JPH09305892A - 交通信号灯制御装置 - Google Patents

交通信号灯制御装置

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JPH09305892A
JPH09305892A JP12302496A JP12302496A JPH09305892A JP H09305892 A JPH09305892 A JP H09305892A JP 12302496 A JP12302496 A JP 12302496A JP 12302496 A JP12302496 A JP 12302496A JP H09305892 A JPH09305892 A JP H09305892A
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signal
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坂井  正善
Koichi Yomogihara
弘一 蓬原
Yoshiharu Ozaki
芳春 尾崎
Yoshitaka Jinno
宜隆 神野
Keiichi Honda
恵一 本田
Koji Namiki
孝次 南木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】交通信号機の緑灯点灯制御の異常時に非常用ス
イッチで全ての緑灯への給電を遮断する交通信号灯制御
装置において、緑灯異常時の非常用スイッチのハンチン
グ現象を防止する。 【解決手段】励磁接点r1 〜rn に並列に線路M1 〜M
n を設け、G灯L1〜Ln の点灯制御用半導体スイッチ
1 〜Sn のOFF状態を検出する電圧センサD1 〜D
n を設け、全ての電圧センサD1 〜Dn の出力信号を論
理積回路A1に入力し、論理積回路A1の出力をトリガ
入力とし、G灯L1 〜Ln の異常を監視するモニタ装置
3の出力をホールド信号とする自己保持回路2を設け、
自己保持回路2の出力で駆動回路4を介して電磁リレー
RLを駆動する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交通信号灯制御装
置に関し、特に、同時点灯が許されない人や車の進行を
許可する信号灯の点灯/非点灯状態を監視して異常が発
生した時に、信号灯の点灯制御を停止する交通信号灯制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交通信号灯において、移動方向が交差す
る両方の側(歩行者と車、或いは、車同志)に対してそ
れぞれ進行許可を示す進行信号灯(以下、G灯とする)
が、互いに同時点灯した場合は極めて危険である。この
ため、交通信号灯の制御システムでは、交差する各道路
(横断歩道を含む)のG灯(歩行者専用G灯も含む)の
点灯/非点灯状態を監視して、万一、移動方向が交差す
る両方の側のG灯が同時点灯した場合に、全てのG灯の
点灯を直ちに停止する必要がある。
【0003】従来のG灯の点灯停止のための制御装置の
一例を図5に示し説明する。図5において、交流電源
に、同時点灯が許されないn個のG灯L1 〜Ln がブレ
ーカ1を介して互いに並列接続される。各G灯L1 〜L
n の給電線には、G灯の点灯制御異常時にG灯L1 〜L
n への給電を停止させる非常用の電磁リレーRLの励磁
接点r1 〜rn と、通常制御においてG灯L1 〜Ln
点灯/消灯を制御する半導体スイッチS1 〜Sn が直列
に接続される。自己保持回路2は、AC電源の電源投入
信号をトリガ入力信号とし、G灯L1 〜Ln の点灯/非
点灯状態の正常/異常を監視するモニタ装置3からの出
力をホールド入力信号とし、電源が投入され且つモニタ
装置3からG灯L1 〜Ln の点灯/非点灯状態正常を示
す信号が入力した時に出力を発生してトリガ入力信号を
自己保持する。前記モニタ装置3は、全てのG灯L1
n が非点灯状態にある場合も、全ての進行方向に対し
て少なくとも進行許可が与えられないことから正常判定
出力を発生する構成である。駆動回路4は、自己保持回
路2からの出力で電磁リレーRLを励磁する。
【0004】かかる従来装置の動作は、全ての半導体ス
イッチS1 〜Sn がOFFの状態で交流電源が投入さ
れ、自己保持回路2のトリガ端子に電源投入信号が印加
された時、全てのG灯L1 〜Ln が消灯状態にあれば、
モニタ装置3からの出力よって自己保持回路2から出力
が発生する。これにより、駆動回路4で電磁リレーRL
が励磁されて励磁接点r1 〜rn がONとなる。その
後、半導体スイッチS1 〜Sn のON/OFF制御によ
り、各G灯L1 〜Ln の点灯/非点灯制御が実行され
る。
【0005】ここで、例えば半導体スイッチSn がON
してG灯Ln が点灯している時に、半導体スイッチS1
に短絡故障が発生した場合、G灯L1 とLn が同時点灯
し、モニタ装置3が異常と判定してその出力が停止し、
自己保持回路2の出力が停止する。従って、電磁リレー
