(57)【要約】【課題】舶用機関の回転方向を検出するセンサに異常が生じても、回転方向の検出を継続する。【解決手段】舶用機関の回転軸に結合されたギヤ２の近傍にセンサ４ａ乃至４ｃが設けられている。センサ４ａ乃至４ｃは、ギヤ２の凹凸に応じてパルス信号を発生する。各パルス信号は、制御部６に供給されている。制御部６は、センサ４ａが故障したとき、センサ４ｂ、４ｃの信号によりギヤ２の回転方向を判別し、センサ４ｂが故障したとき、センサ４ａ、４ｃの信号によりギヤ２の回転方向を判別し、センサ４ｃが故障したときには、センサ４ａ、４ｂの信号によりギヤ２の回転方向を判別する。【選択図】        図１
2004360489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舶用機関の回転軸に結合されたギヤの近傍に設けられ、前記ギヤの凹凸に応じて第１のレベル状態と第２のレベル状態とを交互にとるパルス信号を発信する第１及び第２のセンサを有し、第１のセンサの信号が第１のレベル状態の期間に第２のセンサの信号が第１及び第２のレベル状態の間で変化するように、第１及び第２のセンサを配置し、第１及び第２のセンサの信号を受信して、前記ギヤの回転方向を判別する制御部を備えた舶用機関の回転方向判別器において、
前記ギヤの凹凸に応じて第１のレベル状態と第２のレベル状態とを交互にとるパルス信号を発信する第３のセンサを設け、
第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間中に、第２及び第３のセンサの信号が第１及び第２のレベル状態の間で異なるタイミングに変化し、第１のセンサの信号が第２のレベル状態にある期間中に、第２及び第３のセンサの信号が第１及び第２のレベル状態の間で異なるタイミングに変化するように、第３のセンサを配置し、
前記制御部は、第１のセンサが故障したとき、第２及び第３のセンサの信号により前記ギヤの回転方向を判別し、第２のセンサが故障したとき、第１及び第３のセンサの信号により前記ギヤの回転方向を判別する
舶用機関の回転方向判別器。
【請求項２】
請求項１記載の舶用機関の回転方向判別器において、前記ギヤが第１の方向に回転しているとき、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に、第２及び第３のセンサの信号が第２のレベル状態から第１のレベル状態に変化し、前記ギヤが第２の方向に回転しているとき、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に、第２及び第３のセンサの信号が第２のレベル状態に変化する舶用機関の回転方向判別器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に設けられている機関の回転方向を判別する回転方向判別器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
舶用機関は、正回転でも逆回転でも可能に構成されている。そして、舶用機関の回転を検出して、その回転方向に応じた燃料の供給や潤滑油の供給を行うように構成されている。この回転方向の判別技術の１例が、例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６７９５１号公報
【０００４】
特許文献１では、回転体の回転を検出する２つのセンサを設け、一方のセンサからの出力パルス信号よりも、他方のセンサの出力パルス信号の位相が遅れている場合に、正方向の回転であると検出し、他方のセンサの出力パルス信号の位相が進んでいる場合に、逆方向の回転であると検出する。さらに、これらセンサの正常、異常の判定技術も開示されている。即ち、一方のセンサの出力パルス信号が立ち上がったときに、他方のセンサの出力パルス信号が低レベルであって、かつ、一方のセンサの出力パルス信号が立ち下がったときに、他方のセンサの出力パルス信号が高レベルであるというように、一方のセンサの立ち上がり及び立ち下がり時における他方のセンサの出力パルス信号のレベルが異なっていると、これらセンサは正常であると判断する。一方のセンサの出力パルス信号の立ち上がり及び立ち下がりのときに、他方のセンサの出力パルス信号が共に低レベルであるか、共に高レベルであると、これらセンサが異常であると判断している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の技術によれば、センサが正常であるか異常であるかを判別することはできる。しかし、センサが異常であると判別された後には、回転方向を判別することは不可能である。一般に、船舶は海上において運行不能となることが無いようにすることが求められている。従って、特許文献１の技術を舶用機関に使用した場合、センサのいずれかが異常であることは検出することができるが、それ以後に、舶用機関の回転方向を検出することができず、船舶が運行不能となる可能性がある。
【０００６】
