(57)【要約】【課題】  リレーの故障を検出する。【解決手段】  リレー故障検出システム及び直しシステムは、１次及び２次信号を測定するように構成される信号検出器を含み、リレーが信号を負荷に接続しないために信号が終端しなくなると故障出力信号を生成する。信号検出器が故障出力を生成した後、循環回路によりリレー制御器が潜在的に機能低下しているリレーを何回も循環するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替えシステム内のリレー故障を検出するように構成されたリレー故障検出システムであって；
第１信号に結合するように構成された入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及び上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第２出力部を有し、上記第１信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；
第２信号に結合するように構成された入力部、上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するよう構成された第２リレーと；
上記第１又は第２信号の一方を正確に上記切り替えシステムの上記出力部でのアクティブ信号とするように上記第１及び第２リレーを動作させるように構成された制御システムと；
上記第１信号に結合され、上記第２信号に結合され、上記第１信号及び上記第２信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；
信号故障として低い信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の検出器と；
リレー故障として高い信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の検出器と
を備えたリレー故障検出システム。
【請求項２】
上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部を有し、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部を有し、上記切り替えシステムの上記出力部でもある出力部を含んでいる出力リレーを更に備えた請求項１のリレー故障検出システム。
【請求項３】
上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３つの何れかを、上記制御システムが第１動作状態及び第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路を更に備えた請求項２のリレー故障検出システム。
【請求項４】
１組の第１入力部及び１組の関連する第２入力部を有する電子チェンジオーバー・ユニットであり；
一連のチャンネルを備え；
それぞれのチャンネルは； 
第１信号に結合するように構成された入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及びチャンネル出力部に結合される第２出力部を有し、上記第１信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；
第２信号に 結合するように構成された入力部、上記チャンネル出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第２リレーと；
上記第１又は第２信号の一方を正確に上記チャンネル出力部のアクティブ信号とするように上記第１及び第２リレーを動作させるように構成された制御システムと；
上記第１信号に結合され、上記第２信号に結合され、上記第１信号及び上記第２信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；
信号故障として上記レベル検出器の低信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の検出器と；
リレー故障として上記レベル検出器の高信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の検出器とを含む電子チェンジオーバー・ユニット。
【請求項５】
上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部と、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部とを有し、上記チャンネルの上記出力部でもある出力部を含んでいる出力リレーを更に備えた請求項４の電子チェンジオーバー・ユニット。
【請求項６】
上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３つの何れかを、上記制御システムが第１動作状態及び 第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路を更に備えた請求項５の電子チェンジオーバー・ユニット。
【請求項７】
切り替えシステム内で リレー故障を検出するように構成されたリレー故障検出システムであり；
１次信号を受け取る１次信号受信機、 及びバックアップ信号を受け取るバックアップ信号受信機と；
