(57)【要約】【課題】入出力端子や伝送線路を増設することなく低コストで、複数のシステム状態を伝送することの可能なシステム状態伝送装置を提供する。【解決手段】複数のシステム状態の各々に対応して設置され、対応するシステム状態を検出すると共に当該システム状態に応じた信号を出力する状態検出手段と、前記状態検出手段の各々から出力される信号の内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送する信号選択手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシステム状態の各々に対応して設置され、対応するシステム状態を検出すると共に当該システム状態に応じた信号を出力する状態検出手段と、
前記状態検出手段の各々から出力される信号の内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送する信号選択手段と、
を備えることを特徴とするシステム状態伝送装置。
【請求項２】
自装置内に同一電源を供給する第１電源供給手段及び第２電源供給手段を備え、
前記状態検出手段の少なくとも２つは、前記第１電源供給手段が正常の場合に直流信号を出力する一方、異常の場合に所定周波数を有する第１信号を出力する第１状態検出手段と、前記第２電源供給手段が正常の場合に直流信号を出力する一方、異常の場合に前記第１状態検出手段とは異なる周波数を有する第２信号を出力する第２状態検出手段として使用されることを特徴とする請求項１記載のシステム状態伝送装置。
【請求項３】
前記信号選択手段は、前記第１状態検出手段から出力される前記第１信号と前記第２状態検出手段から出力される前記第２信号との周波数多重化信号を生成し、当該周波数多重化信号と他の状態検出手段から出力される信号との内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送することを特徴とする請求項２記載のシステム状態伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、システム状態伝送装置に関し、特にジャイロコンパスに関するシステム状態を検出して当該状態をユーザインタフェースに伝送するシステム状態伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から方位計測器の１つとしてジャイロコンパスが知られている。例えば、機械式のジャイロコンパスは、３軸の自由度を有する高速回転体（ジャイロ）の方向保持性と、地球の自転運動及び重力とを利用して真北を指し示すものである。このようなジャイロコンパスは、主に船舶の船首方位計測器として用いられ、オートパイロット等の船舶の航行機能に対して船首方位情報を伝達するという重要な役割を担っている。
【０００３】
図４に、従来におけるジャイロコンパスに関するシステム状態を検出して当該状態をユーザインタフェース（オペレーションユニット２００）に伝送するシステム状態伝送装置（コントロールボックス１００）の構成例を示す。コントロールボックス１００は、システム状態を検出してオペレーションユニット２００に伝送する機能の他、２台のジャイロコンパス（図示せず）の各々から出力される方位信号を増幅してレピータコンパス等の各種方位受信機器（図示せず）に伝送する機能や、２台のジャイロコンパス間の方位偏差量を監視する機能、自動速度誤差修正機能などを有している。
【０００４】
図４では、コントロールボックス１００におけるシステム状態伝送機能の一例として、２台のジャイロコンパスの内、どちらから出力される方位信号をレピータコンパス伝送用の信号として用いるかを自動選択するか手動選択するか切り替えるための状態スイッチ１１０を示している。つまり、状態スイッチ１１０がオン状態の場合は手動選択状態を表し、オフ状態の場合は自動選択状態を表している。この状態スイッチ１１０のオン／オフ操作によりシステム状態の１つであるジャイロコンパスに関する手動選択／自動選択状態を設定する。状態スイッチ１１０のオン／オフ状態は、伝送線路３００を介してオペレーションユニット２００に伝送される。
【０００５】
オペレーションユニット２００は、コントロールボックス１００から伝送されるシステム状態をユーザに報知するための可視可聴の素子や操作ボタン等を備えている。オペレーションユニット２００では、伝送線路３００を介して伝送された状態スイッチ１１０の状態を、プルアップ抵抗２１０、受信バッファ２２０で受信し、その状態をＣＰＵ(Central Processing Unit)２３０に入力する。つまり、状態スイッチ１１０がオン状態（手動選択状態）の場合はローレベル信号がＣＰＵ２３０に入力され、オフ状態（自動選択状態）の場合はハイレベル信号がＣＰＵ２３０に入力される。ＣＰＵ２３０は、状態スイッチ１１０の状態に応じて、ランプ駆動用ドライバ２４０及びブザー駆動用ドライバ２５０への出力信号を変化させる。ランプ駆動用ドライバ２４０は、入力信号に応じてランプ２６０を点滅、点灯または消灯する。ブザー駆動用ドライバ２５０は、入力信号に応じてブザー２７０を吹鳴または停止する。また、電源供給部２８０は、オペレーションユニット２００内の必要な部分に電源を供給する。
