JPH0686411A - Master controller - Google Patents
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- JPH0686411A JPH0686411A JP23167492A JP23167492A JPH0686411A JP H0686411 A JPH0686411 A JP H0686411A JP 23167492 A JP23167492 A JP 23167492A JP 23167492 A JP23167492 A JP 23167492A JP H0686411 A JPH0686411 A JP H0686411A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両に搭載され、
運転士のハンドル操作により車両の駆動装置に対して加
速、あるいは減速度指令を与えるために用いる主幹制御
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is mounted on a railway vehicle,
The present invention relates to a master control device used to give an acceleration or deceleration command to a drive device of a vehicle by operating a steering wheel of a driver.
【０００２】[0002]
【従来の技術】主幹制御装置（通称マスコンと呼ばれて
いるもの）は、車両に唯一１台の装置であるため、高い
信頼性と冗長性、さらには加減速を指令する機能を有す
るためフェイルセーフ性が要求される。2. Description of the Related Art A main controller (commonly called a mass controller) is a single device in a vehicle, and therefore has a high reliability and redundancy, and also has a function of instructing acceleration / deceleration. Safety is required.
【０００３】従来は、この種の主幹制御装置において
は、ハンドルに連動したカムスイッチからノッチ信号を
得るようにしたものがある。このカムスイッチ方式では
機構部が複雑で、またスイッチ部の摩耗など定期的に手
入れが必要であり、保守を必要としない主幹制御装置の
開発が望まれていた。Conventionally, there is a main control device of this type in which a notch signal is obtained from a cam switch interlocked with a steering wheel. In this cam switch system, the mechanical part is complicated, and the switch part needs to be regularly maintained due to wear and the like, and development of a master control device that does not require maintenance has been desired.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この無保守化と高信頼
度化を実現するものとして、最近アブソリュートロータ
リエンコーダを適用した主幹制御装置が提案されてい
る。このアブソリュートロータリエンコーダを適用した
主幹制御装置においては、アブソリュートロータリエン
コーダの故障を検出するために、例えば図４に示すよう
に、２台のアブソリュートロータリエンコーダ５１、５
２を用意し、互いのエンコーダ出力をノッチ演算装置
（制御部）５３で照合し、両者が一致しているか否かで
故障診断を実現していた。As a means for realizing the maintenance-free operation and high reliability, a master control device to which an absolute rotary encoder is applied has recently been proposed. In a master control device to which this absolute rotary encoder is applied, in order to detect a failure of the absolute rotary encoder, for example, as shown in FIG. 4, two absolute rotary encoders 51, 5 are used.
2 was prepared, the encoder outputs of each other were collated by the notch calculation device (control unit) 53, and the failure diagnosis was realized by checking whether or not they match.
【０００５】この方式では、エンコーダ５１、５２を２
台を必要とし、経済的にも不利なものとなっていた。ま
た、冗長性を達成しようとするために、２重系を構成す
ると機構的にも複雑となってしまうという欠点があっ
た。In this system, the encoders 51 and 52 have two
It required a stand, which was economically disadvantageous. In addition, there is a drawback in that, if a double system is configured to achieve redundancy, the mechanism becomes complicated.
【０００６】本発明は、アブソリュートロータリエンコ
ーダ、もしくは、これに類似したエンコーダを適用しな
がら、機構的に単純で冗長度が高く、フェイルセーフ性
の高い主幹制御装置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a master control device which is mechanically simple, has high redundancy and high fail-safety, while applying an absolute rotary encoder or an encoder similar thereto.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、鉄道車両に搭載され、
それ自体に有するハンドルの操作により車両の駆動装置
に対して加減速度指令を与える主幹制御器と、前記ハン
ドルの絶対位置を検出するロータリエンコーダと、In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is mounted on a railway vehicle,
A master controller that gives an acceleration / deceleration command to a drive device of a vehicle by operating a steering wheel provided in itself, and a rotary encoder that detects an absolute position of the steering wheel.
【０００８】このロータリエンコーダによる検出データ
を解読し、所定のノッチ信号を出力するノッチ演算手段
と、このノッチ演算手段からのノッチ信号と前記ロータ
リエンコーダによる検出データを入力して両者を比較
し、両者に相違が生じたとき制御系の異常を判断する故
障診断手段とを具備した主幹制御装置である。Notch calculation means for decoding the detection data by the rotary encoder and outputting a predetermined notch signal, and the notch signal from this notch calculation means and the detection data by the rotary encoder are input and both are compared, And a failure diagnosis means for judging an abnormality of the control system when a difference occurs in the master control device.
【０００９】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、鉄道車両に搭載され、それ自体に有するハ
ンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度指
令を与える主幹制御器と、前記ハンドルの絶対位置を検
出するロータリエンコーダと、このロータリエンコーダ
による検出データを解読し、所定のノッチ信号を出力す
るノッチ演算手段と、このノッチ演算手段からのノッチ
信号と前記ロータリエンコーダによる検出データを入力
して両者を比較し、両者に相違が生じたとき制御系の異
常と判断する故障診断手段とを備え、前記ノッチ演算手
段および前記故障診断手段を少なくとも２組を用意し、
これらをそれぞれ同時に運転するように構成し、一つの
系が故障したとき残りの健全系に切替わるように構成し
た主幹制御装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is a main controller which is mounted on a railway vehicle and gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel included in the railway vehicle. A rotary encoder for detecting the absolute position of the handle, a notch calculating means for decoding the detection data by the rotary encoder and outputting a predetermined notch signal, a notch signal from the notch calculating means and the detection data by the rotary encoder. And a failure diagnosis means for judging the abnormality of the control system when there is a difference between them, and at least two sets of the notch calculation means and the failure diagnosis means are prepared.
