DE3906886A1

DE3906886A1 - Laststeuereinrichtung

Info

Publication number: DE3906886A1
Application number: DE3906886A
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Kawata; Ken Mizuta; Kazuaki Fukuda
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1989-09-14
Also published as: JPH01227611A; US4979066A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Laststeuerein richtung zum Steuern der von einer gemeinsamen Energie quelle mehreren elektrischen Lasten zuzuführenden gewünschten Leistungen. Speziell bezieht sich die Er findung auf eine Laststeuereinrichtung, die in der Lage ist, ein Versagen oder eine Betriebsstörung von elektri schen Schaltungen zu vermeiden, und die die Möglichkeit schafft, rasch den Arbeitsaufwand für Wartungs- und Re paraturarbeiten abzuschätzen.

Wenn in Abhängigkeit eines von einer zentralen Ver arbeitungseinheit gelieferten Steuersignals eine ge wünschte Leistung von einer Energiequelle an mehrere Lasten gegeben wird, werden sowohl eine Zeitspanne für die Energiezufuhr als auch eine Leistungsmenge pro Zeiteinheit für die Last über eine Treiber schaltung gesteuert. Bei bislang üblichen Laststeuer einrichtungen mit derartigen Treiberschaltungen werden ein Mikroprozessor (im folgenden einfach als "CPU" be zeichnet) und ein Halbleiter-Bauelement verwendet, und zwar hauptsächlich aufgrund des hohen technischen Entwicklungsstandes von Halbleiter-Bauelementen. Da mehrere Lastelemente mit unterschiedlichen Schwankungen der Anforderungen kombiniert sind und von einer der artigen herkömmlichen Laststeuereinrichtung gesteuert werden, benötigt man eine vorbestimmte, relativ lange Zeit zwischen dem Auftreten von Verbindungs-Unter brechungen und Kurzschlüssen in der Last bis zu der Ausführung einer Reparatur, so daß die Laststeuer einrichtung eine Schutzschaltung und eine Diagnose schaltung enthalten sollte. Anhand der Fig. 8 bis 9 sollen Beispiele einer herkömmlichen Laststeuer einrichtung beschrieben werden, wie sie z.B. in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.

Fig. 8 zeigt eine Schaltung einer herkömmlichen Last steuereinrichtung mit Schutzschaltung, in der an sprechend auf ein an der Last auftretendes Spannungs signal ein Signaleingang von einer Steuerschaltung an einer Treiberschaltung unterbrochen wird. Fig. 9 ist eine Schaltung einer herkömmlichen Laststeuerein richtung mit Schutzschaltung zum Unterbrechen eines von Steuerschaltung abgeleiteten Ausgangssignals auf der Grundlage der Stärke eines durch die Last fließenden Stroms. Fig. 10 ist eine Schaltung einer herkömmlichen Laststeuereinrichtung mit einer Schutz schaltung zum Unterbrechen des Ausgangssignals der Steuerschaltung aufgrund sowohl der Last-Spannung als auch des Last-Stroms; ferner ist eine Diagnoseschaltung vorgesehen, die das Ergebnis einer Diagnose anzeigt.

Die Figuren enthalten folgende Elemente: Eine Last 1, eine Stromdetektorschaltung 2, die den Laststrom er faßt, Treiberschaltungen 3, 301 und 302, Steuer schaltungen 401 und 402, eine Diagnoseschaltung 501, eine Diode D 18, einen NPN-Bipolartransistor Q 11, einen PNP-Bipolartransistor Q 12, einen Widerstand zum Er fassen einer Stromstärke RS, eine Leistungstreiber einheit in Form eines N-MOS-Feldeffekttransistors Q 13 mit einem Stromdetektoranschluß und einen Spannungs anschluß "V", wobei das Symbol "V" hier für eine Spannung positiver Polarität steht.

Zunächst soll die in Fig. 8 dargestellte Laststeuer schaltung beschrieben werden, die eine Schutzschaltung für das Treiberelement aufweist, wobei der Schutz durch die Lastspannung veranlaßt wird.

