KR101950604B1 - 단선 검출 장치 - Google Patents

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다케시 오카모토
다케시 나카오
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나부테스코 가부시키가이샤
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Abstract

전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 신속히 오류 없이 검출한다.
단선 검출 장치(1)는 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부를 전환 제어하는 제1 스위칭 소자(2)와, 제1 스위칭 소자가 온일 때, 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 제1 단선 검출 회로(3)와, 제1 스위칭 소자가 오프일 때, 배선의 단선을 검출하는 제2 단선 검출 회로(4)를 구비한다.

Description

단선 검출 장치{DISCONNECTION DETECTION APPARATUS}
본 발명은 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 단선 검출 장치에 관한 것이다.
전자기 밸브는, 엔진에 공급하는 오일의 유량이나 선박의 조타를 전환 제어하는 목적 등에 폭넓게 사용되고 있다. 전자기 밸브는, 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부로, 개폐가 전환 제어된다. 선박용 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부를 제어하는 회로는, 노이즈를 피하는 목적이나 전자기 밸브의 설치 장소를 확보할 필요성 등으로부터, 전자기 밸브로부터 멀리 떨어진 장소에 배치되는 경우가 있다. 이 경우, 전자기 밸브의 솔레노이드 코일과, 솔레노이드 코일을 제어하는 회로를 전기적으로 접속하기 위한 배선을 선박 내에서 돌려 배치해야만 한다.
배선의 전체 길이가 길어질수록 단선의 가능성이 높아진다. 선박과 같은 대형의 탈것에서는, 배선이 단선되어도 용이하게 알아차리지 못하는 경우가 많고, 제어 대상이 정상적으로 작동하지 않음으로써, 비로소 단선이 발생한 것을 파악하게 되어, 선박의 항행에 지장이 생길지 모른다.
솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부를 제어하는 회로 내의 전류는, 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하고 있는 기간 내에는 다양한 요인으로 변동된다. 따라서, 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하고 있는 기간 내에, 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 것은 용이하지 않다. 그래서, 솔레노이드 코일 등의 부하에 전류를 흐르게 하지 않는 기간 내에 배선의 단선 검출을 행하는 수법이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본특허공보 5233760호
특허문헌 1에는, 솔레노이드 코일 등의 부하에 전류를 흐르게 하지 않았을 때 단선 검출을 행하는 수법이 개시되어 있지만, 솔레노이드 코일 등의 부하에 한창 전류를 흐르게 하고 있는 동안에 단선 검출을 행하는 것은 개시되어 있지 않다. 단선은 어떤 타이밍에 일어나는지 사전에는 파악할 수 없기 때문에, 솔레노이드 코일 등의 부하에 전류를 흐르게 하고 있는지 여부에 관계없이, 신속히 단선을 검출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
전자기 밸브의 솔레노이드 코일은 유도 부하이기 때문에, 솔레노이드 코일에 흐르는 전류는 흐르게 하기 시작하고 나서부터 일정한 경사로 정상 전류까지 서서히 증대된다. 따라서, 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하기 시작하고 나서부터 소정 기간 내에는, 솔레노이드 코일에 흐르는 전류는, 정상 전류보다도 적은 상태이며, 이 기간 내에 잘못하여 단선이라고 판단해 버릴 우려도 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 신속히 오류 없이 검출할 수 있도록 한 단선 검출 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태에서는, 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부를 전환 제어하는 제1 스위칭 소자와,
상기 제1 스위칭 소자가 온일 때, 상기 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 제1 단선 검출 회로와,
상기 제1 스위칭 소자가 오프일 때, 상기 배선의 단선을 검출하는 제2 단선 검출 회로와,
상기 제1 단선 검출 회로 및 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 상기 배선의 단선이 검출되었을 때, 상기 단선이 검출된 것을 나타내는 제2 신호를 생성하는 단선 검출 합성부를 구비하며,
상기 제1 단순 검출 회로 및 상기 제2 단순 검출 회로는 각각 단선 검출 시에 하이 전위가 되는 제1 단선 검출 신호 및 제2 단선 검출 신호를 출력하고,
상기 단선 검출 합성부는 상기 제1 단선 검출 신호와 상기 제2 단선 검출 신호의 논리합에 대응하는 상기 제2 신호를 생성하는, 단선 검출 장치가 제공된다.