上記１次信号受信機、上記バックアップ信号受信機及び上記切り替えシステムの出力部の間に結合される１つ以上のリレーと；
上記１次信号及び上記バックアップ信号の一方を上記切り替えシステムの上記出力部におけるアクティブ信号にするように上記１つ以上のリレーを駆動するように構成された制御システムと；
上記１次信号に結合され、上記バックアップ信号に結合されて、上記１次信号及び上記バックアップ信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；
信号故障として上記レベル検出器からの低信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の 検出器と；
リレー故障として上記レベル検出器からの高信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の 検出器と
を備えたリレー故障検出システム。
【請求項８】
上記１つ以上のリレーは；
上記１次信号受信機に結合される入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及び上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第２出力部を有し、上記１次信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；
上記バックアップ信号受信機に結合される入力部、上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第２リレーと
を備えた請求項７のリレー故障検出システム。
【請求項９】
上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部を有し、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部を有して、上記切り替えシステムの上記出力部でもある出力部を含む出力リレーを上記１つ以上のリレーが更に備えた請求項７のリレー故障検出システム。
【請求項１０】
第１信号入力部に結合される第１リレー、第２信号入力部に結合される第２リレー、並びに上記第１及び第２リレーに結合される出力リレーを含んだ電子チェンジオーバー・ユニットの動作方法であり、上記第１信号入力部又は上記第２信号入力部 の一方が、上記電子チェンジオーバー・ユニットのアクティブ信号であり；
上記電子チェンジオーバー・ユニットが上記第１信号入力又は上記第２信号入力 のどちらをアクティブ信号に切り替えたかを検出することと；
以前の非アクティブな上記信号 からの信号レベルと現在の アクティブな上記信号からの信号レベルとを比較することと；
上記比較に基づいてリレー故障が起きたと判断することと；
上記リレー故障が起きたとき、上記第１リレー、第２リレー又は出力リレーの内の少なくとも１つの状態を循環させることと
を備えた電子チェンジオーバー・ユニット動作方法。
【請求項１１】
上記１次リレー、２次リレー、又は出力リレーの少なくとも１つの状態を循環することが、複数回連続して状態を変えることである請求項１０の電子チェンジオーバー・ユニット 動作方法。
【請求項１２】
以前の上記非アクティブな信号のデジタル値を生成することと；
現在の上記アクティブな信号のデジタル値を生成することと；
以前の上記非アクティブな信号からの信号レベルと、現在の上記アクティブな信号からの信号レベルとを比較する際に、上記比較が上記デジタル値を比較することであることと
を更に備えた請求項１０の電子チェンジオーバー・ユニット動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障検出システムに関し、特に、リレー故障を検出するシステム及びこの検出に基づく応答を生成するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リレーは、一般に信号の切り替えを供給することに使われる。もしリレーが、開路を伴い故障すると、このリレーにより普通閉じている接点が開いたままになるため、リレーからの信号を使用するシステムが、正しく動作しなくなる。一般に、本発明は、リレーへの電力が取り除かれたときでも信号を送出し続ける機械式リレーに関する。
【０００３】
そのようなリレーのための特定のアプリケーションは、アメリカ合衆国オレゴン州ビバートンのテクトロニクス・インコーポレイテッドから入手可能なＥＣＯ４２２Ｄ型のように、ビデオ信号用の電子チェンジオーバー（ＥＣＯ）と呼ばれるビデオ装置を含む。ＥＣＯにおいて、リレーは、バックアップ保護を提供することに使われる。例えば、リレー又はリレー・ネットワークは、同じビデオ信号である、１次及びバックアップの２つの信号源に接続される。動作において、リレー・ネットワークは、初めにアーマチュアをメイン状態に動かすことにより、１次ビデオ信号を出力部に結合することで始まる。もし１次入力信号が故障すると、リレーの状態を単に変更することによって、最小限の遅延又は中断で、リレーは、バックアップのビデオ信号源に速やかに切り替えることができる。リレーは、ＥＣＯへの電力が取り除かれたとしても信号を送出し続けるので、リレーは、このアプリケーションにとって電子スイッチよりも好まれる。
【０００４】
出力部に接続したメイン信号源及びバックアップ信号源の組み合わせは、チャンネルを作る。実際には、ＥＣＯは、１０、２０又はそれ以上のチャンネルを有する。
【０００５】
