(57)【要約】【課題】リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができるスイッチング装置を提供する。【解決手段】交流電源部１に接続されたヒータ２をＯＮ／ＯＦＦ動作させるスイッチング装置は、交流電源部１とヒータ２との間に直列に接続された第１および第２リレー３ａ，３ｂと、第１および第２リレー３ａ，３ｂに対応してリレー接点３０ａ，３０ｂの開閉を行う第１および第２リレー駆動回路４ａ，４ｂと、リレーの接点３０ａ，３０ｂの開閉に関する動作信号を第１および第２リレー駆動回路４ａ，４ｂへ出力する制御部１１とを備える。そして、動作判定部１２は、第１および第２リレー駆動回路４ａ，４ｂの動作状態を認識し、該認識された動作状態が制御部１１から第１および第２リレー駆動回路４ａ，４ｂに出力された動作信号と整合するものであるか否かを判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部に接続された制御対象機器への通電／非通電を切替えるスイッチング装置であって、
前記電源部と前記制御対象機器との間に直列に接続された２以上のリレーと、
各リレーに対応して該リレーの接点の開閉を行う２以上のリレー駆動部と、
各リレー駆動部へ前記接点の開閉を制御する動作信号を出力する制御部と、
各リレー駆動部の動作状態を認識し、該動作状態が前記制御部から当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合するものであるか否かを判定し、該判定結果に応じた出力を行う動作判定部と
を備えることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング装置において、
前記動作判定部により一部のリレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定される場合に、当該リレー駆動部以外の残りのリレー駆動部に前記接点を開く動作信号が出力されることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のスイッチング装置において、
前記動作判定部により全部のリレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定される場合に、前記制御部を停止または再始動させることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のスイッチング装置において、
前記動作判定部での前記判定結果に基づいた報知を行う報知手段を備え、
前記報知手段は、前記動作判定部により前記リレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定された場合に、リレー以外の部分に不具合がある旨の報知を行うことを特徴とするスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源部に接続された制御対象機器への通電／非通電を切替えるスイッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のスイッチング装置としては、電源部に並列に接続された制御対象機器としてのヒータへの通電／非通電をリレーにより切替えるものにおいて、リレーの動作不良を定期的に監視するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかるスイッチング装置は、リレーとは別にヒータへの通電を遮断する保安部と、リレーがＯＮされてから一定時間経過後に該保安部を起動するタイマ部と、リレーの開閉を制御することより前記ヒータへの通電を制御すると共に保安部の起動によりリレーをＯＦＦする制御部と、リレーがＯＦＦされたことを検出して前記タイマ部をリセットするリレー接点検出部とを備える。
【０００４】
そして、リレーに動作不良が発生していない状態では、リレーがＯＮされてから一定時間経過すると、タイマ部により保安部が起動される。保安部が起動されることにより制御部を介してリレーがＯＦＦされる。リレーがＯＦＦされたことをリレー接点検出部が検出し、タイマ部をリセットする。タイマ部がリセットされることにより、保安部の起動が解除され、再びヒータへの通電が可能な状態となる。
【０００５】
一方、リレーがＯＮ状態からＯＦＦ状態に戻らないような動作不良が発生している場合（ＯＮ故障の場合）には、一定時間経過するとタイマ部により保安部が起動され、ヒータへの通電が遮断されるが、制御部を介してリレーをＯＦＦすることができない。そのため、タイマ部がリセットされることがなく、保安部は起動し続け、ヒータへの通電が遮断された状態に維持される。これにより、使用者にリレーに動作不良が生じていることを知らしめ、リレーの交換等を促す。
【０００６】
ここで、リレーの動作不良の原因は、主として、リレー接点の溶着等によるものであるため、大方リレーを交換することで動作不良を解消し得る。