Zunächst soll der Aufbau der Schaltung näher erläutert werden. Die Steuerschaltung 401 setzt ein Betriebs signal f, welches durch eine Auswahl-Operation oder dergleichen erzeugt wird, und welches über eine (nicht gezeigte) CPU eingegeben wird, in ein Steuer signal a um, um einer Last (z.B. einer Lampe, einem Motor, einem Elektromagneten, einer Heizvorrichtung oder dergleichen) Energie zuzuführen, und sie liefert dann dieses Steuersignal a an die Treiberschaltung 301.

An den Eingangsanschluß der Treiberschaltung 301, an den das Steuersignal a gelegt wird, sind sowohl die Basis eines Last-Treibertransistors Q 11 als auch die Anode einer Schutzdiode D 18 für diesen Transistor Q 11 gemeinsam angeschlossen. Ein Anschluß der Last 1 ist an den Emitter des Transistors Q 11 geschaltet, während der Spannungsversorgungsanschluß an den Kollektor des Transistors angeschlossen ist. Die Schaltung ist derart ausgelegt, daß der Laststrom durch den anderen Anschluß der Last 1 fließt, der über eine gemeinsame Masse leitung an die Last-Treiberschaltung angeschlossen ist, wobei diese gemeinsame Masseleitung einen Energie versorgungsanschluß negativer Polarität (nicht darge stellt) bildet.

Die Basis des Transistors Q 11 für die Schutzschaltung ist an einen Verbindungspunkt zwischen der Last 1 und dem Emitter des Transistors Q 11 angeschlossen, um die an die Last 1 angelegte Spannung zu erfassen, während der Emitter des Transistors Q 12 an die Kathode der Diode D 18 angeschlossen ist. Der Transistor Q 12, an dessen Basis das Spannungsdetektorsignal C angelegt wird, dessen Pegel unter einem vorbestimmten Wert liegt, zieht die Basisspannung des Transistors Q 11 über die Diode D 18 auf Massepotential, da der Kollektor des Transistors Q 12 auf Masse liegt.

Die in Fig. 8 dargestellte Schaltung arbeitet wie folgt: Wenn beide Anschlüsse der Last 1 kurzgeschlossen sind, wird das Basispotential des Transistors Q 12 praktisch auf Massepegel gezogen. Ein Teil des gelieferten Steuersignals a fließt durch die Diode D 18 in die Emitter-Basisstrecke des Transistors Q 12. Folglich fließt auch ein starkes Steuersignal a durch die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors Q 12. Da nun die Basisspannung des Transistors Q 11 nicht den Spannungspegel erreichen kann, bei dem die vorbestimmte Leistung an die Last 1 gegeben werden kann, läßt sich eine durch Überstrom verursachte Zerstörung des Transistors Q 11 wegen des Kurzschlusses oder der gleichen verhindern.

Im folgenden soll anhand der Fig. 9 die dort darge stellte herkömmliche Laststeuerschaltung mit der Schutzschaltung für das Treiberelement erläutert werden. Der Schutz erfolgt anhand des Detektorsignals des Laststroms. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen wie in Fig. 8 bedeuten gleiche Schaltungselemente mit gleicher oder ähnlicher Funktion, so daß die bereits erfolgte Beschreibung nicht mehr wiederholt wird.

Zunächst soll der Aufbau der Schaltung beschrieben werden. Das Steuersignal a, welches von der Steuer schaltung 402 in Abhängigkeit des Betriebssignals f ausgegeben wird, wird an die Treiberschaltung 3 ge liefert. Die Spannung wird von dem Anschluß V der Energiequelle derart angelegt, daß der Laststrom durch die Stromdetektorschaltung 2 fließt, welches sich zwischen der Treiberschaltung 3 und der Last 1 be findet. Dadurch wird die Stärke des Laststroms er faßt. Der Laststrom fließt zu dem anderen Anschluß der Last 1, der über die Masseleitung mit Masse, d.h. dem Anschluß negativer Polarität der Energiequelle, verbunden ist. Die Stromdetektorschaltung 2 gibt ein Detektorsignal b in Abhängigkeit einer internen Impedanzänderung der Treiberschaltung 3 und eine von dem Steuersignal a abhängigen Lastimpedanzänderung an die Steuerschaltung 402, während die Spannung schwankt.

