控制器
专利汇可以提供控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 与 控制器 的失效保险功能有关，特别是涉及到利用微型计算机来进行控制器 信号 处理的控制器。本发明可直接检测出控制器的微型计算机自身的异常现象。在发生异常现象时，可直接停止驱动装置的运转，同时，将所发生的异常现象以指示灯或蜂鸣器等表示手段告知外界。并且，由于异常现象发生的检测手段自身具有失效保险性能，所以这是一种可靠性极高的控制器。，下面是控制器专利的具体信息内容。
1、控制器的特征在于，为了根据检测被控制量的传感器所检测出的检测值，并根据上述被控制量期望值的设定器所设定的设定值来达到设定这个控制量值的目的，在以开/关控制方式来控制驱动装置的输出控制装置的控制器中，具备一个延迟电路，它与上述输出控制装置相连；并按照该输出控制装置的输出状态进行给定的时间延迟，使其输出发生变化；还具有一个变换电路，利用上述延迟电路的输出，将上述检测值或上述设定值强制地变换为极值；此外，还具有判断装置，通过上述控制器在给定的时间间隔内对上述检测值和上述设定值进行比较，将上述输出控制装置的输出状态置为给定值。
2、如权利要求1如述的控制器，其特征在于，将上述输出控制装置连接在具有失效保险功能的脉冲检测电路上。
3、如权利要求2所述的控制器，其特征在于，上述脉冲检测电路，在励磁的情况下来驱动上述驱动装置。
控制器
本发明涉及控制器的失效保险功能，特别是涉及到利用微型计算机进行控制器信号处理的控制器。
近几年来，由于信号处理内容可以达到很高的水平，所以在冷暖气设备用的温度控制器中，已采用微型计算机。虽然利用温度传感器可检测出室内的温度，利用以开/关控制方式控制冷暖气设备运转的温度控制器可使室温达到所期望的温度设定值，但由于要求具有复杂的定时功能和必须与上级控制器进行数据交换，所以信号处理部分逐渐开始采用微型计算机。
然而，在微型计算机中，进行信号处理的CPU和具有存储功能的ROM、RAM有时会发生异常现象，由于这个原因，温度控制器会出现异常，连续发出暖气要求或冷气要求。特别不妥当的是，由于微型计算机自身进行信号处理，所以对外部表现不出这种异常状态的发生。
对此，过去的办法是设置机械式的热限制开关，当产生过度的暖气状态或冷气状态时，与微型计算机的指示无关，强制停止冷暖气设备的运转，从而具有失效保险功能。这种先有技术的构成，由于不是直接监视微型计算机自身的异常现象，所以检测出异常状态很迟缓。所以，很难说它是十分有效的。
鉴于上上事实，本发明所提供的控制器，可直接检测出控制器的微型计算机自身的异常现象，在发生异常事态时，直接停止驱动装置的运转，同时以指示灯或蜂鸣器等表示手段，将所发生的异常事态告知外界。并且，由于异常事态发生的检测手段自身具有失效保险性能，所以
这是一种可靠性极高的控制器。
此外，本发明不仅限于温度控制器，也可适用于控制被控制量的所有控制器，为说明的方便起见，利用温度控制器来详细说明本发明。
图1示出本发明所涉及的温度控制器的一个实施例，就此图加以说明。图中，1是微型计算机，它由CPU2、ROM3和RAM4构成。5是设定器，由它设定的期望温度设定值Tsp，通过输入/输出（1/0）接口读入微型计算机1中。6是已经众所周知的具有失效保险性能的继电器驱动电路。微型计算机1的输出V
，通过输入/输出接口连接到这个继电器驱动电路6，只有在V
为给定一定周期的脉冲输出时，才对继电器驱动电路6的继电器K1起励磁作用。继电器K1被励磁后，继电器K1的接点K1-1闭合，给驱动机7提供电源，运转开始。驱动机7为达到设定器5所设定的期望温度值而运转。输出V
进一步接到充放电电路8。充放电电路8的输出V
接到比较器9的非反转输入端（+），与由接在反转输入端（-）上的电阻R
、R
所决定的基准电压V
进行比较。比较器9的输出V
接到晶体管Q1的基极，V
的输出为高电平（HI）时，晶体管Q
导通。晶体管Q1的集电极，接在作为温度传感器的热敏电阻10和电阻R
的中点。作为控制对象的温度检测值T
，这个中点的电压通过输入/输出接口读入微型计算机1中。
