DE3338764C2

DE3338764C2 -

Info

Publication number: DE3338764C2
Application number: DE19833338764
Authority: DE
Inventors: Georg 8431 Berg De Haubner; Hartmut 8510 Fuerth De Zoebl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1983-10-26
Publication date: 1991-08-14
Also published as: DE3338764A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten sowie zum Überwachen von elektri schen Verbrauchern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE-OS 31 35 805).The invention relates to a circuit arrangement for Switching on and off as well as for monitoring of electri rule consumers according to the preamble of claim 1 (DE-OS 31 35 805).

Es ist bereits bekannt, elektrische Verbraucher über einen leistungsstarken Feldeffekttransistor zu schal ten, der gleichzeitig als Strommeßorgan für den im Ver braucherstromkreis fließenden Strom verwendet wird (DE-OS 31 35 805). Bei dieser bekannten Schaltungsan ordnung wird jedoch der Feldeffekttransistor intermit tierend geschaltet, wobei die Einschaltphase bei zunehmen der Stromstärke im Verbraucherstromkreis durch die Steuerschaltung verringert wird. Bei einem Kurzschluß ist die Einschaltphase so kurz gewählt, daß eine Be schädigung des Feldeffekttransistors vermieden wird. Die bekannte Schaltung arbeitet daher als Regelkreis, durch den die mittlere Stromstärke auf einen vorgegebenen Wert ge halten wird. Die Schaltungsanordnung ist damit nicht in der Lage, den Zustand des Verbrauchers bzw. einen Defekt im Verbraucherstromkreis anzuzeigen.It is already known about electrical consumers to form a powerful field effect transistor ten, which also serves as a current measuring device for the ver consumer circuit flowing current is used (DE-OS 31 35 805). In this known circuit order is however the field effect transistor intermit switched on, with the switch-on phase increasing the current in the consumer circuit through the Control circuit is reduced. In the event of a short circuit the switch-on phase is so short that a loading Damage to the field effect transistor is avoided. The known circuit therefore works as a control loop, through which the mean current strength to a predetermined value will hold. The circuit arrangement is therefore unable to Condition of the consumer or a defect in the consumer circuit display.

Bei einer anderen bekannten Schaltungsanordnung wird der Spannungsab fall an einer Transistor-Schaltstufe im Verbraucherstromkreis abge fühlt (DE-OS 28 26 592). Bei Kurzschluß oder im Überlastzustand über schreitet der am Schalttransistor gemessene Spannungsabfall einen durch einen Vergleicher vorgegebenen Wert und der Schalttransistor wird dadurch zumindest vorübergehend ausgeschaltet. Da beim Ein schalten von Glühlampen, kapazitiven Lasten, Motoren, Relais, Ven tilen und dgl. zunächst ein Einschaltstromstoß auftreten kann, der nach dem Einschaltvorgang (Einschwingen) auf den normalen Betriebs strom zurückgeht, ist zwischen Vergleicherstufe und Schalttransistor eine rücksetzbare Zeitstufe eingefügt, so daß eine Abschaltung des Schalttransistors nur dann erfolgt, wenn der Überlastzustand über eine durch die Zeitstufe vorgegebene Zeit hinaus anhält. Bei dieser Schaltungsanordnung ist es nicht möglich, den Ausfall eines Ver brauchers, z. B. den Ausfall beispielsweise einer Glühlampe in einem Kraftfahrzeug zu ermitteln und anzuzeigen.In another known circuit arrangement, the voltage drop case abge at a transistor switching stage in the consumer circuit feels (DE-OS 28 26 592). In the event of a short circuit or in the overload state the voltage drop measured at the switching transistor value specified by a comparator and the switching transistor will be switched off at least temporarily. Since at the one switching of light bulbs, capacitive loads, motors, relays, ven tilen and the like. First, an inrush current can occur after switching on (settling) to normal operation current decreases, is between the comparator stage and switching transistor inserted a resettable timer, so that a shutdown of the Switching transistor only occurs when the overload condition is above lasts for a time specified by the time step. At this Circuit arrangement, it is not possible to avoid the failure of a Ver users, e.g. B. the failure of a light bulb in one Determine and display motor vehicle.

