JP6163448B2 - Electrical equipment and diagnostic method - Google Patents
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Description
本発明は、電気機器及び診断方法に関し、特に電源電圧を監視する電圧監視装置を備えた電気機器及び電圧監視装置の診断方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to an electrical device and a diagnostic method, and is particularly suitable for application to an electrical device including a voltage monitoring device that monitors a power supply voltage and a diagnostic method for the voltage monitoring device.
電源電圧を監視する電圧監視装置を演算器に付加して構成される電気機器は、電源電圧に異常が発生した場合、電圧監視装置によりその異常を検知するとともに、リセット信号を演算器に送信して演算器を安全に停止することができる。また電源供給路を遮断する遮断回路を電気機器が備える場合には、電圧監視装置により遮断信号を遮断回路に送信して、演算器に供給される電力を遮断することにより演算器を安全に停止することができる。 When an abnormality occurs in the power supply voltage, an electrical device configured by adding a voltage monitoring device that monitors the power supply voltage to the computing unit detects the abnormality by the voltage monitoring device and sends a reset signal to the computing unit. The calculator can be safely stopped. If the electrical equipment is equipped with a shut-off circuit that shuts off the power supply path, the voltage monitoring device sends a shut-off signal to the shut-off circuit and shuts off the power supplied to the computing unit to safely stop the computing unit. can do.
電圧監視装置が正常に動作する場合には上記の通り演算器を安全に停止することができる。一方で電圧監視装置が何らかの原因により故障して、正常に動作することができない状態である場合には、電圧監視装置からリセット信号又は遮断信号が送信されない。この状態で電源電圧に異常が発生した場合、演算器を安全に停止することができず、演算器に異常電圧が供給されることにより演算器が異常動作するおそれがある。 When the voltage monitoring device operates normally, the arithmetic unit can be safely stopped as described above. On the other hand, when the voltage monitoring device fails for some reason and cannot operate normally, a reset signal or a cut-off signal is not transmitted from the voltage monitoring device. If an abnormality occurs in the power supply voltage in this state, the calculator cannot be stopped safely, and the calculator may be abnormally operated by supplying the abnormal voltage to the calculator.
そこで特許文献1には、電圧監視装置の故障の有無を診断する電気機器が開示されている。具体的には電圧監視装置と演算器等の負荷との間にスイッチを設け、このスイッチを診断時にオープンにして電圧監視装置に供給される電圧を意図的に低下させることにより電圧監視装置が正常に動作しているか否かを診断し、診断の間は、演算器等の負荷にリセットがかからないようにコンデンサによりリセット入力端子の電圧を一定時間維持するように構成された電気機器が開示されている。
Therefore,
しかし特許文献1に記載の技術では、診断の間、演算器が不要にリセット信号を受信しないようにして電圧監視装置を診断することができるものの、実際に電源電圧に異常が発生している場合、電圧監視装置が送信したリセット信号を演算器が正常に受信することができるか否かを含めて診断することができない。非常に高い安全性が要求される自動車及び鉄道車両等のシステムの場合、リセット信号が適切に送信された場合には演算器がリセット信号を確実に受信する必要がある。
However, in the technique described in
ここで自動車及び鉄道車両等のシステムにおいて配備された各種機器は、通常、数週間以上にわたって連続して稼働することはなく、数日に1回以上は電源が停止される。例えば鉄道車両は24時間連続して稼働することはなく、深夜には電源が停止され、早朝に電源が再投入される。この電源が再投入されるタイミングでリセット信号を演算器に送信して演算器を意図的にリセットしても、リセットによる影響が演算器に接続されている各種機器(例えば鉄道車両や踏切等)には及ばない。 Here, various devices deployed in systems such as automobiles and railway vehicles do not normally operate continuously for several weeks or more, and the power supply is stopped once or more in several days. For example, a railway vehicle does not operate continuously for 24 hours, the power is stopped at midnight, and the power is turned on again in the early morning. Even if the arithmetic unit is intentionally reset by sending a reset signal to the arithmetic unit at the timing when this power is turned on again, various devices connected to the arithmetic unit (for example, railway vehicles and railroad crossings) are affected by the reset. Is not enough.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、リセットによる影響が演算器に接続されている各種機器に及ばないタイミングを利用して、電圧監視装置から送信されるリセット信号を演算器が受信したか否かに基づいて電圧監視装置を診断し得る電気機器及び電圧監視装置の診断方法を提案する。 The present invention has been made in consideration of the above points, and the arithmetic unit receives a reset signal transmitted from the voltage monitoring device by using a timing at which the influence of the reset does not reach various devices connected to the arithmetic unit. Proposed is an electric device and a voltage monitoring device diagnosis method that can diagnose the voltage monitoring device based on whether or not it is received.