下面，对各部分的工作加以简单说明。已经众所周知的继电器驱动电路6，是由电容器C2、C3，二极管D1、D2，晶体管Q3，继电器K1构成的。根据来自上述输入/输出接口的给定周期的脉冲输出V
，使晶体管Q3导通/截止，电容器C2按照这个周期进行重复充电，同时也按照这个周期进行重复放电，从而继电器K1被励磁。晶体管Q3截止，对电容器C2充电时，为继续对继电器K1励磁，设置了电容器C3。也就是说，只有在微型计算机1的输出V
为给定的一定周期的
脉冲输出时，继电器驱动电路6才持续对继电器K1励磁，可以说是完成脉冲检测器的功能。并且，无论对于晶体管Q3的开路故障还是短路故障，这个电路都不会工作，从而具有失效的保险性能。
充放电电路8是由电阻R1、电容器C1、齐纳二极管V
和V
构成的，在V
为高电平（HI）时，为将电容器C1充电到齐纳二极管V
的齐纳电压，要使充放电电路8的输出V
上升。在V
为低电平（LO）时，为放电到齐纳二极管V
的齐纳电压，要使V
下降。也就是说，充放电电路8是这样构成的，它具有稳定的齐纳电压，能反复进行稳定的充放电。
比较器9比较V
和V
的大小。
V
≥V
时，将V
转换为高电平（HI）。
V
＜V
时，将V
转换为低电平（LO）。
这里，当比较器9的输出V
为低电平（LO）时，由于与V
相接的晶体管Q2截止，因此比较器9的反转输入端（-）所输入的基准电压V
置为高电压值V
，当V
为高电平（HI）时，由于晶体管Q2导通，因此置为由电阻R
决定的低电压值V
。也就是说，当V
升高到大于V
＝V
时，V
就转换成高电平（HI），同时，由于V
置为低值V
，能够产生滞后现象，从而可以实现比较器9的稳定工作。
在本实施例中，测定控制对象温度的热敏电阻10的特性是，随温度上升其电阻值减小。因此，当比较器9的输出V
为低电平（LO）从而晶体管Q1截止时，由热敏电阻10和电阻R2所决定的电压值T
可正确表示控制对象的温度，但当V
转换成高电平（HI）从而晶体管Q1导通电，由于处于短路状态，因此设定为极高的模拟温度。
在微型计算机1的ROM3中，写入控制CPU2的程序。按照
这个程序，CPU2执行图2所示的流程图。下面，说明图2所示的流程图。在CPU2中，设置有作为软件定时器的判断周期定时器，经常检查是否达到给定的时间间隔td的时间。当这个判断周期定时器的时间间隔达到td时，CPU2就通过输入/输出接口和实施例中省略的A/D变换器来读取T
和T
的数据值。然后，比较T
和T
的大小。
当T
≥T
时，将V
置于低电平（LO）
当T
＜T
时，将V
置于高电平（HI）
与此同时，将判断周期定时器置为初始值零。在判断周期定时器末达到时间间隔td时，进行与本发明有关的处理以外的工作。
下面，利用图3所示的表示这些部分工作的相互关系的时序图，来详细说明本发明。图3示出T
小于T
本发明实施例的工作情况。即表示这样一个例子，在控制对象的温度低于期望的温度设定值的情况下，按照热要求，使加热器等的驱动机7运转，从而将T
升高到T
如前所述，每当判断周期定时器的时间间隔达到td时，CPU2就比较T
和Tpv的大小。由于这里T
＜T
，按照图2所示的流程图，CPU2将V
置为高电平（HI）。若V
调到高电平（HI），则V
向齐纳二极管V
的齐纳电压上升，当这个值达到基准电压V
时，V
转换成高电平（HI），从而晶体管Q1导通。一旦晶体管Q1导通，如前所述，将T
置为极高的模拟温度。每当判断周期定时器的时间已到时，若CPU2通过重复判断而检测出这个V
的反转，则CPU2就将V
置为低电平（LO）。因而，V
向齐纳二极管V
的齐纳电压下降，若这个值从V
达到变化的基准电压V
，则V
就转换成低电平（LO），晶体管Q1截止。这样，如图3所示，当T
＜T
时，微型计算机1的输出V
为给定一定周期的脉冲输出，因此通过继电器驱动电路6，给继
电器K1励磁，使驱动机7运转，其运转一直到T
达到T
时为止。
另一方面，当T
≥T
时，即控制对象的温度高于期望的温度设定值时，CPU2将V
置为低电平（LO），V
不会因之上升，从而V
被保持在低电平（LO），晶体管Q1不会导通。以后，由于T
经常正确地表示控制对象的温度，所以V
继续保持在低电平（LO）。以后，继电器驱动电路6不再励磁，驱动机7也不再运转，T