Aus der IEE Conference Publication, Nr. 181, 1979, Seiten 249-252 ist eine Vorrichtung zum Überwachen des Zustands von Verbrauchern in Kraftfahrzeugen bekannt, welche den am Mittenabgriff eines Spannungsteilers auftretenden Spannungsabfall überwacht, wobei der Spannungsteiler parallel zu der Serienschaltung aus einem Leistungs transistor und Verbraucher geschaltet ist. Diese bekannte Vorrichtung kann einen eingeschalteten Verbraucher nur durch kurzzeitiges perio disches Ausschalten des Leistungstransistors überwachen, weil ein Kurzschluß, insbesondere ein Kurzschluß, der während des Einschalt vorgangs auftritt, ansonsten nicht erkennbar ist. Während der Schalt pausen wird der Spannungsabfall am Mittenabgriff des Spannungsteilers gemessen, der bei einem ordnungsgemäß arbeitenden Verbraucher bei dem durch den unbelasteten Spannungsteiler vorgegebenen Wert liegen muß.From the IEE Conference Publication, No. 181, 1979, pages 249-252 is a device for monitoring the state of consumers in Motor vehicles known which the one at the center tap Monitored voltage divider occurring voltage drop, the Voltage divider in parallel with the series connection from one power transistor and consumer is switched. This known device can only be switched on by a short period of time Monitor the switching off of the power transistor because a Short circuit, especially a short circuit that occurs during switch-on process occurs, otherwise is not recognizable. During the shift the voltage drop at the center tap of the voltage divider will pause measured by a properly working consumer at the must be the value specified by the unloaded voltage divider.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zustand von Ver brauchern durch einen Feldeffekttransistor als Schalt- und Strommeß organ zu überwachen und sowohl eine Unterbrechung als auch eine Über lastung des Verbraucherstromkreises auf zuverlässige und kosten günstige Weise anzuzeigen.The invention has for its object the state of Ver need by a field effect transistor as a switching and current measurement organ and monitor both an interruption and an over load of the consumer circuit at reliable and cost convenient way to display.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features in claim 1.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vorteil auf, daß der Zustand des Verbrauchers bereits während des Einschaltvorganges ermittelt wird.The circuit arrangement according to the invention has the advantage that the state of the consumer during the switch-on process is determined.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist weiterhin den Vorteil auf, daß eine vorhandene Steuerschaltung für den einen Verbraucher stromkreis schaltenden Feldeffekttransistor ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand mit einer Überwachungs schaltung zu ergänzen ist, die sowohl eine Unterbrechung als auch eine Überlastung im Verbraucherstromkreis zu verlässig ermittelt und anzeigt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß sich eine solche Schaltungsanordnung zum Teil als integrierte Schaltung aufbauen läßt, die vor zugsweise im Kraftfahrzeug als Schaltbaustein für eine Vielzahl von Verbrauchern, wie Glühlampen, Elektromag neten oder Motoren zu verwenden ist. Dabei können die beiden Abfühlzeiten sowie die Schaltschwelle des Schwell wertschalters je nach dem normalen Stromverlauf beim Einschaltvorgang des angeschlossenen intakten Verbrauchers eingestellt werden.The circuit arrangement according to the invention also has the advantage on that an existing control circuit for a consumer circuit switching field effect transistor without significant additional effort with a monitoring circuit is to be completed, which is both an interruption as well as an overload in the consumer circuit reliably determined and displayed. Another advantage it can be seen that such a circuit arrangement can be built in part as an integrated circuit that before preferably in the motor vehicle as a switching module for a Variety of consumers, such as light bulbs, electric mag or motors must be used. The both sensing times and the switching threshold of the threshold value switch depending on the normal current profile at Switching on the connected intact consumer can be set.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn zumindest ein Teil der Überwachungs schaltung und der Steuerschaltung mit dem Feldeffekt transistor eine Empfängerstufe bildet, die über einen Steuerbus mit einem Zentralsender einer Multiplexsteu erung verbunden ist. Durch eine solche Ausführung kön nen beispielsweise zahlreiche Verbraucher in einem Kraftfahrzeug über eine Ringleitung versorgt und ge steuert werden, wobei sowohl die Rückmeldesignale als auch die Steuersignale an den Zentralsender über mittelt werden. Zum Ein- und Ausschalten sowie zum Steuern der verschiedenen Verbraucher lassen sich sowohl Sensoren als auch mechanisch betätigte Schalter verwenden. Besonders vorteilhaft für eine solche Multiplexsteuerung ist es, wenn der Zentralsender sowie die einzelnen Empfängerstufen jeweils pro grammierbare Rechner enthalten. Dadurch ist es mög lich alle Empfängerstufen in gleicher Weise aufzu bauen und durch ein entsprechendes Programm für die Multiplexsteuerung zu kodieren. Außerdem lassen sich durch programmierbare Rechner die Zeiten für das Abfüh len des Schwellwertschalters der Überwachungsschaltung leicht realisieren und individuell dem angeschlossenen Verbraucher anpassen.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements to features specified in the main claim possible. Especially is advantageous if at least part of the monitoring circuit and the control circuit with the field effect transistor forms a receiver stage, which via a Control bus with a central transmitter of a multiplex control connected. With such a design for example, numerous consumers in one Motor vehicle supplied via a ring line and ge are controlled, both the feedback signals as well as the control signals to the central transmitter be averaged. For switching on and off and for Different consumers can be controlled both sensors and mechanically operated switches use. Particularly advantageous for one Multiplex control is when the central transmitter as well as the individual recipient levels each per grammable calculator included. This makes it possible Lich all receiver levels in the same way build and through an appropriate program for the To encode multiplex control. In addition, programmable computers for the times for the removal len of the threshold switch of the monitoring circuit easy to implement and individually connected Customize consumers.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawing shown and in the description below explained in more detail. Show it