かかる課題を解決するために、本発明の電気機器においては、電源入力端子とフラグレジスタ値入力端子と診断指示端子とリセット入力端子とを備える演算器と、電源入力端子と接続され、電源電圧を供給する電源と、電源とリセット入力端子との間に接続される電圧監視装置と、診断指示端子と電圧監視装置との間に接続され、演算器からの電圧調整指示に基づいて電圧監視装置に印加される電圧を調整する電圧調整装置と、電源と電圧監視装置との間に接続され、電圧監視装置に印加される電圧に影響を与える一方で演算器に印加される電圧には影響を与えないように動作する影響除去装置と、電源とフラグレジスタ値入力端子との間で、かつ電源と電圧調整装置との間に接続され、電圧調整装置を動作させたか否かを記録するフラグレジスタとを有し、電圧監視装置は、電圧調整装置によって印加される電圧が所定範囲外である場合にリセット信号を送信し、演算器は、フラグレジスタの記録、及びリセット信号を受信したか否かに基づいて、電圧監視装置の故障を診断することを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the electrical device of the present invention, an arithmetic unit including a power input terminal, a flag register value input terminal, a diagnostic instruction terminal, and a reset input terminal is connected to the power input terminal, and the power voltage is supplied. a power source for supplying a voltage monitoring device connected between the power source and the reset input pin is connected between a diagnostic indication terminal a voltage monitoring device, a voltage monitoring based on the voltage adjustment instruction from the operation unit A voltage regulator that regulates the voltage applied to the device, and is connected between the power source and the voltage monitoring device, and affects the voltage applied to the voltage monitoring device while affecting the voltage applied to the computing unit. and effect removal device that operates so as not to, between the power supply and the flag register value input terminal, and is connected between the power supply and the voltage regulator, and records whether to operate the voltage regulator Furagure The voltage monitoring device transmits a reset signal when the voltage applied by the voltage adjusting device is outside the predetermined range, and the computing unit receives the record of the flag register and whether the reset signal is received. Based on the above, a failure of the voltage monitoring device is diagnosed.
またかかる課題を解決するために、本発明の診断方法においては、フラグレジスタが電圧調整装置を動作させたか否かを記録する第1のステップと、影響除去装置が電圧調整装置の動作時に電圧監視装置に印加される電圧に影響を与える一方で演算器に印加される電圧には影響を与えないように動作する第2のステップと、電圧監視装置が電圧調整装置の動作時に異常電圧を検知してリセット信号を演算器に送信する第3のステップと、演算器が電圧調整装置の動作時にリセット信号を受信したか否かに基づいて、電圧監視装置の故障を診断する第4のステップとを備えることを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the diagnosis method of the present invention, the first step of recording whether or not the flag register operates the voltage regulator, and the influence removing device monitors the voltage when the voltage regulator is operating. A second step that operates so as not to affect the voltage applied to the computing unit while affecting the voltage applied to the device, and the voltage monitoring device detects an abnormal voltage during operation of the voltage regulator. A third step of transmitting a reset signal to the computing unit and a fourth step of diagnosing a failure of the voltage monitoring device based on whether the computing unit has received the reset signal during operation of the voltage regulator. It is characterized by providing.