RLが消磁されて全ての励磁接点r1 〜rn がOFF
し、全G灯L1 〜Ln の給電を停止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、G灯の非点
灯状態を検出するには、半導体スイッチがOFFである
ことを検出するか、或いは、G灯に給電電流が流れてい
ないことを検出すればよい。しかし、後者のG灯の給電
電流に基づく検出方法の場合、図5の従来の回路構成で
は、同時点灯状態が生じて励磁接点r1 〜rn がOFF
すると、例え半導体スイッチに短絡故障が生じていても
G灯L1 〜Ln の給電電流が流れない。このため、励磁
接点r1 〜rn がOFFすると、モニタ装置3が全ての
G灯L1 〜L n 非点灯と判定して自己保持回路2のホー
ルド端子に正常判定出力が印加され、電磁リレーRLが
励磁されて励磁接点r1 〜rn が再度ONする。従っ
て、励磁接点r1 〜rn がON/OFFを繰り返すハン
チング現象が生じる場合がある。半導体スイッチの短絡
故障時に、電磁リレー接点で確実にG灯の給電電流を遮
断するには、励磁接点が溶着故障しないように、励磁接
点で直接に給電電流をスイッチングしないことが望まし
く、上述のようなハンチング現象は好ましくない。
【0007】一方、半導体スイッチのOFFを検出する
方法の場合、ONしている半導体スイッチ以外の半導体
スイッチに短絡故障が生じた場合、モニタ装置からの異
常判定信号により励磁接点がOFFした後は、再度モニ
タ装置から正常信号が発生することはなく、上述のハン
チング現象は起こらない。しかし、1つの半導体スイッ
チが短絡故障しているがモニタ装置からは正常判定信号
が発生している場合、電源が投入されて電磁リレーが励
磁されると、励磁接点のON動作により直接にG灯の給
電電流がスイッチングされてしまうという問題があり、
励磁接点の溶着防止には好ましくない。
【0008】また、メンテナンスの際には、故障してい
る半導体スイッチを特定するのにG灯を点灯させて調べ
る方法が最も簡単であるが、半導体スイッチのOFFを
検出する方法は、故障時に上述したように電磁リレーを
励磁できない場合がある。本発明は上記の事情に鑑みな
されたもので、信号灯の点灯状態に異常が発生した時に
ハンチングを起こすことなく非常用スイッチ手段を防護
できる交通信号灯制御装置を提供することを目的とす
る。また、非常用スイッチ手段で直接給電電流をスイッ
チングすることなくメンテナンス時に信号灯の点灯を可
能にしたメンテナンス作業が容易にできる交通信号灯制
御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明では、複数の互いに同時点灯が許されない進行許
可を示す進行信号灯を電源に互いに並列接続する一方、
前記各進行信号灯とそれぞれ直列接続され当該各進行信
号灯の点灯/非点灯を制御する複数の制御用スイッチ手
段と、前記進行信号灯の点灯/非点灯状態が正常か異常
かを監視するモニタ手段と、進行信号灯の点灯/非点灯
状態の異常時に前記各進行信号灯と電源の接続を遮断す
る非常用スイッチ手段と、前記モニタ手段からの異常判
定信号により前記非常用スイッチ手段をOFF駆動する
非常用スイッチ制御手段とを備える交通信号灯制御装置
において、前記非常用スイッチ手段に並列接続され当該
非常用スイッチ手段をバイパスして微小電流を流すため
の線路と、前記各制御用スイッチ手段の入出力間の電圧
に基づいて制御用スイッチ手段のON/OFF状態を検
出する複数の制御用スイッチ状態検出手段を設け、前記
非常用スイッチ制御手段を、前記複数の制御用スイッチ
状態検出手段からの検出信号と前記モニタ手段の判定信
号を入力し、モニタ手段から正常判定信号が入力し且つ
前記複数の制御用スイッチ状態検出手段の全てからOF
F検出信号が入力した時のみ前記非常用スイッチ手段を
ON駆動しモニタ手段から異常判定信号が発生しない限
りON状態に保持する構成とした。
【0010】かかる構成では、制御用スイッチ手段が全
てOFF状態の時に非常用スイッチ手段がON駆動さ
れ、モニタ装置が異常判定するまでON状態に保持され
る。そして、非常用スイッチ手段のON/OFFに関係
なく制御用スイッチ状態検出手段は制御用スイッチ手段
のOFF状態を検出できるために、モニタ装置から異常
判定信号が発生して非常用スイッチ手段がOFFされた
後は、正常状態に復帰しない限り全ての制御用スイッチ
状態検出手段からOFF検出出力が発生することがな
い。このため、非常用スイッチ手段のハンチング現象は
生じない。
【0011】前記非常用スイッチ制御手段は、具体的に
は請求項2記載の発明のように、前記複数の制御用スイ
ッチ状態検出手段の検出信号の論理積演算を行う第1論
理積回路と、該第1論理積回路の出力をトリガ入力信号
とし前記モニタ手段の出力をホールド入力信号としてト
リガ入力信号を自己保持する自己保持回路と、該自己保
持回路の出力に基づいて前記非常用スイッチ手段をON
/OFF駆動する駆動回路とを備えて構成される。