It is a master control device configured to operate each of these at the same time, and to switch to the remaining healthy system when one system fails.
【００１０】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、鉄道車両に搭載され、それ自体に有するハ
ンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度指
令を与える主幹制御器と、前記ハンドルの絶対位置を検
出するロータリエンコーダと、このロータリエンコーダ
による検出データを解読し、所定のノッチ信号を出力す
るノッチ演算手段と、このノッチ演算手段からのノッチ
信号と前記ロータリエンコーダによる検出データを入力
して両者を比較し、両者に相違が生じたとき制御系の異
常を判断する故障診断手段と、前記ロータリエンコーダ
による検出データにさらにパルス信号を加え、強制的に
パリティエラーを発生させる自己診断モードと、強制的
にパリティエラー信号を与えずに、前記ノッチ演算手段
の出力と前記故障診断手段自身の演算結果を突き合わせ
る監視モードを時間的に交互に与える手段とを具備した
主幹制御装置である。In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is a main controller which is mounted on a railway vehicle and gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel of the railway vehicle. A rotary encoder for detecting the absolute position of the handle, a notch calculating means for decoding the detection data by the rotary encoder and outputting a predetermined notch signal, a notch signal from the notch calculating means and the detection data by the rotary encoder. Fault diagnosis means for inputting and comparing the two and judging a control system abnormality when there is a difference between them, and self-diagnosis for forcibly generating a parity error by further adding a pulse signal to the detection data by the rotary encoder. Mode and the output of the notch calculation means and the failure without forcibly giving a parity error signal. The monitor mode to match the calculation result of the cross-sectional unit itself temporally a trunk controller with means for providing alternating.
【００１１】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、鉄道車両に搭載され、それ自体に有するハ
ンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度指
令を与える主幹制御器と、前記ハンドルの絶対位置を検
出するロータリエンコーダと、このロータリエンコーダ
による検出データを解読し、所定のノッチ信号を出力す
るノッチ演算手段と、このノッチ演算手段からのノッチ
信号と前記ロータリエンコーダによる検出データを入力
して両者を比較し、両者に相違が生じたとき制御系の異
常と判断する制御系異常判断手段と、前記ハンドルの位
置と前記ロータリエンコーダの位置合わせを実行するた
めの、位置信号をプリセットするプリセット手段とを具
備した主幹制御装置である。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 4 is mounted on a railway vehicle, and a master controller which gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel of the railway vehicle. A rotary encoder for detecting the absolute position of the handle, a notch calculating means for decoding the detection data by the rotary encoder and outputting a predetermined notch signal, a notch signal from the notch calculating means and the detection data by the rotary encoder. Inputting and comparing both, control system abnormality judging means for judging abnormality in the control system when there is a difference between them, and presetting a position signal for executing the position alignment of the handle and the rotary encoder It is a master control device equipped with a preset means for
【００１２】[0012]
【作用】請求項１に対応する発明によれば、ノッチ演算
手段からのノッチ信号とロータリエンコーダによる検出
データを故障診断手段に入力して両者を比較し、両者に
相違が生じたとき制御系の異常を判断するようにしたの
で、ノッチ演算手段の故障検知が可能になる。According to the first aspect of the invention, the notch signal from the notch calculating means and the detection data from the rotary encoder are input to the failure diagnosing means and the two are compared with each other. Since the abnormality is determined, it is possible to detect the failure of the notch calculation means.
【００１３】請求項２に対応する発明によれば、ノッチ
演算手段および故障診断手段を少なくとも２組を用意
し、これらをそれぞれ同時に運転するように構成したの
で、冗長度が得られる。According to the invention corresponding to claim 2, since at least two sets of notch calculating means and failure diagnosing means are prepared and these are operated simultaneously, redundancy can be obtained.
【００１４】請求項３に対応する発明によれば、ロータ
リエンコーダによる検出データにさらにパルス信号を加
え、強制的にパリティエラーを発生させる自己診断モー
ドと、強制的にパリティエラー信号を与えずに、ノッチ
演算手段の出力と故障診断手段自身の演算結果を突き合
わせる監視モードを時間的に交互に与えるようにしたの
で、ロータリエンコーダの故障検知が可能になる。According to the third aspect of the invention, a self-diagnosis mode in which a pulse signal is further added to the data detected by the rotary encoder to forcibly generate a parity error, and a parity error signal is not forcibly applied, Since the monitoring mode in which the output of the notch calculating means and the calculation result of the failure diagnosing means itself are matched is alternately given in time, it is possible to detect the failure of the rotary encoder.
