JP7013947B2 - 故障診断システム - Google Patents

Description

本発明は、故障診断システムに関する。

システムのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの電子部品や、システム内の電子回路の故障を診断することが行われている（例えば、特許文献１）。故障を診断する場合、ＣＰＵが演算を実行しておらず、又ＲＡＭがデータを記憶していない状態にするために、システムのリセットが行われている。

特開２０１７－１９１３７５号公報

例えば、太陽電池と、太陽電池から得られた電力を蓄える蓄電池を組み合わせた電力システムのように、日中、夜間を問わずサービスを提供し続ける無停止システムが存在する。上記のような無停止システムの場合、故障診断を行うためにシステムをリセットすると、システムの終了からシステムが再起動するまでの間、システムの稼働が一旦停止される。すなわち、システムが提供するサービスへ影響が及ぶこととなる。また、システムの稼働の停止により、ユーザに不快感を与える虞もある。

そこで、システムをリセットせず、ＲＯＭやＲＡＭをリアルタイムに診断する手法が考えられる。リアルタイムに診断する手法であれば、システムの稼働を停止することはないため、システムによるサービスの提供が継続されつつ、またユーザに気付かれずに診断を行うことができる。しかしながら、上記の無停止システムが、非常に速い制御周期で演算を実行するシステムである場合、診断の際にＣＰＵの処理負荷が増大する虞があり、高価な演算性能の高いＣＰＵが必要となることが考えられる。また、ＲＯＭやＲＡＭの異常を検知する機能を備えるＣＰＵを購入し、ＲＯＭやＲＡＭを診断する方法も考えられるが、当該ＣＰＵは、概して高価である。

すなわち、本発明者は、無停止システムにおいて、システムに使用される電子部品やシステム内の電子回路の故障を診断する際に、コストを抑制し、ユーザに不快感を与えず、かつ提供するサービスへの影響を低減させることはできないことを見出した。

本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、無停止システムに使用される電子部品や電子回路の故障を診断する際に、コストを抑制し、ユーザに不快感を与えず、かつ提供するサービスへの影響を抑制する故障診断システムを提供することである。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち本発明の一側面に係る故障診断システムは、サービスを提供し続ける無停止システム内の電子部品の故障を診断する故障診断プログラムと、前記故障診断プログラムの実行を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、所定のタイミングで前記無停止システ
ムをリセットし、前記故障診断プログラムを実行する。

ここで、所定のタイミングとは、一定のタイミング、又は無停止システムが複数の動作モードで動作することができる場合、複数の動作モードが切り替わるタイミングのことをいう。

当該構成によれば、所定のタイミングが一定のタイミングである場合、無停止システムが唐突にリセットするわけではないため、故障診断を行う際に無停止システムを使用するユーザに不快感を与えることはない。

また、当該構成によれば、無停止システムが複数の動作モードで動作することができる場合であって、所定のタイミングが、複数の動作モードが切り替わるタイミングである場合、無停止システムを使用するユーザがリセットに気が付く可能性は低い。よって、無停止システムを使用するユーザに不快感を与えることはない。また、動作モードの切り替わり中は、無停止システムのサービスは提供されていない。すなわち、動作モードの切り替わりのタイミングで無停止システムをリセットし、故障の診断を行えば、無停止システムが提供するサービスに影響を及ぼすことを抑制できる。また、高価なＣＰＵを必要としないため、診断に要するコストを抑制することができる。

上記一側面に係る故障診断システムにおいて、前記無停止システムは、複数の動作モードで稼働し、前記所定のタイミングとは、前記複数の動作モードのうちの１つの動作モードから、前記複数の動作モードのうちの他の動作モードへ切り替わるタイミングのことであってもよい。

当該構成によれば、動作モードが切り替わるタイミングで無停止システムをリセットするため、無停止システムを使用するユーザが無停止システムのリセットに気が付く可能性は低い。よって、無停止システムを使用するユーザに不快感を与えることはない。また、動作モードの切り替わり中は、無停止システムのサービスは提供されていない。すなわち、動作モードの切り替わりのタイミングで無停止システムをリセットし、故障の診断を行えば、無停止システムが提供するサービスへの影響を抑制することができる。また、高価なＣＰＵを必要としないため、診断に要するコストを抑制することができる。