便自然地下降，从而可实现期望的温度设定值。
若微型计算机1发生异常现象，则CPU2不能正常地执行图2的流程图，所以，V
或是保持高电平（HI）状态，或是保持低电平（LO）状态，或是成为周期紊乱的脉冲状态。这样一来，继电器驱动电路6不能励磁，驱动机7也不能运转，从而可实现失效保险功能。并且，在本发明中，对继电器驱动电路励磁的脉冲输出并非完全是由微型计算机自身用软件产生的，还利用了外部设置的充放电电路和比较器。如果发生CPU的失控，不管流程图自身产生什么样的短路路径，也不会产生给定一定周期的脉冲输出，从而能实现高度的失效保险功能。
在图1所示实施例的构成中，具有充放电电路8和比较器9，如图3所示，使晶体管Q1的动作延迟为V
的动作。也就是说，V
转换成高电平（HI）后，经过给定的时间之后，晶体管Q1才导通。作为本发明的必要条件的这个延迟功能，不仅限于利用充放电电路8和比较器9来实现，也可利用其它方法来实现。图4示出的利用硬件逻辑电路来实现这种延迟功能的一个实施例。
在其构成中有，检测出V
的上升沿并输出给定宽度的脉冲的正单触发电路20，利用这个脉冲输出的下降沿发出触发脉冲的负触发电路21，检测出V
的下降沿并发出给定宽度脉冲的负单触发电路22，利用这个脉冲的下降沿发出触发脉冲的负触发电路23，将两个触发电
路的“或”（OR）输出通过“或”（OR）电路24接到J/F触发器电路25，如图5所示，使V
即晶体管Q1的导通/截止动作延迟为V
的HI/LO动作。
此外，正如图6所示，本发明设置有以继电器驱动电路6为主要部分的异常状态检测电路11，将这个异常状态检测电路11和微型计算机21的输出V
连接起来，能够用指示灯等将温度控制器的异常现象向外部表示出来，所以它是一种非常方便的装置。
在图1的实施例说明中，假定把加热器等的暖气设备作为驱动机7，但只要把图2流程图中Tpv和T
的大小比较反过来，就可把冷气设备作为驱动机。也就是说，本发明不仅限于暖气设备用的温度控制器，也同样适用于冷气设备用的温度控制器。此外，还以随着温度上升而电阻值下降的热敏电阻作为温度传感器来加以说明，但不只限于此，还可以利用随着温度上升而电阻值升高的热敏电阻，或者也可以利用热电偶等其它种类的传感器。此外，在图1的实施例说明中，表示的是强制改变T
的结构，既使采用强制改变T
的结构，也毫不减少本发明的效果。
还有，在本发明实施例的说明中，把被控制量作为温度来加以说明，但本发明不仅限于这种情况，还可适用于所有的控制器，例如，对于以湿度作为被控制量的温度控制器也是有效的。
对于利用驱动装置来控制被控制量的控制器，从本质上来说，必须具有失效保险功能。既使是以微型计算机作为主要构成部分的控制器，也不例外。另一方面，因为微型计算机具有发生概率性故障或失控的因素，所以不能只用微型计算机作为控制器的信号处理装置。例如，过去在以温度作为被控制量的温度控制器中，装有机械式热安全装置等来处理这个问题，当持续异常运转时，这种方法可检测出异常温度，但不能直接检测出发生的故障。对此，本发明将微型计算机和外设的延迟电路
合起来，构成具有一定周期的脉冲发生装置，再把它与本质上具有失效保险功能的一定周期的脉冲检测装置连接起来，从而可实现整个控制器的失效保险功能。因此，微型计算机发生异常现象时，会毫不迟缓地直接转向安全的方面。由于还能向外部表示发生了异常现象，具有失效保险，因此可实现效果极佳的控制器。
图1是作为本发明一个实施例的温度控制器的电路构成图。图2是写入作为本发明一个实施例的上述温度控制器的ROM中，用以控制CPU的程序框图。图3是用于说明作为本发明一个实施例的上述温度控制器工作的时序图。图4是硬件逻辑电路图，表示本发明的上述温度控制器延迟功能的一个实施例。图5是说明上述延迟功能的时序图。图6是一个电路图，表示在本发明的上述温度控制器上附加异常状态检测电路的一个实施例。
1-微型计算机; 2.-CPU;
3-ROM; 4-RAM
5-设定器 6-继电器驱动电路;
7-驱动机 8-充放电电路
20、22-单触发电路;
21、23-触发电路;
25-JK触发器电路;
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