DE2602853A1

DE2602853A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung von elektrischen verbrauchern eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2602853A1
Application number: DE19762602853
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Arnold; Herbert Schroeder; Peter Schwarzhuber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1977-07-28
Also published as: SE420558B; SE7700799L; GB1571056A

Description

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14.1.1976 Ws/Hm

Anlage zur

P at e nt anme1dung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 STUTTGART τ

Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Glühlampen eines Kraftfahrzeuges, wobei jede zu überwachende Verbrauchergruppe bzw. jeder Verbraucher mit einem niederohmigen. Meßwiderstand und mit einem Schalter in Reihe geschaltet ist und wobei die jeweils am Meßwiderstand abgegriffene Spannung einer elektronischen Schalteinrichtung zugeführt ist, in deren Ausgang ein Signalgeber, insbesondere eine Signallampe, liegt und die bei eingeschalteten intakten Verbrauchern im Sperrzustand gehalten ist und bei Ausfall eines Verbrauchers in den stromleitenden Zustand umgesteuert wird.

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Bei einer solchen bekannten Schaltungsanordnung wird ein Abgriff zwischen einen jeden Verbraucher und dem ihm zugeordneten Meßwiderstand dein Emitter eines Transistors zugeführt, dessen Kollektor mit der Steuerelektrode eines den Signalgeber schaltenden Halbleiters verbunden ist (DT-OS 21 47 681). Die Basis des Transistors ist so vorgespannt, daß bei intaktem Verbraucher das dem Kollektor zugeführte Potential nicht ausreicht, um den Transistor in den stromleitenden Zustand zu steuern. Bei Ausfall des Verbrauchers steigt das Potential an, der Transistor wird stromleitend und steuert damit seinerseits den vorerwähnten Halbleiter in den stromleitenden Zustand so daß der Signalgeber den Defekt anzeigt.

Die Lösung hat den Nachteil, daß zur Umschaltung des Transistors das Emitterpotential um einen ausreichend hohen Betrag angehoben werden muß was nur dann möglich ist, wenn am Verbraucher eine vollständige Unterbrechung auftritt. Die Schaltungsanordnung ist daher zur überwachung von Glühlampen-Paaren eines Kraftfahrzeuges ungoeignet, die über einen gemeinsamen Meßwiderstand überwacht werden sollen. Bei Ausfall einer Lampe würde hier der durch den Meßwiderstand fließende Strom zwar verringert. Da der Meßwiderstand jedoch möglichst niederohmig gehalten werden muß, würde das an ihm abgegriffene Potential nicht ausreichen, um auch bei verringerter Versorgungsspannung, z.B. bei einer schwach geladenen Akkumulatorbatterie den Transistor bzw. den Halbleiter für den Signalgeber voll umzusteuern. Es muß daher für jeden " Verbraucher ein besonderer Meßwiderstand vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der selbst bei SpannungsSchwankungen auch mehrere Verbraucher an einem gemeinsamen Meßwiderstand überwacht werden können und die bei möglichst geringem Schaltungsaufwand ein sicheres Ansprechen der

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Schalteinrichtung auch bei teilweisem oder vollständigem Ausfall eines überwachten Verbrauchers gewährleistet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das jeweils am Meßwiderstand abgegriffene Spannungspotential über eine Diode der Steuerstrecke eines ersten Halbleiters zugeführt ist, dessen Schaltstrecke zur Steuerstrecke eines zweiten Halbleiters parallel geschaltet ist, wobei zumindest die Schaltstrecke des ersten Halbleiters mit einem Anschluß am Abgriff eines Spannungs-. tellers liegt, der einerseits auf Masse liegt und andererseits mit dem Schalter des zu überwachenden Verbrauchers verbunden ist und wobei der zweite Halbleiter mit einer Schaltstrecke im Steuerstromkreis eines Kontroll-Halbleiters liegt, dessen Schaltstrecke mit dem Signalgeber in Reihe geschaltet an eine Versrogungsspannung angeschlossen ist.

Bei dieser Schaltung wird durch den gemeinsamen Widerstand in der Schaltstrecke des ersten und zweiten Halbleiters im Zusammenwirken mit der übrigen Schaltungsanordnung erreicht, daß unabhängig von der Betriebsspannung bei einem Absinken des Verbraucherstromes um einen festgelegten Prozentsatz ein Umschalten des Ausganges orfolgt.