Die Steuerschaltung 402 stellt das Steuersignal a ein und liefert es unter der Bedingung an die Treiber schaltung 3, daß dann, wenn das rückgekoppelte Strom detektorsignal b einem vorbestimmten Wert gleich, der unterhalb des Nennstroms für die Last 1 liegende Laststrom lediglich während der Zeit, die dem Betriebs signal f entspricht, durch die Last fließt.

Die Schaltung nach Fig. 9 arbeitet wie folgt: Wenn die Impedanz der Last sinkt, wie es z.B. der Fall ist, wenn die auf einen Motor einwirkende mechanische Last außer ordentlich zunimmt, wird eine derart hohe Stromstärke, die die Nennstromstärke der Last oder des Treiber elements in der Treiberschaltung 3 übersteigt, von der Stromdetektorschaltung 2 erfaßt. Dieser starke Strom kann nämlich die Last 1 oder das Treiberelement elektrisch zerstören. In der Steuerschaltung 4, die das Stromdetektorsignal b ansprechend auf diese Strom erfassung empfangen hat, wird die interne Impedanz der Treiberschaltung 3 erhöht, und deshalb wird eine Gegenkopplung nur während der Zeitspanne durchgeführt, die sich durch das Betriebssignal f bei sämtlichen Eingangsbedingungen bestimmt, wodurch der Laststrom niedriger als der Nennstrom der Last 1 oder des Treiber elements ist.

In der oben beschriebenen Last-Treiberschaltung, die die erläuterte Schutzschaltung für das Treiberelement enthält, kann nicht sofort festgestellt werden, wie es dazu gekommen ist, daß die Last 1 nicht oder fehler haft funktionierte. Deshalb ist die nachstehend er läuterte Diagnoseeinrichtung erforderlich, die den zu reparierenden Schaltungsteil diagnostiziert.

Fig. 10 zeigt anhand einer Schaltungsskizze die her kömmliche Last-Treibereinrichtung mit einer Diagnose schaltung zum Diagnostizieren der Last-Fehlfunktions- Bedingungen anhand eines Detektorsignals für sowohl einen Laststrom als auch eine Lastspannung, wobei ebenfalls die Schutzschaltung für das Treiberelement vorgesehen ist. Für gleiche oder ähnliche Teile sind in den Fig. 10 die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. 8 und 9, so daß diese Teile nicht nochmal erläutert werden.

Zunächst soll der Schaltungsaufbau der Schaltung nach Fig. 10 erläutert werden. Das Steuersignal a wird einem Gate eines Transistors Q 13 innerhalb der Treiber schaltung 302 zugeführt. Der Drain D dieses Transistors Q 13 ist mit dem Spannungsversorgungsanschluß V ver bunden, die Source S des Transistors ist über die Last 1 auf Masse gelegt und ein Anschluß K dient zum Er fassen eines Stroms. Dieser Anschluß K ist über einen Transistor RS an die Verbindung zwischen der Last 1 und der Source S angeschlossen. Von der Verbindung zwischen dem Anschluß K und dem Widerstand RS wird ein Spannungswert, der einem Stromfluß durch den Drain D zu der Source S des Transistors Q 13 entspricht, als Stromdetektorsignal b an die Diagnoseschaltung 501 gelegt. Außerdem wird von der Verbindungsstelle zwischen der Last 1 einerseits und dem Widerstand RS und dem Transistor Q 13 andererseits eine Spannung als Spannungsdetektorsignal c an die Diagnoseschaltung 501 gegeben.