【００１５】請求項４に対応する発明によれば、ハンド
ルの位置とロータリエンコーダの位置合わせを実行する
ための、位置信号をプリセットするプリセット手段を有
しているので、組み立てる時点でハンドルとロータリエ
ンコーダの位置設定を行うことなく、組み立てられた時
点で基準位置をデータとして入力すればよく、簡便な装
置が得られる。According to the invention according to claim 4, since the preset means for presetting the position signal for executing the position adjustment of the handle and the rotary encoder is provided, the handle and the rotary encoder are assembled at the time of assembling. It is only necessary to input the reference position as data at the time of assembly without setting the position, and a simple device can be obtained.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例ついて図面を参照して
説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す概略構
成図であり、主としてアブソリュートロータリエンコー
ダ１２、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７、診断用ＣＰＵ１
９から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and mainly includes an absolute rotary encoder 12, a notch output calculation CPU 17, and a diagnosis CPU 1.
It is composed of nine.
【００１７】アブソリュートロータリエンコーダ１２
は、ハンドルの絶対位置信号を検出すると共に、パリテ
ィ発生機能を有するものを採用し、これによりエンコー
ダ１２の故障をパリティチェックを行うことで、エンコ
ーダ１２自信を診断できるようになっている。Absolute rotary encoder 12
Adopts one having a parity generating function as well as detecting an absolute position signal of the steering wheel, and by doing a parity check of the failure of the encoder 12, it is possible to diagnose the confidence of the encoder 12.
【００１８】ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７は、エンコー
ダ１２からのハンドルの絶対位置信号からノッチ出力を
演算するものである。診断用ＣＰＵ１９は、ノッチ出力
演算用ＣＰＵ１７からのノッチ出力とエンコーダ１２か
らの絶対位置信号を入力して両者を照合し、この照合の
結果両者が相違したとき、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７
または診断用ＣＰＵ１９のどちらかに故障が生じたこと
を表示する表示信号を出力するものである。The notch output calculation CPU 17 calculates a notch output from the absolute position signal of the steering wheel from the encoder 12. The diagnosis CPU 19 inputs the notch output from the notch output calculation CPU 17 and the absolute position signal from the encoder 12 and collates them, and when the two collation results differ, the notch output calculation CPU 17
Alternatively, it outputs a display signal indicating that one of the diagnostic CPUs 19 has failed.
【００１９】このような構成のものにおいて、診断用Ｃ
ＰＵ１９が正常側に固定したまま故障した場合には、例
えばノッチ出力演算用ＣＰＵ１７と診断用ＣＰＵ１９と
の間に演算結果の相違があったとしても外部には故障情
報を表示できないため、診断用ＣＰＵ１９自体の故障検
知を行う必要がある。In such a structure, the diagnostic C
When the PU 19 fails while being fixed to the normal side, for example, even if there is a difference in the calculation result between the notch output calculation CPU 17 and the diagnosis CPU 19, failure information cannot be displayed to the outside, so the diagnosis CPU 19 It is necessary to detect the failure of itself.
【００２０】この診断用ＣＰＵ１９の故障検知を実現す
るため、診断用ＣＰＵ１９の演算サイクルをノッチ演算
サイクルと診断サイクルのいずれかに切り替えることが
できるようになっている。このサイクルの切り替えは、
サイクリックに繰り返されるものとする。In order to realize the failure detection of the diagnostic CPU 19, it is possible to switch the arithmetic cycle of the diagnostic CPU 19 to either the notch arithmetic cycle or the diagnostic cycle. This cycle change is
It shall be cyclically repeated.
【００２１】ノッチ演算サイクルにおいては、既に述べ
たように、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の演算結果と診
断用ＣＰＵ１９内部で演算したノッチ信号を照合する。
診断サイクルにおいては、エンコーダ１２からの位置信
号にさらに１ビット加える。この１ビットには必ずパリ
ティ条件が成立しないように信号が用意されている。例
えば、エンコーダ１２に偶数パリティが設定されている
としたら、診断サイクルにおいては、奇数パリティとな
るようにデータが与えられる。In the notch calculation cycle, as described above, the calculation result of the notch output calculation CPU 17 is collated with the notch signal calculated in the diagnosis CPU 19.
In the diagnostic cycle, one more bit is added to the position signal from the encoder 12. A signal is prepared for this 1 bit so that the parity condition is not always satisfied. For example, if even parity is set in the encoder 12, data is provided so that odd parity is set in the diagnostic cycle.
【００２２】従って、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７が演
算したノッチ信号出力と診断用ＣＰＵ１９との演算結果
が照合の結果相違が生ずるため診断用ＣＰＵ１９は、故
障の信号を出力することになる。Therefore, since the notch signal output calculated by the notch output calculation CPU 17 and the calculation result of the diagnosis CPU 19 are different as a result of collation, the diagnosis CPU 19 outputs a failure signal.
【００２３】次のサイクルはノッチ演算サイクルである
ため照合の結果が一致すれば正常の信号を出力する。こ
のようにノッチ演算サイクルと診断サイクルを繰り返す
ことにより診断用ＣＰＵ１９の出力は正常−異常−正常
−異常−正常と続き、この信号を図示しない変圧器を介
してフェイルセーフリレー励振回路でリレーを励振する
ことにより、診断用ＣＰＵ１９に故障が生じた場合はリ
レーの励振が停止することから、診断用ＣＰＵ１９の動
作を判定することができる。Since the next cycle is a notch calculation cycle, a normal signal is output if the comparison results match. By repeating the notch calculation cycle and the diagnostic cycle in this way, the output of the diagnostic CPU 19 continues as normal-abnormal-normal-abnormal-normal, and this signal is excited by the fail-safe relay excitation circuit via the transformer (not shown). By doing so, when the failure occurs in the diagnostic CPU 19, the excitation of the relay is stopped, so that the operation of the diagnostic CPU 19 can be determined.
