(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並び配置に応じて順次下位（または上位）とする複数の発光素子に対して受光素子を選択的に対応させる機構と、
前記複数の受光素子からそれぞれビット出力を得る手段と、
複数の論理回路を有し、この複数の論理回路の一方の入力端子には、前記複数の受光素子の出力である上位から下位のビット出力がそれぞれ供給され、他方の入力端子には、前記一方の入力端子に対応する受光素子に隣り合う受光素子である下位のビット出力が反転回路を介して入力され、前記一方および他方の入力端子に入力したビット出力が所定の論理関係になったときは低位側のビットを優先して出力する低位優先回路と、
前記低位優先回路からの複数のビット出力が入力され、受光出力を２つ以上含む場合及びオールゼロの場合の複数のビット出力を判別したときは、異常として判定する異常判定回路とを有し、
前記異常判定回路が異常を判定したときは、前記低位優先回路出力が不採用とされ、正常を判定したときは、前記低位優先回路出力が採用されるようにしたことを特徴とする、スイッチインターフェース回路。
【請求項２】
前記正常が判定された時の出力は、車両の速度を制御する出力として用いられ、前記低位側の出力は車両の速度を減速する方向であることを特徴とする請求項１記載のスイッチインターフェース回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種の制御装置等に用いられるスイッチ装置において、その入力の誤りがあっても安全性を確保するようにしたスイッチインターフェース回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学的素子を用いて構成されたスイッチ装置は、外部からの漏れ光、収納ケースの向きや破損により誤動作することがある。従来、このような誤動作を防止する対策としては、収納ケースを改良したり、取り付け向きを変更したりする等の対策があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法であると、スイッチ装置の構成に制約が生じたり、大型化するという問題があった。またスイッチの誤動作を防止するには多大な労力と対策が必要となる。
【０００４】
そこでこの発明は、簡単な回路によりスイッチが誤動作しても安全性のある出力を得られるようにしたスイッチインターフェース回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のインターフェース回路は、並び配置に応じて順次下位（または上位）とする複数の発光素子（Ｒ１−Ｒ３，Ｆ１−Ｆ３）に対して受光素子（５０４）を選択的に対応させる機構と、前記複数の受光素子からそれぞれビット出力を得る手段と、複数の論理回路を有し、この複数の論理回路の一方の入力端子には、前記複数の受光素子の出力である上位から下位のビット出力がそれぞれ供給され、他方の入力端子には、前記一方の入力端子に対応する受光素子に隣り合う受光素子である下位のビット出力が反転回路を介して入力され、前記一方および他方の入力端子に入力したビット出力が所定の論理関係になったときは低位側のビットを優先して出力する低位優先回路と、前記低位優先回路からの複数のビット出力が入力され、受光出力を２つ以上含む場合及びオールゼロの場合の複数のビット出力を判別したときは、異常として判定する異常判定回路とを有し、前記異常判定回路が異常を判定したときは、前記低位優先回路出力が不採用とされ、正常を判定したときは、前記低位優先回路出力が採用されるようにしたものである。
【０００６】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１において、１００は論理変換部であり、並列に配置された例えばイクスクルーシブオア回路（以下ＥＸＯＲと略記する）１０１〜１０３、１１１〜１１３、１１４を有する。ＥＸＯＲ１０１の入力は、受光素子Ｒ１の出力と、その論理制御入力Ｒ１Ａである。ＥＸＯＲ１０２の入力は、受光素子Ｒ２の出力と、その論理制御入力Ｒ２Ａである。ＥＸＯＲ１０３の入力は、受光素子Ｒ３の出力と、その論理制御入力Ｒ３Ａである。ＥＸＯＲ１１１の入力は、受光素子Ｆ１の出力と、その論理制御入力Ｆ１Ａである。ＥＸＯＲ１１２の入力は、受光素子Ｆ２の出力と、その論理制御入力Ｆ２Ａである。ＥＸＯＲ１１３の入力は、受光素子Ｆ３の出力と、その論理制御入力Ｆ３Ａである。ＥＸＯＲ１１４の入力は、受光素子Ｎの出力と、その論理制御入力ＮＡである。
【０００７】
上記の論理変換部１００は、例えばＲＡ１を“０”に設定しておけば、Ｒ１が“１”に変化したときその出力は“１”となり、例えばＲＡ１を“１”に設定しておけば、Ｒ１が“０”に変化したときその出力は“１”となる。よって、この論理変換部１００において、以後の段の処理を例えば正論理（所望の論理）で扱う場合に、論理制御入力を設定することにより、統一した所望の論理で扱うことができる。
【０００８】
EXOR１０１〜１０３、１１１〜１１３の出力は、低位優先回路部２００の対応するアンド回路２０１〜２０３、２１１〜２１３の第２入力端に供給される。アンド回路２０１の第１入力端には、外部からの隣接する下位出力がインバータ２０４を介して入力される。アンド回路２０２の第１入力端には、隣接する下位出力（EXOR１０１の出力）がインバータ２０５を介して入力される。アンド回路２０３の第１入力端には、隣接する下位出力（EXOR１０２の出力）がインバータ２０６を介して入力される。