【0012】請求項3記載の発明では、前記電源を交流
電源とし、前記各制御用スイッチ状態検出手段は、制御
用スイッチ手段の入出力間に接続する発光素子と該発光
素子からの光を受光する受光素子からなるフォトカプラ
を備え制御用スイッチ手段がOFF状態の時に前記フォ
トカプラから交流出力を発生する構成であり、前記第1
論理積回路は、前記各フォトカプラの交流出力を倍電圧
整流する複数の第1倍電圧整流回路を従属接続して前段
の倍電圧整流回路の出力を後段の倍電圧整流回路の出力
に重畳し最終段の倍電圧整流回路の出力が各倍電圧整流
回路の出力の加算値として出力する構成であり、前記自
己保持回路は、一方の入力端子に前記モニタ手段の出力
が入力し他方の入力端子に前記最終段の倍電圧整流回路
の出力が入力し、モニタ手段から正常判定信号が入力し
前記倍電圧整流回路の出力レベルが予め定めた閾値以上
の時に交流出力を発生する第2論理積回路、該第2論理
積回路の交流出力を倍電圧整流する第2倍電圧整流回路
及び該第2倍電圧整流回路の整流出力を前記他方の入力
端子に帰還する帰還抵抗を備える構成であり、前記駆動
回路は、前記第2論理積回路の出力を増幅する増幅器及
び該増幅器の出力が一次側に印加され二次側に発生する
出力を前記非常用スイッチ手段の駆動出力とするトラン
スを備える構成とした。
【0013】かかる構成によれば、回路故障時に非常用
スイッチ手段をOFF駆動することが可能となり、フェ
ールセーフな構成となる。請求項4記載の発明では、前
記電源に直列接続して前記複数の進行信号灯への給電を
停止するブレーカのON/OFF状態を検出するブレー
カ状態検出手段と、該ブレーカ状態検出手段のブレーカ
OFF検出信号の入力により出力を発生しブレーカOF
F検出信号が停止した時に前記出力の停止を所定時間遅
延させるオフ・ディレー手段とを備え、前記非常用スイ
ッチ制御手段が、前記オフ・ディレー手段から出力が発
生した時に前記非常用スイッチ手段をON駆動する構成
とした。
【0014】かかる構成では、ブレーカをOFF操作す
ると、非常用スイッチ手段がON駆動されて進行信号灯
を点灯することが可能となる。従って、制御用スイッチ
手段を全てOFFにした状態でブレーカをOFF操作し
てからON操作した時、点灯する進行信号灯があれば、
制御用スイッチ手段の故障を確認し特定することがで
き、メンテナンス作業が容易となる。しかも、ブレーカ
のOFF操作に基づいて発生したオフ・ディレー回路の
出力が停止する以前にブレーカをOFF操作すれば、進
行信号灯に流れている給電電流は非常用スイッチ手段で
はなくブレーカでスイッチングすることになり、非常用
スイッチ手段を防護できる。
【0015】前記非常用スイッチ制御手段は、具体的に
は、請求項5記載のように、前記複数の制御用スイッチ
状態検出手段の検出信号の論理積演算を行う第1論理積
回路と、該第1論理積回路の出力をトリガ入力信号とし
前記モニタ手段の出力をホールド入力信号としてトリガ
入力信号を自己保持する自己保持回路と、該自己保持回
路の出力と前記オフ・ディレー回路の出力の論理和演算
を行う論理和回路と、該論理和回路の出力に基づいて前
記非常用スイッチ手段をON/OFF駆動する駆動回路
とを備えて構成した。
【0016】請求項6記載の発明では、前記電源を交流
電源とし、前記各制御用スイッチ状態検出手段は、制御
用スイッチ手段の入出力間に接続する発光素子と該発光
素子からの光を受光する受光素子からなるフォトカプラ
を備えて制御用スイッチ手段がOFF状態の時に前記フ
ォトカプラから交流出力を発生する構成であり、前記第
1論理積回路は、前記各フォトカプラの交流出力を倍電
圧整流する複数の第1倍電圧整流回路を従属接続し前段
の倍電圧整流回路の出力を後段の倍電圧整流回路の出力
に重畳し最終段の倍電圧整流回路の出力が各倍電圧整流
回路の出力の加算値として出力する構成であり、前記自
己保持回路は、一方の入力端子に前記モニタ手段の出力
が入力し他方の入力端子に前記最終段の倍電圧整流回路
の出力が入力し、モニタ手段から正常判定信号が入力し
前記倍電圧整流回路の出力レベルが予め定めた閾値以上
の時に交流出力を発生する第2論理積回路、該第2論理
積回路の交流出力を倍電圧整流する第2倍電圧整流回路
及び該第2倍電圧整流回路の整流出力を前記他方の入力
端子に帰還する帰還抵抗を備える構成であり、前記ブレ
ーカ状態検出手段は、ブレーカの入出力間に接続する発
光素子と該発光素子からの光を受光する受光素子からな
るフォトカプラを備えてブレーカがOFF状態の時に前
記フォトカプラから交流出力を発生する構成であり、前
記オフ・ディレー手段は、前記ブレーカ状態検出手段の
フォトカプラからの交流出力を倍電圧整流する第3倍電
圧整流回路及び該第3倍電圧整流回路の整流出力が所定
レベル以上の時に出力を発生する第1ウィンドウコンパ
レータとで構成され第3倍電圧整流回路の平滑コンデン
サ容量と第1ウィンドウコンパレータの入力インピーダ
ンスに基づいてオフ・ディレー時間が設定される構成で
あり、前記論理和回路は、前記第1ウィンドウコンパレ