本発明は、舶用機関の回転方向を検出するためのセンサに異常が生じても、回転方向の検出を継続することができる舶用機関の回転方向判別器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による舶用機関の回転方向判別器は、第１及び第２のセンサを有している。第１及び第２のセンサは、舶用機関の回転軸に結合されたギヤの近傍に設けられ、前記ギヤの凹凸に応じて第１のレベル状態と第２のレベル状態とを交互にとるパルス信号を発信する。第１のレベル状態としては、低レベル状態及び高レベル状態の一方を使用することができ、第２のレベル状態としては、低レベル状態及び高レベル状態の他方を使用することができる。第１及び第２のセンサは、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に第２のセンサの信号が第１及び第２のレベル状態の間で変化するように配置されている。即ち、第１のレベル状態に第１のセンサの信号がある期間中に、第２のセンサの信号は、立ち上がりまたは立ち下がりする。制御部が、第１及び第２のセンサの信号を受信して、前記ギヤの回転方向を判別する。即ち、第１のセンサの信号が、第１のレベル状態にある期間中に、第２のセンサの信号が立ち上がるか、立ち下がるかによってギヤの回転方向を判別している。第３のセンサも設けられている。第３のセンサは、前記ギヤの凹凸に応じて第１のレベル状態と第２のレベル状態とを交互にとるパルス信号を発信する。第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間中に、第２及び第３のセンサの信号が共に、第１及び第２のレベル状態の間で異なるタイミングで変化し、即ち、異なるタイミングで立ち上がりまたは立ち下がりの一方を行う。第１のセンサの信号が第２のレベル状態にある期間中に、第２及び第３のセンサの信号が共に第１及び第２のレベル状態の間で異なるタイミングで変化するように、即ち、立ち上がりまたは立ち下がりの他方を行う。このように第３のセンサが配置されている。前記制御部は、第１のセンサが故障したとき、第２及び第３のセンサの信号により前記ギヤの回転方向を判別し、第２のセンサが故障したとき、第１及び第３のセンサの信号により前記ギヤの回転方向を判別する。前記制御部は、第１乃至第３のセンサのいずれに異常が生じているか判定する異常判定手段を備えることが望ましい。この異常判定手段では、第１乃至第３のセンサの信号の組合せ、例えば第１及び第２のセンサの信号の組、第１及び第３のセンサの信号の組、第２及び第３のセンサの信号の組にそれぞれ基づいて、いずれのセンサに異常があるかを判定する。異常判定手段の判定結果が入力され、それに従って正常なセンサの出力を選択する信号選択手段を設けることも望ましい。
【０００８】
このように構成すると、例えば第１のセンサに異常が生じても、第２及び第３のセンサの出力信号は、異なったタイミングで第１及び第２のレベル状態のいずれかになる。従って、第２及び第３のセンサの出力信号を使用することによって舶用機関の回転方向の判別を行える。同様に第２のセンサに異常が生じても、第１のセンサの出力信号が第１のレベル状態にある期間中に、第３のセンサの出力信号が第１または第２のレベルに変化する。従って、第１及び第３のセンサの出力信号を用いて、舶用機関の回転方向の判別を行える。なお、第３のセンサに異常が生じた場合でも、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に第２のセンサの信号が第１及び第２のレベル状態の間で変化するように第１及び第２のセンサが配置されているので、第１及び第２のセンサの信号に基づいて舶用機関の回転方向の判別を行える。
【０００９】
前記ギヤが第１の方向に回転しているとき、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に、第２及び第３のセンサの信号が第２のレベル状態から第１のレベル状態に変化し、かつ、第１のセンサの信号が第２のレベル状態にある期間に、第２及び第３のセンサの信号が第１のレベル状態から第２のレベル状態に変化するように構成することができる。この場合、前記ギヤが第２の方向に回転しているとき、第１のセンサの信号が第１のレベル状態にある期間に、第２及び第３のセンサの信号が第２のレベル状態に変化し、第１のセンサの信号が第２のレベル状態にある期間に、第２及び第３の信号が第１のレベル状態に変化するように構成する。
【００１０】
このように構成した場合、第１及び第２のセンサの信号の位相関係と、第２及び第３のセンサの信号の位相関係と、第１及び第３のセンサの信号の位相関係とは、それぞれ同一である。従って、第１及び第２のセンサの信号、第２及び第３のセンサの信号並びに第１及び第３のセンサの信号を用いて、いずれのセンサに異常があるかを判定するための異常判定手段のロジックを同一のものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態の舶用機関の回転方向判別器は、図２に示すように、ギヤ２を有している。このギヤ２は、舶用機関の回転軸に結合され、この回転軸の回転と共に回転する。このギヤ２の近傍には、センサ４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。これらセンサ４ａ、４ｂ、４ｃは、例えば近接スイッチであって、図３に拡大して示すように、ギヤ２の凹凸を検出して、図４（ａ）乃至（ｃ）及び図５（ａ）乃至（ｃ）に示すように、第１のレベル状態、例えば低（Ｌ）レベルと、第２のレベル状態、例えば高（Ｈ）レベルとを交互にとるパルス信号を発生する。
【００１２】
