JPH1010182A - 信号灯制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御プログラムや診断プログラムを作成する
時に、信号灯駆動用交流電源の位相を意識する必要のな
い信号灯制御装置を提供する。 【解決手段】 スイッチ回路１はパルスＰ１のオン時間
だけオン状態を維持し得る特性を有する。スイッチ回路
１は信号灯５の電源供給ラインＬ１、Ｌ２に直列に挿入
される。診断信号発生回路２は、交流電源４の電圧信号
Ｖｓ及び診断命令信号Ｓ１を入力信号とする。診断信号
発生回路２は、診断命令信号Ｓ１が供給されたことを条
件にして、電圧信号Ｖｓの予め定められた値において、
ワンショットパルスＰ０を発生し、ワンショットパルス
Ｐ０をスイッチ回路１に供給する。電流検出回路３は、
電源供給ラインＬ１、Ｌ２に流れる電流Ｉ０を検出する
と共に記憶し、記憶された検出値を診断信号Ｓ２として
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号灯制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鉄道信号に用いられる信号灯制
御装置において、自己診断機能を実現する方式として、
電圧検出回路及び電流検出回路を用いるタイプ（例えば
特開平4ー76467号公報、特開平4ー70570号公報参照）と、
電流検出回路のみを用いたタイプ（例えば特開平7ー2945
79号公報参照）が知られている。電圧検出回路及び電流
検出回路を用いた信号灯制御装置では、信号灯に供給さ
れる電力を、双方向性サイリスタよりなる半導体リレー
（ＳＳＲ）によってオン、オフすると共に、ＳＳＲの端
子間電圧を電圧検出回路によって検出し、更に、信号灯
に流れる電流を電流検出回路によって検出する。

【０００３】そして、ＳＳＲのオン、オフと、電圧検出
回路及び電流検出回路の検出信号の有り、無しとの論理
判断により、回路故障を診断する。

【０００４】このタイプの信号灯制御装置の問題点の一
つは、鉄道信号に使用される信号灯は、種類毎に定格電
圧が異なるため、電圧検出回路も信号灯の種類毎に選定
する必要があること、このため、信号灯の種別を変更す
る時は、電圧検出回路をも変更する必要があることであ
る。

【０００５】電流検出回路のみを用いた信号灯制御装置
では、信号灯に供給される電力を、ＳＳＲによってオ
ン、オフすると共に、信号灯に流れる電流を電流検出回
路によって検出する。電流検出回路は、ＳＳＲがオフの
時に信号灯回路に診断電源を供給する。これにより、Ｓ
ＳＲがオフになっている状態で信号灯を診断することが
できる。

【０００６】このタイプの信号灯制御装置は、電圧検出
回路を備えていないので、電圧検出回路を有する場合の
上記問題点は回避することができる。しかし、信号灯駆
動電源と、診断電源の位相の関係によっては、信号灯電
流と電流とが打ち消しあって、診断不可能になることが
ある。このような問題点を解決するためには、システム
的にフェールセーフを確保するための特殊な回路接続を
必要とする信号灯接続回路において、駆動電源位相と診
断電源位相との関係を確定しなければならないという困
難な問題に直面する。

【０００７】電流検出回路のみを用いた信号灯制御装置
の別の従来例として、ＳＳＲを制御するＣＰＵ等の演算
処理装置により、信号灯を駆動する交流電源のゼロクロ
ス点を検出し、ＳＳＲの制御タイミングや、診断タイミ
ングを、ゼロクロスを基準にして設定する技術も知られ
ている。

【０００８】この技術の問題点は、演算処理装置の全体
が交流電源のタイミングで動作することになるため、演
算処理装置が信号灯制御のために専用され、他の処理の
ための演算処理装置として共用できないこと、診断のタ
イミングを決定するための処理が加わるため、演算処理
装置を構成するＣＰＵの負担及びプログラミング作業負
担が増えること等である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電流
検出による診断の可能な信号灯制御装置を提供すること
である。

【００１０】本発明のもう一つの課題は、制御プログラ
ムを作成する時に、信号灯を駆動する交流電源の位相を
意識する必要のない信号灯制御装置を提供することであ
る。本発明の更にもう一つの課題は、診断プログラムを
作成する時に信号灯を駆動する交流電源の位相を意識す
る必要のない信号灯制御装置を提供することである。

【００１１】本発明の更にも一つの課題は、電流検出に
当たって、診断電源等の特別な回路を付加する必要のな
い信号灯制御装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る信号灯制御装置は、スイッチ回路と、
診断信号発生回路と、電流検出回路とを含む。前記スイ
ッチ回路は、外部から供給されるパルスにより駆動さ
れ、前記パルスのオン時間だけオン状態を維持し得る特
性を有する。このスイッチ回路は、信号灯の電源供給ラ
インに直列に挿入される。

