JP2019152590A - Switch disconnection detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチ特には無電圧スイッチの断線検出装置に関し、さらに詳しく言えば、構成が簡素でありながら信頼性の高いスイッチの断線検出装置に関するものである。 The present invention relates to a disconnection detecting device for a switch, particularly a non-voltage switch, and more particularly to a switch disconnection detecting device for a switch having a simple configuration and high reliability.
図９に示すように、機械的な可動片によりオンオフする例えば押しボタンスイッチやリレースイッチ等の無電圧スイッチ１（以下、単に「スイッチ」と言うことがある）は、通常、オンオフの判定機能を有する制御部２に接続されて使用される。制御部２には、多くの場合、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）やマイクロコンピュータが用いられる。
As shown in FIG. 9, a non-voltage switch 1 such as a push button switch or a relay switch (hereinafter sometimes simply referred to as “switch”) that is turned on and off by a mechanical movable piece usually has an on / off determination function. It is used by being connected to the
スイッチ１は一対の無電圧接点（以下、単に「接点」と言うことがある）１ａ，１ｂを備え、そのうちの一方の接点１ａは接続配線３ａを介して制御部２の接点接続端子Ｐｉｎに接続されるとともに、他方の接点１ｂは接続配線３ｂを介して制御部２のグランドＧＮＤに接続される。
The switch 1 includes a pair of non-voltage contacts (hereinafter, simply referred to as “contacts”) 1a and 1b, and one of the contacts 1a is connected to the contact connection terminal Pin of the
この例において、一方の接続配線３ａ側は抵抗素子Ｒ１を介して装置内の電源電圧Ｖｃｃにプルアップされる。なお、接続配線３ａ，３ｂを区別する必要がない場合には、総称として接続配線３と言う。
In this example, one
これによれば、接点１ａ，１ｂ間が開放でスイッチオフの場合、制御部２の接点接続端子ＰｉｎはＨｉｇｈレベルとなり、これに対して、接点１ａ，１ｂ間が閉じられたスイッチオンの場合には、制御部２の接点接続端子ＰｉｎはＬｏｗレベルとなる。
According to this, when the contact between the
ここで問題なのは、接続配線３が断線している場合（接続配線が接点や端子から外れている場合を含む）、スイッチ１が押されて接点１ａ，１ｂ間が導通になっても、制御部２の接点接続端子ＰｉｎのレベルはＨｉｇｈのままでＬｏｗに転じないことである。
The problem here is that even when the
制御部２のマイクロコンピュータは、接点接続端子ＰｉｎがＨｉｇｈレベルの場合、スイッチ１がオフでＨｉｇｈレベルなのか、接続配線３の断線によってＨｉｇｈレベルなのか区別できない。
The microcomputer of the
特に、スイッチ１から出力されるオンオフ信号によって動作する機器が安全に関わる装置である場合、信頼性の観点から断線チェックは必須であり、そのための方法として、抵抗分圧方式が多用されている。この技術について図１０を参照して説明する。 In particular, when a device that operates in response to an on / off signal output from the switch 1 is a safety-related device, a disconnection check is indispensable from the viewpoint of reliability, and a resistance voltage dividing method is frequently used as a method therefor. This technique will be described with reference to FIG.
