JPS6034768B2 - 時限素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つの閥値スイッチと接続された
コンデンサの充−放電時間によって時定数が定められ、
前記コンデンサに少なくとも各々２つの、電子スイッチ
を介して制御可能な充電抵抗が対応して設けられている
、少なくとも１つの関値スイッチを備えた、汎用的な集
積化可能な時限素子に関する。

この種の時限素子は、公知であり、その都度コンデンサ
には充−放電抵抗かまたは充電および放電に使用される
唯一の抵抗が対応して設けられている。

充−放電時間によって決まる種々の時定数を必要とする
場合、通常は、多数の抵抗−コンデンサ回路が使用され
る。集積回路の場合これは、コンデンサが集積不可能で
あり従って公知技術による集積時限素子の構成部分は、
種々の時定数を必要とする場合多数のコンデンサと外部
接続しなければならない欠点がある。従って本発明の基
礎とする課題は、種々の時定数を有する集積化部分を有
する時限素子を開発し、外部接続をできるだけ少なくし
、例えば１つのコンデンサだけを有し、時定数を外部か
ら設定調節可能にすることであり、さらに複数のスイッ
チングないし作動入力信号が入力側に同時に加わったと
きに、謀接続が生じないようにし、このような場合は１
つの充−放電装置によってのみ時定数が決められるよう
にすることにある。

この課題は本発明によれば、冒頭に述べた形式の時限素
子において、コンデンサに更に少なくとも２つの、別の
電子スイッチを介して制御可能な放電抵抗が対応して設
けられており、これら充−放電抵抗がその対応する電子
スイッチと共に少なくとも２つの充−放電装置を構成し
ており、これら充−放電装置は、少なくとも１つの充−
放電装置が他の１つの充−放電装置により遮断されるよ
うに遮断論理回路を介して互いに結合されている構成を
設けることにより解決される。

電子スイッチの制御は、本発明の実施例においては、次
のようにして行なわれる。

即ち充電コンデンサに比較器を接続し、各比較器を充−
放電抵抗に対応して設け、各比較器の出力側を、対応す
る放電抵抗に前置接続された電子スイッチの制御入力側
と接続するのである。本発明の実施例によれば、優先さ
れる充−放電装置に対応する比較器の出力側並びに優先
充−放電装置の入力側を遮断論理素子と接続して、優先
充−放電装置が充−放電する間は、遮断論理素子の出力
側と接続された優先しない充−放電装置を遮断可能にす
る。

本発明の有利な点は、集積化回路部分が抵抗およびコン
デンサとの外部接続によって任意の多数の時間的機能に
対して使用できることである。

従って例えばこの種の集積化時限素子を、車輪において
ウインドワイパ間欠スイッチやワイパのふき洗い装置の
制御に使用することができる。車師内における別の使用
方法は、例えばフラッシャュニツト、後窓用霜取ヒータ
、ディーゼルエンジンにおける自動予熱器および燃料低
温始動厚化装置の制御などである。抵抗との外部接続に
よって任意に使用可能な単一の標準化された集積時限素
子によって、時間制御過程の制御を、安価で簡単に行う
ことができる。本発明の特に有利な点は、複数の切操信
号が同時に入力側に加わった際に１つの充−放電装置が
他の充−放電装置に優先されることであり、これにより
謀接続が防止されることである。

次に図面を用いて本発明を実施例につき詳細に説明する
。

時間的に制御される２つの異なった機能を制御するため
２つの端子１０，１１に加わるオンーオフ信号は、電流
制限抵抗１２，１３を介して集積時限素子の２つの入力
端子１４，１５に接続される。

端子１４は、第１の電子スイッチ１６の制御入力側に接
続され、スイッチ１６はＮＰＮトランジスタとして構成
されている。端子１４は、第１のノアケード１７と第２
のノアゲード１８との直列接続を介して同様にＮＰＮト
ランジスタとして構成された第２の電子スイッチ１９の
制御入力側に接続されている。更に端子１４は、第２の
ノアゲード１８の入力側と直接接続されている。第１の
スイッチングトランジスタ１６のエミツタは、第１の充
電抵抗２０と第１の放電抵抗２１を介して第２のスイッ
チングトランジスタ１９のコレクタと接続されている。
２つの抵抗２０，２１の接続点は、コンデンサ２２を介
してアースされている。

