JP2006219052A - Fail-safe circuit for safety device, and safety device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のブレーキ装置に駆動信号を出力するための保安装置フェイルセーフ回路及び保安装置に関する。 The present invention relates to a safety device fail-safe circuit and a safety device for outputting a drive signal to a brake device of a vehicle.
一般に、車両で使用されている多重系の保安装置においては、複数の制御装置からの出力を絞り込んで一つの出力としてブレーキ装置を動作させるようにしている。この場合、複数の制御装置の各系の出力の絞込み以降の最終段の出力については故障判別の仕組みがついていない。例えば、新幹線の保安装置として搭載されているATC装置は、三重系もしくは二重系で常用ブレーキNB及び非常ブレーキEB出力を持つ。このようなATC装置についても、各系の出力の絞り込み以降の最終段の出力に故障判別の仕組みがついていない。現状の保安装置では、各系の絞り込み以降の故障が検知できないため、メンテナンスで出力の状態(接点のON、OFF)を周期的に確認する必要がある。 In general, in a multi-system security device used in a vehicle, outputs from a plurality of control devices are narrowed down to operate a brake device as one output. In this case, there is no failure determination mechanism for the final stage output after narrowing down the output of each system of the plurality of control devices. For example, an ATC device installed as a Shinkansen security device is a triple system or a dual system and has a service brake NB and an emergency brake EB output. Even in such an ATC apparatus, a failure determination mechanism is not attached to the final stage output after narrowing down the output of each system. Since the current security device cannot detect failures after narrowing down each system, it is necessary to periodically check the output state (contact ON / OFF) during maintenance.
図4は、従来の保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。制御装置1−1、1−2は車両にブレーキ出力を行うものであり二重化されている。 FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional safety device fail-safe circuit. The control devices 1-1 and 1-2 are used to output brakes to the vehicle and are duplicated.
各々の制御装置1−1、1−2はブレーキを掛けない状態において常時コイルを励磁して接点2−1、2−2を閉じており、ブレーキを掛ける際にはコイルを非励磁として接点を解放する。すなわち、ブレーキ出力時にはコイルを非励磁として接点開放とするものである。 Each of the control devices 1-1 and 1-2 always energizes the coil and closes the contacts 2-1 and 2-2 in a state where the brake is not applied. release. That is, at the time of brake output, the coil is de-energized and the contact is opened.
絞込み回路3は2つの制御装置1−1、1−2の出力を一つに絞り込む回路であり、いずれかの制御装置1−1、1−2から出力があると、その出力を出力継電器4に出力する。出力継電器4は絞込み回路3からの出力で動作し、接点5をONとしてブレーキ装置6に電源を供給する。ブレーキ装置6に電源を供給している状態はブレーキを掛けていない状態であり、ブレーキ出力時には出力継電器4のコイルを非励磁として接点開放とするものである。また、出力状態検出器7はブレーキ装置6への出力状態を検出して制御装置1−1、1−2へフィードバックするようにしている。
The narrowing-down
このような保安装置フェイルセーフ回路では、絞込み回路3は高位優先のため、いずれかの制御装置1−1、1−2が非励磁でブレーキ出力をしていればブレーキ出力を行う。また、各々の制御装置1−1、1−2は出力状態検出器7の検出信号をフィードバックしており、自己の制御装置1がブレーキ出力中に出力状態が検知できなければ、自己の制御装置1が故障と判断し、その制御装置1は自己の出力の切り離しを行い、他の制御装置1に制御を委ねることになる。
In such a safety device fail-safe circuit, the narrowing-down
しかし、このような保安装置フェイルセーフ回路では、最終段の接点5が接点開離不良の場合、出力の切り離しが不可能なため出力は継続するという問題をもっている。接点開離不良の場合、出力状態検出器7の検出信号により、制御装置自身で異常と判断して自身の出力切り離しを図っているが、そうなると、常用ブレーキNBから非常ブレーキEBへと、より高次のブレーキに移行することになり、さらに、最も高次の非常用ブレーキEBの出力時に不良が発生した場合は、最終的には、乗務員の判断により人間系でマニュアル操作を行いブレーキ出力することになる。 However, such a safety device fail-safe circuit has a problem that when the last contact point 5 has a contact opening failure, the output cannot be disconnected and the output continues. In the case of contact opening failure, the control device itself determines that the abnormality is caused by the detection signal of the output state detector 7 and attempts to disconnect its own output. However, when this happens, the service brake NB increases to the emergency brake EB. If a failure occurs during the output of the highest emergency brake EB, the brake will be output by manual operation in the human system at the discretion of the crew. become.