本発明によれば、リセットによる影響が演算器に接続されている各種機器に及ばないタイミングを利用して、電圧監視装置から送信されるリセット信号を演算器が受信したか否かに基づいて電圧監視装置を診断することができる。 According to the present invention, the voltage based on whether or not the computing unit has received a reset signal transmitted from the voltage monitoring device, using the timing at which the influence of the reset does not reach the various devices connected to the computing unit. A monitoring device can be diagnosed.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)全体構成
図1は、本実施の形態における電気機器100の全体構成を示す。電気機器100は、電源入力端子、フラグレジスタ値入力端子、診断指示端子及びリセット入力端子を備えた演算器1と、電源2と、演算器1に供給する電源電圧を監視する電圧監視装置3と、電圧監視装置3に印加される電圧の電圧値を変更する電圧調整装置4と、電圧調整装置4の動作時に電圧監視装置3に印加される電圧に影響を与える一方で他の回路素子の供給電源に影響を与えないようにする影響除去装置5と、故障診断を行ったことがあるか否かを示すフラグレジスタ6とから構成される。以下、各部の機能について説明する。
(1) Overall Configuration FIG. 1 shows an overall configuration of an electric device 100 in the present embodiment. The electric device 100 includes an
演算器1は、例えばCPU(Central Processing Unit)等であり、外部入力に基づいて演算処理を実行するとともに演算結果を出力する。演算器1は、上記の通り電源入力端子、フラグレジスタ値入力端子、診断指示端子及びリセット入力端子を備える。
The
演算器1に印加される電源電圧が以下に示す監視閾値内である場合は、演算器1に対してリセットがかからず、監視閾値外である場合は、電圧監視装置3の動作により演算器1に対してリセットがかかるように構成される。
When the power supply voltage applied to the
通常時はリセット入力端子に対して電圧が印加されており、電圧監視装置3がリセット信号を送信する異常時は、リセット入力端子の電圧がグランドレベルに低下されることによりリセットがかかる。演算器1にリセットがかかった場合、演算器1は動作を停止する。
In normal times, a voltage is applied to the reset input terminal, and when the
電源2は、例えばDC3.3Vを出力する直流電源であり、演算器1に対して電源電圧を供給する装置である。電源2は、影響除去装置5を介して電圧監視装置3に接続される。
The
電圧監視装置3は、影響除去装置5を介して供給される監視電圧が監視閾値内であるか否かを判断し、監視閾値外である場合はリセット信号を送信する。監視閾値は、演算器1に異常電圧が印加される前にリセット信号が送信されるように動作可能範囲より若干狭い範囲に設定される。
The
例えば演算器1の動作可能範囲が3.0V〜3.6Vである場合、監視閾値の下限は3.1V、上限は3.5Vに設定される。この場合、電圧監視装置3は、監視電圧が3.1V以下又は3.5V以上となった場合にリセット信号を送信する。
For example, when the operable range of the
電圧調整装置4は、演算器1の診断指示端子からの電圧調整指示を受信した場合、指示に基づいて電圧監視装置3に印加されている監視電圧の値を電圧監視装置3の監視閾値の上限閾値以上又は下限閾値以下に変更する。
When the voltage adjustment device 4 receives a voltage adjustment instruction from the diagnosis instruction terminal of the
電圧調整装置4は、電圧監視装置3に印加されている監視電圧の値を変更することができればよいことから、オープンドレインバッファを用いることができる。オープンドレインバッファは、出力としてFET(Field Effect Transistor : 電界効果トランジスタ)のドレインを外部に引き出し、入力が「負論理」の場合の出力はハイ・インピーダンスになり、入力が「正論理」の場合、出力端子から電流を引き込み、出力に接続されたラインの電圧を低下させることができる。
Since the voltage adjustment device 4 only needs to be able to change the value of the monitoring voltage applied to the
影響除去装置5は、例えば抵抗器であり、電圧調整装置4の動作時(診断時)に電圧監視装置3に印加される電圧を変動させる一方で演算器1の電源電圧の変動を抑制する。影響除去装置5に抵抗器を使用する場合、電圧監視装置3に印加される電圧は、電圧監視装置3の入力インピーダンスと抵抗器の抵抗値との比で降下することとなる。また抵抗器の抵抗値は、電圧調整装置4により引き込むことのできる電流値を超えないように選定される。
The