スイッチ１６，１９、抵抗２０，２１およびコンデンサ
２２は、第１の充−放電装置を形成する、即ちこの第１
の充−放電装置は所定の時定数を持った内部時限素子す
なわち放電過程に対する時定数および充電過程に対する
時定数を有する。端子１５は、第１の反転段２３と第３
のノアゲート２４との直列接続を介してＮＰＮトランジ
スタから成る第３の電子スイッチ２５の制御入力側に接
続されている。第１の反転段２３出力側は、第２の反転
段２６を介して同様にＮＰＮトランジスタとして構成さ
れた第４の電子スイッチ２７の制御入力側に接続されて
いる。制御トランジスタ２７の制御入力側またはべ−ス
は第３のノアゲートの別の入力側と接続されている。

第３のスイッチングトランジスタ２５のェミッタは、第
２の充電抵抗２８と第２の放電抵抗２９との直列接続を
介して第４のスイッチングトランジスタ２７のコレクタ
に接続されている。２つの抵抗２８，２９の綾統点は。

同様にコンデンサ２２に接続されている。スイッチング
トランジスタ２５，２７抵抗２８，２９およびコンデン
サ２２は、第２の充−放電装置を形成する。この充−放
電装置は所定の時定数を有する第２の内部時限素子を構
成する。抵抗２０，２１，２８，２９の接続点は、２つ
の比較器３０，３１の各入力側と接続されている。第１
の比較器３０の出力側は、／アゲート１７の第２の入力
側と接続され、第２の比較器３１の出力側は第４の電子
スイッチ２７の制御入力側に接続されている。第１の比
較器３０の出力側はオアゲート３２を介して同様にＮＰ
Ｎトランジスタとして構成された第５の電子スイッチ３
３の制御入力側と接続されている。電圧源３４のプラス
端子は、リレー３５の磁石巻線とスイッチングトランジ
スタ３３のコレクターエミッ夕区間の直列接続を介して
アースに接続されている。リレー３５の代りに任意の負
荷を設けることができる。時限素子を迂回してリレー３
５を直接制御するために入力端子３６がオアゲート３２
の第２の入力側に接続されている。

このために、接続端子３７に接続されたオンーオフ信号
は電流制限抵抗３８を介して入力端子３６に供給される
。第１の比較器３０は、第１の充−放電装蹟１６，１９
，２０，２１，２２に対応して設けられている。

この第１の充−放電装置は優先作動系として構成されて
いる。即ち端子１川こ入力信号が港蟹葦雲台；事またス
峯袈裟隼優曇事旬麦宿空海は第４のノアゲート３９を介
してオアゲート３２の第３の入力側と接続されている。
更に第１の反転段２３の出力側は、第４のノアゲート３
９の第２の入力側と接続されている。第１のノアゲート
１７の出力側は第１の反転段２３の入力側に接続されて
いる。電圧源３４のプラス端子は、別の電流制限抵抗４
０および別の入力端子４１を介してスィッチングトラン
ジスタ１６，２５のコレクタと接続されている。

スイッチングトランジスタ１９，２７のェミツタはアー
スされている。集積時限素子は動作説明に先立ち使用す
る論理素子は０信号と１信号が同一点に生じた場合には
０信号が優先するように構成されているものとする。

同様にこの反対に論理素子を構成することもできる。論
理回路は、この場合若干変える必要があるが、当業者に
とって相応する論理機能を他の論理回路素子で実現する
ことは難しくはない。カルノー図表には種々の接続方法
が示されており、任意に選択できる。ディジタル技術に
おいて用いられる１信号および０信号において、１信号
の場合はプラス電位の大きさにあり、Ｃ信号の場合はほ
ぼアース電位に相応する。端子１０なし、し端子１４に
、例えば電圧源３４のプラス端子と接続されているスイ
ッチによって発生された信号が加わる限り第１の電子ス
イッチ１６は導通し、コンデンサ２２は第１の充電抵抗
２０を介して充電される。

この充電期間中、第２のノアゲート１８により端子１４
からの信号は反転され第２の電子スイッチ１９が遮断さ
れているので、放電抵抗２１および第２の電子スイッチ
１９を介して放電は行なわれない。端子１４における１
信号が終了し、同時に第１の比較器３０の上方限界電圧
に達するかまたはそれを上回ると、比較器３０の出力側
の１信号は、反転段として作用する２つのノアケーート
１７，１８を介して１信号として第２の電子スイッチ１
９の制御入力側に供給され、第２の電子スイッチ１９が
導通して第１の放電抵抗２１と第２の電子スイッチ１９
を介してコンデンサ２２の放電が行なわれる。端子１４
における１信号の終了後、第１のスイッチ１６が遮断さ
れ、それによってコンデンサ２２はそれ以上充電されな
くなる。