ータの出力を倍電圧整流する第4倍電圧整流回路の出力
と前記第2論理積回路の出力を倍電圧整流する第5倍電
圧整流回路の出力をワイヤード・オア接続しこのワイヤ
ード・オア出力が所定レベル以上の時に出力を発生する
第2ウィンドウコンパレータを備える構成であり、駆動
回路は、前記第2ウィンドウコンパレータの出力を増幅
する増幅器及び該増幅器の出力が一次側に印加され二次
側に発生する出力を前記非常用スイッチ手段の駆動出力
とするトランスを備える構成とした。
【0017】かかる構成では、回路故障時に非常用スイ
ッチ手段をOFF駆動することが可能となり、フェール
セーフな構成となる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1に、本発明の第1実施形態の回
路構成を示す。尚、従来と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。図1において、交流電源に、同時点
灯が許されないn個の進行信号灯であるG灯L1 〜Ln
がブレーカ1を介して互いに並列接続され、各G灯L1
〜Ln の給電線には、G灯L1 〜Ln の点灯/非点灯状
態が異常の時にG灯L1 〜Ln への給電を停止させる非
常用スイッチ手段としての電磁リレーRLの励磁接点r
1 〜rn と、通常制御においてG灯L1 〜Ln の点灯/
消灯を制御する制御用スイッチ手段としての半導体スイ
ッチS1 〜Sn が直列に接続される。また、自己保持回
路2の出力で駆動回路4が駆動して電磁リレーRLが励
磁され、励磁接点r1〜rn がON動作する。以上の構
成は従来と同様である。
【0019】そして、本実施形態では、前記励磁接点r
1 〜rn に対して並列に抵抗R1 〜Rn を介装し励磁接
点r1 〜rn がOFFの時に当該励磁接点r1 〜rn
バイパスして微小電流を流すための線路M1 〜Mn が接
続される。前記各抵抗R1 〜Rn は、励磁接点r1 〜r
n がOFFしている時に半導体スイッチS1 〜Sn がO
N状態にあってもG灯L1 〜Ln が目に見える明るさで
点灯しないような微小電流を流すために十分大きい抵抗
値に設定される。また、前記半導体スイッチS 1 〜Sn
の入出力間の電圧に基づいて半導体スイッチS1 〜Sn
のON/OFF状態を検出する制御用スイッチ状態検出
手段としての電圧センサD1 〜Dn が設けられる。この
電圧センサD1 〜Dn は、半導体スイッチS1 〜Sn
入力側と出力側との間に電圧が存在するOFF状態の時
に高エネルギ状態に相当する論理値1の出力信号を発生
し、ON状態の時にはその出力が低エネルギ状態に相当
する論理値0となる構成である。
【0020】更に、前記電圧センサD1 〜Dn の論理積
演算を行う第1論理積回路としてのANDゲートA1を
備え、該ANDゲートA1の出力を自己保持回路2のト
リガ入力信号とする。自己保持回路2のホールド入力信
号は、従来と同様のモニタ手段であるモニタ装置3の出
力とする。ここで、前記ANDゲートA1、自己保持回
路2及び駆動回路4で非常用スイッチ制御手段を構成し
ている。
【0021】次に動作を説明する。全ての半導体スイッ
チS1 〜Sn がOFFの状態で交流電源が投入された場
合、半導体スイッチS1 〜Sn が正常であれば、各電圧
センサD1 〜Dn から論理値1の出力が発生する。これ
により、ANDゲートA1の論理値1の出力が自己保持
回路2のトリガ端子に印加される。このとき、全てのG
灯L1 〜Ln がOFFであるので、モニタ装置3からG
灯正常を示す出力が自己保持回路2のホールド端子に入
力し、自己保持回路2から出力信号が発生して駆動回路
4に入力する。駆動回路4は、自己保持回路2からの出
力によって電磁リレーRLを励磁し、励磁接点r1 〜r
n がONとなる。その後、半導体スイッチS1 〜Sn
ON/OFF制御に基づいて、G灯L1 〜Ln が点灯/
非点灯制御される。
【0022】そして、半導体スイッチS1 〜Sn のON
/OFF制御の開始によって、半導体スイッチS1 〜S
n のいずれか1つがONになると、ANDゲートA1の
出力が論理値0となるが、G灯L1 〜Ln の点灯/非点
灯状態に異常が発生するまではモニタ装置3の出力が継
続し自己保持回路2のトリガ入力信号は自己保持され
る。従って、電磁リレーRLは励磁され続け励磁接点r
1 〜rn はON状態に保持される。
【0023】一方、G灯L1 〜Ln のいずれか1つが点
灯中に、他のG灯を制御する半導体スイッチが短絡故障
すると、G灯が同時点灯する異常状態となってモニタ装
置3の出力が停止して自己保持回路2の出力が停止す
る。従って、電磁リレーRLが消磁し励磁接点r1 〜r
n がOFFとなってG灯L1 〜Ln への給電が停止す
る。その後は、故障した半導体スイッチを交換しない限
り、ANDゲートA1の出力は論理値1にはならず自己
保持回路2がトリガされないので、励磁接点r1 〜rn
がONすることはない。
【0024】かかる構成では、全ての半導体スイッチS