例えば電圧監視装置3の入力インピーダンスが10kΩ、電圧調整装置4により引き込むことのできる電流値が10mA、電源2の電源電圧がDC3.3Vの直流電源の場合、オームの法則より抵抗=電圧/電流であるから、電圧調整装置4により引き込むことのできる電流値を超えないためには、3.3V/0.01Aより抵抗器の抵抗値は330Ω以上で選定する必要がある。
For example, when the input impedance of the
抵抗値を330Ωとすると、電源2から正常にDC3.3Vが供給されている場合、電圧監視装置3に印加される電圧は、電圧監視装置3の入力インピーダンスと抵抗器の抵抗値との比で電圧が降下するため3.3V×(330Ω/330Ω+10000Ω)=3.19Vとなる。
When the resistance value is 330Ω, when DC 3.3V is normally supplied from the
電圧監視装置3の監視閾値の下限が3.1V、上限が3.5Vに設定されている場合、電圧監視装置3に印加される電圧は、抵抗器による電圧降下により、3.1Vが3.00Vに下降し、3.5Vが3.39Vに下降する。よって電圧監視装置3の監視閾値の下限を3.00Vに変更し、上限を3.39Vに変更する必要がある。
When the lower limit of the monitoring threshold of the
フラグレジスタ6は、例えばフリップフロップであり、演算器1から診断実施の指示があったことを示すフラグを保持する。フラグレジスタ6は、演算器1から診断実施の指示があった場合、フラグをセットして、一度セットしたフラグは再度電源が投入されるまでクリアされないように保持する。
The
図2は、電気機器100の一例としての電気機器100Aの全体構成を示す。電気機器100と同一の構成については同一の符号を付して図示している。電気機器100Aは、演算器1にCPU1Aを適用し、電圧調整装置4にオープンドレインバッファ4Aを適用し、影響除去装置5に抵抗器5Aを適用し、フラグレジスタ6にフリップフロップ6Aを適用している点で、電気機器100と異なる。
FIG. 2 shows an overall configuration of an electric device 100 </ b> A as an example of the electric device 100. The same components as those in the electric device 100 are denoted by the same reference numerals. In the electric device 100A, the
電気機器100及び100Aは何れも、少ない回路の追加でリセット信号の受付確認まで可能な電圧監視装置の故障診断を行うことができる。 Both the electric devices 100 and 100A can perform failure diagnosis of the voltage monitoring device that can be confirmed up to the reception of the reset signal with the addition of a small number of circuits.
(2)詳細構成
以下図3及び図4を参照して、電圧調整装置4の作用について説明する。なおここでは電圧調整装置4にオープンドレインバッファ4Aを適用し、影響除去装置5に抵抗器5Aを適用した場合について説明する。
(2) Detailed Configuration The operation of the voltage regulator 4 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. Here, the case where the
図3は、演算器1からの診断指示がない場合のオープンドレインバッファ4Aの作用を示す。演算器1からの診断指示がない場合、オープンドレインバッファ4Aの出力はオープンとなる。そのため電流は、電源2から抵抗器5Aを介して電圧監視装置3に流れる。この場合、電圧は、抵抗器5Aで上記した通り降下し、降下した電圧が電圧監視装置3に印加される。
FIG. 3 shows the operation of the
図4は、演算器1からの診断指示がある場合のオープンドレインバッファ4Aの作用を示す。演算器1からの診断指示がある場合、オープンドレインバッファ4Aの出力は電源2からの電流を引き込む。抵抗器5Aにより電流制限がかかり、オープンドレインバッファ4Aの引き込める電流値よりも抵抗器5Aに流れる電流値の方が小さい場合、電圧監視装置3に印加される電圧はグランドレベルとなる。
FIG. 4 shows the operation of the open drain buffer 4 </ b> A when there is a diagnostic instruction from the
またオープンドレインバッファ4Aにより引き込める電流値よりも電源2の電流容量が十分大きい場合、他の回路素子への供給電圧は降下しないため他の素子に対して影響を与えることはない。
Further, when the current capacity of the
(3)フローチャート
図5は、演算器1による診断処理の処理手順を示す。まず演算器1は、電源投入時にフラグレジスタ6が初期化され(SP1)、電源2が確立したことにより演算器1に対するリセットが解除されると、診断を開始する(SP2)。診断において演算器1は、まずフラグレジスタ6が保持しているフラグを確認する(SP3)。
(3) Flowchart FIG. 5 shows a processing procedure of diagnostic processing by the
演算器1は、例えばフラグが0にセットされていることを確認すると、診断未実施であると判断して(SP3:診断未実施)、フラグを1にセットした後に電圧調整装置4に診断開始の指示を送信する(SP4)。電圧調整装置4は、演算器1からの診断開始の指示を受信すると、電圧監視装置3に印加される電圧が異常電圧になるように調整する。