抵抗分圧方式では、スイッチ１の接点１ａ，１ｂを接続配線３ａ，３ｂを介して制御部２のシリアルインタフェースであるＳＣＩａとＳＣＩｂとに接続するにあたって、３つの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、２つのＡ／Ｄ変換器４ａ，４ｂを用いる。
In the resistance voltage dividing method, when connecting the
一方の接続配線３ａ側を抵抗素子Ｒ１を介して制御部２内部の電源電圧Ｖｃｃにプルアップするとともに、接点１ａ，１ｂと並列に抵抗素子Ｒ２を接続し、他方の接続配線３ｂを抵抗素子Ｒ３を介して制御部２のグランドＧＮＤに接続してプルダウンする。
One
一方のＡ／Ｄ変換器４ａは、接続配線３ａに現れるアナログ電圧Ｖａをデジタル信号に変換して制御部２のシリアルインタフェースＳＣＩａ経由でマイクロコンピュータに報告する。同様に、他方のＡ／Ｄ変換器４ｂは、接続配線３ｂに現れるアナログ電圧Ｖｂをデジタル信号に変換して制御部２のシリアルインタフェースＳＣＩｂ経由でマイクロコンピュータに報告する。
One A /
ここで、Ｖｃｃ＝３（Ｖ）で，Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３であるとして、スイッチ１がオフで断線していない場合、接続配線３ａ，３ｂに現れるアナログ電圧Ｖａ，Ｖｂは次の値となる。
Ｖａ＝３×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）＝３×２／３＝２（Ｖ）
Ｖｂ＝３×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）＝３×１／３＝１（Ｖ）
Here, assuming that Vcc = 3 (V) and R1 = R2 = R3, and the switch 1 is off and not disconnected, the analog voltages Va and Vb appearing in the
Va = 3 × (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3) = 3 × 2/3 = 2 (V)
Vb = 3 × R3 / (R1 + R2 + R3) = 3 × 1/3 = 1 (V)
これに対して、スイッチ１がオンで断線していない場合には、
Ｖａ＝Ｖｂ＝３×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）＝３×１／２＝１．５（Ｖ）
になる。
On the other hand, when switch 1 is on and not disconnected,
Va = Vb = 3 × R3 / (R1 + R3) = 3 × 1/2 = 1.5 (V)
become.
このようなＶａ，Ｖｂの出方により、制御部（マイクロコンピュータ）２はスイッチ１のオンオフ状態を知ることができる。 The control unit (microcomputer) 2 can know the on / off state of the switch 1 by the way of such Va and Vb.
この制御系において、接続配線３（３ａ，３ｂ）が断線すると、スイッチ１がオン、オフのいずれの場合でも、Ｖａ＝３（Ｖ），Ｖｂ＝０（Ｖ）に固定される。 In this control system, when the connection wiring 3 (3a, 3b) is disconnected, the switch 1 is fixed to Va = 3 (V) and Vb = 0 (V) regardless of whether the switch 1 is on or off.
これにより、制御部２は接続配線３に断線有りと判定することができる（類例として、特許文献１−３参照）。なお、Ａ／Ｄ変換器に代えて、コンパレータにより接続配線３ａ，３ｂに現れる電圧Ｖａ，Ｖｂを監視する方法もある。
Thereby, the
しかしながら、上記抵抗分圧方式には、制御部（マイクロコンピュータ）の他に、外付け部品としてＡ／Ｄ変換器やコンパレータ等を必要とするため、回路が複雑になりコストが高くなる。 However, the resistance voltage dividing method requires an A / D converter, a comparator, and the like as external components in addition to the control unit (microcomputer), so that the circuit becomes complicated and the cost increases.
また、Ａ／Ｄ変換器やコンパレータ等の外付け搭載部品自体が故障するおそれがある。この意味で搭載部品は少ない方がよい。さらには、Ｖｃｃ→Ｒ１→Ｒ２→Ｒ３→ＧＮＤへと電流が常に流れるため、消費電流を考慮すべき電池駆動による装置においては、電池寿命が短くなる、という問題もある。 In addition, externally mounted components such as an A / D converter and a comparator may be damaged. In this sense, it is better to have fewer components. Furthermore, since a current always flows from Vcc → R1 → R2 → R3 → GND, there is a problem that the battery life is shortened in a battery-driven device in which current consumption should be considered.
そこで、本発明の課題は、構成が簡素でありながら信頼性の高いスイッチの断線検出装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switch disconnection detecting device having a simple configuration and high reliability.