コンデンサ２２の電圧が、比較器３０の下方限界電圧値
より下に減少すると、比較器３０の出力側には再び０信
号が加わり、この信号は２つのノアケード１７，１８を
介して電子スイッチ１９を遮断する。比較器３０の出力
側における１信号の持続時間の間、オァゲート３２を介
して第５の電子スイッチ３３が閉じ、リレー３５が作動
される。端子１４に１信号が存在する間または比較器３
０の出力側に１信号が現れる間第１のノアゲート１７の
出力側には０信号が生じる。この０信号は、第１の反転
段２３を介して１信号に反転され、第４のノアゲート３
９の入力側に加わり、第４のノアゲ−トの出力側には０
信号が現れる。第４のノアゲ−ト３９の出力側における
この０信号は、第２の比較器３１の出力側に０信号また
は１信号が現れるかどうかに無関係に存在する。第２の
比較器３１の影響は、それによって遮断される。端子１
１ないし１５に１信号が加わると、電子スイッチ２５は
、第１の反転段２３および反転段として作用する第３の
ノアゲート２４を介して導通し、コンデンサ２２は第２
の充電抵抗２８を介して充電される。

放電抵抗２９に対応する電子スイッチ２７は、０信号が
第２の比較器３１の出力側から電子スイッチ２７の制御
入力側に供給されるので、この時点には遮断されている
。コンデンサ２２における電圧は、第２の比較器３１の
上方限界電圧に達し、比較器の出力側に１信号が発生す
るまで上昇する。この１信号は、ノアゲート２４を介し
て第３の電子スイッチ２５を遮断し、第４の電子スイッ
チ２７を導通させる。コンデンサ２２は、放電抵抗２９
を介して第２の比較器３１の下方限界電圧に達するか下
回るまで放電する。そうして第２の比較器３１の出力側
には再び０信号が現れるので、第３の電子スイッチ２５
は再び導通し、第４の電子スイッチ２７は遮断される。
この過程は、１信号が端子１１なし、し端子１５に加わ
る限り繰り返す。１信号が、端子１０なし、し１４に加
わる場合または端子１０，１４に加わる信号に基づいて
、第１の比較器３０の出力側に１信号が現れる場合にの
み、端子１５における１信号は第１のノアゲート１７の
出力側の０信号によって無効にされる。

従って端子１０の入力信号が端子１１の入力信号に優先
する。既述のように第１の比較器３０の作動中、端子１
０，１４における信号に基づいて第２の比較器３１は、
第４のノアゲート３９によって第５の電子スイッチ３３
に対しては遮断されている。

それに対して端子１０，１４に０信号が加わり、端子１
１，１５に１信号が加わると、第２の比較器３１の出力
側の信号は第４のノアゲート３９によって遮断されず、
第５の電子スイッチ３３を制御する。この時間中第１の
比較器３０の上方限界電圧が第２の比較器３１の上方限
界電圧より高いので、第１の比較器３０の出力側には０
信号が存在する。上述の時限素子は完全に集積できるが
、充−放電抵抗２０，２１，２８，２９およびコンデン
サ２２は、時限素子の形成および外部接続のため分離し
た個別構成素子として外部に配置される。

電流制限抵抗１２，１３，３８，４０同様リレー３５も
外部に配置される。この電流制限抵抗１２，１３，３８
，４０は、いずれの場合にも設ける必要はなく、場合に
よっては省くこともできる。給電電圧源３４として有利
には安定化電圧源が用いられ、この電源は集積時限素子
を過電圧に対して保護するための保護回路を有する。安
定化電圧源に対する構成素子も、勿論時限素子と共に単
一の集積素子内に集積することができる。時限素子は勿
論任意に拡張して設けることができる。即ちその都度充
−放電抵抗並びに２つの対応する電子スイッチから成る
別の充−放電装置を上述の装置内に付加配置することが
できる。第３の比較器も同様に設けられる。論理回路素
子による別の充−放電装置の結線は、類似に行なわれ、
優先作用をするための接続線は、必要に応じて設けるこ
とができる。図示の回路は、例えば車軸のワイパモータ
の時間制御に好適である。

そのため端子１０にはふき洗い動作に対する信号が加わ
る。即ち信号が加わる間は噴射装置が作動し、（抵抗２
０を介するコンデンサ２２の充電による遅延によって制
御される）その後ワィパモー夕が始動する。そうして端
子１１には、ワィパの間欠動作に対する信号が加えられ
る。多数の負荷３５従って多数の対応する電子スイッチ
３３を設ける場合、当該比較器の出力側は直接当該電子
スイッチの制御入力側と接続されるかまたは多数の比較
器をゲートを介し当該電子スイッチの制御入力側に接続
される。