For example, when the
演算器1は、電圧調整装置4に診断開始の指示を送信した後、待機する(SP5)。待機時間は、診断開始の指示を送信してから電圧監視装置3に印加される電圧の電圧値が変更し終えるまでの応答時間以上に設定され、通常1s以下に設定される。
The
電圧監視装置3が故障しておらず正常である場合、異常電圧を検知した電圧監視装置3は、待機中の演算器1にリセット信号を送信する。演算器1は、電圧監視装置3からのリセット信号を受信すると(SP6:リセット有)、初期化(リセット)した後、再度診断を開始するためにステップSP2に移行する。
When the
演算器1は、ステップSP2に移行した後、再度フラグレジスタ6が保持しているフラグを確認することになるが(SP3)、フラグは1にセットされているため、診断実施済みであると判断して(SP3:診断実施済み)、診断を正常に終了する(SP7)。
The
ステップSP6に戻り、電圧監視装置3が故障しており正常でない場合、電圧監視装置3は異常電圧を検知することができない。この場合、電圧監視装置3は、待機中の演算器1にリセット信号を送信しない。演算器1は、電圧監視装置3からのリセット信号を受信することがないため、待機時間がタイムアウトして(SP6:リセット無し)、診断が異常に終了したものと判断する(SP8)。
Returning to step SP6, if the
上記フローチャートにおいては電圧監視装置3が故障している場合に診断が異常に終了したものと判断して電圧監視装置3の故障を検知する場合について説明してきたが、電圧監視装置3以外の構成部材が故障している場合であっても、上記フローチャートにより故障を検知することができる。以下電圧調整装置4、影響除去装置5又はフラグレジスタ6が故障した場合について説明する。
In the above flowchart, the case where it is determined that the diagnosis has been terminated abnormally when the
まず電圧調整装置4が故障している場合について説明する。電圧調整装置4にオープンドレインバッファ4Aを適用した場合、オープンドレインバッファ4Aの故障モードは、診断指示時(電流引き込み指示時)に電圧監視装置3の入力端子への電流を引き込めない場合又は診断指示以外の時(オープン出力指示時)に電流を引き込んでしまう場合が考えられる。
First, the case where the voltage regulator 4 is out of order will be described. When the
診断時に電流を引き込めない場合、電圧監視装置3は異常電圧を検知しないため、リセット信号を送信しない。よって演算器1はリセット信号を受信することがないため、待機時間がタイムアウトして(SP6:リセット無し)、診断異常終了と判断して故障を検知することができる。
When current cannot be drawn at the time of diagnosis, the
また診断時以外に電流を引き込んでしまう場合、電圧監視装置3は、通常時に異常電圧を検知することになり、リセット信号を送信するため、故障を検知することができる。
Further, when current is drawn other than at the time of diagnosis, the
次いで影響除去装置5が故障している場合について説明する。影響除去装置5に抵抗器5Aを適用した場合、抵抗器の故障モードは、ショート又はオープンが考えられる。抵抗器5Aがオープンの場合、電圧監視装置3は、通常時に異常電圧を検知することになり、リセット信号を送信するため、故障を検知することができる。
Next, a case where the
また抵抗器5Aがショートの場合、電圧監視装置3に供給することのできる電流値が電圧調整装置4の引き込める電流値を超えているため、診断時に電圧を降下させることができない。すなわち診断時に電圧監視装置3は異常電圧を検知しないため、リセット信号を送信しない。よって演算器1はリセット信号を受信することがないため、待機時間がタイムアウトして(SP6:リセット無し)、診断異常終了と判断して故障を検知することができる。
When the
最後にフラグレジスタ6が故障している場合について説明する。フラグレジスタ6の故障モードは、診断実施済みであるのに未実施を示すフラグを保持する場合又は診断未実施であるのに実施済みを示すフラグを保持する場合がある。
Finally, a case where the
診断実施済みであるのに未実施を示すフラグを保持する場合、電源投入後永続的に診断を繰り返してしまうものの、診断を正常終了させることはない。一方で診断未実施であるのに実施済みを示すフラグを保持する場合、診断せずに診断を正常終了してしまう。 When the flag indicating that the diagnosis has been performed but not performed is held, the diagnosis is repeated after the power is turned on, but the diagnosis is not normally terminated. On the other hand, when the flag indicating that the diagnosis has been performed is held even though the diagnosis has not been performed, the diagnosis ends normally without performing the diagnosis.