上記した課題を解決するため、本発明は、第１および第２の接点接続端子を有する制御部を備え、上記第１接点接続端子は入力端子であって第１配線を介して無電圧スイッチが備える一対の無電圧接点のうちの一方の接点が接続され、上記第２接点接続端子は出力端子であって第２配線を介して上記無電圧接点のうちの他方の接点が接続されており、上記制御部は、上記第１接点接続端子に入力される信号に基づいて上記無電圧スイッチのオンオフや上記配線の断線を検出するスイッチの断線検出装置において、
上記一対の無電圧接点に対して並列にコンデンサが接続され、上記第１配線に上記コンデンサとともに微分回路を構成する抵抗素子が接続されており、
上記制御部は、上記第２接点接続端子より上記第２配線を介して上記無電圧スイッチに向けて断線検出用のテストアウトのパルスを送信し、上記第１配線を介して上記第１接点接続端子に戻されるテストインの信号に、上記テストアウトのパルスの立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジが含まれている場合には上記配線が断線していないと判定し、含まれていない場合には上記配線が断線していると判定することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the present invention includes a control unit having first and second contact connection terminals, and the first contact connection terminal is an input terminal, and a non-voltage switch is connected via the first wiring. One contact of a pair of no-voltage contacts provided is connected, the second contact connection terminal is an output terminal, the other contact of the no-voltage contact is connected via a second wiring, In the switch disconnection detecting device for detecting on / off of the no-voltage switch and disconnection of the wiring based on a signal input to the first contact connection terminal,
A capacitor is connected in parallel to the pair of no-voltage contacts, and a resistance element that forms a differentiation circuit together with the capacitor is connected to the first wiring,
The control unit transmits a disconnection detection test-out pulse from the second contact connection terminal to the non-voltage switch via the second wiring, and the first contact connection via the first wiring. If the test-in signal returned to the terminal includes the rising edge or falling edge of the test-out pulse, it is determined that the wiring is not disconnected. It is characterized by determining that is disconnected.
本発明において、上記第１配線が上記抵抗素子を介して正電源に接続されており、上記テストアウトのパルスには上記微分回路の時定数τよりも長いパルス幅を有する負パルスが用いられ、上記制御部は、上記パルス幅内で上記微分回路の時定数τを経過した所定時点における上記テストインの信号の電圧値がＨｉｇｈと判断される閾値以上である場合には上記無電圧スイッチがオフであると判定し、上記テストインの信号の電圧値がＬｏｗと判断される閾値以下である場合には上記無電圧スイッチがオンであると判定する。 In the present invention, the first wiring is connected to a positive power source through the resistance element, and a negative pulse having a pulse width longer than the time constant τ of the differentiation circuit is used for the test-out pulse, The control unit turns off the no-voltage switch when the voltage value of the test-in signal at a predetermined time when the time constant τ of the differentiating circuit has elapsed within the pulse width is equal to or higher than a threshold value determined to be high. If the voltage value of the test-in signal is equal to or lower than the threshold value determined to be low, it is determined that the no-voltage switch is on.
別の態様として、上記第１配線が上記抵抗素子を介してグランドに接続されており、上記テストアウトのパルスには上記微分回路の時定数τよりも長いパルス幅を有する正パルスが用いられ、上記制御部は、上記パルス幅内で上記微分回路の時定数τを経過した所定時点における上記テストインの信号の電圧値がＬｏｗと判断される閾値以下である場合には上記無電圧スイッチがオフであると判定し、上記テストインの信号の電圧値がＨｉｇｈと判断される閾値以上である場合には上記無電圧スイッチがオンであると判定する。 As another aspect, the first wiring is connected to the ground through the resistance element, and a positive pulse having a pulse width longer than the time constant τ of the differentiating circuit is used for the test-out pulse, The control unit turns off the no-voltage switch when the voltage value of the test-in signal at a predetermined time after the time constant τ of the differentiating circuit has elapsed within the pulse width is equal to or less than a threshold value determined to be low. If the voltage value of the test-in signal is equal to or higher than a threshold value determined to be High, it is determined that the no-voltage switch is on.
上記のいずれの態様においても、上記テストアウトのパルス幅および上記微分回路の時定数τを経過した所定時点は、いずれも上記微分回路の時定数τの２倍以上であることが好ましい。 In any of the above aspects, it is preferable that the predetermined time point at which the pulse width of the test-out and the time constant τ of the differentiating circuit have elapsed is at least twice the time constant τ of the differentiating circuit.
また、本発明には、上記第１配線が上記抵抗素子を介して正電源に接続されており、上記テストアウトのパルスには正パルスが用いられ、上記制御部は、上記正パルスの後縁の立ち下がり時点から上記微分回路の時定数τを経過した所定時点における上記テストインの信号の電圧値がＨｉｇｈと判断される閾値以上である場合には上記無電圧スイッチがオフであると判定し、上記テストインの信号の電圧値がＬｏｗと判断される閾値以下である場合には上記無電圧スイッチがオンであると判定する態様も含まれる。 In the present invention, the first wiring is connected to a positive power source through the resistance element, a positive pulse is used as the test-out pulse, and the control unit includes a trailing edge of the positive pulse. When the voltage value of the test-in signal at a predetermined time after the time constant τ of the differentiating circuit has elapsed from the falling point of the differential circuit is equal to or higher than a threshold value determined to be high, it is determined that the no-voltage switch is off. A mode in which the non-voltage switch is determined to be on when the voltage value of the test-in signal is equal to or lower than a threshold value determined to be low is also included.