抵抗器などの負荷終端に接続されたＥＣＯにおいて、１次信号及び２次信号のいずれがアクティブでないかに関わらず、非アクティブ信号源が開路に接続されるのではなく公称負荷を駆動するようになることは、一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７―２９６６９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】テクトロニクスによる自動チェンジオーバー・ユニットＥＣＯ８０００型のウエブサイト、［online］、［２０１４年４月３日検索］、インターネット＜http://jp.tek.com/datasheet/sync-pulse-generator/eco8000＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＣＯの問題は、リレーに２つの一般的な故障メカニズムが存在することにある。１つ目の故障は、リレー接点が比較的多くの切り替えサイクルの後に摩耗することである。リレーがバックアップのビデオ信号に切り替わることは、時々だけ又はめったにないので、この故障は、ＥＣＯにおいて普通は問題にならない。例えば、ＥＣＯは、バックアップをテストするため、又は１次信号送出システム上の保守を可能にするために、バックアップのビデオ信号に時々切り替わる。２つ目の故障メカニズムは、機械式リレーの電気接点が、長期間の未使用後に劣化しがちであることである。この劣化は、普通、接点材料の酸化により、又はリレーの開接点上に有機物が付着することにより起きる。ＥＣＯが２次ビデオ入力部に切り替わるまで、例えば、何年にもわたって１次ビデオ入力部に長時間接続されるので、この第２の故障メカニズムは、ＥＣＯにおいて問題となる。この長い期間により、２次ビデオ入力部への接続となるリレー接点の劣化が生じる。劣化したリレー接点を有することは、２次信号に切り替えることを妨げ、あるいは、ノイズ又は他の干渉を２次ビデオ信号に生じさせるかもしれない。
【０００９】
本発明の実施形態は、既存技術のこれら及び他の課題を対処する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態は、切り替えシステム内のリレー故障を検出するように構成されたリレー故障検出システムを含む。このリレー故障検出システムのいくつかの実施形態は、第１信号に結合される第１リレー及び第２信号に結合される第２リレーを含む。これら第１及び第２リレーは、両方とも、システム出力に結合される。制御システムは、第１又は第２の信号の内の１つを正確に切り替えシステムのアクティブ出力とするように構成される。レベル検出器は、第１信号に結合されると共に第２信号に結合されて、第１信号及び第２信号から信号レベル出力を生成するように構成される。低閾値の検出器は、信号故障として低い信号レベル出力を検出するように構成され、高閾値の検出器は、リレー故障として高い信号レベル出力を検出するように構成される。
【００１１】
高閾値の検出器 がリレー故障指示を生成した後で、リレーのどれか又は全てが、第１動作状態及び第２動作状態の間を複数回循環するように、循環回路が構成される。 
【００１２】
さらに、通知ユニットは、リレー故障の存在に基づく通知を生成するように構成される。例えば、この通知は、エラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ、又はＥメールである。
【００１３】
特に、本発明の第１態様は、切り替えシステム内のリレー故障を検出するように構成されたリレー故障検出システムである。当該リレー故障検出システムは；第１信号に結合するように構成された入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及び上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第２出力部を有し、上記第１信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；第２信号に結合するように構成された入力部、上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するよう構成された第２リレーと；上記第１又は第２信号の一方を正確に上記切り替えシステムの上記出力部でのアクティブ信号とするように上記第１及び第２リレーを動作させるように構成された制御システムと；上記第１信号に結合され、上記第２信号に結合され、上記第１信号及び上記第２信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；信号故障として低い信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の検出器と；リレー故障として高い信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の検出器とを備えている。
【００１４】
本発明の第２態様は、請求項１による上記リレー故障検出システムであり；上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部を有し、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部を有し、上記切り替えシステムの上記出力部でもある出力部を含んでいる出力リレーを更に備えている。