各センサ４ａ、４ｂ、４ｃが正常であって、かつギヤ２が正回転しているとき、図４（ａ）に示すようにセンサ４ａによるパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がって、Ｈレベルを維持している間に、同図（ｂ）に示すようにセンサ４ｂのパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がる。センサ４ａ、４ｂのパルス信号が共にＨレベルを維持している間に、即ち、センサ４ｂのパルス信号とは異なるタイミングに、同図（ｃ）に示すようにセンサ４ｃのパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がる。即ち、センサ４ａ、４ｂ、４ｃの順にパルス信号が立ち上がる。同図（ａ）に示すようにセンサ４ａのパルス信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がって、Ｌレベルを維持している間に、同図（ｂ）に示すようにセンサ４ｂのパルス信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がり、センサ４ａ、４ｂのパルス信号が共にＬレベルを維持している間に、同図（ｃ）に示すようにセンサ４ｃのパルス信号がセンサ４ｂのパルス信号とは異なるタイミングでＨレベルからＬレベルに立ち下がる。即ち、センサ４ａ、４ｂ、４ｃの順に、パルス信号が立ち下がる。このような位相関係を保ってセンサ４ａ乃至４ｃのパルス信号が発生するように、センサ４ａ乃至４ｃが、ギヤ２の周囲に配置されている。
【００１３】
このように配置してあるので、センサ４ａ乃至４ｃが正常であって、ギヤ２が逆回転しているとき、図５（ａ）に示すようにセンサ４ａのパルス信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がって、Ｌレベルを維持している期間中に、同図（ｂ）に示すようにセンサ４ｂのパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がり、同図（ｃ）に示すようにセンサ４ａ、４ｂのパルス信号が共にＬレベルにある間に、センサ４ｃのパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がる。即ち、センサ４ｃ、４ｂ、４ａの順にパルス信号が立ち上がる。そして、同図（ａ）に示すようにセンサ４ａのパルス信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がって、Ｈレベルを維持している間に、同図（ｂ）に示すようにセンサ４ｂのパルス信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がり、センサ４ａ、４ｂのパルス信号が共にＨレベルを維持している間に、同図（ｃ）に示すようにセンサ４ｃのパルス信号がＬレベルに立ち下がる。即ち、センサ４ｃ、４ｂ、４ａの順にパルス信号が立ち下がる。
【００１４】
センサ４ａ乃至４ｃのパルス信号は、図１に示す制御部６に供給される。制御部６では、センサ４ａ乃至４ｃのパルス信号は、異常判定部８ａ、８ｂ、８ｃに供給されている。異常判定部８ａは、センサ４ａが正常であるか異常であるかを判定するもので、その詳細な構成は後述するが、センサ４ａが正常である場合には、第２のレベル、例えばＨレベル状態の出力信号を発生し、センサ４ａが異常である場合には、第１のレベル、例えばＬレベル状態の出力信号を発生する。同様に異常判定部８ｂも、センサ４ｂが正常である場合には、Ｌレベル状態の出力信号を発生し、センサ４ｂが異常である場合には、Ｈレベル状態の出力信号を発生する。異常判定部８ｃも、センサ４ｃが正常である場合には、Ｌレベル状態の出力信号を発生し、センサ４ｃが異常である場合には、Ｈレベル状態の出力信号を発生する。
【００１５】
一方、センサ４ａ、４ｂのパルス信号は、信号選択手段、例えば選択器１０に供給されている。この選択器１０は、例えばＨレベルの選択信号が供給されているとき、センサ４ａのパルス信号を出力し、Ｌレベルの選択信号が供給されているとき、センサ４ｂのパルス信号を出力するように構成されている。選択信号として、異常判定部８ａの出力信号を反転手段、例えばインバータ１２によって反転したものが供給されている。従って、センサ４ａが正常な場合には、異常判定部８ａの出力信号はＬレベルであり、このＬレベルの出力信号をインバータ１２によって反転したＨレベルの出力信号が選択信号として選択器１０に供給されているので、選択器１０はセンサ４ａのパルス信号を出力する。また、センサ４ａが異常な場合には、異常判定部８ａの出力信号はＨレベルであり、このＨレベルの出力信号を反転させたＬレベルの出力信号が選択信号としてインバータ１２から選択器１０に供給される。従って、センサ４ａが異常の場合には、センサ４ｂのパルス信号を選択器１０が出力する。
【００１６】
選択器１０の出力信号とセンサ４ｃのパルス信号とが、信号選択手段、例えば選択器１４に供給されている。選択器１４は、Ｈレベルの選択信号が供給されたとき、選択器１０の出力信号を出力し、Ｌレベルの選択信号が供給されたとき、センサ４ｃのパルス信号を出力する。この選択信号は、ナンドゲート１６から供給されている。ナンドゲート１６には、異常判定部８ａの出力信号と、異常判定部８ｂの出力信号とがそのまま供給され、異常判定部８ｃの出力信号がインバータ１８によって反転されて供給されている。
【００１７】
従って、センサ４ｃが正常で、異常判定部８ｃがＬレベルの出力を発生している間において、センサ４ａ、４ｂのいずれかが正常で、異常判定部８ａ、８ｂのいずれかがＬレベルの出力を発生している限り、選択器１０の出力（センサ４ａが正常であるとセンサ４ａの出力、センサ４ｂが正常であるとセンサ４ｂの出力）が選択器１４の出力信号として出力される。
【００１８】
