JP2017214845A - 判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備を利用して、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定する判定装置を提供することを目的とする。【解決手段】本出願は、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定する判定装置を開示する。判定装置は、前記複数の気筒の周期的な状態の変化を検出し、前記状態に関する状態情報を出力する検出部と、前記状態情報と、前記複数の気筒が或る一定の状態となる順序を前記内燃機関の前記回転方向に関連づけるように予め設定された対応情報と、を用いて、前記回転方向を判定する方向判定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定する判定装置に関する。

船舶用の内燃機関のクランク軸は、双方向に回転する。クランク軸の回転方向は、内燃機関を制御する制御装置から出力された制御信号によって指示される。しかしながら、クランク軸の実際の回転方向が、制御信号によって指定された方向と相違することもある。したがって、クランク軸に取り付けられたエンコーダやクランク軸に取り付けられたフライホイールの近くに配置された複数の近接センサが、クランク軸の実際の回転方向の検出に利用されることもある（特許文献１を参照）。

特開２００４−３６０４８９号公報

エンコーダや近接センサに不具合が生ずるならば、クランク軸の回転方向に関する情報が失われる。この場合、クランク軸の回転方向に関する情報を利用する様々な制御（たとえば、内燃機関への燃料の噴射タイミングを決定するための制御）が適切に行われないこととなる。したがって、エンコーダや近接センサに代替して、クランク軸の回転方向に関する情報を生成することができる設備が求められる。

エンコーダや近接センサに代替して、クランク軸の回転方向に関する情報を生成する追加的なセンサの利用は、船舶の制御システムを大型化し、且つ、複雑化させる。

本発明は、既存の設備を利用して、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定する判定装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る判定装置は、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定することができる。判定装置は、前記複数の気筒の周期的な状態の変化を検出し、前記状態に関する状態情報を出力する検出部と、前記状態情報と、前記複数の気筒が或る一定の状態となる順序を前記内燃機関の前記回転方向に関連づけるように予め設定された対応情報と、を用いて、前記回転方向を判定する方向判定部と、を備える。

多くの船舶用の内燃機関は、複数の気筒の周期的な状態の変化を検出するための設備を既に有している。上記構成によれば、既存の設備が、複数の気筒の周期的な状態の変化に関する状態情報を出力する検出部として利用可能である。方向判定部は、状態情報と、複数の気筒が或る一定の状態となる順序を内燃機関の回転方向に関連づけるように予め設定された対応情報と、を用いて、回転方向を判定するので、内燃機関の回転方向は、精度よく判定される。

上記構成に関して、前記複数の気筒は、所定のストローク区間内で往復動する複数の可動部位を含んでもよい。前記検出部は、前記ストローク区間内で設定された基準位置に到達した前記複数の可動部位をそれぞれ検出する複数の位置検出器を含んでもよい。前記方向判定部は、前記複数の可動部位が、前記基準位置に到達した順序から前記回転方向を判定してもよい。

上記構成によれば、複数の位置検出器は、ストローク区間内で設定された基準位置に到達した複数の可動部位をそれぞれ検出するので、検出部は、複数の気筒の周期的な状態の変化に関する状態情報を出力することができる。方向判定部は、複数の可動部位が、基準位置に到達した順序から回転方向を判定するので、内燃機関の回転方向は、精度よく判定される。

上記構成に関して、判定装置は、前記複数の位置検出器のうち１つが検出した前記複数の可動部位のうち１つが、前記基準位置に到達した時間間隔から前記内燃機関の回転数を算出する算出部を更に備えてもよい。

上記構成によれば、算出部は、複数の位置検出器のうち１つが検出した複数の可動部位のうち１つが、基準位置に到達した時間間隔から内燃機関の回転数を算出するので、判定装置は、内燃機関の回転方向だけでなく、内燃機関の回転数をも判定することができる。

上記構成に関して、前記複数の可動部位それぞれの下死点は、前記基準位置として設定されてもよい。

上記構成によれば、複数の可動部位それぞれの下死点は、基準位置として設定されるので、複数の位置検出器は、気筒内で発生した熱に曝されにくい位置に配置されうる。

上記構成に関して、前記検出部は、前記複数の気筒の内圧をそれぞれ検出する複数の圧力検出器を含んでもよい。前記方向判定部は、前記内圧が、所定の基準圧力に到達した順序から前記回転方向を判定してもよい。

上記構成によれば、方向判定部は、内圧が、所定の基準圧力に到達した順序から回転方向を判定するので、内燃機関の回転方向は、精度よく判定される。

上記構成に関して、判定装置は、前記複数の圧力検出器のうち１つによって検出された前記内圧が、前記基準圧力に到達した時間間隔から前記内燃機関の回転数を算出する算出部を更に備えてもよい。

上記構成によれば、算出部は、複数の圧力検出器のうち１つによって検出された内圧が、基準圧力に到達した時間間隔から内燃機関の回転数を算出するので、判定装置は、内燃機関の回転方向だけでなく、内燃機関の回転数をも判定することができる。

上記構成に関して、判定装置は、前記方向判定部が判定した前記回転方向と、前記複数の気筒の動作を制御する制御信号によって指定された回転方向と、を比較し、前記方向判定部が判定した前記回転方向が、前記制御信号によって指定された前記回転方向に整合しているか否かを判定する動作検査部と、前記動作検査部が、前記方向判定部が判定した前記回転方向が、前記制御信号によって指定された前記回転方向に整合していないと判定するならば、所定の警告を出力する警告部と、を更に備えてもよい。