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Empfängerstufe einer Multiplexsteuerung zur Ver sorgung mehrerer Verbraucher eines Kraftfahrzeuges, Fig. 1 is a block diagram of a receiver stage of a multiplex control for Ver supply a plurality of consumers of a motor vehicle,

Fig. 2 zeigt die Empfängerstufe aus Fig. 1 mit dem Schaltungsaufbau einer Schalt-und Überwachungsstufe und FIG. 2 shows the receiver stage from FIG. 1 with the circuit structure of a switching and monitoring stage and

Fig. 3 zeigt den Stromverlauf im Verbraucherstromkreis während eines Einschaltvorganges a) bei intaktem Ver braucher, b) bei einem durch den Einschaltstromstoß aus fallenden Verbraucher und c) bei einem Kurzschluß im Verbraucherstromkreis. Fig. 3 shows the current profile in the consumer circuit during a switch-on process a) with intact United consumers, b) in a case of consumers falling through the inrush current and c) in the event of a short circuit in the consumer circuit.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist eine im Blockschaltbild dargestellte Empfängerstufe für die Multiplexsteuerung eines Kraft fahrzeuges mit 10 bezeichnet. Die Empfängerstufe 10 ist über eine Versorgungsleitung 11 mit dem Pluspol der nicht dargestellten Fahrzeugbatterie verbunden. Die Versorgungsleitung 11 ist dabei vorzugsweise als Ringleitung an sämtliche Empfängerstufen 10 im Kraft fahrzeug vorbeigeschleift und mit Klemme 12 der Empfängerstufen 10 verbunden. Jede Empfängerstufe 10 umfaßt einen Mikrocomputer 13 sowie mehrere Schalt- und Überwachungsstufen 14, die ebenfalls über Klemme 12 mit der Versorgungsleitung 11 verbunden sind. Der Ausgang der Schalt- und Überwachungsstufen 14 ist jeweils über eine Klemme 15 mit einem Verbraucher verbunden, der im Beispielsfall durch eine Glühlampe 16, durch einen Gleichstrommotor 17 bzw. durch eine Magnetspule 18 gebildet wird. Der Mikroprozessor 13 ist ebenfalls über Klemme 12 mit der Versorgungsleitung 11 verbunden, Er ist ferner mit einem Steuereingang über eine Klemme 19 mit einer Steuerleitung 20 verbunden, die ebenfalls an sämtliche Empfängerstufen 10 im Kraftfahrzeug vor beigeschleift ist und zu einem nicht dargestellten Zentralsender führt. Über die Steuerleitung 20 werden vom Zentralsender die einzelnen Empfängerstufen 10 im Kraftfahrzeug durch eine Zeitmultiplexsteuerung jeweils angesteuert, wie dies beispielsweise in der DE-OS 31 03 844 näher beschrieben ist. Zur Über wachung der verschiedenen Verbraucher werden außerdem Rückmeldesignale über einen Steuerausgang des Mikro computers 13 über Klemme 21 auf die Steuerleitung 20 gegeben. Steuereingang und Steuerausgang des Mikro computers 13 sind dabei jeweils über Inverterstufen 22 und 23 mit der Steuerleitung 20 verbunden. Die einzel nen Schalt- und Überwachungsstufen 14 sind jeweils über Leitungen 24 mit einem Steuerausgang des Mikro prozessors 13 sowie über Rückmeldeleitungen 25 mit jeweils einem Steuereingang des Mikrocomputers 13 verbunden.In Fig. 1, a receiver stage shown in the block diagram for the multiplex control of a motor vehicle is designated 10 . The receiver stage 10 is connected via a supply line 11 to the positive pole of the vehicle battery, not shown. The supply line 11 is preferably looped past all receiver stages 10 in the motor vehicle as a ring line and connected to terminal 12 of the receiver stages 10 . Each receiver stage 10 comprises a microcomputer 13 and a plurality of switching and monitoring stages 14 , which are also connected to the supply line 11 via terminal 12 . The output of the switching and monitoring stages 14 is in each case connected via a terminal 15 to a consumer, which in the example is formed by an incandescent lamp 16 , by a direct current motor 17 or by a magnetic coil 18 . The microprocessor 13 is also connected to the supply line 11 via terminal 12. It is also connected to a control input via a terminal 19 to a control line 20 , which is also looped to all receiver stages 10 in the motor vehicle and leads to a central transmitter (not shown). Via the control line 20 , the individual receiver stages 10 in the motor vehicle are each controlled by the central transmitter by a time-division multiplex control, as is described in more detail, for example, in DE-OS 31 03 844. To monitor the various consumers feedback signals are also given via a control output of the microcomputer 13 via terminal 21 on the control line 20 . The control input and control output of the microcomputer 13 are each connected to the control line 20 via inverter stages 22 and 23 . The individual NEN switching and monitoring stages 14 are each connected via lines 24 to a control output of the microprocessor 13 and via feedback lines 25 with a control input of the microcomputer 13 .