また、信号選択手段、例えば選択器２０には、センサ４ａ、４ｃの出力が供給されている。選択器２０は、Ｈレベルの選択信号が供給されたとき、センサ４ｃの出力信号を出力し、Ｌレベルの選択信号が供給されたとき、センサ４ａの出力信号を出力する。この選択信号として、異常判定部８ｃの出力信号をインバータ２２で反転させたものが供給されている。
【００１９】
従って、センサ４ｃが正常である場合、選択器２０にはＨレベルの選択信号が供給され、選択器２０はセンサ４ｃの出力信号を出力し、センサ４ｃが異常である場合、選択器２０にはＬレベルの選択信号が供給され、選択器２０はセンサ４ａの出力信号を出力する。
【００２０】
選択器１４、２０の出力信号は、方向判定器２４に供給されている。この方向判定器２４の構成は、公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００２１】
このように構成されているので、全てのセンサ４ａ乃至４ｃが正常である場合、方向判定器２４には、選択器１０、１４を介してセンサ４ａの出力信号が供給され、選択器２０を介してセンサ４ｃの出力信号が供給される。従って、方向判定器２４は、センサ４ａ、４ｃの出力信号に基づいてギヤ２の回転方向を判別する。
【００２２】
センサ４ａが異常で、センサ４ｂ、４ｃが正常である場合、選択器１０においてセンサ４ｂの出力信号が選択され、これが選択器１４を介して方向判定器２４に供給される。また、選択器２０を介してセンサ４ｃの出力信号が方向判定器２４に供給される。従って、方向判定器２４は、センサ４ｂ、４ｃの出力信号に基づいてギヤ２の回転方向を判別する。
【００２３】
センサ４ｂが異常で、センサ４ａ、４ｃが正常である場合、選択器１０においてセンサ４ａの出力信号が選択され、これが選択器１４を介して方向判定器２４に供給される。また、選択器２０を介してセンサ４ｃの出力信号が方向判定器２４に供給される。従って、方向判定器２４は、センサ４ａ、４ｃの出力信号に基づいてギヤ２の回転方向を判別する。
【００２４】
センサ４ｃが異常で、センサ４ａ、４ｂが正常である場合、選択器１０においてセンサ４ａの出力信号が選択され、これが選択器１４を介して方向判定器２４に供給される。また、選択器２０を介してセンサ４ｂの出力信号が方向判定器２４に供給される。従って、方向判定器２４は、センサ４ａ、４ｂの出力信号に基づいてギヤ２の回転方向を判別する。
【００２５】
このように３つのセンサ４ａ乃至４ｃを設けており、これらセンサ４ａ乃至４ｃのうちいずれか１つに異常がある場合には、残りの２個のセンサによってギヤ２の回転方向の判別が行われるように、自動的に切換が行われている。従って、たとえ船舶が海上航行中に、センサ４ａ乃至４ｃのうちいずれかに異常が生じても、回転方向の判別を継続することができるので、船舶が航行不能となることはない。
【００２６】
次に、異常判定部８ａの構成を図６及び図７を参照して説明する。異常判定部８ａは、図６に示すように、８つのＤ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂと、３つのインバータ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、１つのナンド回路３６とから構成されている。
【００２７】
Ｄ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂは、いずれもＰＲＮ端子と、ＣＬＲＮ端子と、ＣＬＫ端子と、Ｄ端子とを有し、これら端子への入力状態に応じて出力が変化するものである。即ち、ＰＲＮ端子がＬレベルで、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであると、ＣＬＫ端子及びＤ端子のレベルがＨ、Ｌいずれであっても、出力はＨレベルである。ＰＲＮ端子がＨレベルで、ＣＬＲＮ端子がＬレベルであると、ＣＬＫ端子及びＤ端子のレベルがＨ、Ｌいずれであっても、出力はＬレベルである。ＰＲＮ及びＣＬＲＮ端子が共にＬレベルであると、ＣＬＫ及びＤ端子がどのような値であっても、出力は不定であり、このような使用は禁止されている。ＰＲＮ及びＣＬＲ端子が共にＨレベルであって、ＣＬＫ端子への信号が立ち上がると、Ｄ端子がＬレベルであると、出力はＬレベルとなる。ＰＲＮ及びＣＬＲ端子が共にＨレベルであって、ＣＬＫ端子への信号が立ち上がると、Ｄ端子がＨレベルであると、出力はＨレベルとなる。ＰＲＮ及びＣＬＲ端子が共にＨレベルであると、ＣＬＫ端子への信号がＨ、Ｌレベルいずれであっても、かつＤ端子がＨ、Ｌいずれのレベルであっても、出力は前回の出力を保持する。これを真理値表で表すと、以下のようになる。
【００２８】
ＰＲＮ    ＣＬＲＮ  ＣＬＫ                Ｄ        Ｑ
Ｌ        Ｈ        Ｘ（Ｈ、Ｌいずれか）  Ｘ        Ｈ
Ｈ        Ｌ        Ｘ                    Ｘ        Ｌ
Ｌ        Ｌ        Ｘ                    Ｘ        不定
Ｈ        Ｈ        立ち上がり            Ｌ        Ｌ
Ｈ        Ｈ        立ち上がり            Ｈ        Ｈ
Ｈ        Ｈ        Ｌ                    Ｘ        Ｑ０（前回の出力）
Ｈ        Ｈ        Ｈ                    Ｘ        Ｑ０