【非特許文献１】http://www.yokogawa.com/jp-ydk/mr/marine/gyro/products/ydkmr-ma-cmz900d-ja.htm
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術では、１つのシステム状態をユニット間で伝送するために１つの伝送線路を占有することになる。従って、複数のシステム状態を伝送するためには、伝送する状態毎に入出力端子や伝送線路を用意する必要があり、製造コストが増大するという問題があった。特に近年では、ＤＮＶ要求（単一故障による機能損失の回避）を実現するために、コントロールボックス１００内の電源供給部を２重化し、この２重化した電源供給部の状態（正常か異常か）をオペレーションユニット２００に伝送するケースもあるなど、伝送すべき状態の種類は増加傾向にあり、上記の問題点が顕著となっていた。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、入出力端子や伝送線路を増設することなく低コストで、複数のシステム状態を伝送することの可能なシステム状態伝送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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、システム状態伝送装置に係る第１の解決手段として、複数のシステム状態の各々に対応して設置され、対応するシステム状態を検出すると共に当該システム状態に応じた信号を出力する状態検出手段と、前記状態検出手段の各々から出力される信号の内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送する信号選択手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、システム状態伝送装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、自装置内に同一電源を供給する第１電源供給手段及び第２電源供給手段を備え、前記状態検出手段の少なくとも２つは、前記第１電源供給手段が正常の場合に直流信号を出力する一方、異常の場合に所定周波数を有する第１信号を出力する第１状態検出手段と、前記第２電源供給手段が正常の場合に直流信号を出力する一方、異常の場合に前記第１状態検出手段とは異なる周波数を有する第２信号を出力する第２状態検出手段として使用されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、システム状態伝送装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記信号選択手段は、前記第１状態検出手段から出力される前記第１信号と前記第２状態検出手段から出力される前記第２信号との周波数多重化信号を生成し、当該周波数多重化信号と他の状態検出手段から出力される信号との内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のシステム状態の中から最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的に外部に伝送するので、入出力端子や伝送線路は１セットあれば良く、入出力端子や伝送線路を増設することなく低コストで、複数のシステム状態を伝送することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るシステム状態伝送装置（コントロールボックス１００’）の構成概略図である。なお、図１において、図４と同様の構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。図１に示すように、本実施形態に係るコントロールボックス１００’は、第１電源供給部１２０、第２電源供給部１３０、第１状態検出回路１４０、第２状態検出回路１５０、信号選択回路１６０及びリレー１７０を新たに備えている。
【００１３】
第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０は、コントロールボックス１００’内の各回路に同一電源を供給するものであり、ＤＮＶ要求（単一故障による機能損失の回避）を実現するために２重化された電源供給部である。第１状態検出回路１４０は、第１電源供給部１２０の出力電圧を監視すると共に、システム状態の１つとして第１電源供給部１２０が正常か異常かを判定し、正常の場合はハイレベル信号を信号選択回路１６０に出力する一方、異常の場合は所定周波数ｆ１を有する第１信号を信号選択回路１６０に出力する。第２状態検出回路１５０は、第２電源供給部１３０の出力電圧を監視すると共に、システム状態の１つとして第２電源供給部１３０が正常か異常かを判定し、正常の場合はハイレベル信号を信号選択回路１６０に出力する一方、異常の場合は第１状態検出回路１４０と異なる周波数ｆ２を有する第２信号を信号選択回路１６０に出力する。