上記構成によれば、動作検査部が、方向判定部が判定した回転方向が、制御信号によって指定された回転方向に整合していないと判定するならば、警告部は、所定の警告を出力するので、内燃機関に対する適切な制御が促される。

上述の判定装置は、既存の設備を利用して、複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定することができる。

第１実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 第２実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 図２に示される判定装置の読出部が実行するデータ処理を表す概略的なフローチャートである。 図２に示される判定装置の第２判定部が実行する判定処理を表す概略的なフローチャートである。 第３実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 第４実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 第５実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 図７に示される判定装置の第２判定部が実行する判定処理を表す概略的なフローチャートである。 第６実施形態の判定装置の概略的なブロック図である。 対応情報の取得方法を表す概略的なフローチャートである（第７実施形態）。

＜第１実施形態＞
本発明者等は、既存の設備を利用して、内燃機関の回転方向を判定する技術を開発した。第１実施形態において、回転方向を判定するための例示的な判定技術が説明される。

図１は、第１実施形態の判定装置１００の概略的なブロック図である。図１を参照して、判定装置１００が説明される。

図１は、船舶用の内燃機関ＥＮＧを示す。内燃機関ＥＮＧは、第１気筒ＣＬ１と、第２気筒ＣＬ２と、第３気筒ＣＬ３と、を備える。本実施形態において、複数の気筒は、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３によって例示される。本実施形態の原理は、３より多くの気筒を有する内燃機関にも適用可能である。

判定装置１００は、検出部１１０と、順序生成部１２０と、方向判定部１３０と、を備える。検出部１１０は、第１センサ１１１と、第２センサ１１２と、第３センサ１１３と、を含む。第１センサ１１１は、第１気筒ＣＬ１の周期的な状態の変化を検出し、第１気筒ＣＬ１の状態を表す状態情報を生成する。第１気筒ＣＬ１の状態を表す状態情報は、第１センサ１１１から順序生成部１２０へ出力される。第２センサ１１２は、第２気筒ＣＬ２の周期的な状態の変化を検出し、第２気筒ＣＬ２の状態を表す状態情報を生成する。第２気筒ＣＬ２の状態を表す状態情報は、第２センサ１１２から順序生成部１２０へ出力される。第３センサ１１３は、第３気筒ＣＬ３の周期的な状態の変化を検出し、第３気筒ＣＬ３の状態を表す状態情報を生成する。第３気筒ＣＬ３の状態を表す状態情報は、第３センサ１１３から順序生成部１２０へ出力される。

内燃機関ＥＮＧに、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３それぞれの可動部位（たとえば、シリンダヘッド（図示せず）やクロスヘッド（図示せず））の位置を検出する位置検出器（図示せず）が既に取り付けられているならば、第１センサ１１１、第２センサ１１２及び第３センサ１１３それぞれは、位置検出器であってもよい。内燃機関ＥＮＧに、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３それぞれの内圧を検出する圧力検出器（図示せず）が既に取り付けられているならば、第１センサ１１１、第２センサ１１２及び第３センサ１１３それぞれは、圧力検出器であってもよい。本実施形態の原理は、第１センサ１１１、第２センサ１１２及び第３センサ１１３それぞれとして用いられる特定の検出素子に限定されない。

上述の如く、順序生成部１２０は、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３それぞれの状態を表す状態情報を、検出部１１０から受け取る。順序生成部１２０は、状態情報から、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３に対して順序づけする。第１センサ１１１からの状態情報が、内圧のピークを表し、その後、第２センサ１１２からの状態情報が、内圧のピークを表し、最後に、第３センサ１１３からの状態情報が、内圧のピークを表すならば、順序生成部１２０は、第１気筒ＣＬ１に「１番」の順序を付し、第２気筒ＣＬ２に「２番」の順序を付し、第３気筒ＣＬ３に「３番」の順序を付してもよい。第１センサ１１１からの状態情報が、内圧のピークを表し、その後、第３センサ１１３からの状態情報が、内圧のピークを表し、最後に、第２センサ１１２からの状態情報が、内圧のピークを表すならば、順序生成部１２０は、第１気筒ＣＬ１に「１番」の順序を付し、第３気筒ＣＬ３に「２番」の順序を付し、第２気筒ＣＬ２に「３番」の順序を付してもよい。

順序生成部１２０は、上述の順序付けの処理によって決定された順序を表す順序情報を生成する。順序情報は、順序生成部１２０から方向判定部１３０へ出力される。

方向判定部１３０は、順序生成部１２０が生成した順序情報によって表される順序を内燃機関ＥＮＧの回転方向に関連づけるように予め設定された対応情報を保持する。対応情報は、データとしてメモリ素子（図示せず）に格納されてもよいし、方向判定部１３０が実行する処理手順を定めるアルゴリズムであってもよい。