【特許文献１】特公平７−５４７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リレーの動作不良の原因が、リレーを駆動する駆動回路や制御部の故障にある場合には、リレーを交換しても、動作不良を解消することができないとの不都合が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができるスイッチング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、電源部に接続された制御対象機器への通電／非通電を切替えるスイッチング装置において、前記電源部と前記制御対象機器との間に直列に接続された２以上のリレーと、各リレーに対応して該リレーの接点の開閉を行う２以上のリレー駆動部と、各リレー駆動部へ前記接点の開閉を制御する動作信号を出力する制御部と、各リレー駆動部の動作状態を認識し、該動作状態が前記制御部から当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合するものであるか否かを判定し、該判定結果に応じた出力を行う動作判定部とを備えることを特徴とする（第１発明）。
【００１０】
かかる第１発明のスイッチング装置によれば、各リレー駆動部の動作状態と制御部から該リレー駆動部に出力された動作信号とが整合性が判定される。リレー駆動装置と制御部のいずれか一方または両方に不具合が生じている場合には、動作信号に対応した正しい動作状態を実現することができず、整合しないとの判定がなされる。そして、不整合の判定結果が出力される。これにより、リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができる。
【００１１】
第１発明のスイッチング装置において、前記動作判定部により一部のリレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定される場合に、当該リレー駆動部以外の残りのリレー駆動部に前記接点を開く動作信号が出力されることを特徴とする（第２発明）。
【００１２】
かかる第２発明のスイッチング装置によれば、各リレー駆動部の動作状態と制御部から該リレー駆動部に出力された動作信号とが整合性しない場合に、リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができる。さらに、不整合に係るリレー駆動部以外の残りのリレー駆動部にリレーの接点を開く動作信号が出力される。これにより、不具合を生じていないリレー駆動回路を用いてリレーの接点を開き、制御対象機器をＯＦＦ動作させることができる。そのため、タイマ部や保安部から構成されるウオッチドッグ回路等を用いることなく、リレー以外の部分に起因するリレーの動作不良に対しても安全性を確保することができる。
【００１３】
前記第１または第２発明のスイッチング装置において、前記動作判定部により全部のリレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定される場合に、前記制御部を停止または再始動させることを特徴とする（第３発明）。
【００１４】
かかる第３発明のスイッチング装置によれば、リレー駆動部の動作状態と制御部から該リレー駆動部に出力された動作信号とがすべてのリレー駆動部において整合性しない場合に、リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができる。さらに、すべてのリレー駆動部が不整合となっている場合には、すべてのリレー駆動部が同時に不具合を生じているとは考え難いため、制御部に不具合が生じている可能性が高い。そこで、制御部を停止させることによりリレー駆動部への動作信号の出力を中止させることで、制御部の不具合を一時的に回避することができる。また、制御部を再始動させることで制御部の不具合を一時的に回避すると共に不具合を解消させる機会を付与することができる。
【００１５】
前記第１〜３発明のいずれかのスイッチング装置において、前記動作判定部での前記判定結果に基づいた報知を行う報知手段を備え、前記報知手段は、前記動作判定部により前記リレー駆動部の動作状態が当該リレー駆動部に出力された動作信号と整合しないと判定された場合に、リレー以外の部分に不具合がある旨の報知を行うことを特徴とする（第４発明）。
【００１６】
かかる第４発明のスイッチング装置によれば、リレー駆動部の動作状態と制御部から該リレー駆動部に出力された動作信号とが整合性しない場合に、リレー以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができる。さらに、不整合の場合にリレー以外の部分に不具合を生じている旨の報知が行われことにより、不具合部分を特定して、その後の適切な対処を促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一実施形態としてのスイッチング装置について、図１および図２を参照して説明する。図１は、スイッチング装置の構成を示す図であり、図２は、スイッチング装置における処理を示すフローチャートである。