【００２９】
Ｄ型フリップフロップ２６ａのＰＲＮ端子には、インバータ３４ａによってセンサ４ａの出力信号を反転させたものが供給されている。ＣＬＲＮ端子には図示していないが、継続的にＨレベルの信号が供給されている。Ｄ入力端子には継続的にＬレベルの信号が供給されている。ＣＬＫ端子には、センサ４ｂの出力信号が供給されている。
【００３０】
このＤ型フリップフロップ２６ａのＱ１出力が、Ｄ型フリップフロップ２６ｂのＤ端子に供給されている。Ｄ型フリップフロップ２６ｂのＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子には継続的にＨレベルの信号が供給されている。ＣＬＫ端子にはセンサ４ｂの出力信号が供給されている。
【００３１】
これらＤ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂとインバータ３４ａとの回路によって、センサ４ａの出力に異常が生じているか否かを判定することができる。即ち、図７の前半に示すように、センサ４ａ、４ｂが共に正常である場合、センサ４ａの出力がＬレベルにあるとき（Ｄ型フリップフロップ２６ａのＰＲＮ端子はＨレベルであるとき）、ＣＬＲＮは継続してＨレベルであり、この期間にＣＬＫ端子のセンサ４ｂの出力が立ち上がることはないので、Ｑ１出力はＨレベルである。また、センサ４ａの出力がＨレベルにあるとき（Ｄ型フリップフロップ２６ａのＰＲＮ端子はＬレベルであるとき）、ＣＬＲＮ端子は継続してＨレベルであるので、Ｑ１出力はＨレベルである。従って、センサ４ａ、４ｂが共に正常である場合、Ｑ１出力はＨレベルを維持する。センサ４ｂの出力が立ち上がるごとに、このＱ１出力がＤ型フリップフロップ２６ｂに取り込まれ、Ｑ２出力はＨレベルを維持している。
【００３２】
図７の後半に示すように、センサ４ａが故障して、その出力がＬレベルを継続したとする。その結果、Ｄ型フリップフロップ２６ａのＰＲＮ端子はＨレベルを維持する。故障が生じて、初めてセンサ４ｂの出力信号が立ち上がると、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであり、Ｄ端子はＬレベルであるので、Ｑ１出力はＬレベルに変化する。但し、この変化は、Ｄ型フリップフロップ２６ｂには、取り込まれておらず、その出力Ｑ２はＨレベルを維持している。再びセンサ４ｂの出力信号が立ち上がったとき、Ｄ型フリップフロップ２６ｂにＱ１出力が取り込まれ、Ｄ型フリップフロップ２６ｂのＱ２出力はＨレベルになる。このようにセンサ４ａに故障が生じてから、センサ４ｂの出力が２回立ち上がった後に、故障を表すようにＱ２出力がＬレベルになる。
【００３３】
センサ４ａが何らかの原因で、本来Ｈレベルになる期間に１度だけＬレベルとなり、図７に一点鎖線で示すように、次にＨレベルとなる期間に正常にＨレベルとなると、Ｄ型フリップフロップ２６ａでは、ＰＲＮ端子がＬレベル、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであるので、Ｑ１出力はＨレベルとなり、Ｄ型フリップフロップ２６ｂのＱ２出力はＨレベルを維持する。即ち、本来Ｈレベルとなるべき期間を２回続けてセンサ４ａの出力が、Ｌレベルになったときに、異常と判断される。
【００３４】
なお、詳細な説明は省略するが、ギア２が逆方向に回転し、センサ４ｂ、４ｃの出力信号がセンサ４ａの信号よりも位相が進んでいる場合でも、同様に動作する。
【００３５】
このように初段のフリップフロップ、例えばＤ型フリップフロップ２６ａは、異常の有無の判定対象となるセンサ、例えばセンサ４ａの出力が異常状態を示している期間に、クロック信号として使用する他のセンサ、例えばセンサ４ｂの出力信号が第１及び第２のレベル状態間で変化すると、例えば立ち上がると、そのとき入力端子、例えばＤ端子に供給されている信号のレベル状態、例えばＬレベルを取り込むように構成されている。そして、判定対象のセンサの異常状態が他のセンサの出力の次に第１及び第２のレベル状態間で変化するときまで継続すると、後段のフリップフロップ、例えばＤ型フリップフロップ２６ｂに初段のフリップフロップの出力状態、例えばＬレベルを取り込む。後述する他の構成も同一の原理によって動作する。
【００３６】
Ｄ型フリップフロップ２８ａ、２８ｂも、Ｄ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂと同様に構成されており、相違点は、ＣＬＫ端子にセンサ４ｃの出力信号が供給されている点である。従って、上述したのと同様に、センサ４ａに故障が生じ、それが継続している場合には、センサ４ｃの出力信号が２回立ち上がった後に、Ｄ型フリップフロップ２８ｂの出力信号がＨレベルに変化する。
【００３７】
Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３２ａでは、ＰＲＮ端子にセンサ４ａの信号がそのまま供給され、ＣＬＲＮ端子には継続してＨレベルの信号が供給され、Ｄ端子にはＬレベルの信号が供給され、ＣＬＫ端子には、Ｄ型フリップフロップ３０ａでは、インバータ３４ｂによってセンサ４ｂの出力信号を反転させたものが、Ｄ型フリップフロップ３２ａでは、インバータ３４ｃによってセンサ４ｃの出力信号を反転させたものが、それぞれ供給されている。即ち、Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３２ａでは、ＰＲＮ端子、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであって、センサ４ｂ、４ｃの出力信号が立ち下がったときに、Ｑ出力がＬレベルになる。