順序情報が、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３の順序、第２気筒ＣＬ２、第３気筒ＣＬ３及び第１気筒ＣＬ１の順序又は第３気筒ＣＬ３、第１気筒ＣＬ１及び第２気筒ＣＬ２の順序を表すならば、方向判定部１３０は、内燃機関ＥＮＧが正転していると判定してもよい。順序情報が、第１気筒ＣＬ１、第３気筒ＣＬ３及び第２気筒ＣＬ２の順序、第３気筒ＣＬ３、第２気筒ＣＬ２及び第１気筒ＣＬ１の順序又は第２気筒ＣＬ２、第１気筒ＣＬ１及び第３気筒ＣＬ３の順序を表すならば、方向判定部１３０は、内燃機関ＥＮＧが逆転していると判定してもよい。

＜第２実施形態＞
下死点又は上死点は、複数の気筒に対する順位付けに好適に利用可能である。検出部として、下死点に到達するシリンダヘッド（又は、クロスヘッド）を検出することができる位置検出器（たとえば、近接センサ）が用いられるならば、近接センサは、気筒内の高温に曝されることなく、下死点へのシリンダヘッド（又は、クロスヘッド）の到達を検出することができる。検出部として、気筒の内圧を検出する圧力検出器（すなわち、圧力センサ）が用いられるならば、圧力検出器は、気筒内の圧力のピークを検出することにより、上死点へのシリンダヘッド（又は、クロスヘッド）の到達を検出することができる。第２実施形態において、下死点を利用して、複数の気筒に対する順位付けを行う例示的な判定装置が説明される。

図２は、第２実施形態の判定装置１００Ａの概略的なブロック図である。図１及び図２を参照して、判定装置１００Ａが説明される。

判定装置１００Ａは、検出部１１０Ａと、順序生成部１２０Ａと、方向判定部１３０Ａと、を備える。検出部１１０Ａは、３つの位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａを含む。位置検出器１１１Ａは、図１を参照して説明された第１センサ１１１に対応する。位置検出器１１２Ａは、図１を参照して説明された第２センサ１１２に対応する。位置検出器１１３Ａは、図１を参照して説明された第３センサ１１３に対応する。

図２は、３つのヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３を示す。ヘッドＨＤ１は、図１を参照して説明された第１気筒ＣＬ１のシリンダヘッド又はクロスヘッドに相当する。ヘッドＨＤ２は、図１を参照して説明された第２気筒ＣＬ２のシリンダヘッド又はクロスヘッドに相当する。ヘッドＨＤ３は、図１を参照して説明された第３気筒ＣＬ３のシリンダヘッド又はクロスヘッドに相当する。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３それぞれは、下死点と上死点との間のストローク区間内で往復動する。本実施形態において、複数の可動部位は、ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３によって例示される。

位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａは、下死点へのヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３の到達を検出するように配置された近接センサであってもよい。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、下死点から大きく離れているとき、位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａは、略一定の電圧レベルの信号を出力する。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、下死点へ近づくと、位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａから出力される信号の電圧レベルは下がる。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、その後、下死点から遠ざかると、信号の電圧レベルは増加し、略一定の電圧レベルに戻る。図２は、これらの信号の電圧レベルの変化を状態情報として示す。

上述の電圧信号は、位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａから順序生成部１２０Ａへ出力される。順序生成部１２０Ａは、第１判定部１２１と、記憶部１２２と、を含む。

第１判定部１２１は、位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａから電圧信号を受け取る。位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａからの信号の電圧レベルが、減少から増加に転ずると、第１判定部１２１は、電圧信号の生成源を表すデータを出力する。たとえば、位置検出器１１１Ａからの信号の電圧レベルが減少から増加に転ずると、第１判定部１２１は、「１」の値を表すデータを出力してもよい。位置検出器１１２Ａからの信号の電圧レベルが減少から増加に転ずると、第１判定部１２１は、「２」の値を表すデータを出力してもよい。位置検出器１１３Ａからの信号の電圧レベルが減少から増加に転ずると、第１判定部１２１は、「３」の値を表すデータを出力してもよい。

位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａからの信号の電圧レベルの減少から増加への変化は、下死点へのヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３の到達を意味する。したがって、第１判定部１２１は、複数の気筒に対する順序付けのために、ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３の下死点を基準位置として利用している。「１」，「２」，「３」の値を表す上述のデータは、図１を参照して説明された順序情報に相当する。第１判定部１２１は、電圧信号を解析し、解析結果に応じた出力データを生成するように設計されたプログラムであってもよいし、当該プログラムを実行する演算素子（たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ））であってもよい。

記憶部１２２は、第１記憶ドメイン１２３と、第２記憶ドメイン１２４と、を含む。「１」、「２」又は「３」の値を表す上述のデータは、第１判定部１２１から第１記憶ドメイン１２３へ出力される。第１記憶ドメイン１２３は、第１判定部１２１から受け取ったデータを第１データとして保持する。

第２記憶ドメイン１２４は、第１判定部１２１からのデータ出力によって、第１記憶ドメイン１２３内の第１データが上書き又は更新される前の第１データを、第２データとして保持する。記憶部１２２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や他の一般的な記憶素子であってもよい。

方向判定部１３０Ａは、読出部１３１と、第２判定部１３２と、を含む。読出部１３１は、第１記憶ドメイン１２３から第１データを読み出し、且つ、第２記憶ドメイン１２４から第２データを読み出す。第１データが更新されているならば（すなわち、第１データの値が、第２データの値と一致していないならば）、第１データを第２記憶ドメイン１２４へ出力する。第２記憶ドメイン１２４は、読出部１３１から出力された第１データを、第２データとして保持する。