【００１３】前記診断信号発生回路は、前記交流電源の
電圧信号及び診断命令信号を入力信号とする。診断信号
発生回路は、前記診断命令信号が供給されたことを条件
にして、前記電圧信号の予め定められた値において、ワ
ンショットパルスを発生し、前記ワンショットパルスを
前記スイッチ回路に供給する。

【００１４】前記電流検出回路は、前記電源供給ライン
に流れる電流を検出すると共に記憶し、記憶された検出
値を診断信号として出力する。

【００１５】上述したように、スイッチ回路は、信号灯
の電源供給ラインに直列に挿入されているから、スイッ
チ回路を外部から供給されるパルスによりオンにするこ
とにより、信号灯に対する電源供給ラインを構成し、信
号灯を点灯させることができる。また、スイッチ回路を
オフにすることにより、信号灯に対する電源供給ライン
を遮断し、信号灯を消灯させることができる。

【００１６】電流検出回路は、電源供給ラインに流れる
電流を検出すると共に、検出値を出力するから、電流検
出回路により、定期的に信号灯の電流を検出することが
できる。

【００１７】診断処理は、電流検出回路が電流を検出し
ていないこと、即ち、スイッチ回路がオフであることを
前提として実行される。電流検出回路が電流を検出して
いないことは、外部に備えられたＣＰＵ等の演算処理装
置に、電流検出回路の検出信号を供給することにより、
演算処理装置によって判定できる。

【００１８】診断信号発生回路は、交流電源の電圧信号
及び診断命令信号を入力信号とする。そして、診断命令
信号が供給されたことを条件にして、電圧信号の予め定
められた値において、ワンショットパルスを発生し、ワ
ンショットパルスをスイッチ回路に供給する。このよう
に、ワンショットパルスをハードウエア的に発生させる
ので、演算処理装置の制御プログラムを作成する時に、
信号灯を駆動する交流電源の位相を意識する必要がなく
なる。

【００１９】スイッチ回路は、外部から供給されるパル
スにより駆動され、パルスのオン時間だけオン状態を維
持し得る特性を有する。従って、スイッチ回路は、診断
信号発生回路からワンショットパルスが与えられたと
き、ワンショットパルスのオン時間だけオン状態を維持
する。このワンショットパルスのオン時間幅に対応した
短時間だけ、電源供給ラインに電流が流れる。従って、
信号を点灯させることがない。この作用は、スイッチ回
路として、従来の双方向サイリスタでなる半導体スイッ
チに代えて、パルスのオン時間だけオン状態を維持し得
る特性を有するスイッチ回路を用いたことによって確保
されるものである。双方向サイリスタでなる半導体スイ
ッチを用いた場合は、一旦導通した半導体スイッチは、
交流電源がゼロクロスするまで導通を維持するから、パ
ルス幅だけオン状態を確保するという動作を得ることが
できない。

【００２０】電流検出回路は、電源供給ラインに流れる
電流を検出すると共に記憶し、記憶された検出値を診断
信号として出力する。従って、短時間だけ流れる電流を
確実に検出できる。しかも、診断プログラムを作成する
時に信号灯を駆動する交流電源の位相を意識する必要が
なくなるし、電流検出に当たって、診断電源等の特別な
回路を付加する必要もない。

【００２１】本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図
面を参照して以下に説明する。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る信号灯制御装
置のブロック図である。図において、参照符号Ａは本発
明に係る信号灯制御装置、参照符号ＢはＣＰＵ等の演算
処理装置である。本発明に係る信号灯制御装置Ａは、ス
イッチ回路１と、診断信号発生回路２と、電流検出回路
３とを含む。４は交流電源、５は信号灯である。

【００２３】スイッチ回路１は、外部から供給されるパ
ルスＰ１により駆動され、パルスＰ１のオン時間だけオ
ン状態を維持し得る特性を有する。そのようなスイッチ
回路１は、図１に図示するように、電界効果トランジス
タを用いた半導体リレーによって実現できる。スイッチ
回路１は、信号灯５の電源供給ラインＬ１、Ｌ２に直列
に挿入される。

【００２４】診断信号発生回路２は、交流電源４の電圧
信号Ｖｓ及び診断命令信号Ｓ１を入力信号とする。診断
信号発生回路２は、診断命令信号Ｓ１が供給されたこと
を条件にして、電圧信号Ｖｓの予め定められた値におい
て、ワンショットパルスＰ０を発生し、ワンショットパ
ルスＰ０をスイッチ回路１に供給する。