このように、保安装置フェイルセーフ回路の出力においては、絞込み回路3以降の故障判別の仕組みがついていないため、絞込み回路3以降の故障が検知できず、最終段の接点開離不良の場合には、ブレーキ出力の切り離しとなってしまうという問題があった。
As described above, since the failure determination mechanism after the narrowing-down
本発明の目的は、多重系の制御装置からの出力を絞り込む絞込み回路以降の故障に対してブレーキ装置が安全側に動作できる保安装置フェイルセーフ回路及び保安装置を得ることである。 An object of the present invention is to obtain a safety device fail-safe circuit and a safety device in which a brake device can operate on the safe side against a failure after a narrowing-down circuit that narrows down an output from a multiplex system control device.
本発明の保安装置フェイルセーフ回路は、 複数の制御装置からの出力を入力し一つの出力に絞り込む絞込み回路と、前記絞込み回路の出力により動作する出力継電器と、前記出力継電器の動作により動作するa接点及びb接点を有した相補接点とを備え、前記相補接点のa接点はブレーキ装置を駆動する電源に接続され、前記相補接点のb接点はグランドに接続されたことを特徴とする。 The safety device fail-safe circuit according to the present invention includes a narrowing circuit that inputs outputs from a plurality of control devices and narrows down to one output, an output relay that operates according to the output of the narrowing circuit, and a that operates according to the operation of the output relay. A complementary contact having a contact and a b contact, wherein the a contact of the complementary contact is connected to a power source for driving the brake device, and the b contact of the complementary contact is connected to the ground.
本発明によれば、出力継電器のa接点もしくはb接点で開離不良が発生した場合であっても、相補接点側で電源とグランドとの間の経路が構成されるため、ブレーキ装置に対して電流は流れない。このため、開離不良に対して、フェイルセーフな出力保護を行うことができる。 According to the present invention, even when a disconnection failure occurs at the a contact or the b contact of the output relay, the path between the power source and the ground is configured on the complementary contact side. No current flows. For this reason, it is possible to perform fail-safe output protection against the separation failure.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第1の実施の形態は、図4に示した従来例に対し、出力継電器4の接点5に代えて、a接点及びb接点を有した相補接点8を設け、また、出力状態検出器7に代えて、相補接点8のb接点をグランドに接続する接地回路9を設けたものである。図4と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a safety device fail-safe circuit according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a
車両が起動したとすると、制御装置1−1、1−2が車両の速度情報や位置情報を基に演算を開始し車両を走行制御する。車両が目標点に到達するとブレーキ指令を接点2−1、2−1により出力する。制御装置1−1、1−2はともにフェイルセーフな装置であり、それぞれ自己の故障を監視しており、自己の制御装置1が故障であると判断すると、自己のブレーキ出力を切り離すように構成されている。
Assuming that the vehicle is activated, the control devices 1-1 and 1-2 start calculation based on the speed information and position information of the vehicle and control the vehicle to travel. When the vehicle reaches the target point, a brake command is output from the contacts 2-1 and 2-1. The control devices 1-1 and 1-2 are both fail-safe devices, each monitoring their own failure, and configured to disconnect their own brake output when it is determined that their