【００１８】
図１を参照して、本実施形態のスイッチング装置は、例えば、電気床暖房システムに搭載されるスイッチング装置であって、交流電源部１に接続された制御対象機器としてのヒータ２への通電をＯＮ／ＯＦＦする。スイッチング装置は、交流電源部１とヒータ２との間に直列に接続された第１リレー３ａおよび第２リレー３ｂと、第１リレー３ａおよび第２リレー３ｂにそれぞれ対応してリレー接点の開閉を行う第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂと、リレー駆動回路４ａ，４ｂへの動作信号の出力や該動作信号とリレー駆動回路の動作状態との整合性を判定する機能を有するコントローラ１０とを備える。コントローラ１０には、報知手段としての液晶表示装置からなる表示部５と音声出力やブザー音を出力するためのスピーカ６とが接続されている。なお、リレー駆動回路４ａ，４ｂが、本発明のリレー駆動部に相当する。
【００１９】
第１リレー３ａおよび第２リレー３ｂは、それぞれ第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂと、第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂにそれぞれ接続に接続された電磁コイル３１ａおよび３１ｂとを備え、電磁コイル３１ａおよび３１ｂへの電流の供給／遮断により、それぞれ第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂがＯＮ／ＯＦＦされる。
【００２０】
第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂは、それぞれトランジスタによって構成され、コントローラ１０から出力される動作信号に応じて、所定の電流値で電磁コイル３１ａおよび３１ｂへの電流の供給／遮断を行う。これにより、コントローラ１０からの動作信号に応じて、それぞれ第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂがＯＮ／ＯＦＦされる。そして、第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂが共にＯＮ（閉じている）ときに、交流電源部１からヒータ２への通電状態となり、第１リレー接点３０ａおよび第２リレー接点３０ｂのいずれか一方または両方が共にＯＦＦ（開いている）ときに、交流電源部１からヒータ２への非通電状態となる。
【００２１】
コントローラ１０は、マイクロコンピュータ等により構成され、制御部１１と、動作判定部１２と、信号出力部１３と、信号入力部１４とを備える。
【００２２】
制御部１１は、ヒータ２への通電量を制御する図示しない温度制御手段の制御動作に同期させて、第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂへ動作信号を出力する。なお、ヒータ２への通電量の制御については、例えば本出願人による特開２０００−８１２２０号等の公知の手法を用いて実現することができるため、本明細書での詳細な説明は省略する。
【００２３】
動作判定部１２は、制御部１１から第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂへ出力される動作信号と第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂの動作状態が整合するか否かを判定する。
【００２４】
信号出力部１３および信号入力部１４は、第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂとの間で信号の通信をするためのインターフェイスである。信号出力部１３を介して制御部１１からの動作信号が第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂに出力される。また、信号入力部１４を介して第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂから電磁コイル３１ａおよび３１ｂへ通電を行う際の印加電圧の一部が動作判定部１２に入力される。これにより、動作判定部１２は、第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂの動作状態を認識する。
【００２５】
なお、コントローラ１０を構成する処理部１１〜１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のハードウェアにより構成され、これらの各処理部が共通のハードウェアによって構成されていてもよく、これらの各処理部の一部又は全部が異なるハードウェアによって構成されていてもよい。
【００２６】
次に、図２に示すフローチャートを参照して、本実施形態のスイッチング装置における処理について説明する。
【００２７】