1 〜Sn がOFF状態の時だけ、電磁リレーRLをON
起動することが可能であり、励磁接点r1 〜rn でG灯
1〜Ln の給電電流を直接スイッチングすることはな
い。また、半導体スイッチS 1 〜Sn の短絡故障で励磁
接点r1 〜rn がOFFすると、故障した半導体スイッ
チS1 〜Sn を交換するまでは電磁リレーRLは励磁さ
れないので、励磁接点r1 〜rn のハンチング現象が防
止できる。
【0025】次に、図2に本発明の第2実施形態を示し
説明する。図2は、図1の機能をフェールセーフな構成
とした回路例である。尚、図1と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。図2において、本実施例の電
圧センサD1 ′は、2組のフォトカプラPC1,PC2
を備えて構成される。フォトカプPC1は、それぞれ一
対の発光素子PT1と受光素子PD1とで構成され、フ
ォトカプラPC2も、同じく一対の発光素子PT2と受
光素子PD2とで構成される。発光素子PT1,PT2
は、互いに並列で電流方向が逆方向となるよう接続さ
れ、この並列回路と抵抗RD1の直列回路を半導体スイッ
チS1 に並列接続する。また、受光素子PD1,PD2
は、互いに並列接続され、この並列回路と抵抗RE1の直
列回路が、定電圧VCCとアースとの間に接続される。
尚、他の電圧センサD2 ′〜Dn ′は、電圧センサ
1 ′と同じ構成であるので、ここでは説明を省略す
る。
【0026】各電圧センサD1 ′〜Dn ′の各出力は、
従属接続される複数の第1倍電圧整流回路としての倍電
圧整流回路REC1 〜RECn に出力される。倍電圧整
流回路REC1 は、2つのダイオードと2つのコンデン
サで構成され、電圧センサD1 ′の受光素子PD1,P
D2のエミッタと抵抗RE1との間から発生する交流電源
の周期の2倍の交番出力を倍電圧整流し、その整流出力
に定電圧VCCを重畳した出力を発生する。他の倍電圧整
流回路REC2 〜RECn も同様の構成であるが、後段
の倍電圧整流回路は、自身の整流出力に前段の倍電圧整
流回路の出力を重畳する構成である。
【0027】従って、各倍電圧整流回路REC1 〜RE
n の各整流出力をV0 とすると、倍電圧整流回路RE
1 の出力はV0 +VCCであり、n個全ての半導体スイ
ッチS1 〜Sn がOFF状態の時、倍電圧整流回路RE
n の出力はnV0 +VCCとなる。即ち、倍電圧整流回
路REC1 〜RECn は、電圧センサD1 ′〜Dn ′の
出力を加算演算するものであり、実質的に第1論理積回
路A1の機能を備える。
【0028】自己保持回路2′は、複数の抵抗とトラン
ジスタからなる第2論理積回路としてのフェールセーフ
・ウィンドウコンパレータ/ANDゲートA2(以下A
NDゲートA2とする)と、第2倍電圧整流回路として
の倍電圧整流回路REC、帰還抵抗Rf及びANDゲー
トA2のトリガ端子側の閾値Vthを定める抵抗RT とを
備えて構成される。フェールセーフ・ウィンドウコンパ
レータ/ANDゲートは、米国特許4,661,880 号明細
書、米国特許4,667,184 号明細書、米国特許5,027,114
号明細書等で公知である。また、フェールセーフ・ウィ
ンドウコンパレータ/ANDゲートを用いた自己保持回
路2′は、米国特許第5,027,114 号明細書等で公知であ
る。
【0029】この自己保持回路2′のトリガ端子側の入
力信号レベルの閾値Vthは、(n−1)V0 +VCC<V
th<nV0 +VCCに設定される。駆動回路4′は、増幅
器AMP及び絶縁トランスTで構成される。次に動作を
説明する。交流電源投入時において、半導体スイッチS
1 〜Sn が全てOFFであれば、各抵抗R1 〜Rn 介し
て半導体スイッチS1 〜Sn の両端に印加する交流の電
源電圧によって、抵抗RE1を介してフォトカプラPC
1,PC2が順番にスイッチングされ、電圧センサ
1 ′〜Dn ′から出力V0 が発生する。従って、倍電
圧整流回路RECn からの出力レベルは、nV0 +VCC
となり、自己保持回路2′のトリガ端子側の入力信号レ
ベルが閾値Vth以上となり、モニタ装置3からの出力に
よって自己保持回路2′が出力を発生し、電磁リレーR
Lが励磁されて励磁接点r1 〜rn がONする。
【0030】ここで、自己保持回路2′は、故障時に出
力が論理値0になる構成であり、自己保持回路2′等が
故障した時に励磁接点r1 〜rn はOFFとなり、G灯
1〜Ln への給電が停止され、フェールセーフな構成
である。次に、本発明の第3実施形態について説明す
る。図3は、メンテナンス性に配慮した実施形態であ
る。尚、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省
略する。
【0031】図3において、ブレーカ1の両端に、ブレ
ーカ1のON/OFF動作を検出するブレーカ状態検出
手段としての電圧センサDB を設ける。電圧センサDB
