JPS63305613A - 両方向性インターフェース形成電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばフィラメント電球、ンレノイド弁、あ
るいは電動機の如き負荷を切換える電力素子を制御する
ための、両方向性インターフェースを形成する電子的装
置に関する。

１従来の技術および解決しようとする課頚〕特に自動車
に搭載され、そして例えばマイクロプロセッサからなる
中央の装置の入出力側と接続されて、電力素子を制御し
またそれぞれ各負荷からなる外部要素の誤動作を指示し
また診断する如き電子装置は、公知である。

しかし、これらの公知の装置は、電力素子制御量する情
報信号を伝送するため別の異なる接続を必要とする。い
くつかの電力素子が制御されるべき場合には、マイクロ
プロセッサの対応する多数の入出力を使用することが必
要であり、このためマイクロプロセッサのサイズか大き
くなる。これらの信号をグループ分けすることにより、
誤動作の情報信号の伝送と関連する接続数を少くするこ
とが可能である。しかし、別の両方向性の回路を使用し
なければ、このようなグループ分けの結果、欠陥を持つ
要素を相互に見分けることができない。

従って、公知のシステムの設計は、より多数のマイクロ
プロセッサの入出力が、あるいは別の集ｆｉ？回路を使
用することを必要とし、その結果かなりのコスト高をも
たらすことになる。

１課題を解決するための手段〕 本発明は、各負荷を制御し、その状態を診断し、またこ
の負荷に流れる電流を自動的に制限することにより電力
素子を保護する一方で、マイクロプロセッサの入出力数
の大きな減少を可能にするインターフェース形成用の電
子装置を提供することにより、上記の欠点を取除くこと
を目的とする。

この目的のために、本発明の両方向性の又はインターフ
ェース形成用の電子装置は、唯一の結線により中央装置
の人出力と接続され、これにより負荷をｉ￥ｉ制御し、
かつ前記結線によるこの負荷の状態を中央装置に通知す
ることを可能にする１つの論理回路、を含むことを特徴
とする。

本発明の一特徴によれば、前記論理回路は双安定回路で
あり、その一方の入力は前記結線と接続され、かつその
出力において出力モードにある中央装置からの電力素子
の導通状態を制御するための制御信号を記憶し、前記双
安定回路の出力信号は双安定回路のＩ１１御入力へ戻さ
れて入力モードにある中央装置に負荷の通常の動作につ
いて通知する。

本発明の別の特徴によれば、本装置は更に、負荷の動作
状態を監視して、負荷の誤動作が監視回路により検出さ
れる時、双安定回路の出力変化の状態を発生する信号を
双安定回路の別の制御入力に生じる回路を含む。

本発明の更に別の特徴によれば、本装置は更に、電力素
子の内部の電流を自動的に制限し、そして一方の入力が
結線と接続される差動増幅器と、および出力がこの差動
増幅器の他の入力と接続されかつ２つの入力において前
記電力素子を流れる電流の値を更に高い基準値と比較す
るコンパレータと、からなる回路、を含む。

本発明については、その更に別の目的、特徴、特徴およ
び利点と共に、本発明の一実施態様を例示するため示さ
れた添付図面に関して以降の説明が進むに伴い更に明瞭
になるであろう。

［実施例〕 図面において、参照番号１は、電力素子２を制御するた
めの両方向性インターフェースを形成する電子装置を示
しており、その電力素子２は、本例においては、例えば
フィラメント電球、ソレノイド弁あるいは電動機の如き
負荷３を切換えるか又は投入するパワートランジスタか
らなっている。

このインターフェースを形成する装置１は、独ｍと接続
され、その結線に沿って、パワートランジスタ２を制御
する信号、ならびに負荷３の状態についての情報を与え
る信号が、以下に説明するように伝送される。

インターフェースを形成する装置１は、１つのＲＳタイ
プの双安定回路６からなり、そ、の制御入力Ｓは回線５
と接続され、その制御入力Ｒは論理的ＯＲゲート７の出
力と接続されている。双安定回路６の出力Ｑもまた、抵
抗８を介して差動増幅器９の正入力と接続され、その増
幅器出力はパワートランジスタ２のベースと接続されて
いる。

双安定回路６の出力Ｑはまた、抵抗８を介して制御入力
Ｓと接続されている。パワートランジスタ２のエミッタ
は抵抗１０を介して接地されているが、コレクタは負荷
３と接続されている。トランジスタ２のエミッタと抵抗
１０との間の接合点は、コンパレータ１１の正の入力と
接続され、その買入力は例えば１．１ボルトの基準電圧
を受取る。コンパレータ１１の出力は、差動増幅器９の
負入力と接続されている。トランジスタ２のエミッタと
抵抗１０との間のその共通の接合点はまた、他の２つの
コンパレータ１２．１３の正と負の端子とそれぞれ接続
され、そしてこのコンパレータの両川力はＯＲゲート７
の肉入力とそれぞれ接続されている。コンパレータ１２
の負端子は、例えば１ボルトの比較的高い基準電圧を受
取るが、コンパレータ１３の正端子は、例えば１５０ミ
リボルトの比較的低い基準電圧を受取る。