Fig. 2 zeigt die Empfängerstufe 10 mit dem Schaltungs aufbau einer Schalt- und Überwachungsstufe 14 aus Fig. 1. Die über Klemme 12 angelegte Versorgungsspannung wird über eine Stabilisierungsstufe dem Mikrocomputer 13 zu geführt. Die Schalt- und Überwachungsstufe 14 enthält eine integrierte Schaltung, bei der ein leistungsstar ker Feldeffekttransistor 28 den über Klemme 15 anzu schließenden Verbraucher ein- und ausschaltet. Der Source-Anschluß 28a ist über Klemme 12 mit der Versorgungs leitung 11 verbunden, der Drain-Anschluß 28b ist über Klemme 15 an einem Verbraucher 16, 17 oder 18 anzuschließen und der Gate-Anschluß 28c ist an eine Steuerschal tung angeschlossen, welche zwei hintereinander geschal tete Widerstände 29 und 30, eine zum Source-Anschluß 28a führende Z-Diode 31 zur Spannungsbegrenzung sowie eine über die Leitung 24 mit dem Steuerausgang des Mikro computers 13 verbundene Inverterstufe 32 umfaßt. Zur Steuerschaltung gehören außerdem der Mikrocomputer 13 sowie der über die Steuerleitung 20 mit dem Mikrocomputer 13 verbundene, nicht dargestellte Zentralsender und eine daran angeschlossene Betätigungstaste zum Ein- und Aus schalten des Verbrauchers. Fig. 2 shows the receiver stage 10 with the circuit structure of a switching and monitoring stage 14 from FIG. 1. The supply voltage applied via terminal 12 is fed to the microcomputer 13 via a stabilization stage. The switching and monitoring stage 14 contains an integrated circuit in which a high-performance field effect transistor 28 switches the consumer to be connected via terminal 15 on and off. The source terminal 28 a is connected via terminal 12 to the supply line 11 , the drain terminal 28 b is to be connected via terminal 15 to a consumer 16 , 17 or 18 and the gate terminal 28 c is connected to a control circuit device, which comprises two successively switched resistors 29 and 30 , a Z-diode 31 leading to the source connection 28 for voltage limitation and a line 24 connected to the control output of the microcomputer 13 includes inverter stage 32 . The control circuit also includes the microcomputer 13 and the central transmitter (not shown) connected to the microcomputer 13 via the control line 20 and an actuating button connected thereto for switching the consumer on and off.

Zur Überwachung des an Klemme 15 angeschlossenen Ver brauchers ist der Feldeffekttransistor 28 mit seiner Source-Drain-Schaltstrecke an eine Überwachungsschaltung angeschlossen, die im wesentlichen einen Transistor 33 als Schwellwertschalter sowie den Mikrocomputer 13 umfaßt. Zur Einstellung der Schaltschwelle des Tran sistors 33 auf einen bestimmten Verbraucherstrom liegt die Basis des Transistors 33 an einem parallel zur Source-Drain-Strecke des Feldeffekttransistors 28 ge schalteten, aus zwei Widerständen 34 und 35 gebildeten Spannungsteiler und der Emitter des Transistors 33 liegt unmittelbar am Source-Anschluß 28a des Feldeffekt transistors 28. Der Kollektor des Transistors 33 ist über einen Widerstand 36 einerseits gegen Masse geschaltet und andererseits über eine Inverterstufe 37 mit dem Steu ereingang des Mikrocomputers 13 verbunden. An einem wei teren Ausgang 38 des Mikrocomputers 13 ist eine Leucht diode 39 gegen Masse geschaltet, die bei einem Defekt im Verbraucherstromkreis anspricht.To monitor the consumer connected to terminal 15 , the field effect transistor 28 is connected with its source-drain switching path to a monitoring circuit, which essentially comprises a transistor 33 as a threshold switch and the microcomputer 13 . To set the switching threshold of the transistor 33 to a certain consumer current, the base of the transistor 33 is connected to a ge parallel to the source-drain path of the field effect transistor 28 , formed from two resistors 34 and 35 voltage divider and the emitter of the transistor 33 is located directly on Source terminal 28 a of the field effect transistor 28th The collector of transistor 33 is connected to ground on the one hand via a resistor 36 and, on the other hand, is connected to the control input of the microcomputer 13 via an inverter stage 37 . At a white direct output 38 of the microcomputer 13 , a light-emitting diode 39 is connected to ground, which responds to a defect in the consumer circuit.