【００２４】このようなノッチ出力演算用ＣＰＵ１７と
診断用ＣＰＵ１９を持ち、それ自体で故障検知ができる
ノッチ演算手段１１，２０を２台用意し、待機２重系を
構成する。この内、１つの系には主ハンドルの位置を検
知するアブソリュートロータリエンコーダ１２、ハンド
ルの前進位置を検知する前進信号接点１３、ハンドルの
後進を検知する後進信号接点１４、該エンコーダ１２の
検知信号と前後進信号から予め定められたノッチ信号を
演算し所定の力行信号、ブレーキノッチ信号を出力し、
出力トランジスタ１５、１６を駆動する信号を出力する
ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７、アブソリュートロータリ
エンコーダ１２からの主ハンドル位置と前後進信号から
ノッチ信号を演算し、さらにノッチ出力演算用ＣＰＵ１
７の出力信号１８とを比較し、ノッチ出力演算用ＣＰＵ
１７の動作を監視する診断用ＣＰＵ１９から構成され
る。The notch output calculating CPU 17 and the diagnostic CPU 19 are provided, and two notch calculating means 11 and 20 capable of detecting a failure by themselves are prepared to form a standby dual system. Among these, one system includes an absolute rotary encoder 12 that detects the position of the main handle, a forward signal contact 13 that detects the forward position of the handle, a reverse signal contact 14 that detects the reverse of the handle, and a detection signal of the encoder 12. Calculate a predetermined notch signal from the forward and backward signals and output a predetermined power running signal and brake notch signal,
CPU 17 for notch output calculation which outputs signals for driving output transistors 15 and 16, notch signal is calculated from the main steering wheel position and forward and backward signals from the absolute rotary encoder 12, and notch output calculation CPU 1
CPU for notch output calculation by comparing with output signal 18 of 7
It is composed of a diagnostic CPU 19 for monitoring the operation of 17.
【００２５】そして、ノッチ演算手段１１のどちらか１
台に優先順位をもたせた状態で動作するようになってい
る。この優先権を有する系をＡ系とし、他系をＢ系と称
する。まずＡ系に故障が生じると、Ａ系から故障表示が
出力される。この故障信号により、Ｂ系に切り替える。Either one of the notch calculating means 11
It is designed to operate with priority given to the platform. The system having this priority is called system A, and the other system is called system B. First, when a failure occurs in the A system, the failure display is output from the A system. This failure signal switches to the B system.
【００２６】以下、このように構成された実施例装置の
動作を説明する。まず、ノッチ演算手段１１において、
ロータリエンコーダ１２の絶対位置出力が、ノッチ出力
演算用ＣＰＵ１７に入力され、ここでノッチ信号が演算
される。この場合の演算は、ノッチ演算手段１１のそれ
ぞれにおいて行われ、１つの系には主ハンドルの位置を
検知するアブソリュートロータリエンコーダ１２、ハン
ドルの前進位置を検知する前進信号接点１３、ハンドル
の後進を検知する後進信号接点１４、該エンコーダ１２
の検知信号と前後進信号から予め定められたノッチ信号
を演算し所定の力行信号、ブレーキノッチ信号を出力
し、出力トランジスタ１５、１６を駆動する信号を出力
するノッチ出力演算用ＣＰＵ１７、アブソリュートロー
タリエンコーダ１２からの主ハンドル位置と前後進信号
からノッチ信号を演算し、さらにノッチ出力演算用ＣＰ
Ｕ１７の出力１８とを比較し、診断用ＣＰＵ１９はノッ
チ出力演算用ＣＰＵ１７の動作を監視する。この診断用
ＣＰＵ１９の診断結果は診断出力リレー２５に出力され
る。ノッチ演算手段１１が正常に動作している場合は、
診断出力リレー２５は励磁状態にあるものとする。The operation of the embodiment apparatus thus configured will be described below. First, in the notch calculation means 11,
The absolute position output of the rotary encoder 12 is input to the notch output calculation CPU 17, and the notch signal is calculated here. The calculation in this case is performed in each of the notch calculating means 11, and one system includes an absolute rotary encoder 12 for detecting the position of the main handle, a forward signal contact 13 for detecting the forward position of the handle, and a backward movement of the handle. Reverse signal contact 14 and encoder 12
CPU 17 for notch output calculation, which outputs a signal for driving the output transistors 15 and 16 by calculating a predetermined notch signal from the detection signal and forward / backward signal and outputting a predetermined power running signal and brake notch signal, and an absolute rotary encoder The notch signal is calculated from the main handle position from 12 and the forward / backward movement signal, and the notch output calculation CP
By comparing the output 18 of U17, the diagnostic CPU 19 monitors the operation of the notch output calculation CPU 17. The diagnostic result of the diagnostic CPU 19 is output to the diagnostic output relay 25. If the notch calculation means 11 is operating normally,
The diagnostic output relay 25 is assumed to be in the excited state.