Die Diagnoseschaltung 501 stellt fest, daß der Schalt kreis der Last 1 unterbrochen oder gesperrt ist, falls das Stromdetektorsignal b, das an die Diagnose schaltung 501 gelegt wird, einem Wert gleicht,welcher kennzeichnend ist dafür, daß kein Strom in die Last 1 fließt. Außerdem entspricht das Spannungsdetektor signal c im wesentlichen dem Spannungswert an dem Anschluß V. Weiterhin stellt diese Diagnoseschaltung 501 fest, daß die Last 1 einen Kurzschluß aufweist, falls das Stromdetektorsignal b einem Wert entspricht, der dafür kennzeichnend ist, daß der Laststrom einen zulässigen Nennstrom für die Last 1 übersteigt. Dabei entspricht das Spannungsdetektorsignal c einem Wert, der unter einem vorbestimmten Spannungswert liegt. Liegen die anderen Bedingungen vor, so stellt die Diagnoseeinrichtung fest, daß die Schaltung normal arbeitet. Von der Diagnoseschaltung 501 wird an die Steuerschaltung 402 ein Rückkopplungssignal e gegeben, durch welches auf der Grundlage des Kurzschluß- Diagnosezustandes der Last 1 die interne Impedanz der Treiberschaltung 302 so groß wie möglich gemacht wird, während ein Anzeigesignal d über eine (nicht gezeigte) CPU an eine Anzeigevorrichtung ausgegeben wird, auf der der Kurzschlußzustand dargestellt wird. Ferner wird das Anzeigesignal d an die Anzeigevorrichtung gegeben, um gegebenenfalls anzuzeigen, daß der Schaltkreis der Last unterbrochen oder abgeschaltet ist.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 10 erläutert werden. Wenn beispielsweise der Stromkreis der Last 1 unterbrochen wird, fließt in den Widerstand RS, der zum Feststellen eines fließenden Stroms dient, kein Strom, da die an dem Stromdetektor anschluß k des Transistors Q 13 induzierte Spannung im wesentlichen die Spannung der Source S des Transistors Q 13 ist und der Widerstand RS zwischen dem Anschluß K und der Source S liegt. Folglich sind sowohl das Strom detektorsignal b als auch das Spannungsdetektor signal C auf dem H-Pegel. Deshalb wird vcn der Diagnose schaltung 501, der während einer Zeit, die länger ist als eine vorbestimmte Zeitdauer, Signale mit H-Pegel andauernd zugeführt werden, lediglich das Anzeige signal D an die CPU gegeben, so daß der H-Pegel des Signals d veranlaßt, daß eine Anzeige erfolgt, wonach die Lastschaltung unterbrochen ist. In diesem Zustand führt die CPU eine Anzeige durch, durch die eine Fehlfunktion der Last 1 angezeigt wird, die bedeutet, daß die interne Impedanz der Last 1 außergewöhnlich hoch ist, d.h., ein offener Schaltkreis vorliegt.

Wenn hingegen die Last 1 in den Kurzschlußzustand ge bracht wird, übersteigt die an den Stromdetektoran schluß K des Transistors Q 13, an den das einen H-Pegel aufweisende Steuersignal a angelegt wird, die Spannung des Drain D, der mit der Last 1 verbunden ist. Demzu folge ist das Stromdetektorsignal b höher als das einen niedrigen L-Pegel aufweisende Spannungsdetektor signal C, wenn diese Signale an die Diagnoseschaltung 501 gelegt werden. Wenn der Diagnoseschaltung 501 die die oben erwähnten Zustände aufweisenden Signale länger als eine vorbestimmte Zeitspanne zugeführt werden, gibt sie ein einen niedrigen L-Pegel aufweisendes Signal d an die CPU, welches kennzeichnend ist für einen Kurz schluß in der Last 1. Gleichzeitig gibt die Diagnose schaltung 501 ein Rückkoppelungssignal e an die Steuer schaltung 402. Dieses Rückkopplungssignal e ändert die interne Impedanz zwischen der Source S und dem Drain D des Transistors Q 13 in der Treiberschaltung 302 auf den maximal möglichen Wert. In diesem Zustand gibt die CPU das Anzeigesignal ab, mit dem angezeigt wird, daß die Last sich im Kurzschlußzustand befindet. Da durch den Transistor Q 13 nun kein Überstrom fließt, weil das Steuersignal a den niedrigen L-Pegel an das Gate G des Transistors legt, wird eine Zerstörung des Transistors Q 13 verhindert.