【００１５】
本発明の第３態様は、請求項２による上記リレー故障検出システムであり；上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３つの何れかを、上記制御システムが第１動作状態及び第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路を更に備えている。
【００１６】
本発明の第４態様は、請求項１による上記故障検出システムであり；上記高閾値の検出器は、高閾値の入力部を有すると共に、上記レベル検出器の上記出力部に結合された入力部を有する比較器である。
【００１７】
本発明の第５態様は、請求項１による上記故障検出システムであり、上記高閾値の検出器は；上記レベル検出器の上記出力部に結合され、上記レベル検出器による信号レベル出力のデジタル表現（データ）を生成するように構成されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と；上記ＡＤＣの上記出力（デジタル・データ）と閾値とを比較するように構成された判断器とを備えている。
【００１８】
本発明の第６態様は、請求項５による上記故障検出システムであり；上記判断器が、プロセッサで実行するソフトウエア・プロセスを備えている。
【００１９】
本発明の第７態様は、請求項１による上記故障検出システムであり；リレー故障の存在に基づく通知を生成するように構成され、上記通知がエラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ又はＥメールの内の１つ以上含んでいる通知ユニットを更に備えている。
【００２０】
本発明の第８態様は、請求項１による上記リレー故障検出システムであり；上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３つのいずれかを、上記制御システムが第１動作状態及び第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路と；リレー故障の存在に基づく通知を生成するように構成され、上記通知がエラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ又はＥメールの内の１つ以上含んでいる通知ユニットとを更に備えている。
【００２１】
本発明の第９態様は、１組の第１入力部及び１組の関連する第２入力部を有する電子チェンジオーバー・ユニットであり、上記電子チェンジオーバー・ユニットは、一連のチャンネルを備え、それぞれのチャンネルは； 第１信号に結合するように構成された入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及びチャンネル出力部に結合される第２出力部を有し、上記第１信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；第２信号に 結合するように構成された入力部、上記チャンネル出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第２リレーと；上記第１又は第２信号の一方を正確に上記チャンネル出力部のアクティブ信号とするように上記第１及び第２リレーを動作させるように構成された制御システムと；上記第１信号に結合され、上記第２信号に結合され、上記第１信号及び上記第２信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；信号故障として上記レベル検出器の低信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の検出器と； リレー故障として上記レベル検出器の高信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の検出器とを含む。
【００２２】
本発明の第１０態様は、請求項９の上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部と、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部とを有し、上記チャンネルの上記出力部でもある出力部を含んでいる出力リレーを更に備えている。
【００２３】
本発明の第１１態様は、請求項１０による上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３つの何れかを、上記制御システムが第１動作状態及び 第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路を更に備えている。
【００２４】
本発明の第１２態様は、請求項９による上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；上記レベル検出器の上記出力部に結合され、上記レベル検出器による信号レベル出力のデジタル表現を生成するように構成されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を上記高閾値の検出器が備えている。
【００２５】
本発明の第１３態様は、請求項１２による上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；上記制御システムは、上記ＡＤＣが生成した値を蓄積するように構成された蓄積レジスタを備えている。