【００２７】さらに、ノッチ出力演算用ＣＰＵからのノ
ッチ出力は、ダイオード２１、２２、２３、２４で突き
合わされる。ノッチ演算手段２０にも、診断出力リレー
２６が用意されており、これら診断出力リレーの接点２
７、２８は互いに診断出力リレー励磁コイルに接続され
ており、この２個の診断出力リレーが同時に励磁できな
いように鎖錠されている。さらに、診断出力リレーの常
開接点２９、３０は出力トランジスタ１５、１６の入力
側に接続されていて、ノッチ演算部が正常に動作してい
るときのみノッチ信号演算結果を出力できる。Further, the notch output from the CPU for notch output calculation is matched by the diodes 21, 22, 23 and 24. The notch calculation means 20 is also provided with a diagnostic output relay 26, and the contact 2 of these diagnostic output relays is provided.
Reference numerals 7 and 28 are connected to the diagnostic output relay exciting coil, and the two diagnostic output relays are locked so that they cannot be excited at the same time. Further, the normally-open contacts 29, 30 of the diagnostic output relay are connected to the input side of the output transistors 15, 16 and can output the notch signal calculation result only when the notch calculator is operating normally.
【００２８】以下に、アブソリュートロータリエンコー
ダ１２の故障検知、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の故障
検知、診断用ＣＰＵ１９の故障検知、ノッチ信号出力回
路の故障検知の動作について説明する。 （１） アブソリュートロータリエンコーダ１２の故障
検知The operations of detecting the failure of the absolute rotary encoder 12, detecting the failure of the notch output calculation CPU 17, detecting the failure of the diagnostic CPU 19, and detecting the failure of the notch signal output circuit will be described below. (1) Failure detection of absolute rotary encoder 12
【００２９】パリティビットの出力を有したアブソリュ
ートエンコーダ１２を採用しており、ノッチ演算ＣＰＵ
１７、診断用ＣＰＵ１９は、エンコーダ１２出力のパリ
ティビットをチェックしロータリエンコーダの故障判別
を実現する。 （２） ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の故障検知An absolute encoder 12 having a parity bit output is adopted, and a notch calculation CPU is used.
17. The diagnostic CPU 19 checks the parity bit of the encoder 12 output to realize the rotary encoder failure determination. (2) Failure detection of CPU 17 for notch output calculation
【００３０】ノッチ出力演算用用ＣＰＵ１７と診断用Ｃ
ＰＵ１９の２つのＣＰＵには、全く同一の入力信号（ア
ブソリュートロータリエンコーダ１２の位置信号と前後
進信号）が入力されており、各々のＣＰＵ１７，１９
は、この入力信号からノッチ信号を演算する。ノッチ出
力演算用ＣＰＵ１７は演算結果をマスコンノッチ出力と
して出力トランジスタ１５、１６を駆動しノッチ信号を
外部に出力する。Notch output calculation CPU 17 and diagnostic C
The same input signal (position signal of the absolute rotary encoder 12 and forward / backward movement signal) is input to the two CPUs of the PU 19, and the CPUs 17 and 19 respectively.
Calculates a notch signal from this input signal. The notch output calculation CPU 17 drives the output transistors 15 and 16 with the calculation result as a mask notch output and outputs a notch signal to the outside.
【００３１】一方、診断用ＣＰＵ１９は入力信号から演
算したノッチと、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の演算結
果出力１８とを比較し、ノッチ結果に相違が生じた場合
には、ノッチ出力演算用ＣＰＵの故障と見なす。 （３） 診断用ＣＰＵ１９の故障検知On the other hand, the diagnosis CPU 19 compares the notch calculated from the input signal with the calculation result output 18 of the notch output calculation CPU 17, and if a difference occurs in the notch result, the notch output calculation CPU has a failure. To consider. (3) Failure detection of diagnostic CPU 19
【００３２】診断用ＣＰＵ１９の故障検知を行うため
に、図２に示すように診断用ＣＰＵ１９への入力信号と
して、アブソリュートロータリエンコーダ１２の信号
（位置を表すバイナリー信号４０、４１、４２、４３、
４４、４５＋パリティ信号４６）に更に１ビットの情報
４７を追加する。この１ビットに“１”、“０”に交互
に変化するパルス列を与える。このパルス列の“０”の
時を監視サイクル、“１”のと診断サイクルと呼ぶこと
とする。In order to detect the failure of the diagnostic CPU 19, as shown in FIG. 2, the signal of the absolute rotary encoder 12 (binary signal 40, 41, 42, 43, which represents the position) is inputted as an input signal to the diagnostic CPU 19.
Further, 1-bit information 47 is added to 44, 45 + parity signal 46). A pulse train that alternately changes to "1" and "0" is given to this 1 bit. The time "0" of this pulse train is called a monitoring cycle, and the time "1" is called a diagnostic cycle.
【００３３】監視サイクルでは、上述のノッチ出力演算
用ＣＰＵ１７の故障検知を行い、診断用ＣＰＵ１９の演
算したノッチとノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の出力結果
１８が一致、即ち、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の動作
が正常と判断されたときには“１”を出力するようにす
る。In the monitoring cycle, the failure of the notch output calculation CPU 17 is detected, and the notch calculated by the diagnosis CPU 19 and the output result 18 of the notch output calculation CPU 17 match, that is, the operation of the notch output calculation CPU 17 is performed. When it is determined to be normal, "1" is output.