この態様においても、上記微分回路の時定数τを経過した所定時点は、上記微分回路の時定数τよりも２倍以上の時間が経過した時点であることが好ましい。 Also in this aspect, it is preferable that the predetermined time point when the time constant τ of the differentiating circuit elapses is a time point when the time more than twice the time constant τ of the differentiating circuit elapses.
本発明によれば、ほとんど故障することのないコンデンサと抵抗素子による微分回路を用いるだけでよく、しかも、１回のテストアウトのパルスごとに断線検出とスイッチのオンオフ検出の両方を行うことができるため、簡素な構成でありながら信頼性の高い断線検出装置が得られる。 According to the present invention, it is only necessary to use a differentiation circuit composed of a capacitor and a resistance element that hardly cause a failure, and both disconnection detection and switch on / off detection can be performed for each test-out pulse. Therefore, it is possible to obtain a disconnection detecting device having a simple structure and high reliability.
また、テストアウトのパルスを送出するときのみ電流が消費されることから、従来の抵抗分圧方式と比べて消費電流が少なくて済み、特に電池駆動式の場合、電池の長寿命化がはかれる。 In addition, since current is consumed only when a test-out pulse is transmitted, current consumption can be reduced as compared with the conventional resistance voltage dividing method. In particular, in the case of a battery drive type, the life of the battery can be extended.
次に、図１ないし図８により、本発明のいくつかの実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8, but the present invention is not limited thereto.
図１に示すように、本発明の第１実施形態においても、無電圧スイッチ（以下、単にスイッチと言うことがある）１の一方の接点１ａは接続配線３ａを介して制御部２の一方の接点接続端子Ｐｉｎに接続され、他方の接点１ｂは接続配線３ｂを介して制御部２の他方の接点接続端子Ｐｏｕｔに接続される。
As shown in FIG. 1, also in the first embodiment of the present invention, one contact point 1a of a non-voltage switch (hereinafter sometimes simply referred to as a switch) 1 is connected to one of the
無電圧スイッチ１は、機械的な可動片によりオンオフする例えば押しボタンスイッチやリレースイッチ等である。また、制御部２には、信号の生成・送出・判定機能等を有するマイクロコンピュータが用いられる。図示しないが、制御部２には液晶パネル等の表示装置やブザー等の警報装置が接続されるか、もしくは内蔵される。
The no-voltage switch 1 is, for example, a push button switch or a relay switch that is turned on and off by a mechanical movable piece. The
この第１実施形態において、接点接続端子Ｐｉｎ側の接続配線３ａは抵抗素子Ｒ１を介して当該断線検出装置内の電源電圧Ｖｃｃにプルアップされており、この抵抗素子Ｒ１と微分回路を構成するコンデンサＣ１が接点１ａ，１ｂに対して並列に接続される。
In the first embodiment, the
制御部２の接点接続端子Ｐｏｕｔから断線検出用のテストアウト（ＴｅｓｔＯｕｔ）のパルス（好ましくは矩形波）がスイッチ１に向けて送信される。この実施形態において、テストアウトのパルスは微分回路（Ｃ１，Ｒ１）が持つ時定数τよりも十分に長いパルス幅を有する負パルスである。このテストアウトのパルスは所定の時間間隔で繰り返し送信される。
A test-out pulse for detecting disconnection (TestOut) (preferably a rectangular wave) is transmitted from the contact connection terminal Pout of the
接続配線３（３ａ，３ｂ）に断線がなく、かつ、スイッチ１がオフ（開）の場合、テストアウトのパルスは、コンデンサＣ１を経て接続配線３ａを通ってテストイン（ＴｅｓｔＩｎ）信号として接点接続端子Ｐｉｎに戻る。
When the connection wiring 3 (3a, 3b) is not disconnected and the switch 1 is OFF (open), the test-out pulse is contact-connected as a test-in (TestIn) signal through the
したがって、図２（ａ）に示すように、接続配線３に断線がなく、かつ、スイッチ１がオフであれば、テストイン信号には微分回路（Ｃ１，Ｒ１）による過渡応答波形（この実施形態ではテストアウトパルスの立ち下がりエッジの部分）が現れる。これに対して、接続配線３が断線している場合（接続配線が接点や端子から外れている場合を含む）には、テストイン信号には微分回路（Ｃ１，Ｒ１）による過渡応答波形が現れない。これによって、制御部２は断線の有無を判定する。