Mit Hilfe des in Fig. 3 dargestellten Stromverlaufes im Verbraucherstromkreis bei intakten oder defekten Ver brauchern soll nunmehr die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 und 2 in ihrer Wirkungsweise näher erläutert werden. Als Verbraucher ist im Beispielsfall eine Glühlampe 16 an Klemme 15 angeschlossen. Fig. 3a zeigt den Stromverlauf im Verbraucherstromkreis während des Einschaltvorganges bei intakter Glühlampe 16. Durch die kalte Glühlampe 16 fließt zunächst ein hoher Stromstoß, der anschließend in kurzer Zeit durch das Aufglühen der Glühlampe bis auf den normalen Betriebs strom abfällt. Dabei wird an der Schaltstrecke des Feldeffekttransistors 28, also zwischen dem Source- und Drain-Anschluß 28a, 28b ein von der Stromstärke im Verbraucherstromkreis abhängiger Spannungsabfall über die Widerstände 34, 35 der Basis-Emitter-Steuer strecke des Transistors 33 zugeführt. Die strichpunk tierte Linie S in Fig. 3 bildet dabei die Schalt schwelle für den Transistor 33. Die Schaltschwelle des Transistors 33 ist durch eine entsprechende Ju stierung des Widerstandes 34 so gelegt, daß sie bei intakter Glühlampe 16 durch den Einschaltstrom zunächst überschritten und durch den normalen Betriebsstrom am Ende des Einschaltvorganges unterschritten wird. Der Einschaltvorgang beginnt mit dem Durchsteuern des Feldeffekttransistors 28 in den stromleitenden Zustand und endet bei intaktem Verbraucher mit dem Erreichen des normalen Betriebsstroms. Der Steuerbefehl zum Einschalten der Glühlampe 16 wird vom nicht darge stellten Zentralsender über die Steuerleitung 20, über Klemme 19 und dem Inverter 22 auf den Steuer eingang des Mikrocomputers 13 gegeben und über den entsprechenden Steuerausgang des Mikrocomputers 13 wird der Feldeffekttransistor 20 über die Leitung 24, die Inverterstufe 32 und die Widerstände 29 und 30 in den stromleitenden Zustand gesteuert. Während des Einschalt vorganges wird nun der Schaltzustand des Transistors 33 zu zwei vorgegebenen Zeiten t1 und t2 durch den Mikrocomputer 13 über die Rückmeldeleitung 25 abgefühlt. Durch ein entsprechendes Programm des Mikrocomputers 13 werden die Abfühlzeiten t1 und t2 so gewählt, daß die Schaltschwelle des Transistors 33 bei intakter Glühlampe 16 zur ersten Zeit t1 gemäß Fig. 3a durch den Verbraucherstrom i überschritten und zur zweiten Zeit t2 unterschritten ist. Am Ausgang der Inverter stufe 37 liegt folglich zur Zeit t1 ein 0-Signal und zur Zeit t2 ein 1-Signal. Abhängig von den abgefühlten Schaltzuständen des Transistors 33 wird nun durch ein entsprechendes Programm des Mikrocomputers 13 über Klemme 20 ein Rückmeldesignal auf die Steuerleitung 20 gegeben, welches den intakten Zustand der Glühlampe 16 anzeigt, indem dieses Signal z. B. über den Zentral sender eine Kontrollampe kurzzeitig einschaltet.With the help of the current profile shown in Fig. 3 in the consumer circuit with intact or defective United consumers, the circuit arrangement of FIGS . 1 and 2 will now be explained in more detail in its operation. In the example, a light bulb 16 is connected to terminal 15 as a consumer. Fig. 3a shows the flow of current in the load circuit during the switch with intact bulb sixteenth Through the cold bulb 16 , a high current surge initially flows, which then drops in a short time by the glow of the bulb to normal operating current. It is on the switching path of the field effect transistor 28 , that is, between the source and drain terminal 28 a, 28 b, a dependent on the current in the consumer circuit voltage drop across the resistors 34 , 35 of the base-emitter control path of the transistor 33 supplied. The dash-dot line S in Fig. 3 forms the switching threshold for the transistor 33rd The switching threshold of the transistor 33 is set by a corresponding Ju station of the resistor 34 so that it is initially exceeded by the inrush current when the bulb 16 is intact and undercut by the normal operating current at the end of the switch-on process. The switch-on process begins when the field effect transistor 28 is turned into the current-conducting state and ends when the consumer is intact when the normal operating current is reached. The control command to turn on the light bulb 16 is given by the central transmitter, not shown, via the control line 20 , via terminal 19 and the inverter 22 to the control input of the microcomputer 13 and via the corresponding control output of the microcomputer 13 , the field effect transistor 20 via the line 24 , the inverter stage 32 and the resistors 29 and 30 controlled in the current-conducting state. During the switch-on process, the switching state of the transistor 33 is sensed at two predetermined times t 1 and t 2 by the microcomputer 13 via the feedback line 25 . By a corresponding program of the microcomputer 13, the Abfühlzeiten are t 1 and t 2 selected so that the switching threshold of the transistor 33 with an intact light bulb 16 to the first time t 1 of FIG. I exceeded by the load current 3a and to the second time t 2 below is . At the output of the inverter stage 37 is consequently a 0 signal at time t 1 and a 1 signal at time t 2 . Depending on the sensed switching states of the transistor 33 , a corresponding signal is now given to the control line 20 by a corresponding program of the microcomputer 13 via terminal 20 , which indicates the intact state of the incandescent lamp 16 by this signal, for. B. briefly switches on a warning lamp via the central transmitter.