【００３４】一方、診断サイクルにおいては、アブソリ
ュートロータリエンコーダ１２の入力信号に更に“１”
が加えられ、パリティが保たれなくなっているため、診
断用ＣＰＵ１９の機能が正常であったなら、診断用ＣＰ
Ｕ１９はアブソリュートロータリエンコーダ信号のパリ
ティエラーと見なし、故障と判定し“０”を出力する。On the other hand, in the diagnostic cycle, the input signal of the absolute rotary encoder 12 is further "1".
Since the parity is no longer maintained, if the function of the diagnostic CPU 19 is normal, the diagnostic CP
U19 regards this as a parity error of the absolute rotary encoder signal, judges it as a failure, and outputs "0".
【００３５】このようにすることにより、診断用ＣＰＵ
１９の出力は診断用ＣＰＵ１９が正常に動作している場
合は、“１”−“０”−“１”−“０”の交流励振信号
を出力する。この信号で交流リレードライバー４８を駆
動し、診断出力リレー２５を励磁することによりフェイ
ルセーフな故障検出出力を得ることができる。 （４） ノッチ信号出力用トランジスタの故障検知By doing so, the diagnostic CPU
The output of 19 is an AC excitation signal of "1"-"0"-"1"-"0" when the diagnostic CPU 19 is operating normally. By driving the AC relay driver 48 with this signal and exciting the diagnostic output relay 25, a fail-safe failure detection output can be obtained. (4) Failure detection of notch signal output transistor
【００３６】前述の如く、診断用ＣＰＵ１９が監視する
ノッチ信号出力１８はノッチ出力演算用ＣＰＵ１７がド
ライブするトランジスタ１５、１６の出力であるため、
トランジスタのオープン故障、短絡故障に対しても故障
検知が可能である。 （５） 冗長性の実現As described above, since the notch signal output 18 monitored by the diagnostic CPU 19 is the output of the transistors 15 and 16 driven by the notch output calculation CPU 17,
Failure detection is possible even for transistor open failures and short circuit failures. (5) Realization of redundancy
【００３７】アブソリュートロータリエンコーダ１２を
含めたノッチ演算手段１１，２０を２系統用意し、これ
らを２重系として適用することにより冗長系を実現して
いる。A redundant system is realized by preparing two systems of notch calculating means 11 and 20 including the absolute rotary encoder 12 and applying them as a dual system.
【００３８】また、これらの出力をダイオード２１、２
２、２３、２４で突き合わせているため、万一出力トラ
ンジスタ１５、１６に短絡故障が発生しても回り込み回
路が構成されることはないので他の信号線へ影響を与え
ない。Further, these outputs are connected to the diodes 21, 2
Since the lines 23, 23, and 24 are in contact with each other, even if a short circuit failure occurs in the output transistors 15 and 16, the sneak path circuit is not formed, and other signal lines are not affected.
【００３９】ノッチ信号線には故障検知リレーの接点２
９、３０が接続されているため、万一故障が発生した場
合は故障検知リレー２５を釈放することにより、自ら系
を離脱し、もう一方の健全な系に自動的に機能を引き継
ぐ。 （６） 主ハンドルとアブソリュートロータリエンコー
ダとの位置合わせThe contact 2 of the failure detection relay is provided on the notch signal line.
Since 9 and 30 are connected, in the unlikely event that a failure occurs, the failure detection relay 25 is released to leave the system by itself, and the other healthy system automatically takes over the function. (6) Positioning of main handle and absolute rotary encoder
【００４０】ノッチ位置をアブソリュートロータリエン
コーダの絶対位置としてノッチ演算するのではなく、図
３に示すように、まず、ある基準位置に主ハンドル６１
を合わせたときの位置データを読みとり（一例として、
非常ブレーキ位置）、この位置データをプリセットスイ
ッチ６５に設定する。また、各ノッチは絶対位置で規定
するのではなく、相対位置で規定される。ノッチ制御装
置に電源が投入されたときに、まずこのプリセットデー
タを参照し、このプリセットデータに相対位置データを
加算した値をノッチとする。The notch position is not calculated as the absolute position of the absolute rotary encoder, but as shown in FIG. 3, first, the main handle 61 is moved to a certain reference position.
The position data at the time of matching is read (as an example,
Emergency brake position), this position data is set in the preset switch 65. Further, each notch is not defined by an absolute position, but is defined by a relative position. When the notch controller is powered on, the preset data is first referred to, and the value obtained by adding the relative position data to the preset data is used as the notch.
【００４１】従って、主ハンドル６１が動かされたとき
は、これに伴い大歯車６２、小歯車６３が回転させられ
るので、ハンドル位置に対応するアブソリュートロータ
リエンコーダ６４の位置データと電源投入時に計算され
たプリセットデータに加算された相対位置データからノ
ッチを判定する。このようにすることにより、組み立て
る時点で、主ハンドル６１とアブソリュートロータリエ
ンコーダ（図１の１２）６４の位置を設定することな
く、組み立てられた時点で、基準位置をデータとして入
力すればよく、調整要素が少なくなり簡便な調整方法と
なる。Therefore, when the main handle 61 is moved, the large gear 62 and the small gear 63 are rotated accordingly, so that the position data of the absolute rotary encoder 64 corresponding to the handle position and the power-on calculation are calculated. The notch is determined from the relative position data added to the preset data. By doing so, it is sufficient to input the reference position as data at the time of assembly without setting the positions of the main handle 61 and the absolute rotary encoder (12 in FIG. 1) 64 at the time of assembly. The number of elements is reduced and the adjustment method becomes simple.
