JPS63246011A - ブリツジ終段用監視装置 - 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】 発明の関連する技術分野 本発明は、制御可能な電流源と位動に作動電圧源の接続
端子と接続されたブリッジ終１段用監視装置に関する。

従来の技術 冒頭に述べた形式のブリッジ終段（電流制御されるブリ
ッジ終段とも呼ばれる）の場合、負荷または終段トラン
ジスタの短絡は即座に検出可能ではない。ブリッジ分岐
または負荷へのリード線ならびに負荷自体の内部の遮断
も他の手段なしには検出することはできない。

発明が解決しようとする問題点 殊に、その種の終段が高信頼度を有する装置内に組込ま
れている場合、前述の障害の検出はどうしても必要であ
る。

それ故、本発明の課題は、終段、負荷へのリード線およ
び負荷自体の領域での短絡および遮断を検出可能にした
電流制御されるブリッジ終段用の監視装置を提供するこ
とにある。

本発明の監視装置は、ブリッジ終段における電圧および
電流測定抵抗での電圧降下は減算回路に供給され、減算
回路はアナログ−デジタル変換器を介してマイクロコン
ピュータの入力側と接続されており、マイクロコンピュ
ータの入力側での電圧値が所定領域内にあるかどうか検
査するプログラムが設けられていることを特徴としてい
る。

アース接続された電流源およびアース接続された終段が
更に作動電圧源の接続端子に接続されている電流制御さ
れるブリッジ終段の場合、本発明の有利な実施例は、作
動電圧および制御可能な電流源における電圧は別の減算
回路に供給され、該別の減算回路の出力側は減算回路の
入力側と接続されている。

本発明の別の実施例によると、前記電圧は分圧器を介し
て単数の減算回路ないし複数の減算回路に供給される。

こうすることによって、監視装置をブリッジ終段および
電流源の領域での電圧のそのつどの値に適合させること
ができる。

本発明の別の実施例では、減算回路はそれぞれフィード
バック接続された演算増幅器から構成されている。

本発明の別の実施例はブリッジ終段に関する。

つまり、例えば、２つのブリッジ分岐はそれぞれ２つの
トランジスタから構成されており、該２つのトランジス
タのベース−エミッタ区間は直列に接続されており、２
つのトランジスタのベース接続端子はそれぞれ１つの抵
抗を介してドライバトランジスタのコレクタと接続され
ており、両ブリッジ分岐は作動電圧源の接続端子と制御
可能な電流源の出力側との間に設げられており、ブリッ
ジ分岐に属するそれぞれのトランジスタの接続点はブリ
ッジ終段の出力側を形成している。

その他の有利な実施例によると、両ドライバトランジス
タのベース接続端子はマイクロコンピュータのそれぞれ
一方の出力側と接続されている。

こうすることによって、マイクロコンピュータを用いて
、負荷を流れる電流の方向を制御し、ないし負荷全体を
遮断することができる。

その他の有利な実施例では、制御可能な電流源は別のト
ランジスタから構成されており、該別のトランジスタの
コレクタは制御可能な電流源の出力側であり、前記別の
トランジスタのエミッタは電流測定抵抗を介して作動電
圧源の他方の極と接続されており、差動増幅器が設けら
れており、該差動増幅器の出力側は前記別のトランジス
タのベースと接続されており、差動増幅器の反転入力側
には電流測定抵抗での電圧が供給可能であり、前記差動
増幅器の非反転入力側には制御電圧が供給可能である。

別の実施例によると、マイクロコンピュータの入力側で
の電圧値が所定領域の外側にある場合、両ドライバトラ
ンジスタはマイクロコンピュータによって順次導通状態
に制御される。

そうすることによって、負荷の領域または各ブリッジ分
岐の１つでの遮断または短絡が生じているかどうか検出
することができる。

マイクロコンピュータ内に少なくとも１つの別のプログ
ラムが記憶されており、ブリッジ終段の出力側は調整部
材と接続されているようにすると有利である。つまり、
マイクロコンピュータを監視のためにも所定の調整のた
めにも利用することができる。