Therefore, as shown in FIG. 2A, if the
図２（ｂ）のテストイン信号のエッジ部分の詳細図を参照して、テストイン信号は、テストアウトの負のパルスにより、Ｖｃｃ電圧（例えば３Ｖ）から一時的に０Ｖまで下がるが、コンデンサＣ１と抵抗素子Ｒ１にて求まる時定数τが経過した時点でＶｃｃの６３％の電圧まで復帰する。さらに時間が経過して、例えば、時定数τの５倍以上の時間が経過した時点では計算上、電圧はＶｃｃの９９％まで復帰する。 Referring to the detailed view of the edge portion of the test-in signal in FIG. 2B, the test-in signal is temporarily lowered from the Vcc voltage (for example, 3V) to 0V by the negative pulse of the test-out, but the capacitor C1 When the time constant τ obtained by the resistance element R1 elapses, the voltage returns to 63% of Vcc. Further, when the time elapses, for example, when a time more than 5 times the time constant τ elapses, the voltage returns to 99% of Vcc in calculation.
次に、図３を参照して、スイッチ１のオンオフ判定について説明する。接続配線３（３ａ，３ｂ）に断線がない状態でスイッチ１がオン（閉）の場合には、図３（ａ）に示すように、テストアウトのパルスがそのままテストイン信号として接点接続端子Ｐｉｎに戻る。すなわち、テストアウトのパルスが出力されている間、テストイン信号は０Ｖとなる。これに対して、スイッチ１がオフの場合には、テストイン信号は、図２（ｂ）で説明したように過渡応答を示し、例えば、時定数τの５倍以上の時間が経過した時点で電圧はＶｃｃの９９％まで復帰する。 Next, on / off determination of the switch 1 will be described with reference to FIG. When the switch 1 is on (closed) with no disconnection in the connection wiring 3 (3a, 3b), the test-out pulse is directly used as a test-in signal as shown in FIG. Return to. That is, the test-in signal is 0 V while the test-out pulse is output. On the other hand, when the switch 1 is off, the test-in signal shows a transient response as described in FIG. 2B, for example, when a time more than 5 times the time constant τ has elapsed. The voltage returns to 99% of Vcc.
したがって、図３（ｂ）に示すように、テストインの信号の立ち下がりエッジから、微分回路（Ｃ１，Ｒ１）の時定数τよりも十分に時間が経過した時点（好ましくは時定数τの２倍以上）で接点接続端子Ｐｉｎの電圧値がＬｏｗと判断される閾値以下の場合にはスイッチオン、これに対してＨｉｇｈと判断される閾値以上の場合にはスイッチオフと判定する。 Therefore, as shown in FIG. 3 (b), when a time sufficiently longer than the time constant τ of the differentiating circuit (C1, R1) has passed since the falling edge of the test-in signal (preferably 2 of the time constant τ). If the voltage value of the contact connection terminal Pin is equal to or lower than the threshold value determined to be low, the switch is turned on. On the other hand, if the voltage value is higher than the threshold value determined to be high, the switch is determined to be switched off.
ここで、図４に示されているフローチャートにしたがって、上記第１実施形態の動作について説明する。 Here, the operation of the first embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG.
テストアウトのパルスは所定の基本周期ごとに接点接続端子Ｐｏｕｔから繰り返し出力される。なお、テストアウトのパルス幅は、微分回路（Ｃ１，Ｒ１）の時定数τに対して十分に長く設定されている（この例では、時定数τの５倍）。 The test-out pulse is repeatedly output from the contact connection terminal Pout every predetermined basic period. Note that the test-out pulse width is set sufficiently longer than the time constant τ of the differentiating circuit (C1, R1) (in this example, five times the time constant τ).