상기 제1 단선 검출 회로와 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 소정 시간에 걸쳐 계속해서 단선이 검출된 경우에, 상기 배선이 단선된 것을 통지하는 제1 신호를 출력하는 단선 신호 생성부를 구비해도 된다.
상기 단선 신호 생성부는, 상기 전자기 밸브의 개폐 상태가 전환되고 나서 상기 소정 시간은, 상기 제1 신호의 출력을 금지해도 된다.
삭제
상기 단선 신호 생성부는, 상기 제2 신호가 상기 소정 시간에 걸쳐 계속해서 검출된 경우에, 상기 제1 신호를 출력해도 된다.
상기 단선 신호 생성부는, 저항과, 커패시터를 갖고,
상기 소정 시간은, 상기 저항과 상기 커패시터의 시상수에 따른 시간이어도 된다.
상기 단선 신호 생성부는, 상기 제1 단선 검출 회로와 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되면, 카운트 동작을 개시하고, 단선이 계속해서 검출되고 있는 동안 카운트 업하는 카운터를 갖고,
상기 소정 시간은, 상기 카운터의 카운트값이 소정값이 되는 시간이어도 된다.
상기 제1 단선 검출 회로는,
상기 제1 스위칭 소자가 온일 때 상기 솔레노이드 코일을 흐르는 전류를 검출하는 제1 전류 검출부와,
상기 제1 전류 검출부에서 검출된 전류가 소정의 역치 이하인지 여부를 판정하고, 상기 역치 이하일 때 단선되었다고 판단하는 전류 판정부를 가져도 된다.
상기 제2 단선 검출 회로는,
상기 제1 스위칭 소자가 오프일 때, 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속된 경로를 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류 검출부와,
상기 제2 전류 검출부에서 검출된 전류에 의해 온 또는 오프되는 제2 스위칭 소자를 구비해도 된다.
상기 제2 전류 검출부로서 동작하고, 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속된 경로에 전류가 흐르면 발광하는 발광 소자와,
상기 제2 스위칭 소자로서 동작하고, 상기 발광 소자가 발광하면 온되는 수광 소자를 서로 전기적으로 절연시켜서 근접 배치한 포토 커플러를 구비해도 된다.
복수의 전자기 밸브에 연결되는 복수의 배선의 단선을 각각 검출하는 복수의 단선 검출기와,
상기 복수의 단선 검출기 중 적어도 1개에서 단선이 검출되면, 상기 복수의 배선 중 적어도 1개에서 단선이 발생한 것을 통지하는 제3 신호를 생성하는 배선군 단선 검출부를 구비하고,
상기 복수의 단선 검출기 각각은, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제1 단선 검출 회로 및 상기 제2 단선 검출 회로를 가져도 된다.
상기 전자기 밸브는, 선박 설비의 전환에 사용되는 것이어도 된다.
본 발명에 따르면, 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 신속히 오류 없이 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 단선 검출 장치의 회로도이다.
도 2a는 단선 신호 생성부의 구체적인 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2b는 단선 신호 생성부의 구체적인 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2c는 단선 신호 생성부의 구체적인 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2d는 단선 신호 생성부의 구체적인 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3a는 도 1의 단선 검출 장치의 타이밍도이다.
도 3b는 하나의 비교예에 의한 단선 검출 장치의 타이밍도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 의한 단선 검출 장치의 회로도이다.
도 5는 도 4의 단선 검출 장치의 타이밍도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 이하에서는, 주로, 선박에 탑재되는 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 단선 검출 장치에 대하여 설명한다. 단, 본 실시 형태에 의한 단선 검출 장치는, 선박 이외의 다양한 장치에 탑재되는 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 목적에도 적용 가능하다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 단선 검출 장치(1)의 회로도이다. 도 1의 단선 검출 장치(1)는 드라이브 트랜지스터(제1 스위칭 소자)(2)와, 제1 단선 검출 회로(3)와, 제2 단선 검출 회로(4)를 구비하고 있다.
드라이브 트랜지스터(2)는 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 전류를 흐르게 하는지 여부를 전환 제어한다. 도 1의 드라이브 트랜지스터(2)는 NPN 바이폴라 트랜지스터의 예를 나타내고 있지만, PNP 바이폴라 트랜지스터나 FET(Field Effect Transistor)로 구성해도 된다. 도 1의 드라이브 트랜지스터(2)는 베이스 전압이 하이일 때 온되고, 솔레노이드 코일 L에 전류를 흐르게 한다. 솔레노이드 코일 L에 전류를 흐르게 하는지 여부로 전자기 밸브의 개폐를 전환 제어한다.