演算・増幅器の高い入力インピーダンスを得るために、
有利には演算増幅器をＣ−ＭＯ３技術で製造することが
できる。

実施例 第１図は制御可能な電流源を有するそれ自体公知のブリ
ッジ終段な示す。

第１図に示されたブリッジ終段の場合、それぞれ直列接
続された２つのトランジスタ１，２；３，４を有する２
つのブリッジ分岐が設けられている。ｐｎｐトランジス
タ１．３のエミッタは図示していな！作動電圧源の正の
接続端子５と接続されている。自動車の場合、これは車
両バッテリである。ｎｐｎ　トランジスタ２，４のエミ
ッタは制御可能な電流源を介してアース電位と接続され
ている。

制御可能な電流源はトランジスタ６から構成されており
、このトランジスタ６のエミッタ分岐には電流測定抵抗
７が接続されている。電流測定抵抗７での電圧降下はト
ランジスタ６を流れる電流の尺度である。トランジスタ
６のエミッタは更に抵抗８を介して演算増幅器９の反転
入力側と接続されており、演算増幅器９の非反転入力側
には接続端子１０を介して電流■用の制御電圧が供給さ
れる。演算増幅器９の出力側は別の抵抗１１を介してト
ランジスタ６のベースと接続されている。

電流工は抵抗１２として示された負荷による両方向での
各トランジスタ１，２；３，４の相応の制御によって導
出することができる。そのために、ブリッジ分路のそれ
ぞれの各終段トランジスタの各ベース接続端子はそれぞ
れ１つの抵抗１３．１４；　１５．１６を介してドライ
バトランジスタ１７．１８のコレクタと接続されている
。抵抗１９，２０はそれぞれドライバトランジスタの作
動抵抗として使われる。接続端子２１．２２および抵抗
２３．２４を介して、各ドライバトランジスタ１７．１
８は導通状態に制御することができる。

一方の各抵抗１３．１４，１９．２３および他方の各抵
抗１５．１６，２０．２４は、遮断されたドライバトラ
ンジスタ１７．１８の場合、当該ブリッジ分岐のそれぞ
れ図面で上側のトランジスタ１，３が遮断され、かつ図
面で下側のトランジスタ２，４が導通されるように回路
定数選定されている。ドライバトランジスタ１７．１８
に接続端子２１．２２を介して正の電圧が供給された場
合、ドライバトランジスタ１７．１８は導通状態になり
、その結果、ドライバトランジスタのコレクタはほぼア
ース電位になる。そうすることによって、当該ブリッジ
分岐の図面で下側のトランジスタ２，４は約○■のベー
ス電圧となり、従ってこのトランジスタは遮断される。

それぞれ図面で上側の終段トランジスタ１，３はそれぞ
れ所属の抵抗１３　、１５を介してベース電流を供給さ
れ、従ってこのトランジスタは導通状態になる。

接続端子２１に正の電圧が印加され、かつ接続端子２２
がアース電位に接続されている場合、終段トランジスタ
１，４は導通状態になり、接続端子２２に正の電圧が印
加され、かつ接続端子２１にＯｖの電圧が印加されてい
る場合、終段トランジスタ２，３は導通状態となり、終
段トランジスタ１，４は遮断状態となる。

接続端子２１．２２はマイクロコンピュータ２５（第２
図）の同様に示された出力側と接続されており、従って
、第１図に示された電流制御される終段はマイクロコン
ピュータ２５によって制御することができる。更に、電
流の強度もマイクロコンピュータによって制御するため
に、制御電圧用の入力側１０もデジタル−アナログ変換
器を介してマイクロコンピュータ（で接続することがで
きる。

第２図に示された回路装置は、第１図の電流制御される
終段の接続端子２６，２７．２８に接続されている。そ
うすることによって、接続端子５から供給された作動電
圧は、抵抗２９゜３ｏから成る分圧器に達する。作動電
圧の、分圧比に相応する部分は、第１の演算増幅器３１
の非反転入力側に供給され、この第１の演算増幅器３１
は抵抗３２を用いてフィードバック接続されている。電
流源、ないしトランジスタ６および抵抗７（第１図）か
ら成る直列回路における電圧は、別の分圧器３３．３４
に供給°され、この分圧器の出力側は演算増幅器３１の
反転入力側と接続されている。