【００２６】
本発明の第１４態様は、請求項９による上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；リレー故障の存在に基づく通知を生成するように構成され、上記通知がエラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ又はＥメールのうち１つ以上含んでいる通知ユニットを更に備えている。
【００２７】
本発明の第１５態様は、請求項１０による上記電子チェンジオーバー・ユニットであり；上記高閾値の検出器がリレー故障指示を生成した後に、上記第１リレー、上記第２リレー、上記出力リレー、これらリレーの任意の２つ又は３ついずれかを、上記制御システムが第１動作状態及び第２動作状態の間で複数回循環させるように構成された循環回路と；リレー故障の存在に基づく通知を生成するように構成され、上記通知がエラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ又はＥメールのうち１つ以上含んでいる通知ユニットとを更に備えている。
【００２８】
本発明の第１６態様は、切り替えシステム内でリレー故障を検出するように構成されたリレー故障検出システムであり、上記リレー故障検出システムは；１次信号を受け取る１次信号受信機、及びバックアップ信号を受け取るバックアップ信号受信機；上記１次信号受信機、上記バックアップ信号受信機及び上記切り替えシステムの出力部の間に結合される１つ以上のリレーと；上記１次信号及び上記バックアップ信号の一方を上記切り替えシステムの上記出力部におけるアクティブ信号にするように上記１つ以上のリレーを駆動するように構成された制御システムと；上記１次信号に結合され、上記バックアップ信号に結合されて、上記１次信号及び上記バックアップ信号から信号レベル出力を生成するように構成されたレベル検出器と；信号故障として上記レベル検出器からの低信号レベル出力を検出するように構成された低閾値の検出器と；リレー故障としての上記レベル検出器からの高信号レベル出力を検出するように構成された高閾値の 検出器とを備えている。
【００２９】
本発明の第１７態様は、請求項１６による上記リレー故障検出システムであり、上記１つ以上のリレーは；上記１次信号受信機に結合される入力部、終端抵抗に結合される第１出力部、及び上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第２出力部を有し、上記１次信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第１リレーと；上記バックアップ信号受信機に結合される入力部、上記切り替えシステムの上記出力部に結合される第１出力部、及び終端抵抗に結合される第２出力部を有し、上記第２信号を上記第１出力部又は上記第２出力部に結合するように構成された第２リレーとを備えている。
【００３０】
本発明の第１８態様は、請求項１６による上記リレー故障検出システムであり、上記第１リレーの上記第２出力部に結合される第１入力部を有し、上記第２リレーの上記第１出力部に結合される第２入力部を有して、上記切り替えシステムの上記出力部でもある出力部を含む出力リレーを上記１つ以上のリレーが更に備えている。
【００３１】
本発明の第１９態様は、第１信号入力部に結合される第１リレー、第２信号入力部に結合される第２リレー、並びに上記第１及び第２リレーに結合される出力リレーを含んだ電子チェンジオーバー・ユニットの動作方法であり、上記第１信号入力部又は上記第２信号入力部 の一方が、上記電子チェンジオーバー・ユニットのアクティブ信号であり、上記方法は；上記電子チェンジオーバー・ユニットが上記第１信号入力又は上記第２信号入力 のどちらをアクティブ信号に切り替えたかを検出することと；以前の非アクティブな上記信号 からの信号レベルと現在の アクティブな上記信号からの信号レベルとを比較することと；上記比較に基づいてリレー故障が起きたと判断することと；上記リレー故障が起きたとき、上記第１リレー、第２リレー又は出力リレーの内の少なくとも１つの状態を循環させることを備えている。
【００３２】
本発明の第２０態様は、請求項１９による電子チェンジオーバー・ユニット の上記動作方法であり；上記１次リレー、２次リレー、又は出力リレーの少なくとも１つの状態を循環することが、複数回連続して状態を変えることである。
【００３３】
本発明の第２１態様は、請求項１９による電子チェンジオーバー・ユニットの上記動作方法であり；以前の上記非アクティブな信号のデジタル値を生成することと；現在の上記アクティブな信号のデジタル値を生成することと；以前の上記非アクティブな信号からの信号レベルと、現在の上記アクティブな信号からの信号レベルとを比較する際に、上記比較が上記デジタル値を比較することであることとを更に備える。
【００３４】
本発明の第２２態様は、請求項１９による電子チェンジオーバー・ユニットの上記動作方法であり、エラー・ログへの入力、音、光、テキスト・メッセージ又はＥメールの内の１つ以上を含んでいる通知を、上記リレー故障の発生状態に基づいて生成することを更に備えている。
【００３５】