제1 단선 검출 회로(3)는 드라이브 트랜지스터(2)가 온일 때, 즉 솔레노이드 코일 L에 전류가 흐르고 있을 때, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선을 검출한다. 선박에 탑재되는 전자기 밸브는, 도 1의 단선 검출 장치로부터 멀리 떨어진 장소에 설치되는 경우가 있고, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선이 길어져서, 단선되기 쉬워진다. 이로 인해, 제1 단선 검출 회로(3)는 솔레노이드 코일 L에 전류가 흐르고 있는 상태에서 단선을 검출한다.
제1 단선 검출 회로(3)는 전류 센서(5)와, 전류 판정부(6)를 갖는다. 전류 센서(5)는 솔레노이드 코일 L에 직렬 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 전원 전압 노드 Vcc와 접지 노드의 사이에, 솔레노이드 코일 L과, 전류 센서(5)와, 드라이브 트랜지스터(2)가 직렬 접속되어 있다. 솔레노이드 코일 L을 흐르는 전류는, 전류 센서(5)를 흐른 후, 드라이브 트랜지스터(2)의 콜렉터-이미터 간을 흐르고, 접지 노드에 유도된다. 전류 센서(5)는 솔레노이드 코일 L을 흐르는 전류를 전기적으로 절연하여 검출한다. 이에 의해, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 노이즈가 전류 센서(5)의 후단측 회로에 전달되지 않게 된다.
전류 판정부(6)는 전류 센서(5)를 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류가 역치 이하인지 여부를 판정한다. 그리고, 전류 판정부(6)는 검출된 전류가 역치 이하이면, 단선을 검출한 것을 나타내는 제1 단선 검출 신호 V1을 출력한다. 제1 단선 검출 신호 V1은, 예를 들어 단선을 검출했을 때, 하이 전위가 되는 신호이다.
제2 단선 검출 회로(4)는 드라이브 트랜지스터(2)가 오프일 때, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선을 검출한다. 제2 단선 검출 회로(4)는 저항 R1, R2와, 포토커플러(7)를 갖는다. 보다 상세하게는, 저항 R1과 포토커플러(7) 내의 발광 소자(7a)가 직렬 접속된 직렬 회로가, 드라이브 트랜지스터(2)의 콜렉터-이미터 간에 병렬 접속되어 있다. 또한, 전원 전압 노드 Vcc2와 접지 노드의 사이에, 저항 R2와 포토커플러(7) 내의 수광 소자(7b)가 직렬 접속되어 있다. 수광 소자(7b)는 제2 스위칭 소자이며, 저항 R1과 포토커플러(7) 내의 발광 소자(7a)에 전류가 흐르면, 온된다. 발광 소자(7a)와 수광 소자(7b)는 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 포토커플러(7)를 사용함으로써 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 노이즈 등의 영향이 포토커플러(7)의 후단측 회로에 전달되지 않게 된다.
드라이브 트랜지스터(2)가 오프일 때에는, 드라이브 트랜지스터(2)의 콜렉터-이미터 간에는 전류는 흐르지 않지만, 배선이 단선되어 있지 않은 한은, 저항 R1과 포토커플러(7) 내의 발광 소자(7a)에는 약간의 전류가 흐른다. 이 전류에 의해, 포토커플러(7) 내의 수광 소자(7b)가 온되고, 그에 따라 수광 소자(7b)도 온되며, 제2 단선 검출 회로(4)의 출력인 저항 R2와 포토커플러(7)의 접속 경로는 로우 전위가 된다. 한편, 배선이 단선되면, 저항 R1과 포토커플러(7) 내의 발광 소자(7a)에 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서, 포토커플러(7) 내의 수광 소자(7b)는 오프가 되고, 제2 단선 검출 회로(4)의 출력은 하이 전위가 된다. 이와 같이, 제2 단선 검출 회로(4)는 단선을 검출했을 때, 하이 전위가 되는 제2 단선 검출 신호 V2를 출력한다.
이와 같이, 도 1의 단선 검출 장치(1)는 드라이브 트랜지스터(2)가 온일 때의 단선 검출을 제1 단선 검출 회로(3)에서 행하고, 드라이브 트랜지스터(2)가 오프일 때의 단선 검출을 제2 단선 검출 회로(4)에서 행한다.