【００１４】
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、第１状態検出回路１４０から出力される第１信号として、周波数ｆ１＝１０Ｈｚのパルス波信号を出力するものとする。また、図２（ｂ）に示すように、第２状態検出回路１５０から出力される第２信号として、周波数ｆ２＝５Ｈｚのパルス波信号を出力するものとする。なお、これら第１信号及び第２信号は、正弦波や三角波等の他の信号でも良いが、互いに異なる周波数を有し、また変動の少ない信号である必要がある。第１電源供給部１２０の出力と第２電源供給部１３０の出力はダイオードにより結合されて、回路駆動用電源として供給される。これにより、いずれか一方の電源に異常が発生しても、システムとしての動作は正常を維持する。また、第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０の両方に異常が発生する場合を考慮する必要がある場合には、第１状態検出回路１４０及び第２状態検出回路１５０の電源は第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０とは別系統の電源供給部（図示せず）から供給する必要がある。
【００１５】
信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０、第１状態検出回路１４０及び第２状態検出回路１５０のそれぞれの出力信号を入力とし、これらの信号の内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的にリレー１７０に出力する。リレー１７０は、信号選択回路１６０の出力信号を電気的に絶縁して伝送線路３００を介してオペレーションユニット２００に伝送する。
【００１６】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るコントロールボックス１００’の動作について説明する。
上述したように、第１状態検出回路１４０は、第１電源供給部１２０が正常の場合にハイレベル信号を、異常の場合に周波数ｆ１を有する第１信号を信号選択回路１６０に出力する。また、第２状態検出回路１５０は、第２電源供給部１３０が正常の場合にハイレベル信号を、異常の場合に周波数ｆ２を有する第２信号を信号選択回路１６０に出力する。また、状態スイッチ１１０は、オン状態（手動選択状態）の場合にローレベル信号を、オフ状態（自動選択状態）の場合にハイレベル信号を信号選択回路１６０に出力する。
【００１７】
信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０、第１状態検出回路１４０及び第２状態検出回路１５０のそれぞれの出力信号の内、最も優先すべきシステム状態を表す信号を選択的にリレー１７０に出力する。図３は、信号選択回路１６０における信号選択基準を表す一例である。図３（ａ）に示すように、信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０からローレベル信号が出力されている場合（つまりジャイロコンパスに関するシステム状態として手動選択状態が設定されている場合）、第１状態検出回路１４０及び第２状態検出回路１５０の出力信号の状態に拘わらず状態スイッチ１１０の出力信号を優先してリレー１７０に出力する。この時、オペレーションユニット２００側のＣＰＵ２３０にはローレベル信号が入力され、ＣＰＵ２３０は手動選択状態が設定されていると判断してランプ２６０及びブザー２７０を制御する。
【００１８】
また、図３（ｂ）に示すように、信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０からハイレベル信号が出力されている場合（つまりジャイロコンパスに関するシステム状態として自動選択状態が設定されている場合）、且つ第１状態検出回路１４０から周波数ｆ１の第１信号が出力されている場合（つまり第１電源供給部１２０が異常の場合）、第２状態検出回路１５０の出力信号の状態に拘わらず第１状態検出回路１４０の出力信号を優先してリレー１７０に出力する。この時、オペレーションユニット２００側のＣＰＵ２３０には第１信号が入力され、ＣＰＵ２３０は第１信号の周波数ｆ１を検出することにより、第１電源供給部１２０に異常が発生したと判断してランプ２６０及びブザー２７０を制御する。
【００１９】
また、図３（ｃ）に示すように、信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０からハイレベル信号が出力されている場合（つまりジャイロコンパスに関するシステム状態として自動選択状態が設定されている場合）、且つ第１状態検出回路１４０からハイレベル信号が出力されている場合（つまり第１電源供給部１２０が正常の場合）、且つ第２状態検出回路１５０から周波数ｆ２の第２信号が出力されている場合（つまり第２電源供給部１３０が異常の場合）、第２状態検出回路１５０の出力信号を優先してリレー１７０に出力する。この時、オペレーションユニット２００側のＣＰＵ２３０には第２信号が入力され、ＣＰＵ２３０は第２信号の周波数ｆ２を検出することにより、第２電源供給部１３０に異常が発生したと判断してランプ２６０及びブザー２７０を制御する。