制御部２は、まず、ステップＳＴ１０１でテストアウト信号の検出基本周期を監視し、検出基本周期の時間が経過すると、ステップＳＴ１０２で、テストアウトのパルス（負のパルス）の出力を開始し、続くステップＳＴ１０３で、所定時間が経過したかを判断する。所定時間とは、テストアウトのパルス幅内で微分回路（Ｃ１，Ｒ１）の時定数τを十分に経過しており後縁の立ち上がりエッジの直前付近の時間が好ましい。
First, the
所定時間が経過した時点のステップＳＴ１０４で、これまでの時間内にテストイン信号に立ち下がりエッジが検出されたかどうかを判断する。その判断がＹＥＳで、立ち下がりエッジが検出された場合には、ステップＳＴ１０５で、現在のテストイン信号の電圧はＨｉｇｈ（制御部２がＨｉｇｈと判断する閾値以上）かどうかを判断する。
In step ST104 when the predetermined time has elapsed, it is determined whether or not a falling edge has been detected in the test-in signal within the time thus far. If the determination is YES and a falling edge is detected, it is determined in step ST105 whether or not the voltage of the current test-in signal is High (greater than or equal to a threshold value determined by the
その結果がＹＥＳでテストイン信号の電圧はＨｉｇｈである場合、スイッチはオフ（開）であるから、ステップＳＴ１０６ａで、スイッチ検出フラグを「ＯＦＦ」に設定する。これに対して、テストイン信号の電圧がＬｏｗ（例えば０Ｖ）である場合、スイッチはオン（閉）であるから、ステップＳＴ１０６ｂで、スイッチ検出フラグを「ＯＮ」に設定する。 If the result is YES and the voltage of the test-in signal is High, the switch is off (open), so the switch detection flag is set to “OFF” in Step ST106a. On the other hand, when the voltage of the test-in signal is Low (for example, 0 V), the switch is on (closed), and thus the switch detection flag is set to “ON” in Step ST106b.
ステップＳＴ１０６ａ，１０６ｂのいずれかを処理した後、ステップＳＴ１０７で、断線エラーフラグを「ＯＦＦ」に設定し、次段のステップＳＴ１０８で、テストアウト信号の送信を終了させる。テストアウトのパルスの後縁が立ち上がった時点で送信終了となる。 After processing one of steps ST106a and 106b, the disconnection error flag is set to “OFF” in step ST107, and the transmission of the test-out signal is terminated in the next step ST108. Transmission ends when the trailing edge of the test-out pulse rises.
なお、上記ステップＳＴ１０４の判断がＮＯで、テストイン信号に立ち下がりエッジが検出されない場合には断線状態が検出されたと判断し、ステップＳＴ１０４ａに移行して断線エラーフラグを「ＯＮ」に設定する。 If the determination in step ST104 is NO and no falling edge is detected in the test-in signal, it is determined that a disconnection state has been detected, the process proceeds to step ST104a, and the disconnection error flag is set to “ON”.
テストアウト信号の送信が終了すると、ステップＳＴ１０９で、断線エラーフラグが「ＯＮ」であるかどうかを判断する。断線エラーフラグが「ＯＮ」でない場合には、ステップＳＴ１１０で、スイッチ検出フラグが「ＯＮ」であるかどうかを判断する。 When the transmission of the test-out signal is completed, it is determined in step ST109 whether the disconnection error flag is “ON”. If the disconnection error flag is not “ON”, it is determined in step ST110 whether the switch detection flag is “ON”.
その結果、スイッチ検出フラグが「ＯＮ」でなく「ＯＦＦ」の場合には、ステップＳＴ１１１ａで、スイッチはオフ（開）であるとして非検出処理を行い、スイッチ検出フラグが「ＯＮ」の場合には、ステップＳＴ１１１ｂで、スイッチはオン（閉）であるとして検出処理を行う。また、上記ステップＳＴ１０９で、断線エラーフラグが「ＯＮ」になっている場合には、ステップＳＴ１１１ｃで、断線有りとするエラー処理を行う。これらの各処理は、図示しない表示装置や警報装置、スイッチにより動作する機器等に出力される。 As a result, if the switch detection flag is not “ON” but “OFF”, non-detection processing is performed in step ST111a, assuming that the switch is off (open), and if the switch detection flag is “ON”. In step ST111b, detection processing is performed assuming that the switch is on (closed). If the disconnection error flag is “ON” in step ST109, error processing for disconnection is performed in step ST111c. Each of these processes is output to an unillustrated display device, alarm device, device operated by a switch, or the like.