動作判定部１２は、所定周期（例えばコントローラ１０の演算処理周期）で、制御部１１から、第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂへ出力される動作信号（ＲＹ１in，ＲＹ２in）に関する情報を取得する共に、信号入力部１４を介して、第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂの動作状態（ＲＹ１out，ＲＹ２out）に対応した情報を取得する。
【００２８】
このような状態で動作判定部１２は、まず、制御部１１から第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号（ＲＹ１in）と、第１リレー駆動回路４ａの動作状態（ＲＹ１out）とが整合するか否かを判定する（ＳＴＥＰ１）。
【００２９】
ＳＴＥＰ１で第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号（ＲＹ１in）と、第１リレー駆動回路４ａの動作状態（ＲＹ１out）とが整合する場合には（ＳＴＥＰ１でＹＥＳ）、制御部１１から第２リレー駆動回路４ｂへ出力される動作信号（ＲＹ２in）と、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態（ＲＹ２out）とが整合するか否かを判定する（ＳＴＥＰ２）。
【００３０】
ＳＴＥＰ２で第２リレー駆動回路４ｂへ出力される動作信号（ＲＹ２in）と、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態（ＲＹ２out）とが整合する場合には（ＳＴＥＰ２でＹＥＳ）、制御部１１と第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂとは正常な動作状態であると判定し（ＳＴＥＰ３）、一連の処理を終了する。
【００３１】
一方、ＳＴＥＰ１で第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号（ＲＹ１in）と、第１リレー駆動回路４ａの動作状態（ＲＹ１out）とが整合しない場合には（ＳＴＥＰ１でＮＯ）、動作判定部１２は、制御部１１を介して第２リレー駆動回路４ｂに第２リレー接点３０ｂをＯＦＦする（開く）動作信号を出力する（ＳＴＥＰ４）。
【００３２】
ＳＴＥＰ４の処理に続いて、動作判定部１２は、第２リレー駆動回路４ｂへ出力される動作信号に対応して、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態が第２リレー接点３０ｂをＯＦＦする動作状態となっているか否かを判定する（ＳＴＥＰ５）。
【００３３】
ここで、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態がその動作信号に対応するものである場合に（ＳＴＥＰ５でＹＥＳ）、動作判定部１２は、第２リレー駆動回路４ｂは正常に動作しており、第１リレー駆動回路４ａに不具合（異常）が生じていると判定する（ＳＴＥＰ６）。
【００３４】
そして、ＳＴＥＰ６の処理に続いて、動作判定部１２は、表示部５に第１リレー駆動回路４ａに不具合（異常）がある旨の表示を行うと共に、スピーカ６から音声出力またはブザー音による注意喚起を行い（ＳＴＥＰ７）、一連の処理を終了する。
【００３５】
このように、不具合のある第１リレー駆動回路４ａ以外の第２リレー駆動回路４ｂにより、第２リレー３ｂを動作させることができヒータ２への通電がＯＦＦされる。そのため、タイマ部や保安部から構成されるウオッチドッグ回路等を用いることのない簡易な構成で、一部のリレー駆動回路に不具合が生じた場合にも、安全性を確保することができる。
【００３６】
一方、ＳＴＥＰ５で第２リレー駆動回路４ｂの動作状態がその動作信号に対応するものでない場合に（ＳＴＥＰ５でＮＯ）、動作判定部１２は、制御部１１に不具合（異常）が生じていると判定する（ＳＴＥＰ１２）。第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂが同時に故障することは考え難いためである。
【００３７】
そして、ＳＴＥＰ１２の処理に続いて、動作判定部１２は、表示部５に制御部（コントローラ）に不具合（異常）がある旨の表示を行うと共に、スピーカ６から音声出力またはブザー音による警報を出力する（ＳＴＥＰ１３）。
【００３８】
ＳＴＥＰ１３の処理に続いて、動作判定部１２は、コントローラ１０を再起動してコントローラ１０をリセットし（ＳＴＥＰ１４）、一連の処理を終了する。
【００３９】
このように、第１および第２リレー駆動回路４ａ，４ｂの動作状態がいずれもその動作信号に対応するものでない場合には、制御部１１（コントローラ１０）に不具合が生じていると判定され、コントローラ１０がリセットされる。これにより、制御部１１に生じている不具合を一時的に回避すると共に不具合を解消させる機会を付与することができる。
【００４０】