Die oben beschriebene herkömmliche Laststeuerein richtung mit Diagnoseschaltung arbeitet unter Verwendung des an die Last 1 angelegten Spannungswerts und der durch die Last 1 fließenden Stromstärke, so daß ein außergewöhnlicher Zustand diagnostiziert wird, um das Treiberelement zu schützen. Das Ergebnis der Diagnose wird in der Weise gegeben, daß die Fehlfunktion in der Last 1 selbst dann auftritt, wenn das Treiberelement selbst in den außergewöhnlichen Zustand gebracht ist, z.B. in den Zustand eines offenen Schaltkreises. Folg lich benötigt man lange Zeit, um die ausgefallene Laststeuereinrichtung zu reparieren, und es ist nicht möglich, einen guten Schutz und ebenso eine rasche Wieder-Inbetriebnahme zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laststeuereinrichtung anzugeben, bei der eine korrekte Diagnoseanzeige für einen ausgefallenen Teil der Einrichtung möglich ist, so daß Reparaturarbeiten rasch ausgeführt werden können und damit nicht nur ein guter Schutz für die Schaltung erreicht wird, sondern auch eine frühe Wieder-Inbetrieb nahme.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 ange geben.

In der erfindungsgemäßen Laststeuereinrichtung erfolgt die Diagnose eines Betriebsfehlers auf der Grundlage des Steuersignals, durch welches der Last Energie zuge führt wird, des Stromdetektorsignals, welches kenn zeichnend ist für den die Last fließenden Strom, und des Spannungsdetektorsignals, welches kennzeichnend ist für die an die Last gelegte Spannung. Demzufolge läßt sich die richtige Reparaturmaßnahme an dem ausgefallenen Schaltungsteil rasch vornehmen, während ein zuver lässiger Schutz für die Schaltung auf der Grundlage des richtigen Diagnoseergebnisses möglich ist, und/oder darüber hinaus eine automatische Wieder-Inbetriebnahme erfolgt. Dies alles führt zu einer im hohen Maße effizienten und zuverlässigen Laststeuereinrichtung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsskizze einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laststeuereinrichtung,

Fig. 2 eine detaillierte Schaltungsskizze der in Fig. 1 dargestellten Diagnoseein richtung,

Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung ver schiedener Betriebszustände der Schaltung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine tabellarische Übersicht, die einen Betriebsablauf der Schaltung nach Fig. 1 und 2 veranschaulicht,

Fig. 5 eine Schaltungsskizze einer modifizierten Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 2,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine Schaltungsskizze einer weiteren, gegen über der Schaltung nach Fig. 6 modifizierten Ausführungsform,

Fig. 8 bis 10 Schaltungsskizze einer herkömmlichen Last steuereinrichtung.

Die Fig. 1 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungs formen einer erfindungsgemäßen Laststeuereinrichtung.

Gleiche und ähnliche Bezugszeichen sind für gleiche bzw. ähnliche Schaltungsteile in der erfindungsgemäßen Schaltung und in den bekannten Schaltungen verwendet.

In den Fig. 1 bis 7 sind mit den nachfolgend ange gebenen Bezugszeichen jeweils dargestellt: Eine Last 1, 1 a und 1 b; eine Stromdetektorschaltung 2; eine Treiber schaltung 3, 3 a und 3 b; eine Steuerschaltung 4 und 4 a; eine Diagnoseschaltung 5 und 5 a; eine Komperator schaltung 11 bis 14; eine Referenzspannungsschaltung 15; eine Beurteilungsschaltung 16 bis 18; eine Filter schaltung mit Widerstandseingang 19 bis 22; eine Filter schaltung mit Kapazitätseingang 27 bis 30; eine Halte schaltung 23 bis 26; einen Verarbeitungskondensator C; Signalverarbeitungsdioden D 1 bis D 19; eine Überstrom- Schmelzsicherung F; eine gemeinsame Masseleitung für eine Lasttreibereinrichtung GND; ein Vergleicher IC 1 bis IC 5; eine Glühlampe LP, LP 1 und LP 2; ein Gleichstrom motor MO; ein Operationsverstärker OP; ein NPN-Leistungs transistors Q; ein NPN-Signalverarbeitungstransistors Q 1, Q 3, Q 5 und Q 7; ein PNP-Signalverarbeitungstransistor Q 2, Q 4, Q 6 und Q 8; ein NPN-Relais-Treibertransistor Q 9 und Q10; ein Stromdetektorwiderstand R; Signalverar beitungswiderstände R 1 bis R 54; eine Spule eines Relais zum Treiben einer Änderungsschaltung RL 1 und RL 2; eine Änderungsschaltung oder Wechselschaltung für ein Relais S 1, S 2, S 2 a und S 2 b; und ein positiver Anschluß einer Energiequelle V, die über einen (nicht gezeigten) Zündschalter eingeschaltet wird.