Die Schaltempfindlichkeit wird durch die zwei als Signalverstärker wirkenden Halbleiter so verbessert, daß an einem Meßwiderstand auch paarweise geschaltete Glühlampen überwacht werden können.

Einzelheiten der Erfindung sind an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur überwachung eines Lampenpaares mit einer Schalteinrichtung, deren Kontroll-Halbleiter von einer Schaltstufe gesteuert ist und

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Fig. 2 die überwachung mehrerer' Lampenpaare durch eine Schalteinrichtung, bei der mehrere Schaltstufen einen gemeinsamen Kontroll-Halbleiter ansteuern.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung ist eine Versorgungsleitung 10 am Pluspol des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges angeschlossen. Die Versorgungsleitung 10 ist über einen Schalter 11 mit einer Verbraucherleitung 12 verbunden, an die zwei parallel geschaltete Glühlampen 13a und 13b über eine gemeinsame Sicherung lh angeschlossen sind. Zur überwachung der Glühlampen ist eine Schalteinrichtung 15 vorgesehen, die einen in der Verbraucherleitung 12 liegenden Meßwiderstand 16 von 150 m JX hat, dessen Spannungsabfall bei eingeschalteten Glühlampen 13 von 15 W zur Steuerung der Schalteinrichtung verwendet wird. Das Spannungspotential an einem Abgriff 17 zwischen dem Meßwiderstand 16 und den Glühlampen 13 wird über einen Widerstand 18 und einer dazu in Reihe liegenden Diode der Basis eines ersten PNP-Transistors 20 zugeführt. Die Schaltstrecke dieses Transistors 20 liegt parallel zur Steuerstrecke eines zweiten PNP-Transistors 21, indem die Emitter beider Transistoren unmittelbar miteinander verbunden sind und in dem der Kollektor des ersten Transistors 20 mit der Basis des zweiten Transistors 21 verbunden ist. Der Emitteranschluß des ersten Transistors ist gemeinsam mit dem des zweiten Transistors über einen Widerstand 22 und über die Leitung 12 am Schalter 11 der zu überwachenden Glühlampen 13 angeschlossen. Der Kollektor des zweiten Transistors 21 ist über einen Widerstand 23 mit der Basis eines NPN-leitenden Kontrolltransistors 2H verbunden, dessen Schaltstrecke mit einer Signallampe 25 über eine Leitung 26 in Reihe geschaltet ist, die einerseits an der Versorgungsleitung 10 angeschlossen ist und andererseits über eine Diode 27 und · einem dazu in Reihe liegenden Widerstand 28 am Kollektoranschluß des Kontrolltransistors 24 liegt, dessen Emitteranschluß auf Masse gelegt ist. Die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors 20 und 21 sind gemeinsam

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über einen einstellbaren Widerstand 29 und der Kollektoranschluß des ersten Transistors 20 ist über einen v/eiteren Widerstand 30 mit Masse verbunden. Außerdem ist die Basis des ersten Transistors 20 über einen Kondensator 31 mit seinem Kollektor und über einen weiteren Widerstand 32 mit Masse verbunden.

Die Wirkungsweise der überwachungseinrichtung ist derart, daß bei geöffnetem Schalter 11 die Transistoren 20 und 21 gesperrt sind und somit die Basis des Kontrolltransistors 24 kein positives Spannungspotential erhält. Der Kontrolltransistor 24 ist daher ebenfalls gesperrt und die Signallampe 25 bleibt ausgeschaltet.

Bei geschlossenem Schalter 11 und intakten Glühlampen 13a und 13b fließt ein Strom von der Versorgungsleitung 10 über den Schalter 11, über den Meßwiderstand 16 und über die Sicherung 14 zu den beiden Glühlampen 13a, 13b und von dort zur Masse. Der dabei am Meßwiderstand 16 auftretende Spannungsabfall gelangt einerseits über den Widerstand 22 zum Emitteranschluß des ersten Transistors

20 und andererseits über den Widerstand l8 und die Diode 19 zur Basis dieses ersten Transistors 20. Bei intakten Glühlampen 13a und 13b ist der Spannungsabfall am Meßwiderstand 16 so groß, daß der erste'Transistor 20 voll in den stromleitenden Zustand durchgesteuert wird. Dadurch wird die Emitter-Basis-Strecke des zweiten Transistors

21 kurzgeschlossen, so daß dieser Transistor gesperrt bleibt und folglich über den Widerstand 23 auch den Kontrolltransistor 24 in gesperrten Zustand hält. Auch jetzt bleibt die Signallampe 25 ausgeschaltet.