이밖에, 도 1의 단선 검출 장치(1)는 필수적인 구성부는 아니지만, 단선 검출 합성부(8)와, 단선 신호 생성부(9)를 갖고 있어도 된다. 단선 검출 합성부(8)는 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 배선의 단선이 검출되었을 때, 단선이 검출된 것을 나타내는 제2 신호 V3을 생성한다. 보다상세하게는, 단선 검출 합성부(8)는 제1 단선 검출 회로(3)가 단선 검출 시에 하이 전위를 출력하는 제1 단선 검출 신호 V1과, 제2 단선 검출 회로(4)가 단선 검출 시에 하이 전위를 출력하는 제2 단선 검출 신호 V2의 논리합인 제2 신호 V3을 생성하여 출력한다. 제2 신호 V3은, 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되었을 때, 하이가 되는 신호이다.
단선 신호 생성부(9)는 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 소정 시간에 걸쳐 계속해서 단선이 검출된 경우에, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선이 단선된 것을 통지하는 제1 신호 Vout를 출력한다. 이 제1 신호 Vout는, 도 1의 단선 검출 장치(1)의 최종적인 출력 신호이다. 제1 신호 Vout가 예를 들어 하이 전위일 때, 배선이 단선된 것이 통지된다. 제1 신호 Vout는, 예를 들어 도시하지 않은 경고 회로에 의해 수신되어, 임의의 경고 처리를 행해도 된다.
단선 신호 생성부(9)를 마련하는 이유는, 특히 선박은, 전자 방사를 행하는 다양한 기기가 탑재되어 있으며, 또한, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 전체 길이가 길기 때문에, 배선에 노이즈가 들기 쉽고, 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4)가 일시적으로 잘못하여 단선 검출을 행할 우려가 있기 때문이다. 단선 신호 생성부(9)는 소정 시간 계속해서 단선이 검출되지 않는 한은, 제1 신호 Vout를 출력하지 않기 때문에, 배선에 중첩된 노이즈 등에 의해 일시적으로 잘못하여 단선이 검출되어도, 그 영향을 받을 일은 없다. 또한, 전자기 밸브의 개폐 방향을 전환한 직후에는, 솔레노이드 코일 L에 흐르는 전류가 정상 전류보다도 낮아지는 경우가 있지만, 단선 신호 생성부(9)를 마련함으로써, 전자기 밸브의 개폐 방향을 전환하고 나서 소정 시간은 단선 검출을 행하지 않게 되므로, 전자기 밸브의 개폐 방향을 전환한 직후에 잘못하여 단선 검출을 하는 문제가 일어나지 않게 된다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는 단선 신호 생성부(9)의 구체적인 구성예를 도시하는 도면이다. 도 2a의 단선 신호 생성부(9)는 저항 R3, R4와, 커패시터 C와, 스위치(11)와, 콤퍼레이터(12)와, 기준 전압 발생 회로(13)를 갖는다. 전원 전압 노드 Vcc와 접지 노드의 사이에, 저항 R4와 커패시터 C가 직렬 접속되어 있다. 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자에는, 저항 R4와 커패시터 C의 접속 노드가 접속되어 있고, 이 접속 노드와 접지 단자의 사이에는, 저항 R3과 스위치(11)가 직렬 접속되어 있다. 콤퍼레이터(12)의 제2 입력 단자에는, 기준 전압 발생 회로(13)에서 생성된 기준 전압이 입력되어 있다.
스위치(11)는 단선 검출 합성부(8)로부터 출력된 제2 신호 V3의 논리에 의해 온 또는 오프로 전환된다. 보다 구체적으로는, 단선 검출 합성부(8)에서 단선이 검출되었을 때, 스위치(11)는 오프되고, 단선이 검출되지 않았을 때, 스위치(11)는 온이다.
제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4)의 양쪽 모두, 단선을 검출하지 않은 상태에서는, 스위치(11)가 온이며, 커패시터 C에 충전된 전하는 저항 R3을 통해 방전된다. 따라서, 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자의 전압은 제2 입력 단자의 기준 전압보다도 낮아지고, 콤퍼레이터(12)는 예를 들어 로우 전위를 출력한다.