第１データが更新されているならば、第１データ及び第２データは、読出部１３１から第２判定部１３２へ出力される。第２判定部１３２は、第１データ及び第２データを参照して、内燃機関の回転方向を判定する。たとえば、第１データが「１」の値を表し、第２データが、「３」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が正転していると判定してもよい。第１データが「１」の値を表し、第２データが、「２」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が逆転していると判定してもよい。第１データが「２」の値を表し、第２データが、「１」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が正転していると判定してもよい。第１データが「２」の値を表し、第２データが、「３」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が逆転していると判定してもよい。第１データが「３」の値を表し、第２データが、「２」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が正転していると判定してもよい。第１データが「３」の値を表し、第２データが、「１」の値を表しているならば、第２判定部１３２は、内燃機関が逆転していると判定してもよい。内燃機関の正転又は逆転を表す判定結果は、第２判定部１３２から出力される。方向判定部１３０Ａは、データ読み出し、データ書き込み及び読み出されたデータに基づき判定処理を行うように設計されたプログラムであってもよいし、当該プログラムを実行する演算素子（たとえば、ＣＰＵやＰＬＤ）であってもよい。

図３は、読出部１３１が実行するデータ処理を表す概略的なフローチャートである。図２及び図３を参照して、読出部１３１が実行するデータ処理が説明される。

（ステップＳ１１０）
読出部１３１は、第１記憶ドメイン１２３及び第２記憶ドメイン１２４から、第１データ及び第２データをそれぞれ読み出す。その後、ステップＳ１２０が実行される。

（ステップＳ１２０）
読出部１３１は、第２データがデフォルト値を表しているか否かを判定する。デフォルト値は、第１判定部１２１が出力するデータが表す値（すなわち、「１」，「２」，「３」）とは異なる値（たとえば、「０」）に設定されている。第２データがデフォルト値を表しているならば、ステップＳ１３０が実行される。他の場合には、ステップＳ１４０が実行される。

（ステップＳ１３０）
読出部１３１は、第１データを、第２記憶ドメイン１２４に書き込む。その後、ステップＳ１１０が実行される。

（ステップＳ１４０）
読出部１３１は、第１データが、第２データと一致するか否かを判定する。第１データが、第２データに一致していないならば、ステップＳ１５０が実行される。他の場合には、ステップＳ１１０が実行される。

（ステップＳ１５０）
読出部１３１は、第１データを、第２記憶ドメイン１２４に書き込む。その後、ステップＳ１６０が実行される。

（ステップＳ１６０）
読出部１３１は、第１データ及び第２データを第２判定部１３２へ出力する。

図４は、第２判定部１３２が実行する判定処理を表す概略的なフローチャートである。図２及び図４を参照して、第２判定部１３２が実行する判定処理が説明される。

（ステップＳ２０５）
第２判定部１３２は、読出部１３１からの第１データ及び第２データの出力を待つ。第２判定部１３２が、第１データ及び第２データを受け取ると、ステップＳ２１０が実行される。

（ステップＳ２１０）
第２判定部１３２は、第１データの値が、「１」であるか否かを判定する。第１データの値が、「１」であるならば、ステップＳ２１５が実行される。他の場合には、ステップＳ２３０が実行される。

（ステップＳ２１５）
第２判定部１３２は、第２データの値が、「３」であるか否かを判定する。第２データの値が、「３」であるならば、ステップＳ２２０が実行される。他の場合には、ステップＳ２２５が実行される。

（ステップＳ２２０）
第２判定部１３２は、内燃機関が、正転していると判定する。

（ステップＳ２２５）
第２判定部１３２は、内燃機関が、逆転していると判定する。

（ステップＳ２３０）
第２判定部１３２は、第１データの値が、「２」であるか否かを判定する。第１データの値が、「２」であるならば、ステップＳ２３５が実行される。他の場合には、ステップＳ２５０が実行される。

（ステップＳ２３５）
第２判定部１３２は、第２データの値が、「１」であるか否かを判定する。第２データの値が、「１」であるならば、ステップＳ２４０が実行される。他の場合には、ステップＳ２４５が実行される。

（ステップＳ２４０）
第２判定部１３２は、内燃機関が、正転していると判定する。

（ステップＳ２４５）
第２判定部１３２は、内燃機関が、逆転していると判定する。

（ステップＳ２５０）
第２判定部１３２は、第２データの値が、「２」であるか否かを判定する。第２データの値が、「２」であるならば、ステップＳ２５５が実行される。他の場合には、ステップＳ２６０が実行される。

（ステップＳ２５５）
第２判定部１３２は、内燃機関が、正転していると判定する。

（ステップＳ２６０）
第２判定部１３２は、内燃機関が、逆転していると判定する。

＜第３実施形態＞
第２実施形態の判定装置は、下死点又は上死点を、複数の気筒に対する順序付けのための基準として利用する。代替的に、下死点及び上死点以外の基準が、複数の気筒に対する順序付けのために用いられてもよい。第３実施形態において、下死点及び上死点以外の基準を、複数の気筒に対する順序付けのために用いる例示的な判定装置が説明される。

図５は、第３実施形態の判定装置１００Ｂの概略的なブロック図である。図１乃至図５を参照して、判定装置１００Ｂが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第２実施形態と同様に、判定装置１００Ｂは、方向判定部１３０Ａを備える。第２実施形態の説明は、方向判定部１３０Ａに援用される。