上記一側面に係る故障診断システムにおいて、前記無停止システムとは、電力を充電する充電モードと、電力を放電する放電モードの２つのモードを有する蓄電システムのことであってもよい。

当該構成によれば、放電モードと充電モードが切り替わるタイミングで蓄電システムをリセットすれば、蓄電システムを使用するユーザが蓄電システムのリセットに気が付く可能性は低い。よって、蓄電システムを使用するユーザに不快感を与えることはない。また、動作モードの切り替わり中は、充電や放電といった蓄電システムのサービスは提供されていない。すなわち、動作モードの切り替わりのタイミングで蓄電システムをリセットし、故障の診断を行えば、充電や放電への影響を抑制することができる。また、高価なＣＰＵを必要としないため、診断に要するコストを抑制することができる。

上記一側面に係る故障診断システムにおいて、前記故障診断プログラムは、前記無停止システムに含まれるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を診断するプログラムを含んでもよい。

当該構成によれば、リアルタイムに故障を診断することが困難であるＣＰＵの診断を行うことができる。

本発明によれば、無停止システムに使用される電子部品や電子回路の故障を診断する際に、コストを抑制し、ユーザに不快感を与えず、かつ提供するサービスへの影響を抑制する故障診断システムを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る故障診断システムの一例を模式的に例示する。 図２は、本実施形態に係る故障診断システムを含む蓄電システムを模式的に例示する。 図３は、蓄電システムの機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。 図４は、故障診断システムの処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図５は、時間帯に応じた電力料金の一例を模式的に例示する。 図６は、故障診断システムの処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

§１ 適用例
図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る故障診断システムの一例を模式的に例示する。故障診断システム２００は、日中、夜間を問わず連続稼働する無停止システム５０に設けられる。無停止システム５０は、無停止システム５０を構成する各装置を制御する制御装置３０を備える。また、制御装置３０は、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０、入出力インターフェース、外部との通信インターフェースを有する。また、ＲＯＭ９には、無停止システム５０に使用される電子部品、例えば制御装置３０のＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０の故障を診断する故障診断プログラム１１が記憶されている。ここで、故障診断システム２００は、ＣＰＵ８と故障診断プログラム１１から形成される。

無停止システム５０は、複数の動作モードを備え、制御装置３０は、それら複数の動作モードでの運転と、複数の動作モードの切り替えを制御している。

故障診断システム２００は、複数の動作モードが切り替わる場合に、ＣＰＵ８が、制御装置３０のシステムのリセットを実行する。また、制御装置３０のシステムのリセットの際、ＣＰＵ８は、制御装置３０のＲＯＭ９に記憶される故障診断プログラム１１を実行する。

上記のような故障診断システム２００であれば、動作モードが切り替わるタイミングで制御装置３０のシステムをリセットするため、無停止システム５０を使用するユーザがシステムのリセットに気が付く可能性は低い。よって、無停止システム５０を使用するユーザに不快感を与えることはない。

また、動作モードの切り替わり中は、無停止システム５０のサービスは提供されていな
い。すなわち、故障診断システム２００は、無停止システム５０が提供するサービスへの影響を抑制することができる。

また、当該診断のために、故障診断システム２００は、高価なＣＰＵを必要としない。よって、診断に要するコストを抑制することができる。

§２ 構成例

［ハードウェア構成］
次に、本実施形態に係る故障診断システムの一例について説明する。図２は、本実施形態に係る故障診断システム２００を含む蓄電システム１００を模式的に例示する。蓄電システム１００は、本発明の「無停止システム」の一例である。

蓄電システム１００は、例えば、太陽電池（ＰＶ）１を備え、太陽電池１から得た電力を蓄電池２へ蓄える蓄電システムである。蓄電システム１００は、日中、夜間を問わず連続稼働する。また、蓄電システム１００は、太陽電池１から得られた電力を電力系統へ変換するＰＣＳ（パワーコンディショナ）３を備える。また、無停止システムは、ＰＣＳ３と蓄電池２との間に、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４を備える。また、蓄電システム１００は、分電盤５を備え、ＰＣＳ３は、分電盤５を介して電力系統６及び交流負荷７と接続している。