絞込み回路3は、この制御装置1−1、1−2からの指令を絞り込み、ブレーキ装置6に対して一つの出力を出す。出力継電器4は絞込み回路3の出力をブレーキ装置6へ伝える相補接点8を有する。相補接点8はa接点8a及びb接点8bを有し、相補接点8のa接点8aはブレーキ装置6を駆動する電源に接続され、相補接点8のb接点8bは、抵抗Rを介してグランドに接続する接地回路9に接続されている。
The narrowing
出力継電器4の相補接点8による出力は相補出力となっている。出力継電器4のコイル励磁(動作)のときは、相補接点8のa接点8aが閉、b接点8bが開となり、ブレーキ装置6に対し電源から出力電圧が印加される(ブレーキ緩め時)。一方、出力継電器4のコイル非励磁(不動作)のときは、相補接点8のa接点8aが開、b接点8bが閉となり、ブレーキ装置6は接地回路9によりグランドに接続され、ブレーキ装置6には電源から出力電圧は印加されない(ブレーキ制動時)。
The output from the
いま、a接点8aが接点開離不良となり短絡故障となったとする。出力継電器4が動作しているときは、a接点8aを閉じる動作であるのでa接点8aが接点開離不良となっていても、ブレーキ装置6に対しては正常時の動作と同じ動作となる。すなわち、ブレーキ装置6はブレーキ緩め動作となる。
Now, assume that the contact a 8a has a contact opening failure resulting in a short circuit failure. When the output relay 4 is operating, the a
一方、出力継電器4が不動作となり制動指令のときは、a接点8aを開く動作であるがa接点8aが接点開離不良となっているので、a接点8aを開くことができない。この場合、b接点8bが閉じる動作となるので、電源からa接点8a及びb接点8bを通り接地回路9に至る回路が形成される。従って、電源からブレーキ装置6には電源が供給されないので、ブレーキ装置6の動作は制動動作となる。すなわち、a接点8aが接点開離不良となってもブレーキ装置6は非励磁(ブレーキ不緩解)となり安全側の動作となる。
On the other hand, when the output relay 4 is inoperative and a braking command is issued, the a
次に、b接点8bが接点開離不良となり短絡故障となったとする。出力継電器4が動作しているときは、a接点8aを閉じる動作であるのでa接点8aが閉じる。この場合、b接点8bが接点開離不良となっているので、b接点8bは閉じたままである。従って、電源からa接点8a及びb接点8bを通り接地回路9に至る回路が形成され、電源からブレーキ装置6には電源が供給されないので、ブレーキ装置6の動作は制動動作となる。すなわち、b接点8bが接点開離不良となってもブレーキ装置6は非励磁(ブレーキ不緩解)となり安全側の動作となる。
Next, it is assumed that the
一方、出力継電器4が不動作となり制動指令のときは、a接点8aが開くので、b接点8bが接点開離不良となっていても、電源からブレーキ装置6に出力電圧は印加されない。従って、b接点8bが接点開離不良となってもブレーキ装置6は非励磁(ブレーキ不緩解)となり安全側の動作となる。
On the other hand, when the output relay 4 is inoperative and a braking command is issued, the a
第1の実施の形態によれば、出力継電器4の接点を相補接点8とし、その相補接点8のa接点もしくはb接点で開離不良が発生した場合には、相補接点8側でブレーキ装置6を駆動する電源とグランドとの間の経路が構成されるため、ブレーキ装置6に対して電流は流れない。このため、出力継電器4の相補接点8の開離不良に対して、フェイルセーフな出力保護を行うことができる。
According to the first embodiment, when the contact of the output relay 4 is the
(第2の実施の形態)
図2は本発明の第2の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、相補接点8のb接点8bから接地回路9電流が所定値を超えたときは電源を遮断する接点開離不良検出回路10を追加して設けたものである。グランドの接地回路9に流れる電流は電流検出器11で検出され、電源は接点12で遮断される。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram of the safety device fail-safe circuit according to the second embodiment of the present invention. This second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the contact is disconnected when the current of the ground circuit 9 from the
図2に示すように、電流検出器11は相補接点8のb接点が抵抗Rを介してグランドの接続される接地回路9に流れる電流を検出する。接点開離検出回路10は、電流検出器11で所定値以上の電流が検出されると、接点12を開いて電源を遮断する。
As shown in FIG. 2, the
出力継電器4のa接点8aに開離不良が発生した場合には、出力継電器4のコイル非励磁のときに、相補接点8のa接点8aは閉じたままであるので、電源とグランドとの間の経路ができ接地回路9に過電流が発生する。一方、出力継電器4のb接点8bで開離不良が発生した場合には、出力継電器4のコイル励磁のときに、相補接点8のb接点8bは閉じたままであるので、電源とグランドとの間の経路ができ接地回路9に過電流が発生する。
When a disconnection failure occurs in the a
すなわち、出力継電器4のa接点8aあるいはb接点8bに開離不良が発生している場合には、接地回路9に電流が流れるので、接点開離検出回路10は出力継電器4の相補接点8のb接点とグランドとの間の過電流検出を行い、電源を遮断する。
That is, when a disconnection failure occurs in the a