第１の演算増幅器３１はフィードバック接続抵抗３２と
共に減算回路を構成しており、この減算回路の出力側３
５には、分圧器２９，３０；　３３．３４によって評価
された、作動電圧と電流源を介しての電圧との差に相応
する電圧が生じる。しかし、この差はそのつど終段に印
加された電圧、ないし終段トランジスタの飽和電圧を無
視した場合には負荷１２（第１図）での電圧である。

そのつと調整された電流に対する尺度として、電流測定
抵抗７での電圧が接続端子２８および抵抗３６を介して
第２の演算増幅器３７の非反転入力側に供給され、この
演算増幅器３７は同様にフィードバック接続抵抗３８と
共に減算回路として作動する。演算増幅器３７の非反転
入力側には、同様に抵抗３９を介して基準電圧Ｕｒｅｆ
が供給可能である。この基準電圧は終段トランジスタの
飽和電圧の補償ならびに第２の演算増幅器３７の平均作
動領域の調整のために使われる。

演算増幅器３７の反転入力側には抵抗ヰ○を介して第１
の演算増幅器３１の出力電圧が供給される。

演算増幅器３７の出力電圧はアナログ−デジタル変換器
４１の入力側に供給され、このアナログ−デジタル変換
器はそれ自体公知の形式で所謂シングル・チップ・マイ
クロコンピュータ２５の一部である。

既述のように、演算増幅器３１の出力電圧は一部フアク
タまで終段な介しこの電圧に相応する。負荷１２の所定
抵抗、図示していないリード線ならびに終段の場合、こ
の電圧は電流工に比例する。この比例性は抵抗２９，３
０，３３．３４，３６．３９において反映されている。

その結果、終段を介しての電圧と電流工とが比例関係に
ある限りで、演算増幅器３７の入力電圧（即ち非反転入
力側および反転入力側での各電圧の差）はＱＶである。

終段の領域内または負荷の領域内で遮断が生じると、電
流は○になり、従って演算増幅器３の τλ入力側の平衝状態は崩される。短絡の場合、電圧は
ＯＫなり、電流は調整された値を維持する。この場合に
も、演算増幅器３７の入力側での平衝状態は崩される。

アナログ−デジタル変換器４１の入力側に常に同じ極性
の電圧が印加されるためには、Ｕｒｅｆの選定は、演算
増幅器３７の作動領域の中心はアナログ−デジタル変換
器４１の入力電圧領域の中心、即ち例えば２．５Ｖのと
ころに位置しているようになされる。

マイクロコンピュータ２５に記憶されたプログラムを用
いて、アナログ−デジタル変換器４１の入力電圧が例え
ば２．４ｖ〜２．６ｖの所定領域内にあるかどうか規則
的に検出される。電圧がこの領域以下に調整された場合
、遮断していると推定することができ、電圧はこの領域
以上では短絡を示す。

その後、負荷１２（第１図）を流れる電流の方向が短時
間変化した場合、そのためにマイクロコンピュータ２５
によって短時間出力側２１．２２での信号が交換される
。両室流方向のもとで同じ障害が報知された場合、負荷
１２またはリード線での障害である。しかし、一方の電
流方向の場合でのみ障害が生じる場合、終段での相応の
障害を推定することができる。演算増幅器に供給される
電圧は、できる限り正確に接続端子２６．２７．２８に
供給される電圧のそれぞれの部分に相応しなければなら
ない。このことを終段および制御可能な電流源をあまり
過負荷状態にしない高抵抗分圧器で可能にするために、
演算増幅器として有利にはＣ−ＭＯＳタイプが使われる
。