また、蓄電システム１００は、ＰＣＳ３やその他の蓄電システム１００を形成する装置を制御する制御装置３０を備える。また、制御装置３０は、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０、入出力インターフェース、外部との機器との通信を行う通信インターフェースを有する。また、ＲＯＭ９には、蓄電システム１００に使用される電子部品、例えば制御装置３０のＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０の故障を診断する故障診断プログラム１１が記憶されている。

ここで、故障診断システム２００は、ＣＰＵ８と故障診断プログラム１１から形成される。ＣＰＵ８は、本発明の「制御部」の一例である。

故障診断プログラム１１は、例えば、ＲＯＭサムチェック、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）など、ＲＯＭ９やＲＡＭ１０といったメモリを診断するプログラムである。また、故障診断プログラム１１は、例えばＣＰＵ８の異常を検知するプログラムも含む。

［機能構成］
図３は、蓄電システム１００の機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。制御装置３０は、蓄電システム１００を構成する装置を制御し、例えば太陽電池１から蓄電池２へ送電される電力量と太陽電池１から分電盤５を介して交流負荷７へ送電される電力量との比率に関する制御信号をＰＣＳ３へ送信する。すなわち、蓄電システム１００は、制御装置３０からＰＣＳ３へ、太陽電池１から蓄電池２へ送電される電力量の比率を高める信号を送信することにより、充電モードでの運転を行うことができる。一方で、蓄電システム１００は、制御装置３０からＰＣＳ３へ、太陽電池１から蓄電池２へ送電される電力量の比率を低下させる信号を送信することにより、放電モードでの運転を行うこともできる。ここで、充電モードと放電モードは、本発明の「複数の動作モード」の一例である。また、ＣＰＵ８は、ＲＯＭ９に記憶される故障診断プログラム１１の実行を制御する。

§２ 動作例
次に、図４を用いて、故障診断システム２００の動作例を説明する。図４は、故障診断システム２００の処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

（ステップＳ１０１）
蓄電システム１００の運転を行う際、まず制御装置３０が起動される。その後、制御装置３０から蓄電システム１００を構成する各装置へ起動信号が送信される。また、蓄電システム１００は、起動されると日中、夜間を問わず連続稼働する。

ここで、蓄電システム１００が起動された後、蓄電システム１００を利用するユーザは、制御装置３０が備える入力インターフェースを介して、蓄電システム１００の充電モードと放電モードとの切り替えのタイミングを設定することができる。図５は、時間帯に応じた電力料金の一例を模式的に例示する。図５より、電力料金は、昼間は、割高、夜間は割安、早朝及び夕方はそれらの中間であることがわかる。従って、ユーザは、例えば、夕方から翌朝にかけて太陽電池１からの電力を蓄電池２へ蓄える充電モードでの運転を行い、日中は蓄電池２に蓄えられた電力を放出する放電モードでの運転を行うこととするように蓄電システム１００の動作モードの切り替えを設定することができる。そして、蓄電システム１００は、ユーザの設定に従い、連続稼働する。

蓄電システム１００が連続稼働している際、故障診断システム２００のＣＰＵ８は、蓄電システム１００の充電モードから放電モードへの切り替えに関する信号を受信する。

（ステップＳ１０２）
ステップＳ１０２では、ＣＰＵ８が充電モードから放電モードへの切り替えの信号を受信した場合、ＣＰＵ８は、ＰＣＳ３を含む蓄電システム１００を形成する装置へ運転を一旦停止させる制御信号を送信する。ＰＣＳ３の運転が停止されるため、蓄電システム１００は、充放電を一時的に行うことができない。その後、ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムを終了し、リセットする。ここで、充電モードから放電モードへの切り替えのタイミングは、本発明の「所定のタイミング」の一例である。

（ステップＳ１０３）
ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムをリセットする際、ＲＯＭ９に記憶される故障診断プログラム１１を実行する。故障診断プログラム１１の実行時間は数秒である。故障診断プログラム１１の実行によって、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、及びＲＡＭ１０の診断が実行される。

（ステップＳ１０４）
故障診断プログラム１１の実行が終了すると、制御装置３０のシステムは起動される。そして、制御装置３０は、ＰＣＳ３へ放電モードに関する制御信号を送信する。また、制御装置３０は、ＰＣＳ３以外の蓄電システム１００を形成する装置に起動信号を送信する。