Fig. 3b zeigt den Stromverlauf beim Durchbrennen der Glühlampe 16 während des Einschaltvorganges (flash-over). Durch die Stromspitze beim Einschalten der Glühlampe 16 wird innerhalb von t 5 msek die Glühwendel zerstört und damit der Stromkreis wieder unterbrochen. Die er ste Zeit t1, zu der der Schaltzustand des Transistors 33 vom Mikrocomputer 13 abgefühlt wird, liegt etwa 10 msek nach dem Einschalten des Verbrauchers. Er liegt damit - wie Fig. 3b zeigt - zeitlich hinter einem durch den Einschaltstromstoß verursachten Ausfall der Glühlampe 16. Die zweite Abfühlzeit t2 liegt bei etwa 60 msek nach dem Einschalten der Glühlampe 16 und somit am Ende des eigentlichen Einschaltvorganges. Bei einem Durchbrennen der Glühlampe 16 während des Einschaltvorganges gemäß Fig. 3b hat folglich der Transistor 33 zu beiden Zeiten t1 und t2 nicht angesprochen, so daß jeweils ein 1-Sig nal vom Ausgang der Inverterstufe 37 in den Mikrocomputer 13 eingelesen wird. Durch das Programm des Mikrocomputers 13 wird nunmehr ein entsprechendes Rückmeldesignal über die Inverterstufe 23 am Steuerausgang des Mikrocomputers 13 auf die Steuerleitung 20 gegeben und außerdem wird die Leuchtdiode 39 eingeschaltet. FIG. 3b shows the current waveform in case of failure of the bulb 16 during the switch (flash-over). The incandescent filament is destroyed within t 5 msec by the current peak when the incandescent lamp 16 is switched on and the circuit is thus interrupted again. The first time t 1 at which the switching state of the transistor 33 is sensed by the microcomputer 13 is approximately 10 msec after the consumer is switched on. It thus lies - as FIG. 3b shows - behind a failure of the incandescent lamp 16 caused by the inrush current. The second sensing time t 2 is approximately 60 msec after the light bulb 16 is switched on and thus at the end of the actual switch-on process. In a burn-through of the incandescent lamp 16 during the switch according to Fig. 3b has, consequently, the transistor 33 at both times t is not addressed 1 and t 2, so that in each case a 1-Sig nal is read into the microcomputer 13 from the output of inverter stage 37. The program of the microcomputer 13 now sends a corresponding feedback signal via the inverter stage 23 at the control output of the microcomputer 13 to the control line 20 , and the light-emitting diode 39 is also switched on.