제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선을 검출하면, 스위치(11)가 오프되고, 커패시터 C에는 저항 R4를 통해 전하가 축적된다. 커패시터 C에 전하가 축적되는 데 요하는 시간은, 커패시터 C의 용량과 저항 R4의 저항값의 승산인 시상수에 의존한다. 스위치(11)가 계속해서 오프이면, 서서히 커패시터 C의 축적 전하가 많아지고, 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자의 전압도 높아진다. 단선이 소정 시간 계속해서 검출되면, 제1 입력 단자의 전압이 제2 입력 단자의 기준 전압을 초과하고, 콤퍼레이터(12)의 출력(제1 신호 Vout)이 예를 들어 하이 전위로 변화된다.
도 2b의 단선 신호 생성부(9)는 도 2a의 회로를 일부 변경한 것이다. 도 2b의 단선 신호 생성부(9)는 전원 전압 노드 Vcc와 접지 노드의 사이에, 저항 R4, 스위치(11) 및 커패시터 C를 직렬 접속하고 있다. 커패시터 C에는, 저항 R3이 병렬 접속되어 있다. 스위치(11), 커패시터 C 및 저항 R3의 접속 노드가 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자에 접속되어 있다.
스위치(11)는 단선 검출 합성부(8)에서 단선이 검출되었을 때 온되고, 단선이 검출되지 않을 때 오프된다. 이와 같이, 도 2b의 스위치(11)는 도 2a의 스위치(11)와는 반대의 타이밍에 온 또는 오프된다.
제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4)의 어느 것에서도 단선이 검출되지 않았을 경우, 스위치(11)는 오프되고, 커패시터 C에 축적된 전하는 저항 R3을 통해 방전된다. 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되면, 스위치(11)는 온되고, 커패시터 C는 저항 R4를 통해 충전된다. 단선이 계속하여 소정 시간 검출되면, 커패시터 C의 양단 전압이 높아지고, 콤퍼레이터(12)의 출력인 제1 신호 Vout가 하이 전위가 된다.
도 2c의 단선 신호 생성부(9)는 도 2a와 도 2b의 커패시터 C 대신에 카운터(14)를 마련하고 있다. 전원 전압 노드 Vcc와 접지 노드의 사이에는, 저항 R4, R3 및 스위치(11)가 직렬 접속되어 있다. 저항 R3과 R4의 접속 노드는, 카운터(14)의 인에이블 단자에 접속되어 있다. 카운터(14)는 인에이블 단자가 하이 전위일 때 소정의 클럭 주기로 카운트 업 동작을 행한다. 스위치(11)는 도 2a의 스위치(11)와 마찬가지로, 단선 검출 합성부(8)가 단선을 검출하지 않았을 때 온되고, 단선을 검출했을 때 오프된다. 스위치(11)가 오프일 동안에는 인에이블 단자는 로우 전위이며, 카운터(14)는 카운트 업 동작을 행하지 않는다. 스위치(11)가 오프되면, 인에이블 단자는 하이 전위가 되고, 카운터(14)는 카운트 업 동작을 행한다.
제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되면, 단선이 계속되고 있는 동안, 카운터(14)는 카운트 업 동작을 행한다. 카운터(14)의 출력값은, 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자에 입력된다. 콤퍼레이터(12)의 제2 입력 단자에는, 도 2a나 도 2b와 마찬가지로, 기준 전압이 입력된다. 카운터(14)의 출력값이 기준 전압 이상이 되면, 콤퍼레이터(12)의 출력인 제1 신호 Vout는 하이 전위가 된다. 단선이 소정 시간 계속되면, 카운터(14)의 출력인 제1 신호 Vout는 하이 전위로 변화한다.
도 2d는 단선 신호 생성부(9)의 처리 동작을 소프트웨어에서 행하는 경우의 흐름도이다. 도 2d의 흐름도는, 예를 들어 컴퓨터에 의해 실행 가능하다. 컴퓨터는, 도 2d의 처리를 짧은 간격으로 반복해서 행한다.
먼저, 단선 검출 합성부(8)에서 단선이 검출되었는지 여부를 판정한다(스텝 S1). 단선이 검출되지 않은 경우에는, 카운트값을 제로로 초기화해서(스텝 S2), 제1 신호 Vout를 로우 전위에 설정하고(스텝 S3), 처리를 종료한다.