【００４２】図３は、前述のノッチ制御手段１１の機能
を説明するための図で、図３（ａ）は主幹制御器の主ハ
ンドル６１とアブソリュートロータリエンコーダ６４の
配置関係を示す斜視頭であり、図３（ｂ）は主ハンドル
６１の角度とノッチとアブソリュートロータリエンコー
ダ６４の関係を示す図であり、図３（ｃ）はプリセット
スイッチ６５と入力信号レジスタ６６の回路図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the function of the above-mentioned notch control means 11, and FIG. 3 (a) is a perspective head showing the positional relationship between the main handle 61 of the main controller and the absolute rotary encoder 64. 3B is a diagram showing the relationship between the angle and notch of the main handle 61 and the absolute rotary encoder 64, and FIG. 3C is a circuit diagram of the preset switch 65 and the input signal register 66.
【００４３】以上説明したように本発明の実施例によれ
ば、アブソリュートロータリエンコーダ１２を含むノッ
チ演算手段１１，２０を２系用意し、それぞれの系のな
かで、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７と診断用ＣＰＵ１９
を適用し、アブソリュートロータリエンコーダ１２の故
障検知、ノッチ出力演算用ＣＰＵ１７の故障検知、診断
用ＣＰＵ１９自体の故障検知を行なわしめることによ
り、無保守で、冗長度があり、高信頼性の主幹制御装置
を得ることができる。As described above, according to the embodiment of the present invention, two systems of notch calculation means 11 and 20 including the absolute rotary encoder 12 are prepared. In each system, the notch output calculation CPU 17 and the diagnostic notation CPU 17 are provided. CPU19
Is applied to detect a failure of the absolute rotary encoder 12, a failure of the CPU 17 for notch output calculation, and a failure of the diagnostic CPU 19 itself, a maintenance-free, redundant, highly reliable master control device. Can be obtained.
【００４４】本発明は、前述の実施例ではハンドル６１
の位置検知にアブソリュート形ロータリエンコーダ１２
を適用した例で説明したが、インクリメント形ロータリ
エンコーダを適用しても同様な効果を提供することがで
きる。The present invention is based on the handle 61 in the above-described embodiment.
Absolute encoder 12 for position detection
However, the same effect can be provided by applying the incremental rotary encoder.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明によれば、アブソリュートロータ
リエンコーダ、もしくは、これに類似したエンコーダを
適用しながら、機構的に単純で冗長度が高く、フェイル
セーフ性の高い主幹制御装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a master control device that is mechanically simple, has high redundancy, and has high fail-safety, while applying an absolute rotary encoder or an encoder similar thereto. it can.
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の内診断用ＣＰＵ１９の故障検知の方法を
説明する構成図。2 is a configuration diagram illustrating a method of detecting a failure of the internal diagnostic CPU 19 of FIG.
【図３】相対位置信号からノッチを判定する機能を説明
する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a function of determining a notch from a relative position signal.
【図４】従来技術による主幹制御装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a master control device according to a conventional technique.
１１，２０…ノッチ演算手段、１２…アブソリュートロ
ータリエンコーダ、１３…前後進ハンドルからの前進信
号接点、１４…前後進ハンドルからの後進信号接点、１
５，１６…ノッチ出力トランジスタ、１７…ノッチ出力
演算用ＣＰＵ、１８…ノッチ信号出力、１９…診断用Ｃ
ＰＵ、２１，２２，２３，２４…ノッチ出力突き合わせ
ダイオード、２５，２６…故障検知出力リレー、 ２
８，２９，３０…故障検知出力リレー２５の接点、２７
…故障検知出力リレー２６の接点、４０，４１，４２，
４３，４４，４５…アブソリュートロータリエンコーダ
の位置出力信号（バイナリ）、４６…アブソリュートロ
ータリエンコーダのパリティビット、４７…付加ビッ
ト、６１…主ハンドル、６２…大歯車、６３…小歯車、
６４…アブソリュートロータリエンコーダ、６５…プリ
セットスイッチ、６６…入力信号レジスタ。11, 20 ... Notch computing means, 12 ... Absolute rotary encoder, 13 ... Forward signal contact from forward / reverse handle, 14 ... Reverse signal contact from forward / reverse handle, 1
5, 16 ... Notch output transistor, 17 ... Notch output calculation CPU, 18 ... Notch signal output, 19 ... Diagnostic C
PU, 21, 22, 23, 24 ... Notch output matching diode, 25, 26 ... Failure detection output relay, 2
8, 29, 30 ... Contact point of failure detection output relay 25, 27
... Contact points of the failure detection output relay 26, 40, 41, 42,
43, 44, 45 ... Position output signal (binary) of absolute rotary encoder, 46 ... Parity bit of absolute rotary encoder, 47 ... Additional bit, 61 ... Main handle, 62 ... Large gear, 63 ... Small gear,
64 ... Absolute rotary encoder, 65 ... Preset switch, 66 ... Input signal register.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 陽太朗 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yotaro Minami No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu factory inside
Claims (4)
ハンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度
指令を与える主幹制御器と、 前記ハンドルの絶対位置を検出するロータリエンコーダ
と、 このロータリエンコーダによる検出データを解読し、所
定のノッチ信号を出力するノッチ演算手段と、 このノッチ演算手段からのノッチ信号と前記ロータリエ
ンコーダによる検出データを入力して両者を比較し、両
者に相違が生じたとき制御系の異常を判断する故障診断
手段と、 を具備した主幹制御装置。1. A master controller mounted on a railroad vehicle, which gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel provided in the railway vehicle, a rotary encoder for detecting an absolute position of the steering wheel, and the rotary encoder. When the notch calculation means for decoding the detection data by the encoder and outputting a predetermined notch signal and the notch signal from this notch calculation means and the detection data by the rotary encoder are input and the two are compared, there is a difference between them. A master control device comprising: a failure diagnosis means for determining a control system abnormality.
ハンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度
指令を与える主幹制御器と、 前記ハンドルの絶対位置を検出するロータリエンコーダ
と、 このロータリエンコーダによる検出データを解読し、所
定のノッチ信号を出力するノッチ演算手段と、 このノッチ演算手段からのノッチ信号と前記ロータリエ
ンコーダによる検出データを入力して両者を比較し、両
者に相違が生じたとき制御系の異常と判断する故障診断
手段と、 を備え、前記ノッチ演算手段および前記故障診断手段を
少なくとも２組を用意し、これらをそれぞれ同時に運転
するように構成し、一つの系が故障したとき残りの健全
系に切替わるように構成した主幹制御装置。2. A main controller mounted on a railroad vehicle, which gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel provided in the railway vehicle, a rotary encoder for detecting an absolute position of the steering wheel, and the rotary encoder. When the notch calculation means for decoding the detection data by the encoder and outputting a predetermined notch signal and the notch signal from this notch calculation means and the detection data by the rotary encoder are input and the two are compared, there is a difference between them. At this time, at least two sets of the notch computing means and the failure diagnosing means are provided, and the system is configured to operate at the same time, and one system fails. A master control device that is configured to switch to the remaining healthy system at any given time.
ハンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度
指令を与える主幹制御器と、 前記ハンドルの絶対位置を検出するロータリエンコーダ
と、 このロータリエンコーダによる検出データを解読し、所
定のノッチ信号を出力するノッチ演算手段と、 このノッチ演算手段からのノッチ信号と前記ロータリエ
ンコーダによる検出データを入力して両者を比較し、両
者に相違が生じたとき制御系の異常を判断する故障診断
手段と、 前記ロータリエンコーダによる検出データにさらにパル
ス信号を加え、強制的にパリティエラーを発生させる自
己診断モードと、強制的にパリティエラー信号を与えず
に、前記ノッチ演算手段の出力と前記故障診断手段自身
の演算結果を突き合わせる監視モードを時間的に交互に
与える手段と、 を具備した主幹制御装置。3. A main controller mounted on a railroad vehicle, which gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel of itself, a rotary encoder for detecting an absolute position of the steering wheel, and the rotary encoder. When the notch calculation means for decoding the detection data by the encoder and outputting a predetermined notch signal and the notch signal from this notch calculation means and the detection data by the rotary encoder are input and the two are compared, there is a difference between them. When failure diagnosis means to determine the abnormality of the control system, further pulse signal to the detection data by the rotary encoder, a self-diagnosis mode for forcibly generating a parity error, without forcibly giving a parity error signal, A monitoring mode in which the output of the notch calculating means and the calculation result of the failure diagnosing means itself are matched. Trunk controller with a means for providing temporally alternately.
ハンドルの操作により車両の駆動装置に対して加減速度
指令を与える主幹制御器と、 前記ハンドルの絶対位置を検出するロータリエンコーダ
と、 このロータリエンコーダによる検出データを解読し、所
定のノッチ信号を出力するノッチ演算手段と、 このノッチ演算手段からのノッチ信号と前記ロータリエ
ンコーダによる検出データを入力して両者を比較し、両
者に相違が生じたとき制御系の異常と判断する制御系異
常判断手段と、 前記ハンドルの位置と前記ロータリエンコーダの位置合
わせを実行するための、位置信号をプリセットするプリ
セット手段と、 を具備した主幹制御装置。4. A main controller mounted on a railroad vehicle, which gives an acceleration / deceleration command to a drive device of the vehicle by operating a steering wheel included in the railcar, a rotary encoder for detecting an absolute position of the steering wheel, and the rotary encoder. When the notch calculation means for decoding the detection data by the encoder and outputting a predetermined notch signal and the notch signal from this notch calculation means and the detection data by the rotary encoder are input and the two are compared, there is a difference between them. At this time, a master control device comprising: a control system abnormality determining means for determining an abnormality in the control system; and a preset means for presetting a position signal for executing the position adjustment of the handle and the rotary encoder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23167492A JP3243005B2 (en) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Master control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JPH0686411A true JPH0686411A (en) | 1994-03-25 |
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Family
ID=16927210
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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1992
- 1992-08-31 JP JP23167492A patent/JP3243005B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3243005B2 (en) | 2002-01-07 |
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