Beim Defekt einer Lampe reduziert sich der Strom im Meßwiderstand 16 auf die Hälfte und somit auch der an ihm auftretende Spannungsabfall. Das Potential am Abgriff 17 zwischen dem Meßwiderstand l6'und den Glühlampen 13 wird dadurch soweit angehoben, daß der erste Transistor 20 nunmehr sperrt, über den an seinem Kollektor angeschlossenen Widerstand 30 gelangt nun das Masse-

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potential zur Basis des zweiten'Transistors 21 und steuert diesen voll in den stromleitenden Zustand um. Dadurch wird jetzt das positive Potential an der Schaltstrecke dieses Transistors 21 über den Widerstand 23 zur Basis des Kontrolltransistors 24 durchgeschaltet, so daß auch dieser Transistor voll in den stromleitenden Zustand umgesteuert wird. Es fließt nunmehr durch die Signallampe 25 über die Leitung 26, die Diode 27 den Widerstand 28 und über die Schaltstrecke des Kontrolltransistors 24 ein Signalstrom. Die Signallampe 25 leuchtet und zeigt den Defekt einer der zu überwachenden Lampen an.

Auf diese Weise werden sowohl die beiden Glühlampen 13a und 13b überwacht als auch die Sicherung 14. Beim Durchschmelzen der Sicherung 14 wird der Strom unterbrochen, so daß am Meßwiderstand 16 praktisch kein Spannungsabfall mehr auftritt. Auch in diesem Pali wird der erste Transistor 20 gesperrt und dadurch der zweite Transistor 21 in den stromleitenden Zustand gesteuert. Da dieser Transistor in der Steuerstrecke des Kontrolltransistors 24 liegt schaltet er diesen ebenfalls in den stromleitenden Zustand so daß auch bei Ausfall der Sicherung 14 die Signallampe 25 aufleuchtet. Die genaue Einstellung der Schaltschwelle erfolgt duroh Abgleich des Widerstandes 29·

In Fig. 2 ist in der Schalteinrichtung 15a im wesentlichen der gleiche Schaltungsaufbau für mehrere Verbrauchergruppen wiederholt vorgesehen. Dabei ist jeweils der erste und der zweite Transistor 20 und 21 mit den Widerständen 29, 30, dem Kondensator 31 dem Widerstand 32 zu einer Schaltstufe in Form eines Schwellwertschalters zusammengefaßt. Im ersten zu überwachenden Verbraucherstrorakreis ist die rechte Parklichtlampe 4l und die rechte Rücklichtlampe 42 parallelgeschaltet und über eine Sicherung 43 am Meßwiderstand l6a angeschlossen. Die Lampen werden entweder über einen Zündschalter 44 und einem dazu in Reihe

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"liegenden Parklichtschalter 45 über die ■Verbraucherleitung 12a eingeschaltet oder sie werden über einen dazu parallel angeordneten Lichtschalter 46 geschaltet. Der Spannungsabfall am Meßwiderstand 16a wird einerseits über den Widerstand 22a und andererseits über den Widerstand l8a mit der dazu in Reihe liegenden Diode 19a der Schaltstufe 40a zugeführt, die - wie oben erwähnt aus den beiden bei Pig. I beschriebenen Transistoren 20 und 21 besteht.