は、電圧センサD1 〜Dn と同様にブレーカ1の端子間
の電圧に基づいてON/OFF状態を検出するもので、
ブレーカ1がOFFした時に高エネルギ状態に相当する
論理値1の出力を発生する構成である。電圧センサDB
の出力は、オフ・ディレー回路11に入力する。オフ・デ
ィレー回路11の出力は、論理和回路であるOR回路12の
一方の入力端子に入力する。OR回路12の他方の入力端
子には、自己保持回路2の出力が入力する。ここで、本
第3実施形態では、前記ANDゲートA1、自己保持回
路2、駆動回路4、オフ・ディレー回路11及びOR回路
12で非常用スイッチ制御手段が構成される。
【0032】次に動作を説明する。メンテナンス時に、
半導体スイッチS1 〜Sn をOFF状態にしてブレーカ
1を手動でOFFする。すると、電圧センサDB からの
論理値1の出力に基づいて、オフ・ディレー回路11を介
してOR回路12の出力が論理値1となり、半導体スイッ
チS1 〜Sn のON/OFFに関係なく電磁リレーRL
が励磁されて励磁接点r1 〜rn がONする。この際、
ブレーカ1がOFFしているので、G灯L1〜Ln を点
灯するのに十分な給電電流は流れておらず励磁接点r1
〜rn で直接給電電流をスイッチングすることはない。
尚、励磁接点r1 〜rn で電圧センサDB を介して流れ
る電流をスイッチングするが、微小な電流であり励磁接
点r1〜rn が溶着する虞れはない。
【0033】その後、ブレーカ1を手動でONすると、
半導体スイッチS1 〜Sn が全て正常でOFFしていれ
ば、G灯L1 〜Ln は点灯しない。一方、半導体スイッ
チS 1 〜Sn のいずれかが短絡故障している場合は、対
応するG灯に給電電流が流れて点灯するが、この給電電
流は、ブレーカ1によってスイッチングされるものであ
って、励磁接点r1 〜rn でスイッチングされるもので
はない。そして、半導体スイッチに短絡故障が生じてい
る場合、自己保持回路2にトリガ信号が入力されないた
め、自己保持回路2の出力は生成されない。しかし、ブ
レーカ1のON操作後、オフ・ディレー回路11のオフ・
ディレー時間だけ励磁接点r1 〜rn をON状態に保持
するので、この間に点灯状態のG灯を確認することで、
故障している部分或いは配線状況を特定することができ
る。確認した後、オフ・ディレー時間以内にブレーカ1
を再度OFF操作すれば、点灯しているG灯の給電電流
はブレーカ1でスイッチングされるので、電磁リレーR
Lの励磁接点r1 〜rn で給電電流をスイッチングする
ことを防止できる。
【0034】かかる構成では、メンテナンス時、電磁リ
レーRLの励磁接点r1 〜rn で給電電流をスイッチン
グせずに、故障したG灯を点灯させて確認することがで
き、故障箇所の特定が容易にできる。次に、図4に本発
明の第4実施形態を示し説明する。この第4実施形態
は、図3におけるオフ・ディレー回路11とOR回路12
を、図4のような構成とし、図2の回路構成と組み合わ
せることにより、図3の第3実施形態の回路をフェール
セーフな構成とした回路例である。
【0035】図4において、電圧センサDB ′は、図2
に示す電圧センサD1 ′と同様の構成である。オフ・デ
ィレー回路11′は、2つのダイオードと2つのコンデン
サからなり定電圧VCCを重畳した出力を生成する第3倍
電圧整流回路としての倍電圧整流回路RECX と、定電
圧VCCより高いレベルの入力信号の入力により交流出力
(高エネルギ状態に相当する論理値1の出力)を発生す
るフェールセーフな第1ウィンドウコンパレータW1と
で構成される。前記2つのコンデンサの一方は4端子コ
ンデンサとする。そして、オフ・ディレー時間は、4端
子コンデンサの容量と第1ウィンドウコンパレータW1
の入力インピーダンスとで定まる。また、OR回路12′
は、それぞれ定電圧VCCを重畳した出力を生成する2つ
の第4及び第5倍電圧整流回路としての倍電圧整流回路
RECY とRECZ の出力をワイヤードオア接続し、そ
の出力を定電圧VCCより高いレベルの入力信号の入力に
より交流出力(高エネルギ状態に相当する論理値1の出
力)を発生するフェールセーフな第2ウィンドウコンパ
レータW2でレベル検定して交番信号を出力する構成で
ある。そして、一方の倍電圧整流回路RECY にはオフ
・ディレー回路11′の出力を入力し、他方の倍電圧整流
回路RECZ には自己保持回路2′の出力を入力する。
【0036】かかる構成では、オフ・ディレー回路11′
及びOR回路12′は、共に故障時に出力が低エネルギ状
態に相当する論理値0となり、電磁リレーRLを励磁で
きないので、励磁接点r1 〜rn がONできず、G灯L
1 〜Ln に給電電流を供給できず点灯することはなく、
フェールセーフな構成である。尚、励磁接点r1 〜r n
のON/OFF駆動の動作は図3と同様であるので、こ
こでは説明を省略する。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように請求項1及び2記載
の発明によれば、非常用スイッチ手段のON/OFF状
