(57)【要約】【課題】  多重系の制御装置からの出力を絞り込む絞込み回路以降の故障に対して保安装置が安全側に動作できる保安装置フェイルセーフ回路を得ることである。【解決手段】  複数の制御装置１からの出力を入力し一つの出力に絞り込む絞込み回路３と、絞込み回路３の出力により動作する出力継電器４と、出力継電器４の動作により動作するａ接点８ａ及びｂ接点８ｂを有した相補接点８とを備え、相補接点８のａ接点８ａはブレーキ装置を駆動する電源に接続され、相補接点８のｂ接点８ｂはグランドに接続される。これにより、出力継電器４のａ接点もしくはｂ接点で開離不良が発生した場合であっても、相補接点８側で電源とグランドとの間の経路を構成して、ブレーキ装置に対して電流は流れないようにし、開離不良に対して、フェイルセーフな出力保護を行う。【選択図】  図１
2006219052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御装置からの出力を入力し一つの出力に絞り込む絞込み回路と、前記絞込み回路の出力により動作する出力継電器と、前記出力継電器の動作により動作するａ接点及びｂ接点を有した相補接点とを備え、前記相補接点のａ接点はブレーキ装置を駆動する電源に接続され、前記相補接点のｂ接点はグランドに接続されたことを特徴とする保安装置フェイルセーフ回路。
【請求項２】
前記相補接点のｂ接点からグランドの接続線に流れる電流が所定値を超えたときは前記電源を遮断する接点開離不良検出回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の保安装置フェイルセーフ回路。
【請求項３】
前記接点開離不良検出回路が動作したとき、故障となったブレーキ装置より高次なブレーキ装置を動作させることを特徴とする請求項２記載の保安装置フェイルセーフ回路。
【請求項４】
前記接点開離不良検出回路が動作したとき、外部に故障の発生を知らせることを特徴とする請求項２または３記載の保安装置フェイルセーフ回路。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一記載の保安装置フェイルセーフ回路を備えたことを特徴とする保安装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキ装置に駆動信号を出力するための保安装置フェイルセーフ回路及び保安装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両で使用されている多重系の保安装置においては、複数の制御装置からの出力を絞り込んで一つの出力としてブレーキ装置を動作させるようにしている。この場合、複数の制御装置の各系の出力の絞込み以降の最終段の出力については故障判別の仕組みがついていない。例えば、新幹線の保安装置として搭載されているＡＴＣ装置は、三重系もしくは二重系で常用ブレーキＮＢ及び非常ブレーキＥＢ出力を持つ。このようなＡＴＣ装置についても、各系の出力の絞り込み以降の最終段の出力に故障判別の仕組みがついていない。現状の保安装置では、各系の絞り込み以降の故障が検知できないため、メンテナンスで出力の状態（接点のＯＮ、ＯＦＦ）を周期的に確認する必要がある。
【０００３】
図４は、従来の保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。制御装置１−１、１−２は車両にブレーキ出力を行うものであり二重化されている。
【０００４】
各々の制御装置１−１、１−２はブレーキを掛けない状態において常時コイルを励磁して接点２−１、２−２を閉じており、ブレーキを掛ける際にはコイルを非励磁として接点を解放する。すなわち、ブレーキ出力時にはコイルを非励磁として接点開放とするものである。
【０００５】
絞込み回路３は２つの制御装置１−１、１−２の出力を一つに絞り込む回路であり、いずれかの制御装置１−１、１−２から出力があると、その出力を出力継電器４に出力する。出力継電器４は絞込み回路３からの出力で動作し、接点５をＯＮとしてブレーキ装置６に電源を供給する。ブレーキ装置６に電源を供給している状態はブレーキを掛けていない状態であり、ブレーキ出力時には出力継電器４のコイルを非励磁として接点開放とするものである。また、出力状態検出器７はブレーキ装置６への出力状態を検出して制御装置１−１、１−２へフィードバックするようにしている。
【０００６】
このような保安装置フェイルセーフ回路では、絞込み回路３は高位優先のため、いずれかの制御装置１−１、１−２が非励磁でブレーキ出力をしていればブレーキ出力を行う。また、各々の制御装置１−１、１−２は出力状態検出器７の検出信号をフィードバックしており、自己の制御装置１がブレーキ出力中に出力状態が検知できなければ、自己の制御装置１が故障と判断し、その制御装置１は自己の出力の切り離しを行い、他の制御装置１に制御を委ねることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような保安装置フェイルセーフ回路では、最終段の接点５が接点開離不良の場合、出力の切り離しが不可能なため出力は継続するという問題をもっている。接点開離不良の場合、出力状態検出器７の検出信号により、制御装置自身で異常と判断して自身の出力切り離しを図っているが、そうなると、常用ブレーキＮＢから非常ブレーキＥＢへと、より高次のブレーキに移行することになり、さらに、最も高次の非常用ブレーキＥＢの出力時に不良が発生した場合は、最終的には、乗務員の判断により人間系でマニュアル操作を行いブレーキ出力することになる。