判定装置１００Ｂは、検出部１１０Ｂと、順序生成部１２０Ｂと、を更に備える。検出部１１０Ｂは、３つの圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂを含む。圧力検出器１１１Ｂは、図１を参照して説明された第１センサ１１１に対応する。圧力検出器１１２Ｂは、図１を参照して説明された第２センサ１１２に対応する。圧力検出器１１３Ｂは、図１を参照して説明された第３センサ１１３に対応する。

図１と同様に、図５は、第１気筒ＣＬ１と、第２気筒ＣＬ２と、第３気筒ＣＬ３と、を示す。第１実施形態の説明は、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３に援用される。

図２と同様に、図５は、３つのヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３を示す。第２実施形態の説明は、ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３に援用される。

ヘッドＨＤ１は、第１気筒ＣＬ１内で、上死点と下死点との間のストローク区間内で往復動する。ヘッドＨＤ２は、第２気筒ＣＬ２内で、上死点と下死点との間のストローク区間内で往復動する。ヘッドＨＤ３は、第３気筒ＣＬ３内で、上死点と下死点との間のストローク区間内で往復動する。

圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂは、第１気筒ＣＬ１、第２気筒ＣＬ２及び第３気筒ＣＬ３の内圧を測定する圧力センサであってもよい。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、上死点に近づくにつれて、圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂから出力される信号の電圧レベルは増加する。ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、下死点に近づくにつれて、圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂから出力される信号の電圧レベルは減少する。したがって、図５に示される如く、圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂから出力される電圧信号は、正弦波状に変化する。圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂから出力される電圧信号は、図１を参照して説明された状態情報に相当する。

上述の電圧信号は、圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂから順序生成部１２０Ｂへ出力される。第２実施形態と同様に、順序生成部１２０Ｂは、記憶部１２２を含む。第２実施形態の説明は、記憶部１２２に援用される。

順序生成部１２０Ｂは、第１判定部１２１Ｂと、３つの２値化部１２５，１２６，１２７と、を更に含む。２値化部１２５，１２６，１２７それぞれは、ヘッドＨＤ１，ＨＤ２，ＨＤ３が、上死点に到達する直前に圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂが生成する信号の電圧レベルに相当する電圧値を閾値として用いて、２値化処理を行う。本実施形態において、基準圧力は、２値化部１２５，１２６，１２７が設定する閾値に対応する内圧によって例示される。

圧力検出器１１１Ｂから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２５は、高い電圧レベルの信号を生成する。圧力検出器１１１Ｂから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２５は、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２５は、圧力検出器１１１Ｂから出力された正弦波状の電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２５から第１判定部１２１Ｂへ出力される。

圧力検出器１１２Ｂから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２６は、高い電圧レベルの信号を生成する。圧力検出器１１２Ｂから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２６は、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２６は、圧力検出器１１２Ｂから出力された正弦波状の電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２６から第１判定部１２１Ｂへ出力される。

圧力検出器１１３Ｂから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２７は、高い電圧レベルの信号を生成する。圧力検出器１１３Ｂから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２７は、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２７は、圧力検出器１１３Ｂから出力された正弦波状の電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２７から第１判定部１２１Ｂへ出力される。

第１判定部１２１Ｂは、２値化部１２５，１２６，１２７から連続パルス信号を受け取る。２値化部１２５が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｂは、「１」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２６が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｂは、「２」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２７が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｂは、「３」の値を表すデータを出力してもよい。

第２実施形態と同様に、上述のデータは、第１判定部１２１Ｂから第１記憶ドメイン１２３へ出力される。方向判定部１３０Ａは、第２実施形態に関連して説明された判定技術（図３及び図４を参照）を用いて、内燃機関の回転方向を判定する。

＜第４実施形態＞
上述の実施形態に関連して説明された判定装置は、内燃機関の回転方向に関する判定結果を出力する。追加的に、判定装置は、内燃機関の回転速度に関する情報を出力してもよい。第４実施形態において、内燃機関の回転速度に関する情報を出力する例示的な判定装置が説明される。

図６は、第４実施形態の判定装置１００Ｃの概略的なブロック図である。図６を参照して、判定装置１００Ｃが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第２実施形態と同様に、判定装置１００Ｃは、検出部１１０Ａと、方向判定部１３０Ａと、を備える。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

判定装置１００Ｃは、順序生成部１２０Ｃと、算出部１４０と、を更に備える。第２実施形態と同様に、順序生成部１２０Ｃは、記憶部１２２を含む。第２実施形態の説明は、記憶部１２２に援用される。

順序生成部１２０Ｃは、第１判定部１２１Ｃと、３つの２値化部１２５Ｃ，１２６Ｃ，１２７Ｃと、を更に含む。２値化部１２５Ｃ，１２６Ｃ，１２７Ｃそれぞれは、位置検出器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａから出力される信号の電圧レベルの変動範囲内に設定された電圧値を閾値として用いて、２値化処理を行う。

位置検出器１１１Ａから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２５Ｃは、高い電圧レベルの信号を生成する。位置検出器１１１Ａから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２５Ｃは、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２５Ｃは、位置検出器１１１Ａから出力された電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２５Ｃから第１判定部１２１Ｃへ出力される。