Fig. 3c zeigt den Stromverlauf beim Auftreten einer Überlast oder eines Kurzschlusses im Verbraucherstrom kreis. Der Verbraucherstrom i hat hier zu beiden Zeiten t1 und t2 die Schaltschwelle S überschritten. Der Tran sistor 33 geht folglich nicht mehr in den Sperrzustand zurück und über den Ausgang der Inverterstufe 37 wird folglich zu den zwei Zeiten t1 und t2 ein 0-Signal in den Mikrocomputer 13 eingelesen. Durch das Programm des Mikrocomputers 13 wird nunmehr ein entsprechendes Rück meldesignal über den Inverter 23 auf die Steuerleitung 20 gegeben, welches den Kurzschluß bzw. eine Überla stung im Verbraucherstromkreis anzeigt. Beim Auftreten eines solchen Rückmeldesignales steuert der Mikrocom puter 13 durch entsprechende Programmierung gleichzeitig über die Leitung 24 den Feldeffekttransistor 28 in den Sperrzustand. Außerdem wird die Leuchtdiode 39 vom Mikro computer 13 intermittierend eingeschaltet. Fig. 3c shows the current profile when an overload or a short circuit occurs in the consumer circuit. The consumer current i has exceeded the switching threshold S at both times t 1 and t 2 . The transistor 33 consequently no longer goes back to the blocking state and, via the output of the inverter stage 37 , a 0 signal is consequently read into the microcomputer 13 at the two times t 1 and t 2 . Through the program of the microcomputer 13 , a corresponding feedback signal is now given via the inverter 23 to the control line 20 , which indicates the short circuit or overload in the consumer circuit. When such a feedback signal occurs, the Mikrocom computer 13 simultaneously controls the field effect transistor 28 in the blocking state by appropriate programming via line 24 . In addition, the light emitting diode 39 is switched on intermittently by the microcomputer 13 .

Durch die Schalt- und Überwachungsstufe 14 kann die Empfängerstufe 10 den Verbraucherstromkreis auch nach dem Einschaltvorgang bezüglich Überlastung oder Kurz schluß weiterhin überwachen. In diesem Fall wird der Schaltzustand des Transistors 33 bei eingeschaltetem Verbraucher in weiteren programmierten Zeitabständen abgefühlt. Sobald der Strom im Verbraucherstromkreis den Schwellwert S überschreitet, wird der Transistor 33 stromleitend und über die Inverterstufe 37 wird nunmehr ein 0-Signal in den Mikrocomputer 13 einge lesen und damit eine Überlastung des Verbraucherstrom kreises signalisiert. Der Mikrocomputer 13 erzeugt folglich immer dann ein einen Kurzschluß oder eine Überlastung im Verbraucherstromkreis anzeigendes Rückmeldesignal, wenn mit Ausnahme der ersten Abfühl zeit t1 der Transistor 33 im mindestens einer der nach folgenden Abfühlzeiten tx durchgeschaltet hat.Through the switching and monitoring stage 14 , the receiver stage 10 can continue to monitor the consumer circuit even after the switch-on process for overload or short circuit. In this case, the switching state of the transistor 33 is sensed at further programmed time intervals when the consumer is switched on. As soon as the current in the consumer circuit exceeds the threshold value S, the transistor 33 becomes electrically conductive and a 0 signal is now read into the microcomputer 13 via the inverter stage 37 , thus signaling an overload of the consumer circuit. The microcomputer 13 consequently always generates a feedback signal indicating a short circuit or an overload in the consumer circuit when, with the exception of the first sensing time t 1, the transistor 33 has switched through in at least one of the following sensing times tx.

In gleicher Weise wie gemäß Fig. 3 der Einschaltvorgang einer Glühlampe überwacht wird, läßt sich auch der An laufvorgang des Motors 17 oder der Einschaltvorgang eines Elektromagneten 18 überwachen. Da die Einschalt vorgänge hierbei teilweise erheblich länger sind, müssen folglich auch die Abfühlzeiten t1 und t2 durch ent sprechende Programmierung des Mikrocomputers 13 zeit lich verschoben werden.In the same way as shown in FIG. 3, the switching on of an incandescent lamp is monitored, the running process of the motor 17 or the switching on of an electromagnet 18 can also be monitored. Since the switch-on processes are sometimes considerably longer, the sensing times t 1 and t 2 must accordingly be shifted in time by programming the microcomputer 13 accordingly.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel eingeschränkt, da sie auch zum Ein- und Ausschalten sowie zum Überwachen von elek trischen Verbrauchern eingesetzt werden kann, die keine Multiplexsteuerung aufweisen. So ist es bei spielsweise auch möglich, den zu überwachenden Ver braucher über einen mechanischen Schalter oder über einen Sensor bzw. über einen Geber anzusteuern, der unmittelbar auf einen Steuereingang des Mikrocomputers 13 einer Empfängerstufe 10 gelegt ist. Schließlich ist es auch möglich, den Mikrocomputer 13 durch eine ent sprechend arbeitende Steuer- und Überwachungsschaltung zu ersetzen, welche zu vorgegebenen Zeiten t1, t2 einen den Verbraucherstrom überwachenden Schwellwertschalter abfühlt und in Abhängigkeit davon ein den Zustand des Verbrauchers anzeigendes Signal abgibt. Bei Verwendung einer Multiplexsteuerung sind die Empfängerstufen 10 über einen Steuerbus mit dem Zentralsender verbunden, wobei der Steuerbus sowohl aus einem Lichtleiter als auch aus mehreren voneinander unabhängigen Steuer- und Rück meldeleitungen bzw. gemäß Fig. 1 aus einer einzigen Steu erleitung ausgeführt werden kann. Wird die Schalt- und Überwachungsstufe 14 in IC-Ausführung realisiert, ist der Schwellwertschalter 33 zweckmäßigerweise ebenfalls ein Feldeffekttransistor.The circuit arrangement according to the invention is not restricted to the exemplary embodiment, since it can also be used for switching on and off and for monitoring electrical consumers which have no multiplex control. For example, it is also possible to control the consumer to be monitored via a mechanical switch or via a sensor or via an encoder which is placed directly on a control input of the microcomputer 13 of a receiver stage 10 . Finally, it is also possible to replace the microcomputer 13 by a correspondingly operating control and monitoring circuit which, at predetermined times t 1 , t 2, senses a threshold switch monitoring the consumer current and, depending on this, emits a signal indicating the state of the consumer. When using a multiplex controller, the receiver stages 10 are connected to the central transmitter via a control bus, the control bus being able to be executed both from an optical fiber and from several mutually independent control and feedback lines or, as shown in FIG. 1, from a single control line. If the switching and monitoring stage 14 is implemented in an IC version, the threshold switch 33 is expediently also a field effect transistor.