【００３８】
また、Ｄ型フリップフロップ３０ｂ、３２ｂでは、ＰＲＮ端子、ＣＬＲＮ端子に共にＨレベルの信号が供給され、Ｄ端子にはＬレベルの信号が供給され、Ｄ型フリップフロップ３０ｂにはＤ型フリップフロップ３０ａの出力信号が、Ｄ型フリップフロップ３２ｂにはＤ型フリップフロップ３２ａの出力信号が、それぞれ供給されている。
【００３９】
Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３０ｂでは、センサ４ａが正常な状態において、その出力がＬレベルのとき（Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３０ｂのＰＲＮ端子がＬレベルのとき）、ＣＬＲＮ端子はＨレベルであるので、それらの出力はＨレベルを維持する。また、センサ４ａの出力がＨレベルのとき、Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３０ｂのＰＲＮ端子がＨレベルで、かつＣＬＲＮ端子がＨレベルであるが、センサ４ｂ、４ｃの出力が立ち下がることはなく、Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３０ｂのＱ出力はＨレベルを維持する。
【００４０】
センサ４ａが故障して、それの出力がＬレベルを維持する場合、Ｄ型フリップフロップ３０ａ、３２ａのＰＲＮ端子がＬレベルであり、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであるので、それらのＱ出力はＨレベルを維持する。従って、Ｄ型フリップフロップ３０ｂ、３２ｂのＱ出力は、継続的にＨレベルを維持する。
【００４１】
これらＤ型フリップフロップ２６ｂ、２８ｂ、３０ｂ、３２ｂの出力がナンド回路３６に供給されている。センサ４ａが正常である場合、Ｄ型フリップフロップ２６ｂ、２８ｂ、３０ｂ、３２ｂの出力がＨレベルであるので、ナンド回路３６の出力はＬレベルである。しかし、センサ４ａが故障すると、フリップフロップ２６ｂまたは２８ｂの出力がＬレベルとなるので、ナンド回路３６の出力はＨレベルとなる。これによって、センサ４ａに故障が生じていることが判明する。
【００４２】
次に、異常判定部８ｂの構成を図８及び図９を参照して説明する。異常判定部８ｂは、図６に示すように、８つのＤ型フリップフロップ３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂと、３つのインバータ４６ａ、４６ｂ、４６ｃと、１つのナンド回路４８とから構成されている。
【００４３】
Ｄ型フリップフロップ３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂは、上述したＤ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂ、２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂと同一の構成のものである。従って、上述した真理値表に従って動作する。
【００４４】
Ｄ型フリップフロップ４０ａでは、インバータ４６ａを介してセンサ４ｂの出力信号がＰＲＮ端子に供給され、ＣＬＲＮ端子にＨレベルが継続的に供給され、Ｄ端子にはＬレベルが継続して供給され、ＣＬＫ端子にはセンサ４ｃの出力信号が供給されている。
【００４５】
Ｄ型フリップ４０ｂでは、ＰＲＮ端子及びＣＬＮ端子にＨレベルが継続して供給され、Ｄ端子にはＤ型フリップフロップ４０ａのＱ５出力が供給され、ＣＬＫ端子にはセンサ４ｃの出力信号が供給されている。
【００４６】
この構成は、上述したＤ型フリップフロップ２６ａ、２６ｂにおいて、センサ４ａ、４ｂの出力を、センサ４ｂ、４ｃに置換したものである。従って、上述したのと同様にして、センサ４ｂに故障が生じたとき、Ｄ型フリップフロップ４０ｂの出力がＬレベルに変化する。
【００４７】
Ｄ型フリップフロップ４２ａでは、そのＰＲＮ端子にインバータ４６ｂを介してセンサ４ｂの出力信号が供給され、ＣＬＲＮ端子にはＨレベルの信号が継続して供給されている。Ｄ端子にはＬレベルの信号が継続して供給され、ＣＬＫ端子には、インバータ４６ｂを介してセンサ４ａの出力信号が供給されている。従って、ＰＲＮ端子及びＣＬＮ端子がＨレベルの状態において、センサ４ａの信号が立ち下がったときに、Ｄ型フリップフロップ４２ａのＱ７出力は、Ｌレベルとなる。
【００４８】
Ｄ型フリップフロップ４２ｂでは、ＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子が共にＨレベルであり、Ｄ端子にはＤ型フリップフロップ４２ａのＱ７出力が供給され、ＣＬＫ端子には、インバータインバータ４６ｂを介してセンサ４ａの出力信号が供給されている。
【００４９】
このような構成であるので、図９の前半に示すように、センサ４ｂが正常な状態において、センサ４ｂの出力がＨレベルになると、Ｄ型フリップフロップ４２ａのＰＲＮ端子がＬレベル、ＣＬＲＮ端子がＨレベルとなり、Ｄ型フリップフロップ４２ａのＱ７出力はＨレベルになる。センサ４ｂの出力がＬレベルになると、Ｄ型フリップフロップ４２ａのＰＮＲ端子がＨレベル、ＣＬＮ端子がＨレベルとなるが、センサ４ａの出力がＨレベルまたはＬレベルになるときは、Ｑ７出力は前回の出力、即ちＨレベルを維持する。また、ＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子がＨレベルである期間に、センサ４ａの出力が立ち下がることはなく、Ｑ７出力はＨレベルを維持する。