스텝 S1에서 단선이 검출되었다고 판정되면, 카운트값이 역치 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S4). 카운트값이 역치 미만이면 카운트값을 카운트 업하고(스텝 S5), 제1 신호 Vout를 로우 전위로 설정해서(스텝 S6), 처리를 종료한다.
스텝 S4에서 카운트값이 역치 이상이라 판정되면, 제1 신호 Vout를 하이 전위로 설정해서(스텝 S7), 처리를 종료한다.
도 3a는 도 1의 단선 검출 장치(1)의 타이밍도, 도 3b는 하나의 비교예에 의한 단선 검출 장치(1)의 타이밍도이다. 하나의 비교예에 의한 단선 검출 장치(1)는 도 1의 단선 검출 장치(1)로부터 단선 신호 생성부(9)를 생략한 장치이다.
도 3a와 도 3b에는, 드라이브 트랜지스터(2)의 게이트 전압 Vg, 드라이브 트랜지스터(2)의 콜렉터-이미터 전압 Vce, 포토커플러(7) 내의 발광 소자(7a)를 흐르는 전류 Iin, 포토커플러(7) 내의 수광 소자(7b)의 출력 전류 Iout, 솔레노이드 코일 L을 흐르는 전류 Icoil, 전류 센서(5)로 검출한 전류 Isensor, 최종 출력 신호 Vout의 각 파형이 나타나 있다. 또한, 도 3a에는, 단선 신호 생성부(9) 내의 콤퍼레이터(12)의 제1 입력 단자의 전압 파형 Vo도 나타나 있다.
도 3b의 단선 검출 장치(1)는 단선 신호 생성부(9)를 갖지 않기 때문에, 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되면, 그것이 그대로 최종 출력 신호에 반영된다. 전자기 밸브의 개폐가 전환된 직후(시각 t1)에는 솔레노이드 코일 L에 흐르는 전류가 정상 전류보다도 낮아지기 때문에, 또한 노이즈의 영향 등에 의해, 일시적으로 잘못하여 단선 검출이 되고, 이것이 그대로 최종 출력 신호 Vout으로서 출력된다. 따라서, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 전자기 밸브의 개폐가 전환된 직후에, 잘못된 단선 검출이 된다. 한편, 본 실시 형태에 의한 단선 검출 장치(1) 내의 단선 신호 생성부(9)는 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되어도, 단선이 소정 시간 계속되지 않는 한, 최종 출력 신호인 제1 신호 Vout에는 반영되지 않는다. 따라서, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 전자기 밸브의 개폐가 전환되고 나서 소정 시간 내에는 단선 검출을 행하지 않게 되어, 단선의 오검출을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제1 실시 형태에서는, 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 전류가 흐르는 경우에도 흐르지 않는 경우에도, 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선 검출을 행하기 때문에, 단선이 발생한 것을 신속히 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 솔레노이드 코일 L에 전류를 흐르게 하는지 여부를 제어하는 드라이브 트랜지스터(2)가 온일 때 단선 검출을 행하는 제1 단선 검출 회로(3)와, 드라이브 트랜지스터(2)가 오프일 때 단선 검출을 행하는 제2 단선 검출 회로(4) 중 적어도 한쪽에서 단선이 소정 시간 계속해서 검출되지 않는 한, 단선이 발생한 것을 통지하는 제1 신호 Vout를 출력하지 않도록 하기 때문에, 전자기 밸브의 개폐 전환 직후와 같이, 솔레노이드 코일 L에 흐르는 전류가 정상 전류보다도 낮아지거나, 노이즈 등에 의해 일시적으로 잘못하여 단선이 검출되어도, 제1 신호 Vout가 출력될 우려는 없어, 오검출을 방지한 단선 검출을 행할 수 있다.
(제2 실시 형태)
선박 등에는, 복수의 전자기 밸브가 탑재되고, 각 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 수도 증가하여, 단선 검출이 번잡해질 우려가 있다. 이하에 설명하는 제2 실시 형태는, 복수의 배선의 단선 검출을 효율적으로 행하는 것이다.
도 4는 제2 실시 형태에 의한 단선 검출 장치(1)의 회로도이다. 도 4는 2개의 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선 검출을 행하는 예를 나타내고 있지만, 전자기 밸브의 수는 3개 이상이어도 되고, 도 4의 회로는, 임의의 수의 배선의 단선 검출에 적용 가능하다.