次に、図５，図６により、本発明の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態では、接点接続端子Ｐｉｎ側が抵抗素子Ｒ１によりＶｃｃにプルアップされているが、この第２実施形態では、接点接続端子Ｐｉｎ側が抵抗素子Ｒ１によりグランドＧＮＤにプルダウンされている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the contact connection terminal Pin side is pulled up to Vcc by the resistor element R1, but in the second embodiment, the contact connection terminal Pin side is pulled down to the ground GND by the resistor element R1.
図６（ａ）に示すように、この第２実施形態において、接点接続端子Ｐｏｕｔより出力されるテストアウトのパルスは正の矩形波である。 As shown in FIG. 6A, in the second embodiment, the test-out pulse output from the contact connection terminal Pout is a positive rectangular wave.
接続配線３（３ａ，３ｂ）が断線していない正常時（ただし、スイッチ１はオフ状態）には、テストイン信号として微分回路（Ｃ１，Ｒ１）による過渡応答波形（前縁の立ち上がりエッジに生ずるヒゲ状の微分波形）が接点接続端子Ｐｉｎに戻る。断線時には、過渡応答波形は現れない。断線がなくスイッチ１がオン（閉）の場合には、テストアウトのパルスがそのまま接点接続端子Ｐｉｎに戻る。 When the connection wiring 3 (3a, 3b) is not disconnected and is normal (however, the switch 1 is off), a transient response waveform (generated at the leading edge of the leading edge) is generated as a test-in signal by the differentiation circuit (C1, R1). The beard-like differential waveform) returns to the contact connection terminal Pin. At the time of disconnection, the transient response waveform does not appear. If there is no disconnection and the switch 1 is on (closed), the test-out pulse returns directly to the contact connection terminal Pin.
図６（ｂ）を参照して、スイッチ１のオンオフ検出については、テストインの信号の立ち上がりエッジから、微分回路（Ｃ１，Ｒ１）の時定数τよりも十分長い時間（例えば時定数τの２倍以上）が経過した時点でのテストインの信号の電圧を検出し、その電圧がＬｏｗであればスイッチオフ（開）、Ｈｉｇｈであればスイッチオン（閉）と判定する（上記第１実施形態とは逆の判定）。 Referring to FIG. 6B, for on / off detection of the switch 1, a time sufficiently longer than the time constant τ of the differentiation circuit (C1, R1) from the rising edge of the test-in signal (for example, 2 of the time constant τ). When the voltage of the test-in signal is low, the switch-off (open) is determined, and if the voltage is high, the switch-on (closed) is determined (first embodiment). Is the opposite of that).
次に、図７，図８により、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態においても、上記第１実施形態と同じく、接点接続端子Ｐｉｎ側が抵抗素子Ｒ１によりＶｃｃにプルアップされているが、接点接続端子Ｐｏｕｔより出力されるテストアウトのパルスが正の矩形波である点で上記第１実施形態と異なる。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Also in the third embodiment, the contact connection terminal Pin side is pulled up to Vcc by the resistance element R1 as in the first embodiment, but the test-out pulse output from the contact connection terminal Pout is a positive rectangle. It differs from the first embodiment in that it is a wave.
この第３実施形態によれば、図８（ａ）に示すように、接点接続端子Ｐｏｕｔより出力されるテストアウトのパルスが正の矩形波であるため、接続配線３（３ａ，３ｂ）が断線していない正常時（ただし、スイッチ１はオフ状態）には、テストイン信号として微分回路（Ｃ１，Ｒ１）による過渡応答である微分波形がテストアウトパルスの後縁のタイミングで発生し、接点接続端子Ｐｉｎに戻る。この場合、前縁に現れるＶｃｃを超えようとする微分波形は、保護ダイオードＤ１で吸収されるので無視される。 According to the third embodiment, as shown in FIG. 8A, since the test-out pulse output from the contact connection terminal Pout is a positive rectangular wave, the connection wiring 3 (3a, 3b) is disconnected. When not normal (however, switch 1 is off), a differential waveform, which is a transient response by the differentiation circuit (C1, R1), is generated as a test-in signal at the timing of the trailing edge of the test-out pulse. Return to terminal Pin. In this case, the differential waveform that attempts to exceed Vcc appearing at the leading edge is absorbed by the protection diode D1 and ignored.