【００５０】
図９の後半に示すように、センサ４ｂに故障が生じて、出力がＬレベルを継続するようになると、Ｄ型フリップフロップ４２ａのＰＲＮ端子がＨレベル、ＣＬＲＮ端子がＨレベルとなる。そして、センサ４ａの出力信号が立ち下がったとき、インバータ４６ｂの出力信号が立ち上がり、Ｑ７出力がＬレベルとなる。そして、このＱ７出力は、次にセンサ４ａの出力信号が立ち下がったとき、Ｄ型フリップフロップ４２ｂに取り込まれ、Ｑ８出力がＬレベルとなる。
【００５１】
Ｄ型フリップフロップ３８ａ、４４ａでは、それらのＰＲＮ端子にセンサ４ｂの出力信号がそのまま供給され、ＣＬＲＮ端子にはＨレベルの信号が継続して供給され、Ｄ端子にはＬレベルの信号が継続して供給されている。Ｄ型フリップフロップ３８ａでは、ＣＬＫ端子にセンサ４ａの信号がそのまま供給され、Ｄ型フリップフロップ４４ａでは、ＣＬＫ端子にインバータ４６ｃを介してセンサ４ｃの信号が供給されている。
【００５２】
Ｄ型フリップフロップ３８ｂ、４４ｂでは、ＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子が共にＨレベルとされている。Ｄ型フリップフロップ３８ｂでは、Ｄ型フリップフロップ３８ａのＱ出力が、Ｄ型フリップ４４ａのＱ出力が、それぞれＤ端子に供給され、Ｄ型フリップフロップ３８ｂでは、センサ４ａの信号が、Ｄ型フリップフロップ４４ｂでは、インバータ４６ｃの信号が、それぞれＣＬＫ端子に供給されている。
【００５３】
従って、詳細な説明は省略するが、上述した異常判定部８ａにおけるＤ型フリップ３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂと同様にして、継続してＨレベルの出力信号を発生する。
【００５４】
これらＤ型フリップフロップ３８ｂ、４０ｂ、４２ｂ、４４ｂの出力信号がナンド回路４８に供給されているので、センサ４ｂに故障が生じると、ナンド回路４８の出力はＬレベルからＨレベルに変化する。
【００５５】
図１０及び図１１を参照して、異常判定部８ｃについて説明する。図１０に示すように、この異常判定部８ｃも、８つのＤ型フリップフロップ５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂ、インバータ５８ａ乃至５８ｃ及びナンド回路６０から構成されている。
【００５６】
Ｄ型フリップフロップ５０ａ、５０ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、５６ａ、５６ｂは、上述したＤ型フリップフロップ２６ａ乃至３２ｂと同一の構成のものであって、上述した真理値表に従って動作する。
【００５７】
Ｄ型フリップフロップ５４ａでは、ＰＲＮ端子にインバータ５８ａを介してセンサ４ｃの出力信号が供給され、ＣＬＲＮ端子にはＨレベルの信号が継続して供給されている。Ｄ端子には継続してＬレベルの信号が供給されている。ＣＬＫ端子には、インバータ５８ｂを介してセンサ４ａの信号が供給されている。従って、センサ４ａの信号が立ち下がったときに、ＰＲＮ端子、ＣＬＲＮ端子がＨレベルであると、そのときのＤ端子のレベルをＱ９出力として取り込む。
【００５８】
Ｄ型フリップフロップ５４ｂでは、ＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子にはＨレベルの信号が継続して供給され、Ｄ端子にはＤ型フリップフロップ５４ａのＱ９出力が供給され、ＣＬＫ端子にはインバータ５８ｂを介してセンサ４ａの信号が供給されている。
【００５９】
従って、図１１の前半に示すようにセンサ４ｃが正常な状態では、センサ４ｃの出力がＨレベルであるとき、Ｄ型フリップフロップ５４ａのＰＲＮ端子はＬレベルとなる。このときＣＬＲＮ端子はＨレベルであるので、Ｑ９出力はＨレベルとなる。そして、センサ４ｃの出力がＬレベルとなると、Ｄ型フリップフロップ５４ａのＰＲＮ端子はＨレベルとなる。このとき、ＣＫＲＮ端子もＨレベルであるが、このとき、センサ４ａの出力信号の立ち下がりは存在せず、Ｑ９出力は、Ｈレベルを維持する。
【００６０】
図１１の後半に示すようにセンサ４ｃに故障が生じて、センサ４ｃの出力がＬレベルを継続すると、Ｄ型フリップフロップ５４ａのＰＲＮ端子、ＣＬＲＮ端子が共にＨレベルとなり、センサ４ａの出力が立ち下がったとき、Ｄ型フリップフロップ５４ａのＱ９出力はＬレベルとなる。そして、次にセンサ４ａの出力が立ち下がったとき、Ｄ型フリップフロップ５４ｂのＱ１０出力もＬレベルとなり、センサ４ｃに異常があることが判明する。
【００６１】
Ｄ型フリップフロップ５６ａのＰＲＮ端子にも、インバータ５８ａを介してセンサ４ｃの出力信号が供給され、ＣＬＲＮ端子には継続してＨレベルの信号が供給されている。Ｄ端子には継続してＬレベルの信号が供給され、ＣＬＫ端子にはインバータ５８ｃを介してセンサ４ｂの出力信号が供給されている。
【００６２】
Ｄ型フリップフロップ５６ｂのＰＲＮ端子、ＣＬＲＮ端子には継続してＨレベルの信号が供給されており、Ｄ端子にはＤ型フリップフロップ５６ａのＱ１１出力が供給され、ＣＬＫ端子にはインバータ５８ｃを介してセンサ４ｂの出力信号が供給されている。
【００６３】