【０００９】
またアンド回路２１１の第１入力端には、隣接する下位出力（EXOR１０３の出力）がインバータ２１４を介して入力される。アンド回路２１２の第１入力端には、隣接する下位出力（EXOR１１１の出力）がインバータ２１５を介して入力される。アンド回路２１３の第１入力端には、隣接する下位出力（EXOR１１２の出力）がインバータ２１６を介して入力される。
【００１０】
アンド回路２０１〜２０３の出力は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１として導出され、アンド回路２１１〜２１３の出力は、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２として導出される。Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、受光素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３，Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に対応する出力として導出されるが、同時に異常判定回路部３００からは、その出力が正常な出力であるか異常（誤動作している）出力であるかどうかを示すＮＧ出力も得られている。
【００１１】
アンド回路２０１〜２０３、アンド回路２１１〜２１３の出力Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、異常判定回路部３００にも供給される。即ち、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、デコーダ３０１に供給され、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、デコーダ３０２に供給される。
【００１２】
デコーダ３０１、３０２と論理回路３０３とは、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の内容を判定して、異常が生じているかどうかの判定出力を得る回路であり、その判定出力を出力回路４００に供給する。出力回路４００は、異常判定出力ＮＧが論理回路３０３から得られているときは、負論理回路４０１を通してＮＧを出力する。この出力回路４００には、上位の判定回路（図示せず）からもＮＧ信号を供給することができるもので、上位の判定回路がＮＧを出力しているときも自己のＮＧを得ることができる。
【００１３】
上記の異常判定回路部３００の内部には、さらに出力無し、つまりスイッチが基準位置に調整されていることを判定する判定素子３１１〜３１６も設けられており、スイッチが基準位置に調整されている場合には、オア回路３１５からＮＯが得られるようになっている。
【００１４】
図２には、受光素子Ｒ１〜Ｒ３、Ｆ１〜Ｆ３を有したスイッチの例を示している。
図２（Ａ）において、５０１は基板であり、この基板５０１には回転軸５０２が取り付けられ、この回転軸の周囲には、円形状に受光素子Ｒ１〜Ｒ３、Ｆ１〜Ｆ３、Ｎが配置されている。回転軸５０２には、基板５０１に対向して間隔を持つアーム５０３が取り付けられており、このアーム５０３には発光素子５０４が設けられ、先の受光素子Ｒ１〜Ｒ３、Ｆ１〜Ｆ３、Ｎに、選択的に対向することができる。
【００１５】
これにより光スイッチ装置が構成されるもので、このスイッチ装置の場合、Ｎが低位であり、Ｎを中心として、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の上位方向と、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の上位方向とがある。
【００１６】
図２（Ｂ）はスイッチ装置の別の例である。図２（Ａ）の受光素子Ｎが無く、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ１、Ｒ３、Ｒ２、Ｒ１と順次低位となるスイッチ装置である。
図３は、図２（Ａ）の受光素子と発光素子との関係を電気的に示した回路図である。
【００１７】
スイッチ装置と被制御対象となる装置の関連としては以下ような例がある。
例えば被制御装置が例えば車両であるとする。そしてスイッチ装置は移動速度を制御するための操作部に設けられているものとする。例えば図２（Ａ）のスイッチ装置としては、Ｆ３：前進高速、Ｆ２：前進中速、Ｆ１：前進低速、Ｎ：中立（停止）、Ｒ３：後進高速、Ｒ２：後進中速、Ｒ１：後進低速として関連付けられている。また図２（Ｂ）のスイッチ装置としては、速度制御であり、Ｆ３：高速、Ｆ２：中速、Ｆ１：低速、Ｒ３：ブレーキゆるめ、Ｒ２：常用ブレーキ、Ｒ１：非常ブレーキとして関連付けられている。
【００１８】
例えば図２（Ａ）に示すスイッチ装置は、中立位置（Ｎ）を除けば、Ｆ３〜Ｒ１の６通りの位置に対して発光素子と対向する受光素子のみがオンする正常動作と、その他の異常動作の組合わせは２6 ＝６４通りである。
【００１９】