この場合はフラグレジスタ6を二重化して比較照合を行い、比較不一致の場合には診断異常終了と判断するようにすればよい。フラグレジスタ6を二重化すると、診断実施済みであるのに未実施を示すフラグを保持する場合に永続的に診断を繰り返す不具合も回避することができる。
In this case, the
図6は、フラグレジスタを二重化した場合の診断処理の処理手順を示す。この図6の診断処理は、ステップSP13において二重化されたフラグレジスタ6を確認する点で、図5の診断処理と異なる。具体的には、演算器1は電源投入時にフラグレジスタ6が初期化されると(SP11)、診断を開始し(SP12)、二重化されたフラグレジスタ6においてそれぞれ保持されているフラグを確認する(SP13)。
FIG. 6 shows the procedure of the diagnostic process when the flag register is duplicated. The diagnostic processing of FIG. 6 is different from the diagnostic processing of FIG. 5 in that the
演算器1は、例えばセットされているフラグの値が1で一致する場合(SP13:診断実施済み)、診断正常終了と判断して(SP17)、この診断処理を終了する。また演算器1は、例えばセットされているフラグの値が0で一致する場合(SP13:診断未実施)、図5で説明したように診断処理を実行し、診断正常終了又は診断異常終了を判断して(SP14〜SP18)、この診断処理を終了する。
For example, when the value of the set flag matches 1 (SP13: diagnosis has been performed), the
また演算器1は、例えば一方のフラグレジスタ6にセットされているフラグの値が0であり、他方のフラグレジスタ6にセットされているフラグの値が1である場合(SP13:比較不一致)、診断異常終了と判断して(SP18)、この診断処理を終了する。
For example, when the value of the flag set in one
(4)他の実施の形態
上記説明してきた電気機器100及び100Aは、電源投入時に診断処理(図5、図6)を実行するものであるが、電源投入時以外に診断処理を実行するようにしてもよい。ここでは電源投入時以外に診断処理を実行する構成について説明する。
(4) Other Embodiments The electric devices 100 and 100A described above execute diagnostic processing (FIGS. 5 and 6) when power is turned on, but execute diagnostic processing when power is not turned on. It may be. Here, a configuration for executing a diagnostic process other than when the power is turned on will be described.
