DE2605114C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern

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DE2605114C2 DE2605114A DE2605114A DE2605114C2 DE 2605114 C2 DE2605114 C2 DE 2605114C2 DE 2605114 A DE2605114 A DE 2605114A DE 2605114 A DE2605114 A DE 2605114A DE 2605114 C2 DE2605114 C2 DE 2605114C2
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Description

Ϊ0
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (Q) des Speichers (17) zum Ausgang einer oder mehrerer Schwellwertschalter (16a,) zur Überwachung weiterer Verbraucher (60) parallel geschaltet ist, die gemeinsam an dem Steuereingang eines Halbleiters (18s,) liegen, dessen Schaltstrecke mit dem Signalgeber (19) in Reihe geschaltet ist.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung wird der Spannungsabfall eines jeden Meßwiderstandes, der jeweils einem Verbraucher bzw. einer Verbrauchergruppe zugeordnet ist, einem Schwellwertschalter zugeführt. Meßwiderstand und Schwellwertschalter sind so aufeinander abgestimmt, daß bei intakten Verbrauchern der Spannungsabfall am Meßwiderstand den Schwellwertschalter im Sperrzustand hält, so daß an seinem Ausgang kein Signal auftritt, welches die Signallampe einzuschalten vermag (DE-OS 21 47 681). Bei einer Stromunterbrechung am Verbraucher — z. B. beim Durchbrennen einer Glühlampe — tritt am Meßwiderstand kein Spannungsabfall mehr auf. Dadurch wird der Schwellwertschalter in seinen anderen Schaltzustand gesteuert, wodurch an seinem Ausgang ein Signal auftritt, das nunmehr über einen steuerbaren Halbleiter die Signallampe einschaltet. Die Signallampe erlischt, sobald der Verbraucher abgeschaltet wird bzw. sobald die Unterbrechung beseitigt wird.
Eine weitere Schaltungsanordnung zur Überwachung von Verbrauchern ist aus der DE-OS 22 03 426 bekannt, bei der der Zustand des zu überwachenden Verbrauchers durch ein digitales Signal erfaßt wird, welches über Logikbausteine die Signallampe ansteuert. Diese Lösung hat aber den Nachteil, das ein Defekt nur im ausgeschalteten Zustand des Verbrauchers angezeigt wird. Diese Lösung hat außerdem den Nachteil, daß die zu überwachenden Verbraucher ständig an Spannung liegen, da zu ihrer Überwachung der Betriebsschalter zwischen dem Verbraucher und Masse angeordnet ist. Bei der Überwachung von Glühlampen in Kraftfahrzeugen bedeutet diese Anordnung, daß die Glühlampen nicht mehr wie allgemein üblich mit einem Anschluß auf Masse gelegt werden können. Es werden daher für jeden Verbraucher zwei Anschlußleitungen erforderlich.
Die bekannten Lösungen haben außerdem den Nachteil, daß beispielsweise ein Defekt am Schalter des zu überwachenden Verbrauchers nicht angezeigt wird. So ist z. B. die Überwachung der Bremslichtlampen eines Kraftfahrzeuges für die Verkehrssicherheit von erheblicher Bedeutung. Sie ist jedoch unvollkommen, wenn nicht auch der Bremslichtschalter auf seine Funktion überwacht wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungsanordnungen ist darin zu sehen, daß ein Defekt an der Signallampe nicht bemerkt wird, so daß dadurch die Überwachung der elektrischen Verbraucher ohne Wissen des Fahrzeüglenkers aufgehoben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der neben der Überwachung der Verbraucher noch zusätzlich sowohl die Funktion des Schalters der zu überwachenden
Verbraucher als auch die Funktion der Signallampe vom Fahrzeuglenker überprüft werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs erreicht Mit Betätigung der Prüftaste wird zunächst der Signalgeber eingeschaltet und damit seine Funktion überprüft. Anschließend wird der dem Verbraucher zugeordnete Schalter geschlossen. Bei intaktem Schalter wird damit der Signalgeber wieder abgeschaltet. Diese Schaltungsanordnung wird vorzugsweise zur Überwachung von Glühlampen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, die mit einem Anschluß auf Masse liegen.
Befindet sich eine für den Verbraucher vorgesehene Sicherung vor dem Schalter, so ist es besonders vorteilhaft, wenn lediglich Meßwiderstand und Schalter durch die Prüftaste überbrückt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Bremslichtanlage eines Kraftfahrzeuges und
F i g. 2 den Schakungiaufbau der in Pig.! gezeigten Schaltungsanordnung mit zusätzlichen Überwachungsstufen für das Sicherungselement sowie für weitere Verbraucher.