Gegebenenfalls lassen sich durch die Schaltungsanordnung auch Verbraucherstromkreise mit zwei oder mehreren paral lel oder in Reihe geschalteten Verbrauchern ein- und ausschalten und überwachen.If necessary, by the circuit arrangement also consumer circuits with two or more in parallel lel or series connected consumers on and switch off and monitor.

Claims

1.Circuit arrangement for switching on and off and for monitoring electrical consumers which are connected in series with a field effect transistor as a switch and current measuring element, the switching path of the field effect transistor being connected to a monitoring circuit and the gate connection of the field effect transistor being connected to a control circuit, characterized,

a) that the monitoring circuit has a depending on the consumer current (i) responsive threshold switch ( 33 ), the switching threshold (S) with intact consumer ( 16 , 17 , 18 ) is exceeded by the inrush current and undercut by the normal operating current,
b) that the monitoring circuit senses the switching state of the threshold switch ( 33 ) during the switch-on process at the consumer ( 16 , 17 , 18 ) at two predetermined times (t 1 , t 2 ), the switching threshold (S) with the consumer ( 16 , 17 , 18 ) exceeded at the first time (t 1 ) and fallen below at the second time (t 2 ), and
c) that the monitoring circuit emits a signal indicating the state of the consumer ( 16 , 17 , 18 ) depending on the sensed switching states of the threshold switch ( 33 ).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the monitoring circuit the switching state of the threshold switch ( 33 ) for the first time at a time (t 1 ) which senses the time after a given failure caused by the inrush current of the consumer ( 16 , 17 , 18 ) lies.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the first sensing time (t 1 ) is at least 100µs after switching on the consumer ( 16 ).

4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the monitoring circuit emits a signal indicating the failure of the consumer ( 16 , 17 , 18 ) when the threshold switch ( 33 ) is not addressed at the two times (t 1 , t 2 ) Has.

5. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the monitoring circuit emits a signal indicating a short circuit in the consumer circuit when the threshold switch ( 33 ) has responded at the two times (t 1 , t 2 ).

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring circuit emits a signal indicating the normal operation of the consumer ( 16 , 17 , 18 ) when the threshold switch ( 33 ) has responded only at the first point in time (t 1 ) .

7. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the monitoring circuit when the consumer ( 16 , 17 , 18 ) is switched on, the switching state of the threshold switch ( 33 ) is sensed at further predetermined time intervals and emits a signal indicating a short circuit in the consumer circuit when with the exception of the first sensing time (t 1 ) in at least one of the following sensing times (tx) the threshold switch ( 33 ) has responded.

8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the control circuit ( 13 ) controls the field effect transistor ( 28 ) when the signal indicating a short circuit occurs in the blocking state.

9. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that at least part of the monitoring circuit and the control circuit with the field effect transistor ( 28 ) forms a receiver stage ( 10 ) which is connected via a control bus ( 20 ) to a central transmitter of a multiplex controller.

10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that the central control and the individual receiver stages ( 10 ) each contain programmable computers ( 13 ).

11. Circuit arrangement according to claim 10, characterized in that the field effect transistor ( 28 ) with the threshold value switch ( 33 ) and other components of the control and monitoring circuit as a switching and monitoring stage ( 14 ) is combined in an integrated circuit.