図7は、他の実施の形態における電気機器100Bを示す。電気機器100Bは、演算器1からフラグレジスタ6のリセットを行えるようにしたものである。電気機器100Bは、演算器1B及びORゲート7を備える点で、上記説明してきた電気機器100及び100Aと異なる。
FIG. 7 shows an electric device 100B according to another embodiment. The electric device 100B is configured such that the
演算器1Bは、フラグレジスタ6に対してフラグの値をリセットするためのリセット信号を送信する初期化指示端子を備える。またORゲート7は、演算器1B及び電源2からのリセット信号を入力し、2つのリセット信号の論理和を計算した計算結果をフラグレジスタ6に送信する。
The
図8は、電源投入時以外にフラグレジスタ6を初期化する場合の診断処理の処理手順を示す。この図8の診断処理は、ステップSP21Aにおいてフラグレジスタ6を初期化する処理を実行する点で、図5の診断処理と異なる。具体的には、演算器1Bは電源が投入された後(SP21)、各種処理を実行し、診断のタイミングになるとフラグレジスタを初期化する(SP21A)。その後演算器1Bは、図5の診断処理と同様に処理を実行し、診断正常終了又は診断異常終了を判断して(SP22〜SP28)、この診断処理を終了する。
FIG. 8 shows the procedure of the diagnostic process when the
(5)本実施の形態による効果
以上のように本実施の形態における電気機器によれば、診断時において、電圧監視装置に印加される電圧を電圧調整装置が意図的に異常電圧に変更し、電圧監視装置が故障しておらず正常である場合には、異常電圧を検知してリセット信号を演算器に送信することになるが、このとき演算器がリセット信号を受信したか否かに基づいて電圧監視装置が正常であるか否かを診断するようにしたので、リセット信号を演算器が受信するまでを含めて電圧監視装置の故障を診断することができる。
(5) Effects of the present embodiment As described above, according to the electrical device of the present embodiment, the voltage applied to the voltage monitoring device is intentionally changed to an abnormal voltage at the time of diagnosis. When the voltage monitoring device is normal without failure, an abnormal voltage is detected and a reset signal is transmitted to the computing unit. Thus, it is possible to diagnose whether or not the voltage monitoring device is normal, and therefore it is possible to diagnose a failure of the voltage monitoring device including the time until the calculator receives the reset signal.
また本実施の形態における電気機器によれば、電圧監視装置以外の構成部材である電圧調整装置、影響除去装置又はフラグレジスタの故障をも診断することができる。 In addition, according to the electric device in the present embodiment, it is possible to diagnose a failure of the voltage adjusting device, the influence removing device, or the flag register, which are constituent members other than the voltage monitoring device.
また本実施の形態における電気機器によれば、部品点数の少ない回路構成で、電圧監視装置の故障を診断することができる。 Further, according to the electric device in the present embodiment, it is possible to diagnose a failure of the voltage monitoring device with a circuit configuration having a small number of parts.
また本実施の形態における電気機器によれば、鉄道システムの信号装置等に適用することで高い安全性を確保することができる。
Moreover, according to the electric equipment in the present embodiment , high safety can be ensured by applying it to a signal device or the like of a railway system.
1 演算器
2 電源
3 電圧監視装置
4 電圧調整装置
5 影響除去装置
6 フラグレジスタ
7 ORゲート
1A CPU
4A オープンドレインバッファ
5A 抵抗器
6A フリップフロップ
DESCRIPTION OF
4A
Claims (7)
前記電源入力端子と接続され、電源電圧を供給する電源と、
前記電源と前記リセット入力端子との間に接続される電圧監視装置と、
前記診断指示端子と前記電圧監視装置との間に接続され、前記演算器からの電圧調整指示に基づいて前記電圧監視装置に印加される電圧を調整する電圧調整装置と、
前記電源と前記電圧監視装置との間に接続され、前記電圧監視装置に印加される電圧に影響を与える一方で前記演算器に印加される電圧には影響を与えないように動作する影響除去装置と、
前記電源と前記フラグレジスタ値入力端子との間、かつ、前記電源と前記電圧調整装置との間に接続され、前記電圧調整装置を動作させたか否かを記録するフラグレジスタとを有し、
前記電圧監視装置は、
前記電圧調整装置によって印加される電圧が所定範囲外である場合にリセット信号を送信し、
前記演算器は、
前記フラグレジスタの記録、及び前記リセット信号を受信したか否かに基づいて、前記電圧監視装置の故障を診断する
ことを特徴とする電気機器。 An arithmetic unit comprising a power input terminal, a flag register value input terminal, a diagnostic instruction terminal, and a reset input terminal;
A power supply connected to the power input terminal and supplying a power supply voltage;
A voltage monitoring device connected between the power source and the reset input pin,
A voltage adjusting device connected between the diagnosis instruction terminal and the voltage monitoring device, for adjusting a voltage applied to the voltage monitoring device based on a voltage adjustment instruction from the computing unit;
An influence removing device connected between the power supply and the voltage monitoring device and operating so as not to affect the voltage applied to the computing unit while affecting the voltage applied to the voltage monitoring device. When,
A flag register connected between the power source and the flag register value input terminal, and connected between the power source and the voltage regulator, and records whether or not the voltage regulator is operated;
The voltage monitoring device includes:
Sending a reset signal when the voltage applied by the voltage regulator is outside a predetermined range;
The computing unit is
An electrical device characterized by diagnosing a failure of the voltage monitoring device based on whether or not the flag register record and the reset signal have been received.