【００２５】実施例において、診断信号発生回路２は、
電源電圧検出回路２１と、ワンショットパルス発生回路
２２とを備える。電源電圧検出回路２１は電源供給ライ
ンＬ１ーＬ２間に現れる電圧信号Ｖｓを監視し、予め定
められた電圧値Ｖｂにおいて、出力信号Ｖ４を生じる。

【００２６】また、診断信号発生回路２と、スイッチ回
路１との間にオアゲート６が接続されている。従って、
診断信号発生回路２から出力されたワンショットパルス
Ｐ０は、オアゲート６を介して、スイッチ回路１に供給
される。オアゲート６には、診断命令信号となるワンシ
ョットパルスＰ０とは別に、スイッチ回路１を駆動して
信号灯５を点灯させるための信号Ｓ３が供給される。こ
の信号Ｓ３は演算処理装置Ｂから供給される。

【００２７】電流検出回路３は、電源供給ラインＬ１、
Ｌ２に流れる電流Ｉ０を検出すると共に記憶し、記憶さ
れた検出値を診断信号Ｓ２として出力する。実施例に示
す電流検出回路３は、カレントプローブ３１と、絶対値
変換回路３２と、ピークホールド回路３３と、Ａ／Ｄ変
換回路とを備える。カレントプローブ３１は電源供給ラ
インＬ２に結合されて、電流検出端を構成する。絶対値
変換回路３２はカレントプローブ３１によって検出され
た電流値を絶対値に変換して出力する。ピークホールド
回路３３は絶対値変換回路３２から供給された電流絶対
値のピーク値を捕らえ、それを保持する。Ａ／Ｄ変換回
路３４はピークホールド回路３３から供給されたアナロ
グのピーク値をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／
Ｄ変換回路３４から出力されたデジタル信号は演算処理
装置Ｂに取り込まれ、解読され、処理される。

【００２８】上記の回路構成になる本発明に係る信号灯
制御装置によれば、演算処理装置Ｂから出力された信号
Ｓ３を、オアゲート６を介して、スイッチ回路１に供給
することにより、スイッチ回路１をオンにすることがで
きる。スイッチ回路１は、信号灯５の電源供給ラインＬ
１、Ｌ２に直列に挿入されているから、そのオン動作に
より、信号灯５に対する電源供給ラインＬ１、Ｌ２を構
成し、信号灯５を点灯させることができる。また、信号
Ｓ３の供給を停止し、スイッチ回路１をオフにすること
により、信号灯５に対する電源供給ラインＬ１、Ｌ２を
遮断し、信号灯５を消灯させることができる。

【００２９】次に、診断処理動作について、図２及び図
３を参照して説明する。図２は各部の波形を示すタイム
チャートであり、信号ありを論理値１で示し、信号なし
を論理値０で示してある。図３は診断処理のフローチャ
ートである。

【００３０】演算処理装置Ｂは、電流検出回路３から論
理値１の検出信号Ｓ２が入力されていないことを条件に
して、プログラムに従い、例えば、一定時間間隔で、診
断期間を設定する。電流検出回路３が電流Ｉ０を検出し
ていないことは、電流検出回路３から演算処理装置Ｂ
に、論理値１の診断信号Ｓ２が入力されていないこと
を、演算処理装置Ｂにおいて判定することにより、知る
ことができる。図２の時刻ｔ１はその判定時を示してい
る。

【００３１】電流検出回路３から演算処理装置Ｂに論理
値１の診断信号Ｓ２が入力されていないことが確認され
た場合は、診断期間において、ｔ２時に演算処理装置Ｂ
から診断信号発生回路２に論理値１の診断命令信号Ｓ１
が与えられる（図２（ｂ）参照）。診断期間にもかかわ
らず、電流検出回路３から演算処理装置Ｂに論理値１の
診断信号Ｓ２が入力されていることが確認された場合
は、演算処理装置Ｂは、回路に故障が発生していると判
定する（図３参照）。

【００３２】電流検出回路３から演算処理装置Ｂに論理
値１の診断信号Ｓ２が入力されていないことが確認され
た場合、診断信号発生回路２は、論理値１の診断命令信
号Ｓ１（図２（ｂ）参照）が供給されたことを条件にし
て、電源４から供給される電圧信号Ｖｓの予め定められ
た電圧値Ｖｂ（図２（ａ）参照）において、論理値１の
ワンショットパルスＰ０を発生する（図２（ｃ）参
照）。図２の場合、ワンショットパルスＰ０は、電圧信
号Ｖｓがほぼピーク値を示すｔ３時に発生する。論理値
１のワンショットパルスＰ０は、オアゲート６を介して
スイッチ回路１に供給される。このように、ワンショッ
トパルスＰ０をハードウエア的に発生させるので、制御
プログラムを作成する時に、信号灯５を駆動する交流電
源４の位相を意識する必要がなくなる。