位置検出器１１２Ａから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２６Ｃは、高い電圧レベルの信号を生成する。位置検出器１１２Ａから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２６Ｃは、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２６Ｃは、位置検出器１１２Ａから出力された電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２６Ｃから第１判定部１２１Ｃへ出力される。

位置検出器１１３Ａから出力された信号の電圧が閾値を下回ると、２値化部１２７Ｃは、高い電圧レベルの信号を生成する。位置検出器１１３Ａから出力された信号の電圧が閾値を超えると、２値化部１２７Ｃは、低い電圧レベルの信号を生成する。したがって、２値化部１２７Ｃは、位置検出器１１３Ａから出力された電圧信号を、複数のパルスを含む連続パルス信号に変換する。連続パルス信号は、２値化部１２７Ｃから第１判定部１２１Ｃへ出力される。

第１判定部１２１Ｃは、２値化部１２５Ｃ，１２６Ｃ，１２７Ｃから連続パルス信号を受け取る。２値化部１２５Ｃが生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｃは、「１」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２６Ｃが生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｃは、「２」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２７Ｃが生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｃは、「３」の値を表すデータを出力してもよい。

第２実施形態と同様に、上述のデータは、第１判定部１２１Ｃから第１記憶ドメイン１２３へ出力される。方向判定部１３０Ａは、第２実施形態に関連して説明された判定技術（図３及び図４を参照）を用いて、内燃機関の回転方向を判定する。

位置検出器１１１Ａが生成した電圧信号は、２値化部１２５Ｃだけでなく、算出部１４０にも出力される。算出部１４０は、位置検出器１１１Ａから受け取った信号の電圧レベルの減少が始まる時間間隔Ｔを計測する。算出部１４０は、計測によって得られた時間間隔Ｔを用いて、内燃機関の回転速度に関する様々な算出結果を出力してもよい。たとえば、内燃機関の回転周波数は、以下の数式によって算出されてもよい。

＜第５実施形態＞
上述の実施形態に関連して説明された判定技術は、３を超える気筒を有する内燃機関にも適用可能である。第５実施形態において、３を超える気筒を有する内燃機関の回転方向を判定する例示的な技術が説明される。

図７は、第５実施形態の判定装置１００Ｄの概略的なブロック図である。図７を参照して、判定装置１００Ｄが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第４実施形態と同様に、判定装置１００Ｄは、検出部１１０Ｄと、順序生成部１２０Ｄと、方向判定部１３０Ｄと、算出部１４０Ｄと、を備える。第３実施形態と同様に、検出部１１０Ｄは、圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂを含む。第３実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

検出部１１０Ｄは、圧力検出器１１４を更に含む。圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂと同様に、圧力検出器１１４は、内燃機関の第４気筒の内圧を計測する。圧力検出器１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂ，１１４が生成した電圧信号は、順序生成部１２０Ｄへ出力される。

第２実施形態と同様に、順序生成部１２０Ｄは、記憶部１２２を含む。第２実施形態の説明は、記憶部１２２に援用される。

第３実施形態と同様に、順序生成部１２０Ｄは、２値化部１２５，１２６，１２７を含む。第２実施形態の説明は、２値化部１２５，１２６，１２７に援用される。

順序生成部１２０Ｄは、第１判定部１２１Ｄと、２値化部１２８と、を更に含む。２値化部１２８は、２値化部１２５，１２６，１２７と同様に、圧力検出器１１４が生成した電圧信号に対して、２値化処理を施与し、複数のパルスを含む連続パルス信号を生成する。２値化部１２５，１２６，１２７，１２８が生成した連続パルス信号は、第１判定部１２１Ｄへ出力される。

第１判定部１２１Ｄは、２値化部１２５，１２６，１２７，１２８から連続パルス信号を受け取る。２値化部１２５が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｄは、「１」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２６が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｄは、「２」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２７が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｄは、「３」の値を表すデータを出力してもよい。２値化部１２８が生成した連続パルス信号のパルスを受け取った第１判定部１２１Ｄは、「４」の値を表すデータを出力してもよい。第１判定部１２１Ｄが出力したデータは、第１記憶ドメイン１２３に第１データとして格納される。

２値化部１２５が生成した連続パルス信号は、第１判定部１２１Ｄだけでなく、算出部１４０Ｄにも出力される。算出部１４０Ｄは、パルスの立ち上がりの時間間隔Ｔを計測する。算出部１４０Ｄは、計測によって得られた時間間隔Ｔを用いて、内燃機関の回転速度に関する様々な算出結果を出力してもよい。

第２実施形態と同様に、方向判定部１３０Ｄは、読出部１３１を含む。第２実施形態の説明は、読出部１３１に援用される。

方向判定部１３０Ｄは、第２判定部１３２Ｄと、記憶部１３３と、を更に含む。記憶部１３３は、第１ルックアップテーブル（以下、「第１ＬＵＴ」と称される）と、第２ルックアップテーブル（以下、「第２ＬＵＴ」と称される）と、を保持する。第１ＬＵＴは、内燃機関が正転しているときに得られるデータの組み合わせを表す。第２ＬＵＴは、内燃機関が逆転しているときに得られるデータの組み合わせを表す。以下の表１は、第１ＬＵＴを概念的に表す。以下の表２は、第２ＬＵＴを概念的に表す。