【０００８】
このように、保安装置フェイルセーフ回路の出力においては、絞込み回路３以降の故障判別の仕組みがついていないため、絞込み回路３以降の故障が検知できず、最終段の接点開離不良の場合には、ブレーキ出力の切り離しとなってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、多重系の制御装置からの出力を絞り込む絞込み回路以降の故障に対してブレーキ装置が安全側に動作できる保安装置フェイルセーフ回路及び保安装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の保安装置フェイルセーフ回路は、  複数の制御装置からの出力を入力し一つの出力に絞り込む絞込み回路と、前記絞込み回路の出力により動作する出力継電器と、前記出力継電器の動作により動作するａ接点及びｂ接点を有した相補接点とを備え、前記相補接点のａ接点はブレーキ装置を駆動する電源に接続され、前記相補接点のｂ接点はグランドに接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力継電器のａ接点もしくはｂ接点で開離不良が発生した場合であっても、相補接点側で電源とグランドとの間の経路が構成されるため、ブレーキ装置に対して電流は流れない。このため、開離不良に対して、フェイルセーフな出力保護を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第１の実施の形態は、図４に示した従来例に対し、出力継電器４の接点５に代えて、ａ接点及びｂ接点を有した相補接点８を設け、また、出力状態検出器７に代えて、相補接点８のｂ接点をグランドに接続する接地回路９を設けたものである。図４と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１３】
車両が起動したとすると、制御装置１−１、１−２が車両の速度情報や位置情報を基に演算を開始し車両を走行制御する。車両が目標点に到達するとブレーキ指令を接点２−１、２−１により出力する。制御装置１−１、１−２はともにフェイルセーフな装置であり、それぞれ自己の故障を監視しており、自己の制御装置１が故障であると判断すると、自己のブレーキ出力を切り離すように構成されている。
【００１４】
絞込み回路３は、この制御装置１−１、１−２からの指令を絞り込み、ブレーキ装置６に対して一つの出力を出す。出力継電器４は絞込み回路３の出力をブレーキ装置６へ伝える相補接点８を有する。相補接点８はａ接点８ａ及びｂ接点８ｂを有し、相補接点８のａ接点８ａはブレーキ装置６を駆動する電源に接続され、相補接点８のｂ接点８ｂは、抵抗Ｒを介してグランドに接続する接地回路９に接続されている。
【００１５】
出力継電器４の相補接点８による出力は相補出力となっている。出力継電器４のコイル励磁（動作）のときは、相補接点８のａ接点８ａが閉、ｂ接点８ｂが開となり、ブレーキ装置６に対し電源から出力電圧が印加される（ブレーキ緩め時）。一方、出力継電器４のコイル非励磁（不動作）のときは、相補接点８のａ接点８ａが開、ｂ接点８ｂが閉となり、ブレーキ装置６は接地回路９によりグランドに接続され、ブレーキ装置６には電源から出力電圧は印加されない（ブレーキ制動時）。
【００１６】
いま、ａ接点８ａが接点開離不良となり短絡故障となったとする。出力継電器４が動作しているときは、ａ接点８ａを閉じる動作であるのでａ接点８ａが接点開離不良となっていても、ブレーキ装置６に対しては正常時の動作と同じ動作となる。すなわち、ブレーキ装置６はブレーキ緩め動作となる。
【００１７】
一方、出力継電器４が不動作となり制動指令のときは、ａ接点８ａを開く動作であるがａ接点８ａが接点開離不良となっているので、ａ接点８ａを開くことができない。この場合、ｂ接点８ｂが閉じる動作となるので、電源からａ接点８ａ及びｂ接点８ｂを通り接地回路９に至る回路が形成される。従って、電源からブレーキ装置６には電源が供給されないので、ブレーキ装置６の動作は制動動作となる。すなわち、ａ接点８ａが接点開離不良となってもブレーキ装置６は非励磁（ブレーキ不緩解）となり安全側の動作となる。
【００１８】
次に、ｂ接点８ｂが接点開離不良となり短絡故障となったとする。出力継電器４が動作しているときは、ａ接点８ａを閉じる動作であるのでａ接点８ａが閉じる。この場合、ｂ接点８ｂが接点開離不良となっているので、ｂ接点８ｂは閉じたままである。従って、電源からａ接点８ａ及びｂ接点８ｂを通り接地回路９に至る回路が形成され、電源からブレーキ装置６には電源が供給されないので、ブレーキ装置６の動作は制動動作となる。すなわち、ｂ接点８ｂが接点開離不良となってもブレーキ装置６は非励磁（ブレーキ不緩解）となり安全側の動作となる。
【００１９】
一方、出力継電器４が不動作となり制動指令のときは、ａ接点８ａが開くので、ｂ接点８ｂが接点開離不良となっていても、電源からブレーキ装置６に出力電圧は印加されない。従って、ｂ接点８ｂが接点開離不良となってもブレーキ装置６は非励磁（ブレーキ不緩解）となり安全側の動作となる。
【００２０】