Im folgenden soll die Schaltung nach den Fig. 1 bis 4 erläutert werden. Von einer (nicht gezeigten) CPU wird ein Betriebssignal f an die Steuerschaltung 4 gegeben. Ansprechend auf diesen Eingangswert wird ein Rechteck- Steuersignal a, das z.B. in Fig. 3a dargestellt ist, an die Basis des in der Treiberschaltung 3 enthaltenen Transistors Q gelegt. Dieses Steuersignal a repräsentiert eine Zeitspanne, in der der in Reihe mit diesem Transistor und einer (nicht gezeigten) Energiequelle geschalteten Last 1 Energie zugeführt wird, oder das Signal repräsentiert einen Stromwert.

An den Emitter dieses Transistors Q ist ein Anschluß des Widerstands R der Stromdetektorschaltung 2 angeschlossen, um den durch die als Last 1 dienende Lampe LP fließenden Strom zu erfassen. Der andere Anschluß des Widerstands R ist an einen Anschluß der Lampe LP angeschlossen, deren anderer Anschluß auf Masse liegt.

Ein Anschluß des Widerstands R 43 ist an einen Ver bindungsknoten zwischen dem Widerstand R der Strom detektorschaltung 2 und dem Emitter des Transistors Q angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstands R 43 ist über den Widerstand R 44 mit Masse GND verbunden. Der eine Anschluß des Widerstands R 45 ist an einen Ver bindungsknoten zwischen den Widerständen R 43 und R 44 angeschlossen, die eine Spannungsteilerschaltung bilden, während der andere Anschluß des Widerstands R 45 an den nicht-invertierenden Eingang (+) des Operations verstärkers OP angeschlossen ist. Dieser Knoten liegt über dem Widerstands R 46 auf Masse. An die Verbindung zwischen dem Widerstand R und der Lampe LP ist die Anode der Diode D 18 angeschlossen, um zu verhindern, daß der Strom aus der Stromdetektorschaltung 2 in die Last 1 fließt. An die Kathode dieser Diode 18 ist ein Anschluß des Widerstands R 47 angeschlossen, dessen anderer Anschluß über den Widerstand R 48 auf Masse ge legt ist. Ein Anschluß des Widerstands R 49 steht mit dem Verbindungsknoten der Widerstände R 47 und R 48 in Verbindung, die eine Spannungsteilerschaltung bilden, während der andere Anschluß des Widerstands R 49 an den invertierenden Eingang (-) des Operationsverstärkers OP angeschlossen ist. Ein Ende des Widerstands R 54 ist an einen gemeinsamen Verbindungspunkt der Widerstände R 47, R 48 und R 49 angeschlossen. Dieser Widerstand R 54 hat die Aufgabe, den Wert der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers OP anzupassen an den Beurteilungs pegel der Diagnoseschaltung 5 (dies wird weiter unten noch näher erläutert). Der andere Anschluß des Transistors R 54 ist an den Anschluß V der Energie quelle angeschlossen. Die durch die Widerstände R 43, R 44, R 47 und R 48 gebildete Spannungsteilerschaltung ist so ausgelegt, daß die zwischen den beiden Ein gängen (+) und (-) des Verstärkers OP liegende Spannungsdifferenz innerhalb einer vorbestimmten Schwankungsbreite variiert, die um einen vorbestimmten Wert schmaler ist als die maximal zulässige Eingangs spannungsbreite der beiden Eingänge (+) und (-).