従って、上述したＤ型フリップフロップ５４ａ、５４ｂに関連して説明したのと同様にして、センサ４ｃに異常が生じると、Ｄ型フリップフロップ５８ａのＱ１２出力がＬレベルとなる。
【００６４】
Ｄ型フリップフロップ５０ａ、５０ｂでは、ＰＲＮ端子には、センサ４ｃの出力信号がそのまま供給され、ＣＬＲＮ端子にはＨレベルの信号が継続して供給され、Ｄ端子にはＬレベルの信号が継続して供給されている。Ｄ型フリップフロップ５０ａでは、ＣＬＫ端子にセンサ４ａの信号がそのまま供給され、Ｄ型フリップフロップ５２ａでは、ＣＬＫ端子にセンサ４ｂの信号がそのまま供給されている。
【００６５】
Ｄ型フリップフロップ５０ｂ、５２ｂでは、ＰＲＮ端子及びＣＬＲＮ端子にＨレベルの信号が継続して供給され、Ｄ型フロップフロップ５０ｂではＤ端子にＤ型フリップフロップ５０ａの出力が供給され、Ｄ型フリップフロップ５２ｂではＤ端子にＤ型フリップフロップ５２ａの出力が供給されている。そして、Ｄ型フリップフロップ５０ｂではＣＬＫ端子にセンサ４ａの信号がそのまま供給され、Ｄ型フロップフロップ５２ｂではＣＬＫ端子にセンサ４ｂの信号がそのまま供給されている。
【００６６】
これらＤ型フリップフロップ５０ｂ、５２ｂから、詳細な説明は省略するが、継続してＨレベルの出力信号が、出力される。
【００６７】
Ｄ型フリップフロップ５０ｂ、５２ｂ、５４ｂ、５６ｂの出力信号はナンド回路６０に供給されているので、センサ４ｃに異常が生じると、Ｄ型フリップフロップ５４ｂ、５６ｂの出力信号がＬレベルとなり、その結果、ナンド回路６０の出力信号はＬレベルからＨレベルに変化する。
【００６８】
このようにして、各異常判定部８ａ乃至８ｃによって、センサ４ａ乃至４ｃのいずれかに故障が生じると、各センサ４ａ乃至４ｃに対応する異常判定部の出力信号がＨレベルとなり、異常があることが判明する。
【００６９】
これら異常判定部８ａ乃至８ｃでは、上述したように、異常があるか否かを判定するための構成は、２つのＤ型フリップフロップを用いたものであり、回路構成は、殆ど同一とすることができる。
【００７０】
上記の実施の形態では、センサ２ａ、２ｂの信号のうち、正常なものを出力するために、２台の選択器１０、１４と、２台のインバータ１２、１８と１台のナンド回路１６を設けたが、これに限ったものではなく、例えば１台の選択器と、１台の選択信号を発生手段とを設けることもできる。この場合、選択信号発生手段は、センサ４ａ、４ｂが共に正常な場合には、センサ４ａの出力を選択し、センサ４ａが異常の場合には、センサ４ｂの出力を選択し、センサ４ｂが異常の場合には、センサ４ａの出力を選択するように構成すればよい。また、上記の実施の形態では、センサ４ａ乃至４ｃが全て正常な場合、センサ４ａ、４ｃの出力信号を方向判定器２４に供給したが、センサ４ａ、４ｂの出力信号を方向判定器２４に供給するように構成することもできる。
【００７１】
上記の実施の形態では、各異常判定部８ａ乃至８ｃにおいて、常にＨレベルの信号を発生するための回路を設けたが、場合によっては、これらは不要である。また、各異常判定部８ａ乃至８ｃは、判定の対象となるセンサの出力の他に、他の２つのセンサの出力も供給したが、他の１つのセンサの出力のみを供給するように構成することもできる。上記の実施の形態では、第１のレベル状態をＬレベル、第２のレベル状態をＨレベルとしたが、逆に、第１のレベル状態をＨレベル、第２のレベル状態をＬレベルとすることもできる。上記の各実施の形態では、センサとして近接スイッチを使用したが、他のセンサ、例えば発光素子と受光素子とを用いた光電スイッチを使用することもできる。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数のセンサを用いて、異常が生じたセンサ以外のセンサを用いて、ギヤの回転方向の判別を行うように構成しているので、ギヤの回転方向の判別を継続することができ、特に舶用機関に使用した場合、船舶の機関停止のような緊急事態を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の舶用機関の回転方向判別器のブロック図である。
【図２】図１の回転方向判別器におけるギヤとそれに設けられたセンサとを示す側面図である。
【図３】図２のギヤとセンサとの部分省略拡大図である。
【図４】図１の回転方向判別器においてギヤが正回転しているときに、各センサが発生する出力を示す図である。
【図５】図１の回転方向判別器においてギヤが逆回転しているときに、各センサが発生する出力を示す図である。
【図６】図１の回転方向判別器に使用されている異常判定部８ａの詳細なブロック図である。
【図７】図６の異常判定部８ａの動作説明用のタイミングチャートである。
【図８】図１の回転方向判別器に使用されている異常判定部８ｂの詳細なブロック図である。
【図９】図８の異常判定部８ｂの動作説明用のタイミングチャートである。
【図１０】図１の回転方向判別器に使用されている異常判定部８ｃの詳細なブロック図である。
【図１１】図１０の異常判定部８ｃの動作説明用のタイミングチャートである。
【符号の説明】
２  ギヤ
４ａ乃至４ｃ  センサ
６  制御部
【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】
2004360489.tif 000010
【図９】
2004360489.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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