第１の実施の形態によれば、出力継電器４の接点を相補接点８とし、その相補接点８のａ接点もしくはｂ接点で開離不良が発生した場合には、相補接点８側でブレーキ装置６を駆動する電源とグランドとの間の経路が構成されるため、ブレーキ装置６に対して電流は流れない。このため、出力継電器４の相補接点８の開離不良に対して、フェイルセーフな出力保護を行うことができる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、相補接点８のｂ接点８ｂから接地回路９電流が所定値を超えたときは電源を遮断する接点開離不良検出回路１０を追加して設けたものである。グランドの接地回路９に流れる電流は電流検出器１１で検出され、電源は接点１２で遮断される。
【００２２】
図２に示すように、電流検出器１１は相補接点８のｂ接点が抵抗Ｒを介してグランドの接続される接地回路９に流れる電流を検出する。接点開離検出回路１０は、電流検出器１１で所定値以上の電流が検出されると、接点１２を開いて電源を遮断する。
【００２３】
出力継電器４のａ接点８ａに開離不良が発生した場合には、出力継電器４のコイル非励磁のときに、相補接点８のａ接点８ａは閉じたままであるので、電源とグランドとの間の経路ができ接地回路９に過電流が発生する。一方、出力継電器４のｂ接点８ｂで開離不良が発生した場合には、出力継電器４のコイル励磁のときに、相補接点８のｂ接点８ｂは閉じたままであるので、電源とグランドとの間の経路ができ接地回路９に過電流が発生する。
【００２４】
すなわち、出力継電器４のａ接点８ａあるいはｂ接点８ｂに開離不良が発生している場合には、接地回路９に電流が流れるので、接点開離検出回路１０は出力継電器４の相補接点８のｂ接点とグランドとの間の過電流検出を行い、電源を遮断する。
【００２５】
第２の実施の形態によれば、出力継電器４のａ接点８ａもしくはｂ接点８ｂで開離不良が発生した場合には、コイル励磁のときやコイル非励磁のときに電源とグランドとの間の経路が形成され、ブレーキ装置６に対して電流は流れず、接地回路９に過電流が発生するため、これを検出して出力継電器４の相補接点８への電源を切る。従って、過電流を抑制したフェイルセーフな出力保護を行うことができる。
【００２６】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図である。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施の形態に対し、接点開離不良検出回路１０の接点１２に加え、高次ブレーキ装置の出力継電器１４を駆動するための接点１３を追加して設け、接点開離不良検出回路１０が動作したとき、故障となったブレーキ装置６より高次ブレーキ装置を動作させるようにしたものである。
【００２７】
図３に示すように、接点開離検出回路１０の動作に応動する高次ブレーキ装置の出力継電器１４を追設することにより、より高次なブレーキ装置（常用ブレーキ装置に対して非常ブレーキ装置、非常ブレーキ装置に対して緊急ブレーキ装置等）の出力に連動させる。これにより、出力の対象となっているブレーキ装置６の出力を停止させると同時に、より高次のブレーキ装置を連動させて、車両の停止までの距離や時間を短縮することができる。
【００２８】
また、接点１３に加え、接点開離不良検出回路１０が動作したとき、外部に故障の発生を知らせる外部監視装置を動作させる接点を設けるようにしてもよい。すなわち、接点開離検出回路１０の故障検知出力の接点を追設することにより、モニタ装置等の外部監視装置に対して、出力することにより、乗務員に対して故障の発生を知らせる。また、故障の発生を記録させることが可能となる。
【００２９】
出力継電器４の出力で相補接点８のａ接点８ａやｂ接点８ｂの開離不良の場合には、接点開離検出回路１０の過電流検知により、フェイルアウト故障を起こした部位の特定を行うことができる。例えば、ａ接点８ａが開放故障であることの特定は、ブレーキ装置６が正常のままでブレーキ不緩解が継続したときで判断できる。また、ａ接点８ａの短絡故障の特定は、出力継電器４の出力状態と、接点開離検出回路１０の検出状態で検知できる。この場合、制動時には制動（非励磁出力）となる。
【００３０】
ｂ接点８ｂの開放故障の特定は、出力端に試験端子を設け、点検時に加圧することにより確認が可能である。なお、ｂ接点８ｂの開放が単独故障の場合、出力には影響がない。ｂ接点８ｂの短絡故障の特定は、接点開離検出回路１０で過電流を検知した際のブレーキ不緩解が継続することで検知できる。
【００３１】
第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態の効果に加え、相補接点８の電流検知を行うことにより、出力回路の過電流保護、他機器への働き（高次制動、モニタ表示）が可能となる。また、相補接点８と出力信号の検知回路とを組み合わせてフェイルセーフで故障部位の特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係わる保安装置フェイルセーフ回路の構成図。
【図４】従来の保安装置フェイルセーフ回路の構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１…制御装置、２…接点、３…絞込み回路、４…出力継電器、５…接点、６…ブレーキ装置、７…出力状態検出器、８…相補接点、９…接地回路、１０…接点開離不良検出回路、１１…電流検出器、１２…接点、１３…接点、１４…出力継電器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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