In einem zweiten Verbrauchers tr omkr'eis sind die linke Parklichtlampe 51 und die linke Rücklichtlampe 22 parallel geschaltet und über eine gemeinsame Sicherung 53 am Meßwiderstand l6b an die Verbraucherleitung 12b angeschlossen. Der Spannungsabfall am Meßwiderstand l6b wird hier einerseits über den Widerstand 22b und andererseits über den Widerstand l8b mit der dazu in Reihe liegenden Diode 19b einer weiteren Schaltstufe 40b zugeführt. Im dritten Verbraucherstromkreis sind zwei Kennzeichenlampen 6l zueinander parallel geschaltet und an einem Meßwiderstand 16c angeschlossen. Bei diesen Verbraucherstromkreis liegt eine Sicherung 63 vor dem Schaltkontakt des Lichtschalters 46, an dem die Verbraucherleitung 12c der Kennzeichenlampen 6l angeschlossen ist. Die diesen Verbraucherstromkreis zugeordnete Schaltstufe 40c ist wiederum über einen Widerstand 22c einerseits und über einen Widerstand l8c und einer dazu in Reihe liegenden Diode 19c mit den Enden des Meßwiderstandes l6c verbunden. Im letzten Verbraucherstromkreis wird der Ausfall der Sicherung 63 nicht durch die Schaltstufe 40c mit überwacht. Die überwachung erfolgt hier durch einen besonderen Kontrollkreis. Dieser Kontrollkreis besteht aus einem PNP-Transistor 64, dessen Emitter am Abgriff eines aus zwei in Reihe liegenden Widerständen S^ und 66 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen ist, der zwischen der Versorgungsleitung 10α und der Masse liegt und der somit dem Transistor 64 ein festes Emitterpotential zuführt. Die Basis des Transistors 64 liegt am Abgriff eines weiteren Spannungsteilers, dessen zwei Widerstände 67 und 68 hinter_der-Sicherung 63 ange-

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schlossen sind und andererseits ebenfalls auf Masse liegen.

Die Ausgänge der drei Schaltstufen 40a, ¹IOb, kOc.sind jeweils über einen Ausgangswiderstand 23a, 23b und 23c zueinander sowie zur Schaltstrecke des Transistors 64 parallel geschaltet und gemeinsam über den Widerstand 23 mit der Basis des Kontrolltransistors 24 verbunden. Auch hier ist die Signallampe 25 mit der Diode 27, dem Widerstand 28 und der Schaltstrecke des Kontrolltransistors 24 in Reihe geschaltet. Die Signallampe liegt dabei unmittelbar an der Versorgungsleitung 10a, während der Emitteranschluß des Kontrolltransistors 24 auf Masse gelegt ist.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist - ähnlich wie bei Fig. 1 - derart, daß bei intakten, eingeschalteten Lampen der Kontrolltransistor 24 gesperrt und damit die Signallampe 25 ausgeschaltet ist, da am Ausgang der Schaltstufen 40a, 40b und 40c kein Signal auftritt, das den Kontrolltransistor 24 in den stromleitenden Zustand durchsteuern kann. Fällt jedoch beispielsweise die rechte Rücklichtlampe 42 im ersten Verbrauchers trornkreis aus, so wird dadurch der Spannungsabfall am Meßwiderstand l6a verringert und der zuvor in den leitenden Zustand vorgespannte erste Transistor der Schaltstufe 40a gelangt in den Sperrzustand. Dadurch wird der zweite Transistor der Schaltstufe 40a in den stromleitenden Zustand umgesteuert. Am Ausgang dieser Schaltstufe 40a tritt somit ein Schaltsignal auf, das über den Widerstand 23a und den Widerstand 23 zur Basis des Kontrolltransistors 42 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand durchsteuert. Es fließt jetzt ein Signalstrom über die Signallampe 25, die Diode 27, den Widerstand 28 und über die Schaltstrecke des Kontrolltransistors 24 zur Masse. Die Signallampe leuchte und zeigt den Defekt einer zu überwachenden Lampe an.

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Bei einem Defekt im zweiten oder im dritten Verbraucherstromkreis wiederholt sich bei eingeschaltetem Verbraucherstromkreis der gleiche Vorgang entsprechend an der Kontrollstufe 40b oder 40c mit der Folge, daß eine Signalspannung über den jeweiligen Ausgangswiderstand 23b bzw. 23c und dem Widerstand 23 zur Basis des Kontrolltransistors 24 gelangt und diesen in den stromleitenden Zustand zur Einschaltung der Signallampe umsteuert. Die Signallampe verlischt jedoch, sobald der Verbraucherstromkreis ausgeschaltet wird.