本発明の第２３態様は、請求項１９による電子チェンジオーバー・ユニットの上記動作方法であり、上記１次リレー、２次リレー、又は出力リレーが循環するように付勢されると、上記個別リレーの内の少なくとも１つの循環状態が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、ＥＣＯで一般に使用される従来の切り替えリレー回路のブロック回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態による 改善されたリレー故障検出システムのブロック回路図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による他のリレー故障検出システムのブロック回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態 により使用される動作を示す一例のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
ここに記載のように、本発明の実施形態は、リレー故障検出システムに関する。いくつかの実施形態は、検出されたリレー故障を直す手順を更に含む。
【００３８】
図１は、ＥＣＯで一般に使用される従来の切り替えリレー回路１００のブロック回路図である。切り替え回路１００は、それぞれ１次及び２次と名付けられた２つの入力部１１０、１２０を含む。入力部の名称である「１次」及び「バックアップ」は、信号又は同期発生器から来る名前である。後述のように、１次及びバックアップの信号の一方は、アクティブ信号として出力部１６０に接続される。図１において、１次入力部１１０がリレー１３０に接続する一方、２次入力部がリレー１４０に結合する。リレー１３０及び１４０の両方は、リレー１５０に結合する。リレー１３０、１４０、１５０の状態に応じて、１次信号又はバックアップ信号の何れかがアクティブ信号となり、切り替え回路１００の出力１６０としてリレー１５０の出力部を通過する。
【００３９】
図１に見られるように、リレー１３０、１４０は、単一の入力部及び２つの出力部をそれぞれ含む。リレー１３０、１４０の各々の出力部の一方は、リレー１５０への各入力部となり、結合される。リレー１３０、１４０の各々の他方の出力部は、１３４及び１４４で示される終端抵抗に結合される。
【００４０】
レベル検出器１２２が入力部１２０に結合される一方、レベル検出器１１２が入力部１１０に結合される。レベル検出器１１２、１２２は、信号の振幅を、出力電圧の如く出力部に接続されるように変換する。一般に、レベル検出器は、その入力信号振幅が高くなるほど、高い出力電圧を生成する。レベル検出器は、広く知られており、レベル検出器の詳細は、本発明の要部ではない。 
【００４１】
レベル検出器１１２、１２２の出力は、それぞれ比較器１１４、１２４により、閾値により検出される。比較器１１４、１２４の出力部は、判断システム１７０に接続され、この判断システム１７０を用いて、リレー１３０、１４０、１５０の状態を制御する。動作において、もし１次信号が許容できる閾値より低く劣化すると、これは信号故障と呼ばれ、比較器１１４の出力が状態を変える。もしバックアップ信号が良好な間に、１次信号上で信号故障が起きると、判断システム１７０は、状態を変えるようにリレー１３０、１４０及び１５０を駆動する。もし２次入力が現在アクティブな入力ならば、同じ検出が比較器１２４によって行われる。
【００４２】
回路動作において、もしリレー１３０、１４０、１５０のいずれもが良好な電気接触とするのを失敗したとき、１次又はバックアップの入力部の信号は、出力リレー１５０又は終端抵抗１３４、１４４の何れにも接続しない。この状態は、終端していないと呼ばれる。終端していない信号は、正しく終端したものとは異なる振幅を有する。終端していない信号は、 振幅対周波数の異なるプロファイルも有する。典型的には、終端していない信号は、低周波において約２倍大きくなり、周波数の関数として変化する定常波を生成する。図１の切り替えリレー回路１００は、そのような問題を検出できない。
【００４３】
図２は、本発明の実施形態による改良されたリレー故障検出システム２００のブロック回路図であり、信号故障を検出することに加えてリレー故障を検出することができる。図１のリレー回路１００中のエラー状態検出器よりも、故障検出システム２００中のエラー状態検出器は、１次及び２次の入力部２１０、２２０での問題とリレーに伴う問題とをより良く確かめる事ができる。簡略化のために、検出システム１００及び２００の間の同様な機能を繰り返し説明しない。
【００４４】
レベル検出器２１２の出力部は、低閾値の入力部を有する 第１比較器２１４に結合されると共に、高閾値の入力部を有する第２比較器２１６にも結合される。それぞれの閾値は、ユーザが定義可能か又は予め設定できる。動作において、低閾値の比較器２１４は、上述のような低信号状態を、すなわち、１次入力部２１０での信号故障を検出する。しかし、１次入力部が終端していないとき、上述のように増大した信号レベルに基づき、高閾値の比較器２１６は、この状態を検出することができる。そのような検出は、リレー故障により引き起こされうる。もし比較器２１６、２２６の出力のいずれかが状態を切り替えると、判断システム２７０は、そのような変化を検出でき、エラー状態が存在すると判断し、その後の動作を行う。判断システム２７０が行う動作は、以下で詳述する。
【００４５】
これら又は他の実施形態において、リレーを切り替えた後、判断システム２７０は、更に、信号故障の検出、又は、ユーザによる入力の手動切り替えのような切り替えの他の理由に基づき、リレー故障が起きたかどうか判断する。