図８は、第２判定部１３２Ｄが実行する判定処理を表す概略的なフローチャートである。図７及び図８を参照して、第２判定部１３２Ｄが実行する判定処理が説明される。

（ステップＳ３１０）
第２判定部１３２Ｄは、読出部１３１からの第１データ及び第２データの出力を待つ。第２判定部１３２Ｄが、第１データ及び第２データを受け取ると、ステップＳ３２０が実行される。

（ステップＳ３２０）
第２判定部１３２Ｄは、記憶部１３３から第１ＬＵＴ及び第２ＬＵＴを読み出す。その後、ステップＳ３３０が実行される。

（ステップＳ３３０）
第２判定部１３２Ｄは、第１データの値及び第２データの値の組が、第１ＬＵＴ内のデータ組のいずれかに合致するか否かを判定する。第１データの値及び第２データの値の組が、第１ＬＵＴ内のデータ組のいずれかに合致するならば、ステップＳ３４０が実行される。他の場合には、ステップＳ３５０が実行される。

（ステップＳ３４０）
第２判定部１３２Ｄは、内燃機関が、正転していると判定する。

（ステップＳ３５０）
第２判定部１３２Ｄは、第１データの値及び第２データの値の組が、第２ＬＵＴ内のデータ組のいずれかに合致するか否かを判定する。第１データの値及び第２データの値の組が、第２ＬＵＴ内のデータ組のいずれかに合致するならば、ステップＳ３６０が実行される。他の場合には、ステップＳ３７０が実行される。

（ステップＳ３６０）
第２判定部１３２Ｄは、内燃機関が、逆転していると判定する。

（ステップＳ３７０）
第２判定部１３２Ｄは、所定のエラー処理を実行する。

＜第６実施形態＞
内燃機関の回転方向を表す判定結果は、様々な用途に利用されてもよい。たとえば、判定結果が、制御信号が指定する回転方向に合致していないならば、判定装置は、船舶を操作する操作者に警告を与えてもよい。第６実施形態において、警告機能を有する例示的な技術が説明される。

図９は、第６実施形態の判定装置１００Ｅの概略的なブロック図である。図９を参照して、判定装置１００Ｅが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

第４実施形態と同様に、判定装置１００Ｅは、検出部１１０Ａと、順序生成部１２０Ｃと、方向判定部１３０Ａと、算出部１４０と、を備える。第４実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

判定装置１００Ｅは、動作検査部１５０と、警告部１６０と、を更に備える。図９は、制御装置ＣＴＲを示す。操作者は、制御装置ＣＴＲを操作し、内燃機関の回転方向（すなわち、複数の気筒の動作）を制御する。制御装置ＣＴＲは、操作者の操作に応じて、内燃機関の回転方向を指定する制御信号を生成する。制御信号は、制御装置ＣＴＲから動作検査部１５０へ出力される。

動作検査部１５０は、判定結果によって表される回転方向を、制御信号が指定する回転方向と比較する。判定結果によって表される回転方向が、制御信号が指定する回転方向に整合しないならば、トリガー信号を生成する。トリガー信号は、動作検査部１５０から警告部１６０へ出力される。

警告部１６０は、トリガー信号に応じて、所定の警告動作を行う。警告部１６０は、トリガー信号に応じて、警告信号を生成してもよい。代替的に、警告部１６０は、トリガー信号に応じて警告音を発するスピーカ装置であってもよい。更に代替的に、警告部１６０は、トリガー信号に応じて警告光を発する警告灯であってもよい。本実施形態の原理は、警告部１６０として用いられる特定の装置に限定されない。

＜第７実施形態＞
上述の実施形態に関連して説明された判定技術は、既存の船舶に組み込まれてもよい。しかしながら、既存の船舶の内燃機関が正転又は逆転しているときにおける気筒の順序が不明なこともある。この場合、気筒の順序は、判定技術が船舶に組み込まれる前に、実験的に取得されてもよい。実験的に取得された気筒の順序は、対応情報として好適に用いられる。第７実施形態において、対応情報の例示的な取得方法が説明される。

図１０は、対応情報の取得方法を表す概略的なフローチャートである。図４及び図１０を参照して、対応情報の取得方法が説明される。

（ステップＳ４０５）
対応情報を取得するためのデータサンプリングを行う作業者は、内燃機関の複数の気筒に、互いに異なる識別番号を割り当てる。加えて、作業者は、気筒数を実験システム（図示せず）に入力する。本実施形態において、内燃機関は、３つの気筒を有する。したがって、作業者は、「１」から「３」までの識別番号を複数の気筒に割り当て、実験システムに、「３」の値を入力する。入力作業の後、ステップＳ４１０が実行される。

（ステップＳ４１０）
実験システムは、サンプリング回数ＳＭＰの値を「０」に設定する。その後、ステップＳ４１５が実行される。

（ステップＳ４１５）
作業者は、内燃機関を正転させる。その後、ステップＳ４２０が実行される。

（ステップＳ４２０）
作業者は、内燃機関の回転の安定を待つ。内燃機関が、安定的に正転すると、ステップＳ４２５が実行される。

（ステップＳ４２５）
実験システムは、複数の気筒に取り付けられたセンサ（位置検出部や圧力検出部：上述の実施形態を参照）全てから信号を受け取っているか否かを検証する。実験システムが、センサ全てから信号を受け取っているならば、ステップＳ４３０が実行される。他の場合には、ステップＳ４６０が実行される。