比較器の出力側の接続は、図示のようにオアゲート３２
を介す代りに選択的に反転および非反転入力側を有する
アンドゲートを介しても行なうことができる。

このようにしてスイッチ３３の制御は、比較器の所定の
出力信号組合せが存在する場合にのみ行なわれる。多数
の比較器または充−放電装置が設けられている場合比較
器出力側の１部をアンド論理素子を介しそして他方の部
分をオア論理素子を介して相互に接続し、その際個々の
比較器を論理素子に対応して配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による時限素子の実施例の回路略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの閾値スイツチと接続された少なく
   とも１つのコンデンサの充−放電時間によつて時定数が
   定められ、前記コンデンサに少なくとも各々２つの、電
   子スイツチを介して制御可能な充電抵抗が対応して設け
   られている、少なくとも１つの閾値スイツチを備えた時
   限素子において、コンデンサ２２に更に少なくとも２つ
   の、別の電子スイツチ１９，２７を介して制御可能な放
   電抵抗２１，２９が対応して設けられており、これら充
   −放電抵抗２０，２８ないし２１，２９がその対応する
   電子スイツチ１６，２５ないし１９，２７と共に少なく
   とも２つの充−放電装置を構成しており、これら充−放
   電装置は、そのうち少なくとも１つの充−放電装置が遮
   断論理素子１７を介して他の１つの充−放電装置により
   遮断されるように互いに結合されていることを特徴とす
   る時限素子。 ２ 時限素子が集積化形式で構成され、充−放電抵抗２
   ０，２８，２１，２９およびコンデンサ２２を外部接続
   によつて集積素子と接続されるようにした特許請求の範
   囲第１項記載の時限素子。 ３ 各充電抵抗２０，２８に時限素子の各１つの入力側
   １０，１１が対応して設けられている特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の時限素子。 ４ 充電コンデンサ２２に比較器３０，３１が接続され
   ており、各比較器３０，３１が各々１つの充−放電抵抗
   ２０，２８ないし２１，２９に対応して設けられており
   、各比較器３０，３１の出力側が、対応する放電抵抗２
   １，２９に前置接続された電子スイツチ１９，２７の制
   御入力側と接続されている特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１項に記載の時限素子。 ５ 少くとも１つの充−放電装置２０，２１，１６，１
   ９の入力側が、充電抵抗２０に対応する電子スイツチ１
   ６の制御入力側ならびに、第１の切換論理素子１８を介
   して放電抵抗２１に対応する電子スイツチ１９の制御入
   力側とも接続されており、第１の切換論理素子１８によ
   つて入力信号が現われた場合に放電スイツチ１９が遮断
   される特許請求の範囲第４項記載の時限素子。 ６ 少くとも１つの充−放電装置２８，２９，２５，２
   ７に対応する比較器３１が、充−放電スイツチ２５，２
   ７と共にマルチバイブレータとして接続され、該マルチ
   バイブレータが入力側１５における入力信号によつて投
   入接続可能である特許請求の範囲第４項または第５項記
   載の時限素子。 ７ 優先される１つの充−放電装置に対応する比較器３
   ０の出力側並びに優先充−放電装置の入力側が遮断論理
   素子１７を用いて結合されており、優先充−放電装置が
   充−放電する間は、遮断論理素子の出力側と接続された
   優先しない充−放電装置を遮断可能である特許請求の範
   囲第６項記載の時限素子。 ８ 少くとも２つの比較器３０，３１の出力側が、第２
   の切換論理素子３２を介して電子スイツチ３３の制御入
   力側と接続されており、電子スイツチ３３が負荷を制御
   するために設けられており、第２の切換論理素子３２に
   よつて電子スイツチ３３が比較器３０，３１によつて選
   択的に制御可能である特許請求の範囲第１項から第７項
   までのいずれか１項に記載の時限素子。 ９ 優先しない充−放電装置２８，２９，２５，２７の
   比較器３１の出力側と第２の切換論理素子３２との間に
   切換索子３９が接続されており、該切換素子の制御入力
   側が、優先充−放電装置２０，２１，１６，１９に対す
   る遮断接続線に接続されている特許請求の範囲第８項記
   載の時限素子。 １０ 少くとも２つの比較器３０，３１の出力側が、第
   ２の切換論理素子を介して電子スイツチ３３の制御入力
   側と接続され、電子スイツチ３３が負荷を制御するため
   に設けられており、前記切換論理素子によつて比較器３
   ０，３１の出力信号が所定の組合せになつた場合にのみ
   電子スイツチが、作動するようにした特許請求の範囲第
   １項から第９項までのいずれか１項に記載の時限素子。 １１ 時限素子の橋絡入力側３７がオアゲート３２を介
   して電子スイツチ３３の制御入力側と直接接続されてい
   る特許請求の範囲第８項から第１０項までのいずれか１
   項に記載の時限素子。