッチ１４１に流れる電流に基づいて異常を検出できるように、電流検出器を冗長化したものである。すなわち、第１実施形態との相違点は、第２外部スイッチ１４２側の電流検出器１５３だけでなく第１外部スイッチ１４１側にも電流検出器１５４を設け、電流異常信号ｙ１，ｙ２をそれぞれ個別に第１演算部１２１，第２演算部１２２に入力した点である。他の構成は第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
この第２実施形態によれば、第１外部スイッチ１４１及び第２外部スイッチ１４２の駆動電源の電流を個別に検出可能であるため、第１実施形態より一層、高精度に過電流異常を検出することができ、安全性が更に向上するという利点がある。
図４は、本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
図４において、２０１Ａは第１ブレーキ制御回路、２０２Ａは第２ブレーキ制御回路である。この第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態における第１内部スイッチ１３１，第２内部スイッチ１３２の定格電圧がブレーキ電源１６０の電圧よりも高い場合に、第１外部スイッチ１４１，第２外部スイッチ１４２を用いずに、第１内部スイッチ１３１，第２内部スイッチ１３２をブレーキ電源１６０と電磁ブレーキ１７０との間に直列に接続するものである。
なお、図４では、第２内部スイッチ１３２側にのみ電流検出器１５３が設置されているが、第２実施形態と同様に第１内部スイッチ１３１側にも電流検出器を設置し、第１内部スイッチ１３１及び第２内部スイッチ１３２を駆動する内部スイッチ駆動用電源１５１Ａの電流を個別に検出して各第１及び第２演算部１２１，１２２にそれぞれ入力してもよい。
図４において、２０１Ａは第１ブレーキ制御回路、２０２Ａは第２ブレーキ制御回路である。この第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態における第１内部スイッチ１３１，第２内部スイッチ１３２の定格電圧がブレーキ電源１６０の電圧よりも高い場合に、第１外部スイッチ１４１，第２外部スイッチ１４２を用いずに、第１内部スイッチ１３１，第２内部スイッチ１３２をブレーキ電源１６０と電磁ブレーキ１７０との間に直列に接続するものである。
なお、図４では、第２内部スイッチ１３２側にのみ電流検出器１５３が設置されているが、第２実施形態と同様に第１内部スイッチ１３１側にも電流検出器を設置し、第１内部スイッチ１３１及び第２内部スイッチ１３２を駆動する内部スイッチ駆動用電源１５１Ａの電流を個別に検出して各第１及び第２演算部１２１，１２２にそれぞれ入力してもよい。
この第３実施形態によれば、前述した第１外部スイッチ１４１，第２外部スイッチ１４２が不要になると共に、これらの動作を外部フィードバック信号により監視するための各第１及び第２演算部１２１，１２２内の監視回路や演算処理も不要になり、コストの低減が可能になる。
１０１：第１ブレーキ指令部
１０２：第２ブレーキ指令部
１２１：第１演算部
１２２：第２演算部
１３１：第１内部スイッチ
１３２：第２内部スイッチ
１４１：第１外部スイッチ
１４２：第２外部スイッチ
１５１：外部スイッチ駆動用電源
１５１Ａ：内部スイッチ駆動用電源
１５２：電圧検出器
１５３，１５４：電流検出器
１６０：ブレーキ電源
１７０：電磁ブレーキ
２０１，２０１Ａ：第１ブレーキ制御回路
２０２，２０２Ａ：第２ブレーキ制御回路
１０２：第２ブレーキ指令部
１２１：第１演算部
１２２：第２演算部
１３１：第１内部スイッチ
１３２：第２内部スイッチ
１４１：第１外部スイッチ
１４２：第２外部スイッチ
１５１：外部スイッチ駆動用電源
１５１Ａ：内部スイッチ駆動用電源
１５２：電圧検出器
１５３，１５４：電流検出器
１６０：ブレーキ電源
１７０：電磁ブレーキ
２０１，２０１Ａ：第１ブレーキ制御回路
２０２，２０２Ａ：第２ブレーキ制御回路
Claims (7)
Hide Dependent
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Claims (7)
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- 励磁コイルの無励磁状態で電磁ブレーキが投入される無励磁作動型の電磁ブレーキ制御装置において、
ブレーキ指令に従って演算処理を行う第１演算部、及び、前記第１演算部の出力信号に基づいて生成されるブレーキ信号によりオンする第１スイッチ、を有する第１ブレーキ制御回路と、
ブレーキ指令に従って演算処理を行う第２演算部、及び、前記第２演算部の出力信号に基づいて生成されるブレーキ信号によりオンする第２スイッチ、を有する第２ブレーキ制御回路と、を備え、
ブレーキ電源と前記電磁ブレーキとの間に、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを直列に接続すると共に、
前記第１演算部は、前記第２スイッチの動作信号をフィードバックして監視する機能を備え、前記第２演算部は、前記第１スイッチの動作信号をフィードバックして監視する機能を備えたことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項１に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記第１演算部は、前記第１スイッチに与えられるブレーキ信号をフィードバックして監視する機能を備え、前記第２演算部は、前記第２スイッチに与えられるブレーキ信号をフィードバックして監視する機能を備えたことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項１または２に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの駆動用電源の電圧異常を検出して電圧異常信号を出力する電圧検出器を備え、
前記第１演算部及び前記第２演算部は、前記電圧異常信号が入力された時に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオフさせるブレーキ信号を出力させるように演算処理を行うことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項１〜３の何れか１項に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの駆動用電源の電流異常を検出して電流異常信号を出力する電流検出器を備え、
前記第１演算部及び前記第２演算部は、前記電流異常信号が入力された時に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチをそれぞれオフさせるブレーキ信号を出力させるように演算処理を行うことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項１〜４の何れか１項に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記ブレーキ電源の投入直後に、前記第１演算部及び前記第２演算部にブレーキ指令を順次入力し、
前記第１演算部及び前記第２演算部は、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチにそれぞれ与えられるブレーキ信号と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの動作信号と、の一致不一致を監視するシーケンスチェックを実行することを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項１〜５の何れか１項に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを、リレーの主接点により構成したことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。 - 請求項４に記載した電磁ブレーキ制御装置において、
前記電流検出器を、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチに対応させて個別に設置し、前記第１スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を前記第１演算部に入力し、前記第２スイッチに対応する電流検出器からの電流異常信号を前記第２演算部に入力することを特徴とする電磁ブレーキ制御装置。