【００４６】
いくつかの実施形態において、判断システム２７０は、リレー循環器２７２と結合するか又はそれを含む。リレー故障が起きたことを比較器２１６、２２６からの出力が示すとき、リレーの電気接点に現れる全ての酸化物又は有機物を機械的に取り除こうとして、リレー循環器２７２は、リレー２３０、２４０、２５０の１つ以上におけるアーマチュアを複数状態の間で迅速に循環させる。例えば、リレーは、１秒又は２秒のような短時間で２から４０回、より好ましくは、１０から２０回の循環を行う。循環の特定回数及び時間は、動作環境又は他の要因によって選択又は修正される。リレー２３０、２４０、２５０は、機械式リレーであるため、この急速な切り替えは、唸るように聞こえる。
【００４７】
リレー２３０、２４０、２５０の全てが同時に循環することは、厳密には必要ない。他の実施形態において、リレーの１つ又は２つのみが同時に循環するだけでよい。他の実施形態において、リレーの全てを循環するためには追加時間が必要となるため、リレーはそれぞれ順次循環できるが、好ましくない。３つのリレーが回路２００内に存在することも、厳密には必要ない。リレー２５０が取り除かれ、リレー２３０、２４０からの出力部が単に一緒に結合されても、この回路は、まだ適切に機能する。代わりに、単一リレーの実施形態において、抵抗器２３４及び２４４と共にリレー２３０及び２４０を故障検出システム２００から取り除くことができ、信号入力部を出力リレー２５０に直接結合できる。この構成において、未使用の入力に終端がなくても、故障検出は、まだ機能する。本発明の実施形態は、多くの構成において動作するが、図２に示したように、ＥＣＯの好ましい切り替え方法は、３つのリレーを使用する。
【００４８】
図３は、本発明の実施形態による改良された他のリレー故障検出システム３００のブロック回路図である。故障検出システム３００は、高閾値の比較器２１６、２２６が存在しない点を除いて、図２の検出システム２００と類似している。代わりに、故障検出システム３００は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３１８の動作を介してレベル検出器３１２及びレベル検出器３２２の出力部に結合されるアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３１６を含む。ＭＵＸ３１８は、結合された全ての入力部を自動的に循環するように制御され、ＡＤＣは、それらの信号を、入力信号を表す数値に変換する。
【００４９】
動作において、例えば、レベル検出器３１２により検出されたレベルは、低比較器３１４によって低閾値と比較されるが、ＡＤＣ３１６によりデジタル数に変換されて、システム３００内の判断システム３７０又は他の部分に蓄積される。動作において、判断システム３７０内の判断器は、ソフトウエアにて又はコンピュータ処理を使って、デジタル化されたレベルと事前に定義された閾値とを比較し、リレー故障エラー状態が存在するかを判断する。
【００５０】
他の実施形態において、システム３００のような故障検出システムは、絶対信号レベルを検出する代わりに、信号レベルの振幅変化を検出する。例えば、故障検出システム３００は、バックアップの信号が内部的に終端されている期間中に、まずレベルを検出し、このレベルを判断システム３７０内に、又はシステム３００内の他の場所に蓄積する。そして、蓄積されたレベルは、ＥＣＯがバックアップ信号をアクティブ信号にするように切り替えた後のレベルと比較される。もしこれら２つの信号レベルが大きく異なると、すなわち、ＥＣＯが入力を切り替えた後にレベルが大きく変化していると、システム３００内のリレーの少なくとも１つに問題がある可能性があり、判断システム３７０は、それに応じて動作する。
【００５１】
特定の実施形態において、ＭＵＸ３１８のような２入力ＭＵＸの代わりに多入力ＭＵＸを使うことによって、ＥＣＯ内で、ＡＤＣ３１６は、多数の組の１次及び２次の入力部に夫々結合される。
【００５２】
動作において、 ＡＤＣ３１６は、各入力に対して１秒毎に、例えば電圧に関する信号レベル・データを生成する。そして、生成されたデータは、生成された電圧の各々に対する個別の閾値と比較される。
【００５３】
図２及び３の判断システム２７０及び３７０ は、リレー・エラー状態を検出するときに、特定の機能を実行する。上述のように、ＥＣＯ内の１つ以上のリレーに早い連続の循環を複数回行わせるように構成されたリレー循環回路２７２、３７２を判断システム２７０、３７０が含んでいる。判断システム２７０、３７０は、ＥＣＯにリレー・エラーがあるというオペレータへの通知も生成する。例えば、この通知は、エラー・ログへの入力を生成することにより作られる。通知は、エラー・ライトを照らす又は音を生成することによっても与えられる。他の実施形態において、判断システム２７０、３７０は、 所定のアドレスにＥメール・メッセージを送ってもよいし、又は特定の電話番号にテキスト・メッセージを送ってもよい。もちろん、他の通知も可能である。判断システム２７０、３７０は、複数チャンネルを介して同時に又は連続的にエラー・メッセージを送ってもよい。リレーを循環させながら、エラー・メッセージを送ってもよい。他の実施形態において、ボタンを押す又は他のユーザの動作を受けることによってのみ、リレーの循環が引き起こされてもよい。このような実施形態において、判断システム２７０、３７０は、先にエラー・メッセージをオペレータに送ってもよい。このオペレータは、精査し、判断して、循環ボタンを押すことによりリレーを循環させる。