また、断線時には、後縁の過渡応答波形は現れない。スイッチ１がオン（閉）の場合には、テストアウトのパルスがそのまま接点接続端子Ｐｉｎに戻る。 Further, the transient response waveform at the trailing edge does not appear at the time of disconnection. When the switch 1 is on (closed), the test-out pulse returns to the contact connection terminal Pin as it is.
図８（ｂ）を参照して、スイッチ１のオンオフ検出については、テストインの信号の立ち下がりエッジから、微分回路（Ｃ１，Ｒ１）の時定数τよりも十分長い時間（例えば時定数τの２倍以上）が経過した時点でのテストインの信号の電圧を検出し、その電圧がＬｏｗであればスイッチオン（閉）、Ｈｉｇｈであればスイッチオフ（開）と判定する（上記第１実施形態と同じ判定となる）。 Referring to FIG. 8B, for the on / off detection of the switch 1, a time sufficiently longer than the time constant τ of the differentiation circuit (C1, R1) from the falling edge of the test-in signal (for example, the time constant τ) When the voltage of the test-in signal at the time point when the time has passed is detected, the switch-on (closed) is determined if the voltage is low, and the switch-off (open) is determined if the voltage is high (the first implementation described above). It becomes the same judgment as the form).
以上説明した各実施形態から分かるように、本発明によれば、ほとんど故障することのないコンデンサと抵抗素子による微分回路を用いるだけでよく、しかも、１回のテストアウトのパルスごとに断線検出とスイッチのオンオフ検出の両方を行うことができるため、簡素な構成でありながら信頼性の高い断線検出装置が得られる。 As can be seen from each of the embodiments described above, according to the present invention, it is only necessary to use a differentiating circuit consisting of a capacitor and a resistance element that hardly causes a failure, and it is possible to detect disconnection for each pulse of one test-out. Since both the on / off detection of the switch can be performed, a highly reliable disconnection detecting device with a simple configuration can be obtained.
また、テストアウトのパルスを送出するときのみ電流が消費されることから、従来の抵抗分圧方式と比べて消費電流が少なくて済み、特に電池駆動式の場合、電池の長寿命化がはかれる。 In addition, since current is consumed only when a test-out pulse is transmitted, current consumption can be reduced as compared with the conventional resistance voltage dividing method. In particular, in the case of a battery drive type, the life of the battery can be extended.
１ 無電圧スイッチ
１ａ，１ｂ 接点
２ 制御部
３（３ａ，３ｂ） 接続配線
Ｃ１ コンデンサ
Ｒ１ 抵抗素子
Ｐｉｎ 接点接続端子（入力側）
Ｐｏｕｔ 接点接続端子（出力側）
1
Pout contact connection terminal (output side)
Claims (6)
上記一対の無電圧接点に対して並列にコンデンサが接続され、上記第１配線に上記コンデンサとともに微分回路を構成する抵抗素子が接続されており、
上記制御部は、上記第２接点接続端子より上記第２配線を介して上記無電圧スイッチに向けて断線検出用のテストアウトのパルスを送信し、上記第１配線を介して上記第１接点接続端子に戻されるテストインの信号に、上記テストアウトのパルスの立ち上がりエッジもしくは立ち下がりエッジが含まれている場合には上記配線が断線していないと判定し、含まれていない場合には上記配線が断線していると判定することを特徴とするスイッチの断線検出装置。 A controller having first and second contact connection terminals, wherein the first contact connection terminal is an input terminal and is one of a pair of no-voltage contacts provided in the no-voltage switch via the first wiring; The second contact connection terminal is an output terminal and the other contact of the no-voltage contacts is connected via a second wiring, and the control unit is connected to the first contact connection terminal. In a switch disconnection detecting device for detecting on / off of the no-voltage switch and disconnection of the wiring based on an input signal,
A capacitor is connected in parallel to the pair of no-voltage contacts, and a resistance element that forms a differentiation circuit together with the capacitor is connected to the first wiring,
The control unit transmits a disconnection detection test-out pulse from the second contact connection terminal to the non-voltage switch via the second wiring, and the first contact connection via the first wiring. If the test-in signal returned to the terminal includes the rising edge or falling edge of the test-out pulse, it is determined that the wiring is not disconnected. A disconnection detecting device for a switch, characterized in that it is determined that the switch is disconnected.
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