態に関係なく制御用スイッチ手段のOFF状態を検出で
きると共に、複数の制御用スイッチ手段が全てOFF状
態にある時のみ非常用スイッチ手段をONする構成とし
たので、少なくとも1つの制御用スイッチ手段に短絡故
障が発生して複数の進行信号灯に同時点灯の異常が発生
して非常用スイッチ手段がOFFされた時は、故障した
ままでは非常用スイッチ手段をONできない。従って、
異常発生時の非常用スイッチ手段のハンチング現象を防
止できると共に、非常用スイッチ手段を防護できる。請
求項3記載の発明によれば、回路故障時に非常用スイッ
チ手段がOFFとなり、進行信号灯への給電電流の供給
が停止されるので、交通信号機の制御システムがフェー
ルセーフな構成にできる。
【0038】請求項4記載の発明によれば、メンテナン
ス時、ブレーカの操作で進行信号灯を点灯させることが
可能となるので、故障箇所を確認し特定することができ
メンテナンスが容易となる。しかも、非常用スイッチ手
段で給電電流をスイッチングすることがないので、非常
用スイッチ手段を防護できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の回路図
【図2】本発明の第2実施形態の要部回路図
【図3】本発明の第3実施形態の回路図
【図4】本発明の第4実施形態の要部回路図
【図5】従来装置の回路図
【符号の説明】
1 ブレーカ 2,2′ 自己保持回路 3 モニタ装置 4,4′ 駆動回路 11,11′ オフ・ディレー回路 12,12′ OR回路 S1 〜Sn 半導体スイッチ RL 電磁リレー r1 〜rn 励磁接点 L1 〜Ln 進行信号灯 R1 〜Rn 抵抗 M1 〜Mn 線路 D1 〜Dn ,D1 ′〜Dn ′,DB ,DB ′ 電圧セ
ンサ A1 ANDゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神野 宜隆 埼玉県浦和市上木崎1丁目13番8号 日本 信号株式会社与野事業所内 (72)発明者 本田 恵一 埼玉県浦和市上木崎1丁目13番8号 日本 信号株式会社与野事業所内 (72)発明者 南木 孝次 埼玉県浦和市上木崎1丁目13番8号 日本 信号株式会社与野事業所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の互いに同時点灯が許されない進行許
    可を示す進行信号灯を電源に互いに並列接続する一方、
    前記各進行信号灯とそれぞれ直列接続され当該各進行信
    号灯の点灯/非点灯を制御する複数の制御用スイッチ手
    段と、前記進行信号灯の点灯/非点灯状態が正常か異常
    かを監視するモニタ手段と、進行信号灯の点灯/非点灯
    状態の異常時に前記各進行信号灯と電源の接続を遮断す
    る非常用スイッチ手段と、前記モニタ手段からの異常判
    定信号により前記非常用スイッチ手段をOFF駆動する
    非常用スイッチ制御手段とを備える交通信号灯制御装置
    において、前記非常用スイッチ手段に並列接続され当該
    非常用スイッチ手段をバイパスして微小電流を流すため
    の線路と、前記各制御用スイッチ手段の入出力間の電圧
    に基づいて制御用スイッチ手段のON/OFF状態を検
    出する複数の制御用スイッチ状態検出手段を設け、前記
    非常用スイッチ制御手段を、前記複数の制御用スイッチ
    状態検出手段からの検出信号と前記モニタ手段の判定信
    号を入力し、モニタ手段から正常判定信号が入力し且つ
    前記複数の制御用スイッチ状態検出手段の全てからOF
    F検出信号が入力した時のみ前記非常用スイッチ手段を
    ON駆動しモニタ手段から異常判定信号が発生しない限
    りON状態に保持する構成としたことを特徴とする交通
    信号灯制御装置。
  2. 【請求項2】前記非常用スイッチ制御手段は、前記複数
    の制御用スイッチ状態検出手段の検出信号の論理積演算
    を行う第1論理積回路と、該第1論理積回路の出力をト
    リガ入力信号とし前記モニタ手段の出力をホールド入力
    信号としてトリガ入力信号を自己保持する自己保持回路
    と、該自己保持回路の出力に基づいて前記非常用スイッ
    チ手段をON/OFF駆動する駆動回路とを備えて構成
    される請求項1記載の交通信号灯制御装置。
  3. 【請求項3】前記電源を交流電源とし、前記各制御用ス
    イッチ状態検出手段は、制御用スイッチ手段の入出力間
    に接続する発光素子と該発光素子からの光を受光する受
    光素子からなるフォトカプラを備え制御用スイッチ手段
    がOFF状態の時に前記フォトカプラから交流出力を発
    生する構成であり、前記第1論理積回路は、前記各フォ
    トカプラの交流出力を倍電圧整流する複数の第1倍電圧
    整流回路を従属接続して前段の倍電圧整流回路の出力を
    後段の倍電圧整流回路の出力に重畳し最終段の倍電圧整