【００５４】
図４を参照して、本発明のある特定の実施形態を説明する。この図４は、本発明の実施形態が用いる動作を示すフロー図の一例である。 
【００５５】
上述の実施形態において、システムは、信号源の切り替えが起きた後だけ、リレー故障を確認する。ある実施においては、信号源を切り替えた後の１０秒の如きある時間内に、リレー故障を単に確認する。上述のように、信号故障によって、又はユーザが実行する手動切り替えによって、信号源の切り替えが起きる。
【００５６】
信号源の切り替えが起きたかどうかをシステムが確認するとき、動作４１０からフロー４００が開始する。ある実施形態において、信号源の切り替えが起きるとき、動作４１０は、判断システム３７０に設定されたフラグ又は他の指標を確認することにより、信号源の切り替えが起きたかどうか見るために確認する。
【００５７】
動作４１０で信号源が切替わらないと、動作４２０は、非アクティブ信号の値を蓄積する。すなわち、ここでは、どの入力信号も内部的に終端されている。よって、必要ならば、公称動作レベルの絶えまない更新記録が、後で参照するために残る。特に、動作４２０は、ＥＣＯ内の非アクティブ信号の全てに対するＡＤＣ３１６からのデジタル化出力を蓄積する。
【００５８】
動作４２０で値を蓄積した後、システムは、動作４３０で、１から５秒の如き期間にわたって待機し、そして、ＥＣＯ内の同じ又は他のチャンネルにて信号源の切り替えを再び確認する。
【００５９】
動作４１０、４２０及び４３０は、アイドル・ループ４０２と呼ばれる連続的なループを形成する。もし信号源の切り替えが起きない場合、システム動作は、アイドル・ループ４０２内に留まる。
【００６０】
もし代わりに信号源の切り替えが発生すると、この発生が動作４１０で検出され、フロー４００が動作４５０へのイエス方向に出る。動作４５０は、切り替えが起きる前の時間から非アクティブ信号の特定の蓄積値を複製し、蓄積する。換言すると、動作４２０が信号値を絶え間なく蓄積しているため、動作４５０は、切り替えが起きる前からの値を回収することができる。
【００６１】
そして、与えられたリレー循環機能が付勢され、動作４６０により確認される。動作４７０は、今アクティブの信号からの現在の信号値と以前の非アクティブ信号とを比較する。もし現在のアクティブ信号が非アクティブの前の１次信号よりも大きいとき、又は、いくつかの実施形態において閾値差よりも大きいとき、これは、１つ以上のリレーの故障が存在することを表す。すなわち、上述のようなリレー故障である。
【００６２】
もしリレー故障があれば、動作４８０にて、上述のように、特定のＥＣＯのチャンネル内の１つ以上のリレーをシステムが循環させる。この循環は、リレーの問題を直す。
【００６３】
通知動作４９０ が、上記リレー故障を通知する。上述のように、これは、エラー・ログへの入力、警告音又は警告灯を行うことを含む。リレー故障は、  自動テキスト又はＥメール・メッセージによっても通知される。いくつかの実施形態において、通知動作４９０は、動作４８０でのリレーの実際の循環に先行してもよい。
【００６４】
多様な実施形態において、本発明の要素を、ハードウェア、ソフトウエア、又は当該２つの組み合わせにて実現してもよく、また、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）等で構成してもよい。例えば、判断システム２７０、３７０は、ハードウェア又はＦＰＧＡの如きプログラマブル・ハードウェアにて実現できる一方、リレー故障検出回路の閾値の検出及び他機能を埋込型マイクロプロセッサの如き特別にプログラムされたマイクロプロセッサで実行するソフトウエアにより実現できる。他の実施形態において、ソフトウエアは、検出システムに結合されている汎用プロセッサ上で動作してもよいし、又はＥＣＯに結合された別のコンピュータ上で動作してもよい。
【００６５】
本発明の特定の実施形態を説明のために図示及び記載した が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更をできることが理解できよう。したがって、本発明は、添付された請求項を除き制限されるべきではない。
【符号の説明】
【００６６】
２００  リレー故障検出システム
２１０  １次入力部
２１２  第１レベル検出器
２１４  低閾値の比較器
２１６  高閾値の比較器
２２０  ２次入力部
２２２  第２レベル検出器
２２４  低閾値の比較器 
２２６  高閾値の比較器
２３０  リレー
２３４  抵抗器
２４０  リレー
２４４  抵抗器
２５０  リレー
２６０  出力部
２７０  判断システム
２７２  リレー循環器
３００  リレー故障検出システム
３１０  １次入力部
３１２  第１レベル検出器
３１４  低閾値の比較器
３１６  アナログ・デジタル変換器
３１８  マルチプレクサ
３２０  ２次入力部
３２２  第２レベル検出器
３２４  低閾値の比較器 
３３０  リレー
３３４  抵抗器
３４０  リレー
３４４  抵抗器
３５０  リレー
３６０  出力部
３７０  判断システム
３７２  リレー循環器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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