マイクロプロセッサ中央装Ｗ４は、結線５上で、３つの
論理的条件、即ち、パワートランジスタ２を導通状態に
する論理的条件「１」と、トランジスタ２を遮断する論
理的条件「０」、および中央装置４の高インピーダンス
状態である論理的条件［Ｚ」、を規定するようにプログ
ラムされている。

この条件「Ｚ」は、負荷３の状態を再現し、そして、導
通状態への投入を記憶する一方で負荷の適正な又は通常
の動作を示す論理レベル「１」を回線５を介して送り戻
すが、あるいはパワートランジスタ２を非導通状態にす
る一方で負荷の誤動作（例えば、開放あるいは短絡にお
ける）を示す論理的レベル「Ｏ」を回線５を介して送り
戻すのを可能にする。

本発明のインターフェース形成装置１の動作について、
以下に説明する。

図面に示された組立体がオンに投入される時、コンパレ
ータ１３の負入力に電圧が存在しないことを前提として
、このコンパレータはその出力に、高レベルの信号を発
生し、これはＯＲゲート７を介して双安定回路６の入力
Ｒに加えられる。従って、この双安定回路６の出力Ｑは
、ローの状態即ち「０」の状態にある。出力モードに切
換えられると、中央装置４は、論理的条件信号「１」を
双安定回路６の制御入力Ｓおよび差動増幅器９の正入力
に送り、この増幅器の出力がパワートランジスタ２の導
通状態を制御し、これが結果として負荷３を動作状態に
する。従って、電流はトランジスタ２のコレクターエミ
ツタ路に流れ、そしてコンパレータ１３の負入力に現わ
れる電圧はその比較的低い基準電圧を越えて、コンパレ
ータ１３の出力が比較的低いレベルに達する。従って、
制御入力Ｒはレベル「０」に達する。双安定回路がその
入力ＳにおいてｒＩＪのレベル信号を受取ると、その出
力Ｑはこの条件「１」に達し、この条件は、この種の双
安定回路において周知の通り記憶される０通常の作動条
件においては、トランジスタ２のエミッタと抵抗１０と
の間の共通の接合点に生じる電圧は、コンパレータ１２
．１３の上側及び下側の基準電圧間にあり、それにより
、双安定回路６の状態は変化せず、特にその出力Ｑがパ
ワートランジスタ２を導通状態にする高レベルに維持さ
れ、従って負荷３を作動状態にする。従って、中央装置
４か高インピーダンス状態に達する時は、この装置は、
回線５に接続されたその入出力端子に高レベルの信号を
受取り、この信号はこの装置に負荷３の通常の又は適正
な作動状態を通知する。

もし負荷３か作動状態から外されるべき場合、中央装置
４は、回線５に沿って低レベル制御信号を発するが、こ
れは高レベル制御信号の逆であり、これかパワートラン
ジスタ２を遮断する。

両方のコンパレータ１２．１３からなる監視回路は、負
荷３のどのような誤動作も検出することを可能にする。

このため、負荷３における短絡の場合は、トランジスタ
２のエミッタと抵抗１０との間の共通接合点に生じる電
圧は、コンパレータ１２の上側基準電圧を越え、このた
めその出力に高レベル信号を生じ、これはゲート７を介
して双安定回路６の優先入力Ｒに対して加えられる。双
安定回Ｉ！＠６の出力Ｑは、この時低レベルの状態「０
」に達し、この状態は、入力モードにおいて、中央装置
４により調べることができる。熱論、双安定回＃ｒ６の
出力Ｑのこのような条件の変化は、パワートランジスタ
２を遮断する。

負荷３が開放状態にある場合は、トランジスタ２のエミ
ッタと抵抗１０との間の共通接合点は、コンパレータ１
３の基準電圧より低くなり、このコンパレータはその出
力に高レベル信号を送り、これが双安定回路６の出力Ｑ
を高状態から低状態へ移す。この低状態は、入力モード
において、中央装ｒｒｔ４によって調べられる。前のよ
うに、トランジスタ２はこのような状態の変化により遮
断される。

従って、コンパレータ１２．１３は、負荷の定格作動電
流の値を監視することを可能にし、また負荷における電
流の値が負荷の誤作動の場合において予め定めた基準値
よりも低いか高い時、双安定回路６の出力の状態を変化
させることを可能にする。

差動増幅器９は、一方で中央装置４および双安定回路６
の出力Ｑから来る高レベルの信号を受け、他方でコンパ
レータ１１の出力信号を受取ることにより、パワートラ
ンジスタ２を制御することを可能にし、これと同時にパ
ワートランジスタ２内の電流を、トランジスタ２のエミ
ッタと抵抗１０との共通接合点における電圧がコンパレ
ータ１１の基準電圧を越えないような値に制限する。コ
ンパレータ】２および１３の監視の満足な作動のなめに
は、コンパレータ１１に対して加えられる基準電圧が、
コンパレータ１２に加えられる上側基準電圧よりも僅か
に高くなければならないこと、を知るべきである。