    流回路の出力が各倍電圧整流回路の出力の加算値として
    出力する構成であり、前記自己保持回路は、一方の入力
    端子に前記モニタ手段の出力が入力し他方の入力端子に
    前記最終段の倍電圧整流回路の出力が入力し、モニタ手
    段から正常判定信号が入力し前記倍電圧整流回路の出力
    レベルが予め定めた閾値以上の時に交流出力を発生する
    第2論理積回路、該第2論理積回路の交流出力を倍電圧
    整流する第2倍電圧整流回路及び該第2倍電圧整流回路
    の整流出力を前記他方の入力端子に帰還する帰還抵抗を
    備える構成であり、前記駆動回路は、前記第2論理積回
    路の出力を増幅する増幅器及び該増幅器の出力が一次側
    に印加され二次側に発生する出力を前記非常用スイッチ
    手段の駆動出力とするトランスを備える構成である請求
    項2記載の交通信号灯制御装置。
  4. 【請求項4】前記電源に直列接続して前記複数の進行信
    号灯への給電を停止するブレーカのON/OFF状態を
    検出するブレーカ状態検出手段と、該ブレーカ状態検出
    手段のブレーカOFF検出信号の入力により出力を発生
    しブレーカOFF検出信号が停止した時に前記出力の停
    止を所定時間遅延させるオフ・ディレー手段とを備え、
    前記非常用スイッチ制御手段が、前記オフ・ディレー手
    段から出力が発生した時に前記非常用スイッチ手段をO
    N駆動する構成である請求項1記載の交通信号灯制御装
    置。
  5. 【請求項5】前記非常用スイッチ制御手段は、前記複数
    の制御用スイッチ状態検出手段の検出信号の論理積演算
    を行う第1論理積回路と、該第1論理積回路の出力をト
    リガ入力信号とし前記モニタ手段の出力をホールド入力
    信号としてトリガ入力信号を自己保持する自己保持回路
    と、該自己保持回路の出力と前記オフ・ディレー回路の
    出力の論理和演算を行う論理和回路と、該論理和回路の
    出力に基づいて前記非常用スイッチ手段をON/OFF
    駆動する駆動回路とを備えて構成される請求項4記載の
    交通信号灯制御装置。
  6. 【請求項6】前記電源を交流電源とし、前記各制御用ス
    イッチ状態検出手段は、制御用スイッチ手段の入出力間
    に接続する発光素子と該発光素子からの光を受光する受
    光素子からなるフォトカプラを備えて制御用スイッチ手
    段がOFF状態の時に前記フォトカプラから交流出力を
    発生する構成であり、前記第1論理積回路は、前記各フ
    ォトカプラの交流出力を倍電圧整流する複数の第1倍電
    圧整流回路を従属接続し前段の倍電圧整流回路の出力を
    後段の倍電圧整流回路の出力に重畳し最終段の倍電圧整
    流回路の出力が各倍電圧整流回路の出力の加算値として
    出力する構成であり、前記自己保持回路は、一方の入力
    端子に前記モニタ手段の出力が入力し他方の入力端子に
    前記最終段の倍電圧整流回路の出力が入力し、モニタ手
    段から正常判定信号が入力し前記倍電圧整流回路の出力
    レベルが予め定めた閾値以上の時に交流出力を発生する
    第2論理積回路、該第2論理積回路の交流出力を倍電圧
    整流する第2倍電圧整流回路及び該第2倍電圧整流回路
    の整流出力を前記他方の入力端子に帰還する帰還抵抗を
    備える構成であり、前記ブレーカ状態検出手段は、ブレ
    ーカの入出力間に接続する発光素子と該発光素子からの
    光を受光する受光素子からなるフォトカプラを備えてブ
    レーカがOFF状態の時に前記フォトカプラから交流出
    力を発生する構成であり、前記オフ・ディレー手段は、
    前記ブレーカ状態検出手段のフォトカプラからの交流出
    力を倍電圧整流する第3倍電圧整流回路及び該第3倍電
    圧整流回路の整流出力が所定レベル以上の時に出力を発
    生する第1ウィンドウコンパレータとで構成され第3倍
    電圧整流回路の平滑コンデンサ容量と第1ウィンドウコ
    ンパレータの入力インピーダンスに基づいてオフ・ディ
    レー時間が設定される構成であり、前記論理和回路は、
    前記第1ウィンドウコンパレータの出力を倍電圧整流す
    る第4倍電圧整流回路の出力と前記第2論理積回路の出
    力を倍電圧整流する第5倍電圧整流回路の出力をワイヤ
    ード・オア接続しこのワイヤード・オア出力が所定レベ
    ル以上の時に出力を発生する第2ウィンドウコンパレー
    タを備える構成であり、駆動回路は、前記第2ウィンド
    ウコンパレータの出力を増幅する増幅器及び該増幅器の
    出力が一次側に印加され二次側に発生する出力を前記非
    常用スイッチ手段の駆動出力とするトランスを備える構
    成である請求項5記載の交通信号灯制御装置。
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