도 4의 단선 검출 장치(1)는 제1 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선 검출을 행하는 제1 배선 단선 검출부(21)와, 제2 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 연결되는 배선의 단선 검출을 행하는 제2 배선 단선 검출부(22)와, 배선군 단선 검출부(23)를 구비하고 있다.
제1 배선 단선 검출부(21)와 제2 배선 단선 검출부(22)는 각각, 도 1의 단선 검출 장치(1)와 같은 회로 구성이며, 드라이브 트랜지스터(2)와, 제1 단선 검출 회로(3)와, 제2 단선 검출 회로(4)와, 단선 검출 합성부(8)와, 단선 신호 생성부(9)를 갖는다.
배선군 단선 검출부(23)는 제1 단선 검출 회로(3)의 출력 신호 V4와, 제2 단선 검출 회로(4)의 출력 신호 V5의 논리합 신호(제3 신호) Vout를 생성하여 출력한다. 이 제3 신호 Vout가 최종적인 단선을 통지하는 신호가 된다.
제3 신호 Vout는, 복수의 전자기 밸브의 솔레노이드 코일 L에 연결되는 복수의 배선 중 적어도 하나에서 단선이 검출되면, 단선이 발생한 것을 통지한다. 제1 단선 검출 회로(3)와 제2 단선 검출 회로(4) 각각은, 단선 신호 생성부(9)를 갖기 때문에, 단선이 소정 시간 계속해서 검출된 경우에 한하여, 단선이라고 판단하기 때문에, 제3 신호도, 단선이 소정 시간 계속해서 검출된 경우만 단선을 통지한다.
도 5는 도 4의 단선 검출 장치(1)의 타이밍도이다. 도 5에는, 제1 배선 단선 검출부(21)와 제2 배선 단선 검출부(22) 각각에 대해서, 도 3a와 마찬가지의 각 신호의 파형이 나타나 있다. 시각 t1 내지 t2는, 제1 배선 단선 검출부(21)에 대응하는 솔레노이드 코일 L에 전류가 흘렀을 경우의 타이밍을 나타내고 있다. 시각 t3 내지 t6은 제2 배선 단선 검출부(22)에 대응하는 솔레노이드 코일 L에 전류가 흘렀을 경우의 타이밍을 나타내고 있다. 시각 t3 내지 t6은 제2 배선 단선 검출부(22)의 드라이브 트랜지스터(2)가 온인 기간이다. 시각 t4일 때, 배선의 단선이 발생한 것을 나타내고 있다. 단선이 발생하면, 솔레노이드 코일 L에 전류가 흐르지 않게 되고, 전류 센서(5)에서도 전류가 검출되지 않게 된다. 단, 단선이 소정 시간 계속된 후의 시각 t5가 되고, 제2 배선 단선 검출부(22)의 제1 신호 V5는 하이가 되며, 단선이 통지된다. 제3 신호 Vout는, 제1 신호 V5가 하이가 되면, 바로 하이가 된다.
한편, 시각 t3 이후에는, 제1 배선 단선 검출부(21)에 대응하는 솔레노이드 코일 L에는 전류가 흐르고 있지 않지만, 시각 t8에 단선이 검출된 것을 나타내고 있다. 이 단선 검출로부터 소정 시간이 경과한 시각 t9에, 제1 배선 단선 검출부(21)의 제1 신호 Vout는 하이가 되고, 그에 따라 제3 신호도 하이가 되고, 단선이 통지된다.
이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 배선군 단선 검출부(23)를 마련함으로써, 복수의 전자기 밸브의 각 솔레노이드 코일 L에 연결되는 복수의 배선의 단선 검출을 총괄적으로 행할 수 있고, 복수의 배선 중 어느 것에서 단선이 발생해도, 신속하면서도 정확하게 단선을 검출할 수 있다.
