(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される複数のアナログ入力信号のうち後記マイクロプロセッサから与えられる選択信号に対応する一つのアナログ信号を順次出力するアナログ・マルチプレクサと、前記アナログ・マルチプレクサが出力するアナログ信号を所定時間ホールドして出力するサンプル・ホールド回路と、前記サンプル・ホールド回路が出力するアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタルコンバータ回路と、アナログの照査信号を発生する照査信号発生回路と、前記照査信号発生回路が発生する照査信号を前記アナログ・マルチプレクサに入力する複数のアナログ信号に順次所定時間毎、重畳するアナログセレクタと、前記アナログ・ディジタルコンバータにより変換されたディジタル信号を入力し、その入力信号に前記照査信号が重畳されているタイミングにおいてその入力信号に前記照査信号が含まれているときはその入力信号をデータ処理に用い、前記照査信号が重畳されているタイミングにおいてその入力信号に前記照査信号が含まれていないとき、又はその照査信号が重畳されていないタイミングにおいてその入力信号にその照査信号が含まれているときは、前記アナログ・マルチプレクサが故障であると判定するマイクロプロセッサと、を有するアナログ・マルチプレクサの故障検出装置において、
前記照査信号発生回路を互いに周波数の異なる照査信号を発生するものを複数個備えるとともに、前記マイクロプロセッサを、一つの照査信号の下で前記アナログ・マルチプレクサの故障を検出したときは、他の照査信号の下でそのアナログ・マルチプレクサの故障の有無を判定し、いずれの照査信号の下においても故障と判定したときに、そのアナログ・マルチプレクサが故障であると判定するように構成したことを特徴とするアナログ・マルチプレクサの故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアナログ・マルチプレクサの故障検出装置に係り、特に、故障検出性能を高めたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、特許第２７７８７２４号において、ＡＴＣ等の列車の制御装置に好適なアナログ・マルチプレクサの故障検出装置を提案している。
【０００３】
上記提案に係るアナログ・マルチプレクサの故障検出装置は、アナログ入力信号に所定のアナログ照査信号を重畳できるように構成されていて、入力信号に照査信号が重畳されているとき、その入力信号と照査信号が共に検出されたときは正常と判定し、また、入力信号に照査信号が重畳されているにもかかわらず、その照査信号が含まれていないとき、又は、その入力信号に照査信号が重畳されていないにもかかわらず、照査信号が含まれているときは、故障と判定するように構成されている。
【０００４】
上記構成のアナログ・マルチプレクサの故障検出装置は、入力信号に照査信号を重畳して故障の有無を検出するようにしているので、高精度に故障を検出でき、高い保安性の要求される列車の制御装置に好適なものとすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアナログ・マルチプレクサの故障検出装置は、照査信号を用いて故障を高精度に検出できる特長を有しているが、照査信号に近似したノイズが内部あるいは外部から侵入したときに、故障を誤検出して、本装置を適用したシステムの稼動率を低下させるおそれがあった。
【０００６】
すなわち、上述の照査信号は、ＡＴＣ受信器に適用された場合、入力信号のサンプリング周期が２ｍｓ（５００Ｈｚ）であるため、これの高周波の信号帯に当たらないような周波数の１６７Ｈｚに設定されているが、この１６７Ｈｚ近辺のノイズが侵入したときに、アナログ・マルチプレクサが故障していると誤検出するおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、ノイズによって誤検出するのを防止することのできるアナログ・マルチプレクサの故障検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、（ａ）入力される複数のアナログ入力信号のうち後記マイクロプロセッサから与えられる選択信号に対応する一つのアナログ信号を順次出力するアナログ・マルチプレクサと、（ｂ）前記アナログ・マルチプレクサが出力するアナログ信号を所定時間ホールドして出力するサンプル・ホールド回路と、（ｃ）前記サンプル・ホールド回路が出力するアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタルコンバータ回路と、（ｄ）アナログの照査信号を発生する照査信号発生回路と、（ｅ）前記照査信号発生回路が発生する照査信号を前記アナログ・マルチプレクサに入力する複数のアナログ信号に順次所定時間毎、重畳するアナログセレクタと、（ｆ）前記アナログ・ディジタルコンバータにより変換されたディジタル信号を入力し、その入力信号に前記照査信号が重畳されているタイミングにおいてその入力信号に前記照査信号が含まれているときはその入力信号をデータ処理に用い、前記照査信号が重畳されているタイミングにおいてその入力信号に前記照査信号が含まれていないとき、又はその照査信号が重畳されていないタイミングにおいてその入力信号にその照査信号が含まれているときは、前記アナログ・マルチプレクサが故障であると判定するマイクロプロセッサと、を有するアナログ・マルチプレクサの故障検出装置において、（ｄ’）前記照査信号発生回路を互いに周波数の異なる照査信号を発生するものを複数個備えるとともに、（ｆ’）前記マイクロプロセッサを、一つの照査信号の下で前記アナログ・マルチプレクサの故障を検出したときは、他の照査信号の下でそのアナログ・マルチプレクサの故障の有無を判定し、いずれの照査信号の下においても故障と判定したときに、そのアナログ・マルチプレクサが故障であると判定するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るアナログ・マルチプレクサの故障検出装置の概略構成を示すブロック図であって、先ず、アナログ・マルチプレクサの一般的構成から説明する。
【００１０】
アナログ・マルチプレクサ１０は、アナログの入力信号ｉ1 〜ｉn のうち、後述のマイクロプロセッサ（以下、「ＭＰＵ」という。）１３からの入力信号選択信号ｓ1 〜ｓn により、選択された一の入力信号を出力するように構成されている。そして、そのアナログ・マルチプレクサ１０により選択入力された一の信号、すなわちサンプル信号は、ＭＰＵ１３からの駆動信号ｄ1 により制御されるサンプル・ホールド回路１１に保持されたのち、ＭＰＵ１３からの駆動信号ｄ2 により制御されるアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ回路１２によりデジタル信号に変換されるように構成されている。
【００１１】
デジタル信号に変換された入力信号は、ＭＰＵ１３に入力され、ここで図示しないＲＯＭに格納されている所定のシステムプログラムと、ＲＡＭに格納されたワーキングメモリに従って所定の演算処理が行われて、その結果が制御情報として、あるいは監視情報等の所定の情報として出力されるように構成されている。したがって、アナログ・マルチプレクサ１０を使用して、複数の入力信号を択一的に選択できるので、演算処理手段の単一化と構成部品の削減とが図られ、コストの低減が図られる。
【００１２】
図１において１ａ，１ｂは、第１，第２照査信号発生回路で、正弦波又は矩形波等の所定のアナログの照査信号をそれぞれ発生するものであって、図示の例においては、第１照査信号発生回路１ａからは１６７Ｈｚの正弦波信号（以下、「照査信号ｆ1 」という。）が、また、第２照査信号発生回路１ｂからは１００Ｈｚの正弦波信号（以下、「照査信号ｆ2 」という。）が出力されている。そして、これら照査信号発生回路１ａ，１ｂからの照査信号ｆ1 ，ｆ2 は、アナログセレクタ２に択一的に送出されるように構成されている。照査信号ｆ1 ，ｆ2 としてどのような周波数の信号とするかは、アナログ・マルチプレクサ１０のノイズ環境によって決められる。したがって、上述の周波数は一例にすぎない。
【００１３】
アナログセレクタ２は、ＭＰＵ１３からの照査出力選択信号ｃｓ1 〜ｃｓn により駆動されて、アナログ・マルチプレクサ１０の入力信号数１〜ｎと同数の出力端子１′〜ｎ′に択一的に照査信号ｆ1 ，ｆ2 を順次送出できるように構成されている。アナログセレクタ２の各出力端子１′〜ｎ′は、アナログ・マルチプレクサ１０への各入力信号線にそれぞれ対応して接続されている。
【００１４】
以下、上記構成の制御動作を説明する。今、１〜ｎ個の入力信号ｉ1 〜ｉn がアナログ・マルチプレクサ１０にランダムな順序で入力されているとする。この入力信号ｉ1 〜ｉn は一定の周波数を有するアナログ信号である。アナログ・マルチプレクサ１０には、ＭＰＵ１３から１〜ｎ個の入力信号を時間Ｔs （サンプリング周期）で一巡するような入力信号選択信号ｓ1 〜ｓn が順次送出されている。このため、各入力信号ｉ1 〜ｉn のｎ個の入力信号があると仮定すると、アナログ・マルチプレクサ１０からは各入力信号が順次、Ｔs ／ｎのサンプリング時間だけ、サンプル・ホールド回路１１へ出力されることとなる。