第2の実施の形態によれば、出力継電器4のa接点8aもしくはb接点8bで開離不良が発生した場合には、コイル励磁のときやコイル非励磁のときに電源とグランドとの間の経路が形成され、ブレーキ装置6に対して電流は流れず、接地回路9に過電流が発生するため、これを検出して出力継電器4の相補接点8への電源を切る。従って、過電流を抑制したフェイルセーフな出力保護を行うことができる。
According to the second embodiment, when a disconnection failure occurs at the a
(第3の実施の形態)
図3は本発明の第3の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第3の実施の形態は、図2に示した第2の実施の形態に対し、接点開離不良検出回路10の接点12に加え、高次ブレーキ装置の出力継電器14を駆動するための接点13を追加して設け、接点開離不良検出回路10が動作したとき、故障となったブレーキ装置6より高次ブレーキ装置を動作させるようにしたものである。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a configuration diagram of a safety device fail-safe circuit according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the contact for driving the
図3に示すように、接点開離検出回路10の動作に応動する高次ブレーキ装置の出力継電器14を追設することにより、より高次なブレーキ装置(常用ブレーキ装置に対して非常ブレーキ装置、非常ブレーキ装置に対して緊急ブレーキ装置等)の出力に連動させる。これにより、出力の対象となっているブレーキ装置6の出力を停止させると同時に、より高次のブレーキ装置を連動させて、車両の停止までの距離や時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 3, by adding an
また、接点13に加え、接点開離不良検出回路10が動作したとき、外部に故障の発生を知らせる外部監視装置を動作させる接点を設けるようにしてもよい。すなわち、接点開離検出回路10の故障検知出力の接点を追設することにより、モニタ装置等の外部監視装置に対して、出力することにより、乗務員に対して故障の発生を知らせる。また、故障の発生を記録させることが可能となる。
Further, in addition to the
出力継電器4の出力で相補接点8のa接点8aやb接点8bの開離不良の場合には、接点開離検出回路10の過電流検知により、フェイルアウト故障を起こした部位の特定を行うことができる。例えば、a接点8aが開放故障であることの特定は、ブレーキ装置6が正常のままでブレーキ不緩解が継続したときで判断できる。また、a接点8aの短絡故障の特定は、出力継電器4の出力状態と、接点開離検出回路10の検出状態で検知できる。この場合、制動時には制動(非励磁出力)となる。
When the output of the output relay 4 is incomplete opening of the a
b接点8bの開放故障の特定は、出力端に試験端子を設け、点検時に加圧することにより確認が可能である。なお、b接点8bの開放が単独故障の場合、出力には影響がない。b接点8bの短絡故障の特定は、接点開離検出回路10で過電流を検知した際のブレーキ不緩解が継続することで検知できる。
Identification of the open failure of the b-
第3の実施の形態によれば、第2の実施の形態の効果に加え、相補接点8の電流検知を行うことにより、出力回路の過電流保護、他機器への働き(高次制動、モニタ表示)が可能となる。また、相補接点8と出力信号の検知回路とを組み合わせてフェイルセーフで故障部位の特定が可能となる。
According to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, by detecting the current of the
1…制御装置、2…接点、3…絞込み回路、4…出力継電器、5…接点、6…ブレーキ装置、7…出力状態検出器、8…相補接点、9…接地回路、10…接点開離不良検出回路、11…電流検出器、12…接点、13…接点、14…出力継電器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A security device comprising the security device fail-safe circuit according to any one of claims 1 to 4.
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JP2005035735A JP2006219052A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Fail-safe circuit for safety device, and safety device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011530204A (en) * | 2008-08-01 | 2011-12-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Safety circuit for outputting switching signals |
CN112277652A (en) * | 2020-11-03 | 2021-01-29 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | Emergency braking circuit and method and railway vehicle |
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2005
- 2005-02-14 JP JP2005035735A patent/JP2006219052A/en active Pending
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