【００２０】
また、図３（ｄ）に示すように、信号選択回路１６０は、状態スイッチ１１０からハイレベル信号が出力されている場合（つまりジャイロコンパスに関するシステム状態として自動選択状態が設定されている場合）、且つ第１状態検出回路１４０からハイレベル信号が出力されている場合（つまり第１電源供給部１２０が正常の場合）、且つ第２状態検出回路１５０からハイレベル信号が出力されている場合（つまり第２電源供給部１３０が正常の場合）、各出力信号の優先度は同一となり、ハイレベル信号をリレー１７０に出力する。この時、オペレーションユニット２００側のＣＰＵ２３０にはハイレベル信号が入力され、ＣＰＵ２３０は自動選択状態が設定され、且つ第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０は正常であると判断してランプ２６０及びブザー２７０を制御する。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態に係るコントロールボックス１００’によれば、複数のシステム状態の中から最も優先すべきシステム状態を表す信号をオペレーションユニット２００に選択的に伝送するので、入出力端子や伝送線路は１セットあれば良く、入出力端子や伝送線路を増設することなく低コストで、複数のシステム状態を伝送することが可能である。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、システム状態として、２重化された第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０の状態（正常か異常か）と、２つのジャイロコンパスの内どちらを用いるかの選択設定状態（手動選択状態か自動選択状態か）とを例示して説明したが、この他のシステム状態を伝送する場合にも本発明を適用することができる。
【００２３】
（２）上記実施形態では、第１状態検出回路１４０から第１信号が出力され、且つ第２状態検出回路１５０から第２信号が出力された場合（第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０の両方が異常の場合）は、第１信号を優先的に伝送したが、第１信号と第２信号との周波数多重化信号を生成して伝送するようにしても良い。この場合、オペレーションユニット２００側のＣＰＵ２３０は、周波数多重化信号から周波数ｆ１とｆ２を検出することにより第１電源供給部１２０及び第２電源供給部１３０の両方が異常であると判断することができる。
【００２４】
（３）上記実施形態では、第１信号の周波数ｆ１と第２信号の周波数ｆ２とが逓倍関係になるように設定したが、これは発振回路が１つあれば分周回路によって第１信号と第２信号を生成でき、コストの低減に寄与するからである。その一方で、コストに余裕がある場合は、第１状態検出回路１４０と第２状態検出回路１５０のそれぞれに発振回路を設けて第１信号と第２信号を生成するようにしても良い。
【００２５】
（４）上記実施形態では、システム状態伝送装置としてジャイロコンパスシステムに用いられるコントロールボックスを例示して説明したが、本発明はこれ以外のシステムに用いられるシステム状態伝送装置にも適用することができる。
【００２６】
（５）上記実施形態では、異なる周波数の信号を用いた２つの状態の伝送を記述しているが、周波数の種類を増やすことで、より多くの状態の伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステム状態伝送装置（コントロールボックス１００’）の構成概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシステム状態伝送装置における第１状態検出回路１４０及び第２状態検出回路１５０の出力信号の説明図である
【図３】本発明の一実施形態に係るシステム状態伝送装置の動作説明図である。
【図４】従来のシステム状態伝送装置（コントロールボックス１００）の構成概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１００’、１００…コントロールボックス、１１０…状態スイッチ、１２０…第１電源供給部、１３０…第２電源供給部、１４０…第１状態検出回路、１５０…第２状態検出回路、１６０…信号選択回路、１７０…リレー、２００…オペレーションユニット、２１０…プルアップ抵抗、２２０…受信バッファ、２３０…ＣＰＵ、２４０…ランプ駆動用ドライバ、２５０…ブザー駆動用ドライバ、２６０…ランプ、２７０…ブザー、３００…伝送線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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