（ステップＳ１０５）
その後、一定時間経過すると、ＣＰＵ８は、今度は、蓄電システム１００の放電モードから充電モードへの切り替えに関する信号を受信する。

（ステップＳ１０６）
ＣＰＵ８は、放電モードから充電モードへの切り替えの信号を受信した場合、ＣＰＵ８
は、ＰＣＳ３を含む蓄電システム１００を形成する装置へ運転を一旦停止させる制御信号を送信する。その後、ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムを終了し、リセットする。ここで、放電モードから充電モードへの切り替えのタイミングは、本発明の「所定のタイミング」の一例である。

（ステップＳ１０７）
ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムをリセットする際、ＲＯＭ９に記憶される故障診断プログラム１１を実行する。故障診断プログラム１１の実行時間は数秒である。故障診断プログラム１１の実行によって、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、及びＲＡＭ１０の診断が実行される。

（ステップＳ１０８）
故障診断プログラム１１の実行が終了すると、制御装置３０のシステムは起動される。そして、制御装置３０は、ＰＣＳ３へ充電モードに関する制御信号を送信する。また、制御装置３０は、ＰＣＳ３以外の蓄電システム１００を形成する装置に起動信号を送信する。そして所定時間経過後、ステップＳ１０１からのステップを繰り返す。

［作用・効果］
上記のような故障診断システム２００であれば、放電モードと充電モードが切り替わるタイミングで蓄電システム１００を形成する装置の運転を停止し、制御装置３０のシステムをリセットする。ここで、診断プログラムの実行は数秒であり、診断プログラムの実行後に制御装置３０のシステムは起動され、蓄電システム１００を形成する装置の運転は再稼働する。従って、システムを使用するユーザが制御装置３０のリセットに気が付く可能性は低い。よって、蓄電システム１００を使用するユーザに不快感を与えることはない。

また、動作モードの切り替わり中は、故障診断プログラム１１の実行の有無に関わらず、充電や放電といったサービスは提供されない。すなわち、動作モードの切り替わりのタイミングで蓄電システム１００をリセットし、故障の診断を行うため、充電や放電への影響を抑制することができる。

また、故障の診断は、システムのリセットの際に行われている。すなわち、システムが一時的に稼働しておらず、ＣＰＵ８の処理負荷が小さい状況において故障の診断を行うため、故障の診断によってＣＰＵ８に過度な負荷がかかることは無い。従って、ＣＰＵ８は、高価なＣＰＵである必要はない。従って、診断に要するコストを抑制することができる。

また、故障診断プログラム１１は、ＣＰＵの診断プログラムも含む。すなわち、上記のような故障診断システム２００であれば、リアルタイムに故障を診断することが困難であるＣＰＵの診断を行うことができる。

§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

＜４．１＞
上記の変形例である故障診断システム２００Ａは、深夜の予め定められた時間において故障診断プログラム１１を実行する。ここで、深夜の予め定められた時間は、本発明の「
所定のタイミング」の一例である。図６は、故障診断システム２００Ａの処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。

蓄電システム１００は、日中、深夜を問わず連続稼働しており、夕方から翌朝にかけて太陽電池１からの電力を蓄電池２へ蓄える充電モードでの運転が行われ、日中は蓄電池２に蓄えられた電力を放出する放電モードでの運転が行われている。
（ステップＳ２０１）
深夜の所定の時間になると、ＣＰＵ８は、ＰＣＳ３を含む蓄電システム１００を形成する装置へ運転を一旦停止させる制御信号を送信する。ＰＣＳ３の運転が停止されるため、蓄電システム１００は、充電を一時的に行うことができない。その後、ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムをリセットする。ここで、深夜の所定の時間は、ユーザによって予め設定されてもよい。

（ステップＳ２０２）
ＣＰＵ８は、制御装置３０のシステムをリセットする際、ＲＯＭ９に記憶される故障診断プログラム１１を実行する。故障診断プログラム１１の実行時間は数秒である。故障診断プログラム１１の実行によって、ＣＰＵ８、ＲＯＭ９、及びＲＡＭ１０の診断が実行される。

（ステップＳ２０３）
故障診断プログラム１１の実行が終了すると、制御装置３０のシステムは起動される。そして、制御装置３０は、ＰＣＳ３へ充電モードに関する制御信号を送信する。また、制御装置３０は、ＰＣＳ３以外の蓄電システム１００を形成する装置に起動信号を送信する。そして、故障診断システム２００は、翌日の深夜の所定の時間になると、再び上記のステップを実行する。