（ステップＳ４３０）
実験システムは、識別番号「１」が付された気筒が所定の状態（すなわち、ヘッド（シリンダヘッド又はクロスヘッド））が基準位置に到達したか否か、或いは、気筒の内圧が基準圧力に到達したか否か）を、識別番号「１」が付された気筒に対応するセンサからの信号に基づいて判定する。識別番号「１」が付された気筒が所定の状態になっているならば、ステップＳ４３５が実行される。他の場合には、ステップＳ４２５が実行される。

（ステップＳ４３５）
実験システムは、データサンプリングを実行する。本実施形態において、実験システムは、識別番号「１」が付された気筒の後に所定の状態となる気筒を、識別番号「２」及び「３」が付された気筒に対応するセンサからの信号に基づいて判定する。この結果、実験システムは、複数の気筒に対して順位付けをすることができる。順位付けの後、ステップＳ４４０が実行される。

（ステップＳ４４０）
実験システムは、サンプリング回数ＳＭＰの値を「１」だけ増分する。その後、ステップＳ４４５が実行される。

（ステップＳ４４５）
実験システムは、サンプリング回数ＳＭＰの値が、「３」であるか否かを判定する。サンプリング回数ＳＭＰの値が、「３」であるならば、ステップＳ４５０が実行される。他の場合には、ステップＳ４３５が実行される。

（ステップＳ４５０）
実験システムは、サンプリング回数ＳＭＰが「３」まで変化する間に取得されたデータ（順位）に変動がないか否かを判断する。サンプリング回数ＳＭＰが「３」まで変化する間に取得されたデータに変動がないならば、ステップＳ４５５が実行される。他の場合には、ステップＳ４２５が実行される。

（ステップＳ４５５）
実験システムは、得られたデータ（順位）を対応情報として登録する。実験システムは、得られたデータを、図４を参照して説明された判定ルーチンに反映してもよい。代替的に、実験システムは、表１及び表２を参照して説明された第１ＬＵＴ及び第２ＬＵＴとしてデータを登録してもよい。

（ステップＳ４６０）
実験システム及び作業者は、所定のエラー処理を行う。エラーの原因の除去の後、対応情報を取得するための作業が、再実行されてもよい。

なお、上記の説明では、ＳＭＰを「３」として説明したが、「３」に限定されるものではない。信頼性の観点と順序を確定するまでの時間の観点では、「３」が好ましい。

上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々な船舶に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された判定装置に適用されてもよい。

上述の実施形態の原理は、様々な船舶に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・判定装置
１００Ａ〜１００Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・判定装置
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｄ・・・・・・・・・・検出部
１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ・・・・・・・・・・・・・・位置検出器
１１１Ｂ，１１２Ｂ，１１３Ｂ，１１４・・・・・・・・・・圧力検出器
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ・・・・・順序生成部
１３０，１３０Ａ，１３０Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・方向判定部
１４０，１４０Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・算出部
１５０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・動作検査部
１６０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・警告部
ＣＬ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１気筒
ＣＬ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２気筒
ＣＬ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第３気筒
ＥＮＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内燃機関
ＨＤ１〜ＨＤ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ヘッド

Claims (7)

1. 複数の気筒を有する船舶用の内燃機関の回転方向を判定する判定装置であって、
   前記複数の気筒の周期的な状態の変化を検出し、前記状態に関する状態情報を出力する検出部と、
   前記状態情報と、前記複数の気筒が或る一定の状態となる順序を前記内燃機関の前記回転方向に関連づけるように予め設定された対応情報と、を用いて、前記回転方向を判定する方向判定部と、を備える
   判定装置。
2. 前記複数の気筒は、所定のストローク区間内で往復動する複数の可動部位を含み、
   前記検出部は、前記ストローク区間内で設定された基準位置に到達した前記複数の可動部位をそれぞれ検出する複数の位置検出器を含み、
   前記方向判定部は、前記複数の可動部位が、前記基準位置に到達した順序から前記回転方向を判定する
   請求項１に記載の判定装置。
3. 前記複数の位置検出器のうち１つが検出した前記複数の可動部位のうち１つが、前記基準位置に到達した時間間隔から前記内燃機関の回転数を算出する算出部を更に備える
   請求項２に記載の判定装置。
4. 前記複数の可動部位それぞれの下死点は、前記基準位置として設定される
   請求項２又は３に記載の判定装置。
5. 前記検出部は、前記複数の気筒の内圧をそれぞれ検出する複数の圧力検出器を含み、
   前記方向判定部は、前記内圧が、所定の基準圧力に到達した順序から前記回転方向を判定する
   請求項１に記載の判定装置。
6. 前記複数の圧力検出器のうち１つによって検出された前記内圧が、前記基準圧力に到達した時間間隔から前記内燃機関の回転数を算出する算出部を更に備える
   請求項５に記載の判定装置。
7. 前記方向判定部が判定した前記回転方向と、前記複数の気筒の動作を制御する制御信号によって指定された回転方向と、を比較し、前記方向判定部が判定した前記回転方向が、前記制御信号によって指定された前記回転方向に整合しているか否かを判定する動作検査部と、
   前記動作検査部が、前記方向判定部が判定した前記回転方向が、前記制御信号によって指定された前記回転方向に整合していないと判定するならば、所定の警告を出力する警告部と、を更に備える
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の判定装置。

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