Bei heiler Sicherung 63 liegt an der Easis des Transistors 64 ebenfalls ein bestimmtes Potential. Dies ist so bemessen, daß der Transistor 64 voll in den Sperrsustand gesteuert ist. Bei einem Defekt der Sicherung 63 gelangt die Netzspannung nicht mehr zum Spannungsteiler 67, 68 und die Basis des Tansistors 64 erhält nun über den Widerstand 68 nahezu Massepotential. Dadurch wird der Transistor 64 vollständig in den leitenden Zustand umgesteuert. Das Potential an seinem Kollektor wird nun angehoben und folglich wird auch der Kontrolltransistor 24 durchgesteuert. Die Signallampe 25 meldet nunmehr den Defekt der Sicherung, indem sie aufleuchtet.

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Claims

Ansprüche

l.jSchaltungsanordnung zur überwachung von elektrischen Verbrauchern, insbesondere von Glühlampen eines Fahrzeugs, wobei jede zu überwachende Verbrauchergruppe bzw. jeder Verbraucher mit einem niederohmigen Meßwiderstand und mit einem Schalter in Reihe geschaltet ist und wobei die jeweils am Meßwiderstand abgegriffene Spannung einer elektronischen Schalteinrichtung zugeführt ist, in deren Ausgang ein Signalgeber, insbesondere eine Signallampe liegt und die bei eingeschalteten intakten Verbrauchern im Sperrzustand gehalten ist und bei Ausfall eines Verbrauchers in den stromleitenden Zustand umgesteuert wirdj dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils am Meßwiderstand. (16) abgegriffene Spannungspotential über eine Diode (19) der Steuerstrecke eines ersten Halbleiters (20) zugeführt ist, dessen Schaltstrecke zur Steuerstrecke eines zweiten Halbleiters (21) parallel geschaltet ist, wobei zumindest die Schaltstrecke des ersten Halbleiters (20) mit einem Anschluß am Abgriff eines Spannungsteilers (22, 29) liegt, der einerseits auf Masse liegt und andererseits mit dem Schalter (11) des zu überwachenden Verbrauchers (13a, 13b) verbunden ist und wobei der zweite Halbleiter (21) mit seiner Schaltstrecke im Steuerstromkreis eines Kontroll-Halbleiters (24) liegt, dessen Schaltstrecke mit dem Signalgeber (25) in Reihe geschaltet an eine Versorgungsspannung angeschlossen ist.

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2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Halbleiter (2Oa₃ 21a) eines jeden zu überwachenden Verbrauchers (4l, 42) eine Schaltstufe (40a) bildet, deren Ausgang jeweils über einen Widerstand (23a) zu weiteren Schaltstufen (40b, 40c) parallel geschaltet ist, und die gemeinsam mit der Steuerstrecke des Kontroll-Halbleiters (24) in Reihe liegen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Halbleiter (20, 21) jeweils PNP-Transistoren sind und daß der Kontroll-Halbleiter (24) ein NPN-Transistor ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet ₃ daß der Emitteranschluß des ersten und des zweiten Transistors (20, 21) miteinander verbunden ist und daß der Kollektoranschluß des ersten Transistors (20) über einen Widerstand (30) auf Massepotential gelegt ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des ersten Transistors (20) einerseits über einen Widerstand (32) auf Massepotential gelegt ist und andererseits über die Diode (19) und einen dazu in Reihe liegenden weiteren Widerstand (18) zwischen dem Meßwiderstand (16) und dem zu überwachenden Verbraucher (13a, 13b) angeschlossen ist.

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6. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signallampe (25) im Kollektorstromkreis des Kontrolltransistors (2*1) liegt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel geschaltete Glühlampen (13a, 13b) und eine gemeinsame, vorgeschaltete Sicherung (1*0 mit einem gemeinsamen, damit in Reihe liegenden Meßwiderstand (16) versehen ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherung (63) der Verbraucher (6l) vor dem Meßwiderstand (l6c) angeordnet ist und daß zur überwachung der Sicherung (63) an deren Abgang ein am Abgriff mit der Basis eines weiteren Transistors (64) verbundener Spannungsteiler (67, 68) angeschlossen ist, wobei die Schaltstrecke des Transistors (64) emitterseitig am Abgriff eines an die Versorgungsspannung angeschlossenen, weiteren Spannungsteilers (65, 66) liegt, und kollektorseitig prallel zu den Ausgängen der Schaltstufen (40a, b, c) an die Steuerstrecke des Kontroll-Halbleiters angeschlossen ist,

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