Bei der in F i g. 1 und 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist eine Versorgungsleitung 10 am Bordnetz eines Kraftfahrzeuges anzuschließen. In Fig. 1 ist diese Versorgungsleitung 10 über einen Bremslichtschalter 11 mit einer Leitung 12 verbunden, an die zwei parallel geschaltete Bremslichtlampen 13a und 13έ> von je 5 W angeschlossen sind. Zur Überwachung dieser Glühlampen ist ein in der Leitung 12 eingefügter Meßw iderstand 14 von 150γπΩ vorgesehen, dessen Spannungsabfall über den Abgriff 15 einem Schwellwertschalter 16 zugeführt wird. De Ausgang des Schwellwertschalters 16 ist mit dem Set/eingang Seines Signalspeichers 17 verbunden, dessen Ausgang Q am Steuereingang eines Halbleiters 18 angeschlossen ist. Die Schaltstrecke dieses Halbleiters 18 liegt mit einer an der Versorgungsleitung 10 angeschlossenen, als Signalgeber dienenden Signallampe 19 in Reihe. Der Signalspeicher 17 ist ferner mit einem Rücksetzeingang R versehen, der über ein Differenzierglied 20 am Abgang des Bremslichtschalters 11 angeschlossen ist. Parallel zum Bremslichtschalter 11 und dem damit in Reihe liegenden Meßwiderstand 14 ist eine Prüftaste 21 geschaltet.
Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung näher erläutert. Zur Überprüfung der Signallampe 19 wird beispielsweise vor Beginn einer Fahrt die Prüftaste 21 vom Fahrzeugführer kurzzeitig betätigt. Damit gelangt das Pluspotential der Versorgungsleitung 10 über die Prüftaste 21 und über den Abgriff 15 zum Eingang des Schwellwertschalters 16. Das auf diese Weise erzeugte Eingangssignal am Schwellwertschalter 16 schaltet diesen ebenfalls für kurze Zeit um. so daß an seinem Ausgang kurzzeitig ein Signal erscheint, das in dem Set/.eingang S des Signalspeichers 17 lauft. Dadurch wird am Ausgang Q des Signalspeichers 17 ein bleibendes Signal erzeugt, welches den Halbleiter 18 in den stromleitenden Zustand durchste.uert. Die Signallampe 19 muß folglich ■während und mich der Betätigung der Prüftaste 21 aufleuchten. Leuchtet die Signallampe nicht auf, so liegt entweder ein Defekt in der Kontrollschaltung oder ein Defekt der Signallampe 19 vor.
In einem weiteren Schritt kann nunmehr auch die Funktion des BremslichtVehalters 11 überprüft werden,
in dem dieser kurzzeitig betätigt wird. Durch die Betätigung gelangt die Spannung der Versorgungsleitung 10 auf das Differenzierglied 20, an dessen Ausgang ein kurzer Impuls auftritt, der in den Rücksetzeingang R des Signalspeichers 17 läuft und diesen löscht Dadurch wird nunmehr der Halbleiter 18 in den Sperrzustand umgesteuert und die Signallampe 19 verlischt folglich bei einwandfrei arbeitendem Bremslichtschalter 11 und intakten Lampen 13a und 136. Bei einem Defekt am Bremslichtschalter 11 würde am Differenzierglied 20 kein Spannungsimpuls erzeugt der dem Speicher 17 löscht - d. h. bei einem Defekt des Bremsüchtschalters würde die Signallampe 19 weiter brennen und damit den Defekt anzeigen.
Es soll nun noch die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung beim Durchbrennen einer Bremslichtlampe 13a oder 136 erläutert werden. In diesem Fall wird bei Betätigung des Bremslichtschalters 11 nur noch der halbe Strom in der Leitung 12 und somit auch im Meßwiders'and 14 fließen gegenüber dem Strom, der bei intakten Bremslichtlampen fließ; Folglich ist auch der Spannungsabfall am Mc8"«v;dcrstai.d nur noch halb so groß. Der Schwellwertschalter 16 ist so eingestellt, daß nunmehr seine Schwellspannung unterschritten w ird. so daß an seinem Ausgang ein Signal auftritt, aas in den Set?eingang des Signalspeichers 17 gelangt und diesen Speicher umschaltet. Da am Rücksetzeingang des Signalspeichers 17 lediglich mit dem Schließen des Bremsüchtschalters 11 ein kurzzeitiger Spannungsimpuls auftritt, das Signal am Setzeinganj jedoch länger stehen bleibt, kann der Speicher 17 beim Ausfall einer Bremslichtlampe nicht zurückgesetzt werden, solange die defekte Lampe nicht ausgetauscht ist. Am Ausgang Q des Speichers bleibt daher das Signal stehen, so daß der Halbleiter 18 in den stromleitenden Zustand gehalten wird und die Signallampe 19 eingeschaltet bleibt. Da die Versorgungsleitung 10 in der Regel über einen nicht dargestellten Zündschalter mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist, läßt sich die Sigrallanpe 19 bei einem Defekt der Bremslichtlampen 13a oder 13b nur durch Ausschalten des Zündschalters löschen.