発明の効果 本発明の装置はマイクロコンピュータが電流制御される
ブリッジ終段を介して調整素子を制御する調整装置に殊
に適している。その種の装置は例えば自動車において燃
料量の調整のために使われる。本発明の監視装置は監視
がそのつと調整されている出力電流とは無関係であると
いう利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、制御可能な電流源を有するそれ自体公知のブ
リッジ終段の回路図、第２図は本発明のブリッジ終段用
監視装置のブロック接続図である。 １．２，３．４・・・ブリッジ終段、６〜１１・・・電
流源、７・・・電流測定抵抗、２５・・・マイクロコン
ピュータ、３１．３７・・・減算回路、４１・・・アナ
ログ−デジタル変換器 手続補正書（方式） 昭和６３年Φ　月２１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、制御可能な電流源と直列に作動電圧源の接続端子と
   接続されたブリツジ終段用監視装置において、ブリツジ
   終段（１、２、３、４）における電圧および電流測定抵
   抗（７）での電圧降下は減算回路（３７）に供給され、
   減算回路（３７）はアナログ−デジタル変換器（４１）
   を介してマイクロコンピユータ（２５）の入力側と接続
   されており、マイクロコンピユータ（２５）の入力側で
   の電圧値が所定領域内にあるかどうか検査するプログラ
   ムが設けられていることを特徴とするブリツジ終段用監
   視装置。 ２、作動電圧および制御可能な電流源（６〜１１）にお
   ける電圧は別の減算回路（３１）に供給され、該別の減
   算回路（３１）の出力側は減算回路（３７）の入力側と
   接続されている特許請求の範囲第１項記載の監視装置。 ３、前記電圧は分圧器（２９、３０；３３、３４；３６
   、３９）を介して単数の減算回路（３７）ないし複数の
   減算回路（３１、３７）に供給される特許請求の範囲第
   １項記載の監視装置。 ４、減算回路（３１、３７）はそれぞれフイードバツク
   接続された演算増幅器から構成されている特許請求の範
   囲第１項記載の監視装置。 ５、２つのブリツジ分岐はそれぞれ２つのトランジスタ
   （１、２；３、４）から構成されており、該２つのトラ
   ンジスタのベース−エミツタ区間は直列に接続されてお
   り、前記２つのトランジスタのベース接続端子はそれぞ
   れ１つの抵抗（１３、１４；１５、１６）を介してドラ
   イバトランジスタ（１７、１８）のコレクタと接続され
   ており、両ブリツジ分岐は作動電圧源の接続端子（５）
   と制御可能な電流源（６〜１１）の出力側との間に設け
   られており、ブリツジ分岐に属するそれぞれのトランジ
   スタ（１、２；３、４）の接続点はブリツジ終段の出力
   側を形成している特許請求の範囲第１項記載の監視装置
   。 ６、両ドライバトランジスタ（１７、１８）のベース接
   続端子はマイクロコンピユータ（２５）のそれぞれ一方
   の出力側（２１、２２）と接続されている特許請求の範
   囲第５項記載の監視装置。 ７、制御可能な電流源は別のトランジスタ（６）から構
   成されており、該別のトランジスタ（６）のコレクタは
   制御可能な電流源の出力側であり、前記別のトランジス
   タ（６）のエミツタは電流測定抵抗（７）を介して作動
   電圧源の他方の極と接続されており、差動増幅器（９）
   が設けられており、該差動増幅器（９）の出力側は前記
   別のトランジスタ（６）のベースと接続されており、前
   記差動増幅器（９）の反転入力側には電流測定抵抗（７
   ）での電圧が供給可能であり、前記差動増幅器（９）の
   非反転入力側には制御電圧が供給可能である特許請求の
   範囲第５項記載の監視装置。 ８、マイクロコンピユータ（２５）の入力側での電圧値
   が所定領域の外側にある場合、両ドライバトランジスタ
   （１７、１８）はマイクロコンピユータ（２５）によつ
   て順次導通状態に制御される特許請求の範囲第５項〜第
   ７項までのいずれか１項記載の監視装置。 ９、マイクロコンピユータ（２５）内に少なくとも１つ
   の別のプログラムが記憶されており、ブリツジ終段の出
   力側は調整部材と接続されている特許請求の範囲第１項
   記載の監視装置。 １０、演算増幅器（３１、３７）はＣ−ＭＯＳ技術で製
   造されている特許請求の範囲第９項記載の監視装置。