フィラメント電球が負荷として作動状態に置かれる時、
高レベルの制御インパルスを中央装置４が回線５に送出
しなければならず、その制御インパルスは、コンパレー
タ１２の上側基準電圧を越えそうな電球のスイッチング
・ピーク電流に起因した双安定回路６のリセット区間を
越えるに充分な持続期間をもっていなければならない。

この制御インパルスの持続期間は、熱論使用される電球
のｆｌ類と関連している。

前記負荷が、特に゛７レノイド弁の場合における如き誘
導形のものである時、中央装置４により回線５上に生じ
る制御インパルスの持続期間は、通常の作動状態が得ら
れる前に双安定回路６の入力Ｒによるリセットを避ける
ため、ソレノイド弁を流れる電流がコンパレータ１３の
対応する最小基準電圧を越えるに必要な時間より長くな
ければならない。

従って、本発明のインターフェース形成’ＡＣは、（各
装置が、負荷の制御のための信号および負荷の状態の情
報信号を伝送する唯一の結線を介して中央装置の入出力
端子と接続されるため）入出力数を実質的に少なくする
ことにより、また制御（インパルス制御）および動作の
安全（電流の自動的な制限および故障の場合における自
動的な遮断）の簡単な監視により、中央装置をＭＬ適化
することを可能にする。

回！！？ｔ９．１１〜１３は、演算増幅器を用いること
により実現したが、例えば、離散状の構成要素に基く回
路もまた、本発明の範囲から逸脱することなく、同じ増
幅および比＋Ｆ２機能ｌ達成するなめ使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の両方向性インターフェースを形成する電
子装置を示す回路図である。 １・・・インターフェースを形成する装置、２・・・電
力素子、　　　　３・・・負　荷、４・・・中央装置、
　　　　５・・・結　線、６・・・双安定回路、　　　
７・・・論理的ＯＲゲート、８・・・抵　抗、　　　　
　９・・・差動増幅器、１０・・・抵　抗、　　　　１
１〜１３・・・コンパレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷を切換えるための電力素子をマイクロプロセッ
   サの如き中央制御装置から制御するための両方向性イン
   ターフェースを形成する電子装置において、唯一の結線
   を介して前記中央装置の入出力と接続され、負荷の制御
   を可能にしかつ前記負荷の状態を前記結線を介して前記
   中央装置に通知する１つの論理回路、を含むことを特徴
   とする両方向性インターフェース形成電子装置。 ２、請求項１記載の装置において、前記論理回路が双安
   定回路であり、該回路の一方の制御入力が前記結線と接
   続され、かつ出力モードにある前記中央装置から来る前
   記電力素子の導通状態を制御する信号をその出力にて記
   憶し、該双安定回路の出力信号は該双安定回路の制御入
   力に戻されて、入力モードにある前記中央装置に負荷の
   通常の作動を通知することを特徴とする装置。 ３、請求項１記載の装置において、負荷の作動状態を監
   視して、負荷の誤作動が監視回路により検出される時、
   前記双安定回路の別の制御入力に、前記双安定回路の出
   力の状態を変化させる信号を発生する監視回路、を更に
   設けることを特徴とする装置。 ４、請求項３記載の装置において、前記監視回路が、前
   記負荷に流れる電流の値を上側の基準値と比較し、該負
   荷における電流の値が前記基準値よりも大きい時、前記
   状態を変化させる信号を発生する第１のコンパレータ、
   を含むことを特徴とする装置。 ５、請求項３記載の装置において、前記監視回路が、前
   記負荷を流れる電流の値を下側の基準値と比較し、該負
   荷における電流の値が前記基準値よりも小さい時、前記
   状態を変化させる信号を発生する第２のコンパレータ、
   を含むことを特徴とする装置。 ６、請求項４記載の装置において、前記第１と第２のコ
   ンパレータの出力が、論理的ＯＲゲートを介して前記双
   安定回路の前記制御入力に接続されていることを特徴と
   する装置。 ７、請求項２記載の装置において、前記双安定回路が、
   出力ＲおよびＳが前記ＯＲゲートの出力および前記結線
   にそれぞれ接続されたＲ−Ｓタイプであることを特徴と
   する装置。 ８、請求項１記載の装置において、前記電力素子内の電
   流を自動的に制限し、そして一方の入力が前記結線と接
   続される差動増幅器と、出力が該差動増幅器の他方の入
   力と接続され、かつ２つの入力において前記電力素子を
   流れる電流の値をより高い基準値と比較する第３のコン
   パレータと、から成る回路を更に設けることを特徴とす
   る装置。