図４、図５、図６、図７には、Ｆ３〜Ｒ１の６４通りの状態を示している。また同図には合わせて、これらのスイッチ出力を、低位優先回路部２００に通した後の出力Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２の状態も示しており、それぞれの出力の発生パターンを分類している。この低位優先回路部２００を通すことにより６４通りの組合わせは、Ａ〜Ｕの２１通りに低減することができる。この２１通りのパターンの中には、スイッチ出力の異常動作出力のパターン、及び正常動作出力のパターンが含まれている。したがって、異常動作出力のパターンと正常動作出力のパターンとの識別を、異常判定回路部３００により行うようにすればよい。異常動作出力のパターンは、図４、図５、図６、図７に示されるパターンのＢ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｉ、Ｎ以外であり、Ａ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕである。異常判定回路部３００の判定出力は、各発生パターンＡ〜Ｕに対して、図８、図９に示すようになっている。
【００２０】
図８、図９に示すように、Ａ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕの場合は、出力はＮＧであり、論理回路３０３が“０”を出力するように設計されている。正常時は、発生パターンＢに対して出力はＡ１、発生パターンＣに対して出力はＢ１、発生パターンＤに対して出力はＣ１、発生パターンＦに対して出力はＡ２、発生パターンＩに対して出力はＢ２、発生パターンＮに対して出力はＣ２である。正常時の場合は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２がＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３として採用される。
【００２１】
上述したように、この発明の回路は、スイッチ出力に異常が発生した場合には、必ず低位の方の出力が採用される仕組みになっている。このために、車両等の制御スイッチの場合は速度が減速される方向へ制御され、安全な方向へ状態変化することになる。
【００２２】
ところで、基準位置を中心として、正、逆関係に動作制御を行うスイッチ装置（例えば、図２（Ａ）のスイッチ装置）の場合、中位位置（Ｎ）が最低位であるので、異常発生時には中位信号ＮＯを出力するようにしている。この中位信号ＮＯが出力されているときは、他の信号は無効となるように最終段に回路（図示せず）が設けられる。
【００２３】
また、正逆方向にわたる連続して隣接する異常発生パターンにおいては、低位優先回路では不十分な場合がある。例えば、Ｆ３を選択しているとき何らかの原因によりＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｆ１、Ｆ２も選択出力が得られたときは、低位優先回路により低位であるＲ１がオンすることになり、低位であっても、Ｆ３による制御方向とは逆方向の制御方向を示すことになり危険である。このような発生パターンの場合は、図７の状態６４に相当するが、中位位置を挟んで正逆方向の制御信号が同時にオンしたときは中位位置出力ＮＯを出力するようにし（回路３１１、３１２、３１３、３１４、３１５）、この中位信号ＮＯが出力されているときは、他の信号は無効となるように最終段に回路（図示せず）が設けられる。
【００２４】
なお、低位優先回路２００の動作によると、図８、図９の発生パターンに見られるように
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のような出力は存在しない。そこで、異常判定回路部３００において、デコーダ３０１、３０２の論理回路を構成するＩＣの故障を考慮にいれなければ、Ｙ13、Ｙ16、Ｙ17、Ｙ23、Ｙ26、Ｙ27は“０”とはなり得ない。したがって、デコーダ３０１、３０２の出力ラインにおいて、×印の部分は省略した回路であってもよい。
【００２５】
上述した実施の形態は、６段階の切り換え出力を得る回路として説明したが、さらにその倍の１２段階の切り換え出力を得る場合も容易に構築することができる。
【００２６】
図１０は、その構成例を示している。ブロック１１と１２は、それぞれが図１の回路に対応する。そしてブロック１２が低位側として用いられる。したがって、低位側のＮＧ出力は、高位側のＮＧＩ（ＮＧ入力）に供給されている。また低位側からの低位優先回路部の出力ＥＸ０は、高位側の低位優先回路部のＥＸＩに入力され、高位側と低位側との優先回路の関連付けが行われている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ１２は、受光素子に対応し、オンのとき０が出力される。
【００２７】
【発明の効果】
上述したようにこの発明によれば、簡単な回路によりスイッチが誤動作しても安全性のある出力を得られるようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す回路図。
【図２】スイッチ装置の例を示す図。
【図３】スイッチ装置の電気的原理図、
【図４】スイッチ装置の状態と低位優先回路部の出力の発生パターンの説明図。
【図５】図４の続きを示す図。
【図６】図５の続きを示す図。
【図７】図６の続きを示す図。
【図８】低位優先回路部の出力と異常判定回路のデコード出力との関係示す説明図。
【図９】図８の続きを示す図。
【図１０】この発明の他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１００…論理変換部
２００…低位優先回路部
３００…異常判定回路部
４００…出力回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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