例えば、インターフェイスとしての信号出力部１３に一時的な不具合が生じている場合には、コントローラ１０をリセットすることでかかる不具合が解消され得る。
【００４１】
一方、ＳＴＥＰ２で第２リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号（ＲＹ２in）と、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態（ＲＹ２out）とが整合しない場合には（ＳＴＥＰ２でＮＯ）、動作判定部１２は、制御部１１を介して第１リレー駆動回路４ａに第１リレー接点３０ａをＯＦＦする（開く）動作信号を出力する（ＳＴＥＰ８）。
【００４２】
ＳＴＥＰ８の処理に続いて、動作判定部１２は、第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号に対応して、第１リレー駆動回路４ａの動作状態が第１リレー接点３０ａをＯＦＦする動作状態となっているか否かを判定する（ＳＴＥＰ９）。
【００４３】
ここで、ＳＴＥＰ８において、改めて第１リレー駆動回路４ａの動作状態が第１リレー接点３０ａをＯＦＦする動作状態となっているか否かを判定するのは、第１リレー駆動回路４ａを介して第１リレー３ａを動作させることにより、確実にヒータ２への通電がＯＦＦされたことを確認するためである。また、ＳＴＥＰ１での判定おいて、第１リレー駆動回路４ａの不具合が、たまたま第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号と一致している場合もあり得るためである。
【００４４】
例えば、第１リレー駆動回路４ａが第１リレー接点３０ａをＯＮし続ける不具合を生じている場合（ＯＮ故障の場合）に、第１リレー駆動回路４ａへ出力される動作信号がこれに対応するものである場合（ＲＹ１in：ＯＮの場合）には、必ずしも第１リレー駆動回路４ａにより第１リレー３ａを正しく動作させることができない。
【００４５】
そこで、ＳＴＥＰ９では、第２リレー駆動回路４ｂの動作状態がその動作信号に対応するものである場合に（ＳＴＥＰ９でＹＥＳ）、動作判定部１２は、第１リレー駆動回路４ａは正常に動作しており、第２リレー駆動回路４ｂに不具合（異常）が生じていると判定する（ＳＴＥＰ１０）。そして、この場合に、動作判定部１２は、表示部５に第２リレー駆動回路４ｂに不具合（異常）がある旨の表示を行うと共に、スピーカ６から音声出力またはブザー音による注意喚起を行い（ＳＴＥＰ１１）、一連の処理を終了する。
【００４６】
一方、第１リレー駆動回路４ａの動作状態がその動作信号に対応するものでない場合に（ＳＴＥＰ９でＮＯ）、動作判定部１２は、第２リレー駆動回路４ｂのみならず第１リレー駆動回路４ａにも不具合（異常）が生じていると判定し（ＳＴＥＰ１２）、上述のＳＴＥＰ１３以下の処理を実行する。
【００４７】
このように、不具合が第２リレー駆動回路４ｂにある場合には、第１リレー駆動回路４ａをＯＦＦ動作させることによりヒータ２への通電がＯＦＦされことができる。さらに、第１リレー駆動回路４ａをＯＮ動作させることができない場合には、制御部１１（コントローラ１０）に不具合が生じていると判定してコントローラ１０をリセットすることで、制御部１１に生じている不具合を一時的に回避すると共に不具合を解消させる機会を付与することができる。
【００４８】
以上、詳しく説明してきたように、本実施形態のスイッチング装置によれば、リレー駆動回路４ａ，４ｂの動作状態と制御部１１から出力される動作信号とが整合性を判定することで、リレー３ａ，３ｂ以外の部分の不具合の有無を簡易かつ確実に判定することができる。さらに、かかる判定結果に基づいて、ヒータ２への通電をＯＦＦする等処理を実行することができ、スイッチング装置を含む電気床暖房システム全体の安全性を確保することができる。
【００４９】
尚、本実施形態のスイッチング装置は、２つのリレー（第１リレー３ａおよび第２リレー３ｂ）と、これに対応するリレー駆動回路（第１リレー駆動回路４ａおよび第２リレー駆動回路４ｂ）とを備えるように構成したが、これに限らず、リレーおよびリレー駆動回路は３つ以上により構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態のスイッチング装置の構成を示す図。
【図２】本実施形態のスイッチング装置における処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１…交流電源部（電源部）、２…ヒータ（制御対象機器）、３ａ…第１リレー、３ｂ…第２リレー、４ａ…第１リレー駆動回路、４ｂ…第２リレー駆動回路、５…表示部（報知手段）、６…スピーカ（報知手段）、１０…コントローラ、１１…制御部、１２…動作判定部、３０ａ…第１リレー接点、３０ｂ…第２リレー接点。
【図１】
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【図２】
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