［作用・効果］
上記のような故障診断システム２００Ａであれば、制御装置３０のシステムのリセットの間隔が一定であり、唐突にリセットされるわけではないため、蓄電システム１００を使用するユーザに不快感を与えることはない。

また、診断プログラムは、深夜に実行され、さらに実行時間は数秒程度である。そして、診断プログラムの実行後に制御装置３０のシステムは起動され、蓄電システム１００を形成する装置の運転は再稼働する。従って、蓄電システム１００を使用するユーザが制御装置３０のリセットに気が付く可能性は低い。よって、蓄電システム１００を使用するユーザに不快感を与えることはない。

また、深夜に数秒程度、制御装置３０のシステムのリセットが行われるため、診断プログラムの実行による蓄電システム１００が提供するサービスへの影響は抑制される。

また、故障の診断は、システムのリセットの際に行われている。すなわち、システムが一時的に稼働しておらず、ＣＰＵ８の処理負荷が小さい状況において故障の診断を行うため、故障の診断によってＣＰＵに過度な負荷がかかることは無い。従って、ＣＰＵ８は、高価なＣＰＵである必要はない。従って、診断に要するコストを抑制することができる。

また、故障診断プログラム１１は、ＣＰＵの診断プログラムも含む。すなわち、上記のような蓄電システム１００であれば、リアルタイムに故障を診断することが困難であるＣＰＵの診断を行うことができる。

また、故障診断システム２００、２００Ａは、上記の故障診断プログラム１１によって
、制御装置３０が備えるＣＰＵ８、ＲＯＭ９、ＲＡＭ１０といった電子部品の故障を診断しているが、蓄電システム１００が備える制御装置３０以外の装置に含まれる電子部品の故障を診断してもよい。また、制御装置３０以外の装置に含まれる電子部品の故障を診断する場合、ＣＰＵ８は、診断対象の装置のシステムを所定のタイミングでリセットするよう、故障を診断する際に、診断対象の装置にシステムリセットに関する制御信号を送信する。

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
サービスを提供し続ける無停止システム内の電子部品の故障を診断する故障診断プログラムと、
前記故障診断プログラムの実行を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、所定のタイミングで前記無停止システムをリセットし、前記故障診断プログラムを実行する、
故障診断システム。
＜発明２＞
前記無停止システムは、複数の動作モードで稼働し、
前記所定のタイミングとは、前記複数の動作モードのうちの１つのモードから、前記複数の動作モードのうちの他の動作モードへ切り替わるタイミングのことである、
発明１に記載の故障診断システム。
＜発明３＞
前記無停止システムとは、電力を充電する充電モードと、電力を放電する放電モードの２つのモードを有する蓄電システムのことである、
発明１又は２に記載の故障診断システム。
＜発明４＞
前記故障診断プログラムは、前記無停止システムに含まれるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を診断するプログラムを含む、
発明１から３のうち何れか１項に記載の故障診断システム。

１・・・太陽電池
２・・・蓄電池
３・・・ＰＣＳ
４・・・双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
５・・・分電盤
６・・・電力系統
７・・・交流負荷
８・・・ＣＰＵ
９・・・ＲＯＭ
１０・・・ＲＡＭ
１１・・・故障診断プログラム
３０・・・制御装置
５０・・・無停止システム
１００・・・蓄電システム
２００、２００Ａ・・・故障診断システム

Claims (3)

1. サービスを提供し続ける無停止システム内の電子部品の故障を診断する故障診断プログラムと、
   前記故障診断プログラムの実行を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、所定のタイミングで前記無停止システムをリセットし、前記故障診断プログラムを実行し、
   前記無停止システムとは、電力を充電する充電モードと、電力を放電する放電モードの２つのモードを有する蓄電システムのことである、
   故障診断システム。
2. 前記無停止システムは、複数の動作モードで稼働し、
   前記所定のタイミングとは、前記複数の動作モードのうちの１つの動作モードから、前記複数の動作モードのうちの他の動作モードへ切り替わるタイミングのことである、
   請求項１に記載の故障診断システム。
3. 前記故障診断プログラムは、前記無停止システムに含まれるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を診断するプログラムを含む、
   請求項１又は２に記載の故障診断システム。

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