Ir F i g. 2 ist eine erweiterte Schaltungsanordnung zur Überwachung mehrerer Verbraucher dargestellt, wobei der Schaltungsaufbau des Signalspeiche.-s 17 zur Überwachung der Bremslichtanlage eines Kraftfahrzeuges im Detail dargestellt ist. Die Bremslichtlampen 13a und 130 sind hier über den Meßwiderstand 14. den Bremslichtschalter 11 sowie über eine Sicherung 30 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden, die beispielsweise über einen nicht dargestellten Zündschalter mit dem Pluspol des Bordnetzes eines Kraftfahrzeuges verbunden ist. Das Differenzi3rglied 20 besteht hier aus einem Kondensator 31 und einem zwischen seinem Ausgang und (1P- Masse geschalteten Widerstand 32. Der Signalspeicher 17 ist im wesentlichen aus zwei komplementären Tnnsistoren 33 und 34 aufgebaut, von denen der erste ein NPN leitender Eingangstransistor 33 ist. Der Eingangstransistor 33 ist über einen Kollektorwiderstand 35 sowie über einen weiteren da/u in Reihe liegenden Widerstand 36 und einer Sicherung 37 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden. Er ist emitterseitig über einen weiteren Widerstand 38 mit Masse verbunden und seine Basis ut mit dem Setzeingang 5 des Speichers 17 verbunden. Der zweite Transistor 34 ist ein PNP-leitender Ausgangstransistor, der emitterseilig über· einen Abgriff 39 eines aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 40 und 41 gebildeten Spannungsteilers und über die Sicherung 37 mit der
Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Sein Kollektoranschluß bildet den Speicherausgang Q. Die Basis beider Transistoren 33 und 34 ist in Form einer Halteschaltung jeweils über einen Widerstand 42 bzw, 43 mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden. Der Ausgang des Schwellwertschalters 16 ist über den Setzeingang ^unmittelbar mit der Basis des Eingangstransistors 33 verbunden.
Außerdem ist der Kondensator 31 des Differenziergliedes 20 über den Rücksetzeingang R und über eine Diode 44 mit dem Basiswiderstand 43 des Ausgangstransistors 34 verbunden. Um beim Einschalten der Versorgungsspannung den Ausgangstransistor 34 in dem .Sperrzustand /u halten, ist der Kollektorwiderstand 36 des Eingangstransistors 33 von einem Kondensator 45 überbrückt.
Da die Sicherung 30 für die Bremslichtlampen 13a und 136 vor dem Bremslichtschalter 11 angeordnet ist. wurde i\ir Überwachung dieser Sicherung ein zusätzliches Kontrollglied 50 vorgesehen, das im wesentlichen aus einem über eine Leitung 55 an dem Abgang der Sicherung 30 angeschlossenen Spannungsteiler und aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen 51 und 52 besteht. Der Ausgangstransistor 34 des Signalspeichers 17 wird hier in vorteilhafter Weise zur Überwachung der Sicherung 30 mit ausgenutzt, indem seine Basis über eine Diode 53 an dem Abgriff 54 des Spannungsteilers 51, 52 angeschlossen ist.