診断を開始すると、前記電圧調整装置を動作させて前記電圧監視装置に印加される電圧を前記所定範囲外の電圧値である異常電圧に変更し、前記電圧監視装置が異常電圧を検知して送信した前記リセット信号を受信した場合には前記電圧監視装置は正常動作していると判断し、前記リセット信号を受信しない場合には前記電圧監視装置は異常動作していると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の電気機器。 The computing unit is
When diagnosis is started, the voltage adjustment device is operated to change the voltage applied to the voltage monitoring device to an abnormal voltage that is a voltage value outside the predetermined range, and the voltage monitoring device detects and transmits the abnormal voltage. When the reset signal is received, it is determined that the voltage monitoring device is operating normally, and when the reset signal is not received, it is determined that the voltage monitoring device is operating abnormally. The electric device according to claim 1.
前記フラグレジスタに記録されている前記電圧調整装置の動作状況に基づいて、診断にともない前記リセット信号を受信したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の電気機器。 The computing unit is
The electrical apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the reset signal has been received in connection with a diagnosis based on an operation state of the voltage regulator recorded in the flag register.
前記影響除去装置は、抵抗器であり、
前記フラグレジスタは、フリップフロップである
ことを特徴とする請求項1に記載の電気機器。 The voltage regulator is an open drain buffer;
The influence removing device is a resistor,
The electric device according to claim 1, wherein the flag register is a flip-flop.
ことを特徴とする請求項4に記載の電気機器。 The electrical resistance according to claim 4, wherein a resistance value of the resistor is equal to or greater than a voltage value supplied from the power source, and a maximum current drawn value that can be drawn by the open drain buffer. machine.
ことを特徴とする請求項1に記載の電気機器。 The electric device according to claim 1, wherein the flag register is duplicated.
前記電気機器は、
前記電源電圧を供給する電源と、
前記電源に接続される演算器と、
前記電圧監視装置と、
前記電圧監視装置に印加される電圧を調整する電圧調整装置と、
前記電源と前記電圧監視装置との間に設置される影響除去装置と、
前記電源と前記電圧調整装置との間に設置されるフラグレジスタとを備え、
前記フラグレジスタが、前記電圧調整装置を動作させたか否かを示す情報を記録する第1のステップと、
前記影響除去装置が、前記電圧調整装置の動作時において、前記電圧監視装置に印加される電圧に影響を与える一方で前記演算器に印加される電圧には影響を与えないように動作する第2のステップと、
前記電圧監視装置が、前記電圧調整装置の動作時に印加される電圧が所定範囲外の電圧値に調整されると、異常電圧を検知してリセット信号を前記演算器に送信する第3のステップと、
前記演算器が、前記電圧調整装置の動作時に前記リセット信号を受信したか否かに基づいて、前記電圧監視装置の故障を診断する第4のステップと
を備えることを特徴とする診断方法。 In the diagnostic method of electrical equipment for diagnosing a failure of a voltage monitoring device that monitors the power supply voltage
The electrical equipment is
A power supply for supplying the power supply voltage;
An arithmetic unit connected to the power source;
The voltage monitoring device;
A voltage adjusting device for adjusting a voltage applied to the voltage monitoring device;
An influence removing device installed between the power source and the voltage monitoring device;
A flag register installed between the power supply and the voltage regulator,
A first step of recording information indicating whether the flag register has operated the voltage regulator;
The influence removing device operates so as not to affect the voltage applied to the computing unit while affecting the voltage applied to the voltage monitoring device during the operation of the voltage adjusting device. And the steps
A third step in which the voltage monitoring device detects an abnormal voltage and transmits a reset signal to the computing unit when a voltage applied during operation of the voltage regulator is adjusted to a voltage value outside a predetermined range; ,
A diagnostic method comprising: a fourth step of diagnosing a failure of the voltage monitoring device based on whether the arithmetic unit receives the reset signal during operation of the voltage regulator.
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