본 발명의 형태는, 상술한 개개의 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 상도할 수 있는 다양한 변형도 포함하는 것이고, 본 발명의 효과도 상술한 내용에 한정되지 않는다. 즉, 특허 청구 범위에 규정된 내용 및 그 균등물로부터 도출되는 본 발명의 개념적인 사상과 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
1: 단선 검출 장치
2: 드라이브 트랜지스터
3: 제1 단선 검출 회로
4: 제2 단선 검출 회로
5: 전류 센서
6: 전류 판정부
7: 포토커플러
7a: 발광 소자
7b: 수광 소자
8: 단선 검출 합성부
9: 단선 신호 생성부
11: 스위치
12: 콤퍼레이터
13: 기준 전압 발생 회로
14: 카운터
21: 제1 배선 단선 검출부
22: 제2 배선 단선 검출부
23: 배선군 단선 검출부

Claims (11)

  1. 전자기 밸브의 솔레노이드 코일에 전류를 흐르게 하는지 여부를 전환 제어하는 제1 스위칭 소자와,
    상기 제1 스위칭 소자가 온일 때, 상기 솔레노이드 코일에 연결되는 배선의 단선을 검출하는 제1 단선 검출 회로와,
    상기 제1 스위칭 소자가 오프일 때, 상기 배선의 단선을 검출하는 제2 단선 검출 회로와,
    상기 제1 단선 검출 회로 및 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 상기 배선의 단선이 검출되었을 때, 상기 단선이 검출된 것을 나타내는 제2 신호를 생성하는 단선 검출 합성부를 구비하며,
    상기 제1 단선 검출 회로 및 상기 제2 단선 검출 회로는 각각 단선 검출 시에 하이 전위가 되는 제1 단선 검출 신호 및 제2 단선 검출 신호를 출력하고,
    상기 단선 검출 합성부는 상기 제1 단선 검출 신호와 상기 제2 단선 검출 신호의 논리합에 대응하는 상기 제2 신호를 생성하는, 단선 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단선 검출 회로와 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 소정 시간에 걸쳐 계속해서 단선이 검출된 경우에, 상기 배선이 단선된 것을 통지하는 제1 신호를 출력하는 단선 신호 생성부를 구비하는, 단선 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단선 신호 생성부는, 상기 전자기 밸브의 개폐 상태가 전환되고 나서 상기 소정 시간은, 상기 제1 신호의 출력을 금지하는, 단선 검출 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단선 신호 생성부는, 상기 제2 신호가 상기 소정 시간에 걸쳐 계속해서 검출된 경우에, 상기 제1 신호를 출력하는, 단선 검출 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단선 신호 생성부는, 저항과, 커패시터를 갖고,
    상기 소정 시간은, 상기 저항과 상기 커패시터의 시상수에 따른 시간인, 단선 검출 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단선 신호 생성부는, 상기 제1 단선 검출 회로와 상기 제2 단선 검출 회로 중 적어도 한쪽에서 단선이 검출되면, 카운트 동작을 개시하고, 단선이 계속해서 검출되고 있는 동안 카운트 업하는 카운터를 갖고,
    상기 소정 시간은, 상기 카운터의 카운트값이 소정값이 되는 시간인, 단선 검출 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단선 검출 회로는,
    상기 제1 스위칭 소자가 온일 때 상기 솔레노이드 코일을 흐르는 전류를 검출하는 제1 전류 검출부와,
    상기 제1 전류 검출부에서 검출된 전류가 소정의 역치 이하인지 여부를 판정하고, 상기 역치 이하일 때 단선되었다고 판단하는 전류 판정부를 갖는, 단선 검출 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단선 검출 회로는,
    상기 제1 스위칭 소자가 오프일 때, 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속된 경로를 흐르는 전류를 검출하는 제2 전류 검출부와,
    상기 제2 전류 검출부에서 검출된 전류에 의해 온 또는 오프되는 제2 스위칭 소자를 구비하는, 단선 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 전류 검출부로서 동작하고, 상기 제1 스위칭 소자에 병렬 접속된 경로에 전류가 흐르면 발광하는 발광 소자와,
    상기 제2 스위칭 소자로서 동작하고, 상기 발광 소자가 발광하면 온되는 수광 소자를 서로 전기적으로 절연시켜서 근접 배치한 포토 커플러를 구비하는, 단선 검출 장치.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 전자기 밸브에 연결되는 복수의 배선의 단선을 각각 검출하는 복수의 단선 검출기와,
    상기 복수의 단선 검출기 중 적어도 1개에서 단선이 검출되면, 상기 복수의 배선 중 적어도 1개에서 단선이 발생한 것을 통지하는 제3 신호를 생성하는 배선군 단선 검출부를 구비하고,
    상기 복수의 단선 검출기 각각은, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제1 단선 검출 회로 및 상기 제2 단선 검출 회로를 갖는, 단선 검출 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기 밸브는, 선박 설비의 전환에 사용되는 것인, 단선 검출 장치.
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