Mit der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung können auch weitere Verbraucher, wie z. B. die Rücklichtlampen, die Parklichtlampen oder die Kennzeichenbeleuchtung eines Kraftfahrzeuges überwacht werden. In einem solchen Fall sind die zu überwachenden Lampen 60 eines Stromkreises über einen Meßwiderstand 61 einem Schalter 62 und einer Sicherung 63 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden. Am Meßwiderstand 61 ist hier der Eingang eines weiteren Schwellwertschalters 16a angeschlossen, dessen Spannungsversorgung vor dem Meßwiderstand 61 abgegriffen ist. Der Ausgang des Schwellwertschalters 16a ist über einen Widerstand 64 und über eine am Ausgang des .Signalspeichers 17 angeordnete Diode 65 mit diesem parallel geschaltet. Beide Ausgänge sind gemeinsam über einen weiteren Widerstand 66 mit der Basis eines NPN-Ieitenden Transistors 18a verbunden, der emitterseitig auf Masse liegt und an dessen Kollektoranschluß die mit der Leitung 10 verbundene Signallampe 19 über eine Diod<. 67 und einem dazu in Reihe geschalteten Widerstand 68 angeschlossen ist.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der in Fig.2 gezeigten Schalringsanordnung näher erläutert. Beim Anlegen einer Spannung an die Versorgungsleitung 10 gelangt diese zunächst über die Sicherung 37 und den Kondensator 45 sowie über den Widerstand 43 zur Basis des Ausgangstransistors 34 des Signalspeichers 17 und hält diesen im Sperrzustand, so daß am Ausgang Q kein Signal auftritt Der Transistor 18a bleibt daher gesperrt und die Signallampe 19 bleibt dunkel.
Zur Überwachung der Sigrallampe 19 sowie zur Überwachung der Funktion des Bremslichtschalters 11 läuft nun der zu F i g. 1 beschriebene Vorgang ab. indem zunächst die Prüftaste 21 kurzzeitig betätigt wird. Dadurch tritt am Ausgang des Schwellwertschalters 16 und somit über den Setzeingang S des Speichers 17 an der Basis des Eingangstransistors 33 ein Signal auf, durch das dieser Transistor in den stromleitenden Zustand gelangt. Das Kollektorpotential wird dadurch abgesenkt und folglich auch über die Widerstände 35 und 43 das Basispotential des Ausgangstransistors 34. Durch ein entsprechend eingestelltes Potential am Abgriff 39 des Spannungsteilers 40, 41 wird nunmehr durch diese Absenkung des Basispotentials der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand gesteuert, wodurch sein Kollektorpotential angehoben wird. Dieses Potential gelangt wiederum über den Widerstand 42 zur Basis des Eingangstransistors 33 und hält diesen auch nach dem Öffnen der Prüftaste 21
to weiterhin in den stromleitenden Zustand. Das auf diese Weise am Ausgang C? des Speichers 17 gesetzte Signal gelangt über die Diode 65 und über den Widerstand 66 zur Basis des Transistors 18a und steuert diesen in den stromleitenden Zustand. Die Signallampe 19 muß nun aufleuchten und damit den Fahrzeugführer anzeigen, daß die Überwachungsschaltung und die Signallampe selbst in Ordnung ist.
Beim Betätigen des Bremslichtschalters 11 wird dann die Spannung ar> da* Diffprpn7iprglipri 20 gplpcrt so clnß ein Spannungsimpuls über den Rücksetzeingang R des Speichers 17 sowie über die Diode 44 und den Widerstand 43 zur Basis des Ausgangstransistors 34 gelangt und diesen in den Sperrzustand steuert. Dadurch wird jetzt das Signal am Ausgang Q gelöscht und auch der Eingangstransistor 33 kippt damit in den Sperrzustand zurück. Als Folge davon wird auch der Transistor 18a für die Signallampe 19 gesperrt und die Signal'-Ti.pe 19 verlischt. Sollte die Signallampe 19 jedoch nicht verlöschen, so liegt ein Defekt am Bremslichtschalter 11 vor.
Beim Ausfall einer der Bremslichtlampen 13a bzw. 136 tritt ebenfalls am Schwellwertschalter 16 ein Signa! auf. Mit diesem Signal wird nunmehr erneut der Eingangstransistor 33 in den stromleitenden Zustand gesteuert und infolgedessen über die Widerstände 35 und 43 wird auch der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand durchgesteuert. Am Ausgang Q des Speichers 17 tritt folglich ein Signal auf. durch das — wie oben beschrieben — die Signallampe 19 eingeschaltet wird.