【００１５】
一方、アナログセレクタ２には、ＭＰＵ１３からＴc （チェック周期）で一巡するような照査出力選択信号ｃｓ1 〜ｃｓn が順次送出されているとともに、第１照査信号発生回路１ａに対して駆動信号ｄ3 がＭＰＵ１３から送出されている。したがって、アナログセレクタ２の各出力端子１′〜ｎ′からは、下表に示す順序（ステップ）で照査信号ｆ1 が入力信号線に送出され、入力信号ｉ1 〜ｉn があるときはその入力信号に重畳される。なお、チェック周期Ｔc はＴs ＜Ｔｃ／ｎとなるように設定されている。
【表１】
0004067729.tif 000002
【００１６】
ＭＰＵ１３では、時分割により選択された入力信号に照査信号ｆ1 が重畳されているか否かを調べ、照査信号状態ＯＮで照査信号ｆ1 が重畳されていない場合、及び照査信号状態ＯＦＦで照査信号ｆ1 が重畳されている場合は、これを真正な入力信号でないとして廃棄し、前記に該当しない入力信号のみを取入れ復調してデータ処理に用いる。
【００１７】
照査出力選択信号の出力タイミングに対応する入力信号に照査信号ｆ1 が重畳されていない場合、及び前記タイミングに対応しない入力信号に照査信号ｆ1 が重畳されている場合は、アナログ・マルチプレクサ１０が故障であると判定される。
【００１８】
第１照査信号発生回路１ａから送出された照査信号ｆ1 でアナログ・マルチプレクサ１０が故障と判定されたときは、ＭＰＵ１３は、第１照査信号発生回路１ａに対する駆動信号ｄ3 を中止して第２照査信号発生回路１ｂに対して駆動信号ｄ4 が送出される。したがって、第２照査信号発生回路１ｂからは、照査信号ｆ1 （図示の例では１６７Ｈｚ）の周波数の異なる照査信号ｆ2 （図示の例では１００Ｈｚ）がアナログセレクタ２に供給される。
【００１９】
アナログセレクタ２の各出力端子１′〜ｎ′からは、上述した照査信号ｆ1 入力時と同様に、順次、照査信号ｆ2 が入力信号線に重畳され、上述した照査信号ｆ1 時と同様に、アナログ・マルチプレクサ１０の故障の有無が判定される。
【００２０】
この照査信号ｆ2 を用いた故障の有無判定において、アナログ・マルチプレクサ１０が正常と判定されたときは、ＭＰＵ１３では、入力した信号を用いて所定の演算処理が行われる。しかし、この照査信号ｆ2 を用いた故障の判定においても故障と判定されたときは、アナログ・マルチプレクサ１０は故障と判定され、ＭＰＵ１３の演算処理は停止される。照査信号ｆ2 でアナログ・マルチプレクサ１０が正常と判定されたときは、照査信号は、再び照査信号ｆ1 に切換えられる。なお、この切換えを行わずにこの照査信号ｆ2 で故障と判定されたときに、照査信号を照査信号ｆ1 に切換えるようにしてもよい。
【００２１】
２つの照査信号ｆ1 ，ｆ2 を用いて、共にアナログ・マルチプレクサ１０が故障と判定されたときは、ＭＰＵ１３が誤った入力信号に基づいて演算出力することが効果的に防止される。したがって、例えば、本装置がＡＴＣ等の列車の制御装置に採用されたときは、完全なフェールセーフ性を保つことができる。
【００２２】
しかも、ＭＰＵ１３の演算は、アナログ・マルチプレクサ１０が２種類の照査信号ｆ1 ，ｆ2 で共に故障と判定されたときのみ停止されるので、ノイズ等の一過性の原因で誤って停止させることがなく、列車の制御装置等の装置の稼動率を高めることができる。
【００２３】
なお、上述の例では、照査信号は２種類としたが、３種類以上としてもよいことはもちろんである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、周波数の異なる複数の照査信号のうちの一の照査信号の下でアナログ・マルチプレクサの故障が検出されたときに、他の照査信号の下でそのアナログ・マルチプレクサの故障の有無を判定し、いずれの照査信号の下においても故障と判定されたときに、そのアナログ・マルチプレクサを故障と判定するようにしたので、ノイズ等の一過性の原因で故障と誤って判定されることがなく、列車の制御装置等の装置の稼動率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るアナログ・マルチプレクサの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  第１，第２照査信号発生回路
２    アナログセレクタ
１０  アナログ・マルチプレクサ
１１  サンプル・ホールド回路
１２  アナログ・デジタルコンバータ回路
１３  マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）
【図１】
0004067729.tif 000003