【００３３】スイッチ回路１は、スイッチ回路１は、診
断信号発生回路２から論理値１のワンショットパルスＰ
０が与えられたとき、ワンショットパルスＰ０のオン時
間Ｔｏｎだけオン状態を維持する。このワンショットパ
ルスＰ０のオン時間幅Ｔｏｎに対応した短時間だけ、電
源供給ラインＬ１、Ｌ２に電流Ｉ０が流れる（図２
（ｄ）参照）。従って、信号灯５を点灯させることがな
い。この作用は、本発明においては、従来の双方向サイ
リスタでなる半導体スイッチに代えて、パルスのオン時
間だけオン状態を維持し得る特性を有するスイッチ回路
１を用いたことによって確保されるものである。

【００３４】電流検出回路３は、電源供給ラインＬ１、
Ｌ２に流れる電流Ｉ０を検出すると共に記憶し、記憶さ
れた検出値を論理値１の診断信号Ｓ２として出力する。
従って、短時間だけ流れる電流Ｉ０を確実に検出でき
る。しかも、診断プログラムを作成する時に信号灯５を
駆動する交流電源４の位相を意識する必要がなくなる
し、電流検出に当たって、診断電源等の特別な回路を付
加する必要もない。実施例において、電流検出回路３は
ピークホールド回路３３を有するので、診断信号Ｓ２は
ほぼｔ３時からホールドされたピーク値を示す（図２
（ｅ）参照）。

【００３５】演算処理装置Ｂは、電流検出回路３から入
力される論理値１の診断信号Ｓ２に基づき、回路が正常
であると判断する。

【００３６】このようにして、診断が行なわれた後、診
断期間の終期に対応するｔ４時に、電流検出回路３から
論理値１の診断信号Ｓ２が継続して入力されていること
を条件に、演算処理装置Ｂからの信号Ｓ４に基づき、電
流検出回路３の記憶状態を元の状態にリセットする。ｔ
４時に電流検出回路３から論理値１の診断信号Ｓ２が入
力されていない場合は、演算処理装置４は回路故障と判
定する（図３参照）。

【００３７】診断命令信号Ｓ１の発生するｔ２時からｔ
４時までの診断期間は、交流電源４の１サイクル分以上
の時間に設定する。この診断期間の間は、演算処理装置
Ｂは、他の処理を実行することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）電流検出による診断の可能な信号灯制御装置を提
供することができる。 （ｂ）制御プログラムを作成する時に、信号灯を駆動す
る交流電源の位相を意識する必要のない信号灯制御装置
を提供することができる。 （ｃ）診断プログラムを作成する時に信号灯を駆動する
交流電源の位相を意識する必要のない信号灯制御装置を
提供することができる。 （ｄ）電流検出に当たって、診断電源等の特別な回路を
付加する必要のない信号灯制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号灯制御装置のブロック図であ
る。

【図２】図１に示した本発明に係る信号灯制御装置の各
部の波形を示すタイムチャートである。

【図３】本発明に係る信号灯制御装置における診断処理
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ スイッチ回路 ２ 診断信号発生回路 ３ 電流検出回路 ４ 交流電源 ５ 信号灯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ回路と、診断信号発生回路と、
   電流検出回路とを含む信号灯制御装置であって、 前記スイッチ回路は、外部から供給されるパルスにより
   駆動され、前記パルスのオン時間だけオン状態を維持し
   得る特性を有し、信号灯の電源供給ラインに直列に挿入
   されており、 前記診断信号発生回路は、前記交流電源の電圧信号及び
   診断命令信号を入力信号とし、前記診断命令信号が供給
   されたことを条件にして、前記電圧信号の予め定められ
   た値において、ワンショットパルスを発生し、前記ワン
   ショットパルスを前記スイッチ回路に供給し、 前記電流検出回路は、前記電源供給ラインに流れる電流
   を検出すると共に記憶し、記憶された検出値を診断信号
   として出力する信号灯制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された信号灯制御装置で
   あって、 前記スイッチ回路は、電界効果トランジスタを用いた半
   導体リレーを含む信号灯制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された信号灯制御装置で
   あって、 前記電流検出回路は、ピークホールド回路を含む信号灯
   制御装置。