Das Kontrollglied 50 zur Überwachung der Sicherung 30 bleibt für die vorgenannten Störungsfälle unwirksam, da das Potential am Abgriff 54 des Spannungsteilers 51,
52 so eingestellt ist, daß die Diode 53 in Sperrichtung beansprucht ist. Beim Durchschmelzen der Sicherung 30 gelangt jedoch über die Leitung 55 kein positives Potential mehr auf den Spannungsteiler, so daß am Abgriff 54 das Massepotential wirksam wird. Die Diode
53 wird nun leitend und über die Steuerstrecke des so Ausgangstransistors 34 fließt nunmehr ein Steuerstrom über die Diode 53 und dem Widerstand 52 zur Uiassa Dadurch wird der Ausgangstransistor 34 in den stromleitenden Zustand durchgesteuert und durch den Eingangstransistor 33 in diesen Zustand gehalten. Das dabei am Ausgang Q des Speichers 17 auftretende Signal schaltet die Signallampe 19 ein und macht auf diese Weise auf den Defekt der Sicherung aufmerksam. Unabhängig von der Überwachung der Bremslichtanlage des Kraftfahrzeuges werden durch den Schwellwertschalter 16a die Glühlampen 60 überwacht. Bei Ausfall einer dieser Lampen spricht bei geschlossenem Schalter 62 der Schwellwertschalter 16a an und steuert über den Ausgangswiderstand 64 und den Basiswiderstand 66 den Transistor 18a in den stromleitenden Zustand, so daß die Signallampe 19 aufleuchtet
Sollen weitere Verbraucherkreise mit der Signallampe 19 überwacht werden, so ist in jedem Verbraucherkreis ein entsprechender Meßwiderstand vorzusehen,
über den ein ihm zugeordneter Schwellwertschalter angesteuert wird. Die Ausgange der Schwellwertschalter lassen sich jeweils über Widerstände parallel schalten, so daß sie unabhängig voneinander den Transistor 18;! für die Signallampe 19 ansteuern können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Überwachung von elektrischen Verbrauchern, bei der jede zu überwachende Verbrauchergruppe oder jeder Verbraucher "> über einen Schalter mit einem niederohmigen Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist und bei der die jeweils zwischen Verbraucher und Meßwiderstand abgegriffene Spannung einem Schwellwertschalter einer elektronischen Schalteinrichtung zugeführt ist, in deren Ausgang ein Signalgeber liegt, der bei eingeschalteten intakten Verbrauchern im Sperrzustand gehalten ist, bei Ausfall eines Verbrauchers dagegen in den stromleitenden Zustand umgesteuert wird, dadurch gekennzeich-15 net, daß der Eingang des Schwellwertschalters (16) über eine Prüftaste (21) an die Versorgungsleitung (10) anschließbar ist, daß der Ausgang des Schwellwertschalters (16) an den Setzeingang (S) eines Signalspeichers (17) angeschlossen ist, daß der Ausgang »raes Differenziergliedes (20), welches an dem Schalter (U) der zu überwachenden Verbraucher (13a, \3b) angeschlossen ist, mit dem Rücksetzeingang (R) des Signalspeichers (17) verbunden ist und daß der Signalausgang (Q) des Signalspeichers -1 (17) den Signalgeber (19) über einen steuerbaren Halbleiter (18) steuert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß Meßwiderstand (14) und Schalter (11) durch die Prüftaste (21) überbrückt «> sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß Jer Signalspeicher (17) aus zwei komplementären Transistoren (33, 34) aufgebaut ist, von denen άζτers1 -ein NPN-Ieitender ^ Eingangstransistor (33) ist, der über Widerstände (35, 36) kollektorseitig mit einer Versorgungsleitung (10) und über einen weiteren Widerstand (38) emitterseitig mit Masse verbunden ist. von denen der zweite ein PNP-leitender Ausgangstransistor (34) ist. der emitterseitig über einen Spannungsteilerabgriff (39) mit der Versorgungsleitung (10) verbunden ist und kollektorseitig den Speicherausgang (Q) bilde.. und daß die Basis beider Transistoren (33, 34) in Form einer Halleschaltung jeweils über einen Widerstand (42, 43) mit dem Kollektor des anderen Transistors verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nai.ii Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schwellwertschalters (16) mit der Basis des tüngangstransistors
(33) verbunden ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß ein als Differenzierglied dienender Kondensator (31) über eine Diode (44) mit dem Basiswiderstand (43) des Ausgangstransistors
(34) verbunden ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor«, iderstand (36) des Eingangstransistors (33) von einem Kondensator (45) überbrückt ist. b0
7. Schaltungsanordnung nach einem der Anspruches bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur
;-.Überwachung einer vor dem Schalter (11) angeordneten Sicherung (30) die Basis des Ausgangstransistors (34) des Speichers (17) über eine Diode (53) mit dem Abgriff (54) eines Spannungsteilers (51, 52) verbunden ist, der an dem Abgang der zu überwachenden Sicherung (30) angeschlossen ist.
45
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