An eine Verbindung zwischen dem Widerstand R 49 und den nicht-invertierenden Eingang (-) ist ein Anschluß des Widerstands R 50 für den Gegenkoppelungsbetrieb ange schlossen. Der andere Anschluß des Widerstands R 50 ist an den Ausgang des Verstärkers OP geschaltet. Von der Verbindung zwischen dem Ausgang des Verstärkers OP und dem Widerstand R 50 wird das Stromdetektorsignal b aus geben, welches dem Spannungsabfall entspricht, der entsprechend dem Potential an den beiden Anschlüssen des Widerstands R erzeugt wird, wobei das Signal b einen vorbestimmten Pegel hat. Wenn beispielsweise der durch die Last 1 fließende Strom unterbrochen wird, so wird das in Fig. 3b dargestellte Stromdetektorsignal b mit dem Pegel "Lb" ausgegeben. Der Zustand des den Pegel Lb aufweisenden Stromdetektorsignals b übersteigt den Wert "VD 18", welcher der Durchlaßspannung der Diode D 18 entspricht. Ferner wird kontinuierlich ein Spannungswert erzeugt, der dadurch gebildet ist, daß die Quellenspannung V von den Widerständen R 54 und R 48 geteilt wird. Diese Teilspannung wird derart erzeugt, daß durch den Widerstand R ein Laststrom fließen kann, aufgrund dessen eine bestimmte Spannung an dem Wider stand entsteht.

An die gemeinsame Masseleitung GND ist der negative Pol der Gleichspannungsquelle (z.B. der negative Pol einer Fahrzeugbatterie) angeschlossen, während an den Pluspol V der Kollektor des Transistors Q angeschlossen ist. Mit der oben beschriebenen und in den Figuren dar gestellten Schaltung ist es möglich, daß von der Energie quelle durch die Treiberschaltung 3, die Strom detektorschaltung 2 und die Lampe LP in der genannten Reihenfolge ein Strom fließt.

Das von der Steuerschaltung 4 ausgegebene Steuersignal a (siehe Fig. 3a) ist derart geformt, daß es in der dar gestellten Weise bezüglich der Quellenspannung V einen Spannungspegel "Ha" erzeugt. Diese Spannung kann den maximalen Nennstrom für diese Last-Treiberschaltung in der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Q als Treiberelement der Treiberschaltung 3 und durch die als Last 1 fungierende Lampe LP fließen lassen (der maximale Nennstrom ist etwas geringer als der maximal zulässige Strom in entweder der Last 1 oder in dem Treiber element, dieser Strom soll im folgenden einfach als "Nennstrom" bezeichnet werden; es fließt also der Nennstrom in der Last-Treiberschaltung, d.h. in der Serienschaltung aus Energiequelle (nicht gezeigt), Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Q als Treiber element und der als Last dienenden Lampe LP). Der Pegel Ha resultiert aus dem internen Spannungswert, der dadurch erzeugt wird, indem man die Quellenspannung V, die an die Steuerschaltung 4 gelegt wird, durch eine Spannungserhöhungsschaltung (nicht dargestellt) inner halb der Steuerschaltung 4 ausreichend erhöht.

Dieses Steuersignal a, welches der Basis des Transistors Q zugeführt wird, wird auch an die Diagnoseschaltung 5 gelegt. Ferner werden an die Diagnoseschaltung 5 sowohl das Stromdetektorsignal b (siehe Fig. 3b) aus der oben erläuterten Stromdetektorschaltung 2 zwischen dem Emitter des Transistors Q (dem Treiberelement) und der Last 1, als auch das Spannungsdetektorsignal c, welches von dem Widerstand R und der Lampe LP abgeleitet wird, gelegt. Dieses Spannungsdetektorsignal c wird als Spannung mit H-Pegel ausgegeben, der an den beiden Anschlüssen LP entsteht aus der Quellenspannung, ver ringert um den Spannungsabfall am Widerstand R. Wie Fig. 3c zeigt, wird dieser Spannungswert dadurch er zeugt, daß die Quellenspannung V unterteilt wird in Abhängigkeit der internen Impedanz der als Last 1 dienenden Lampe LP, der Spannung aufgrund des durch den Detektorwiderstand fließenden Stroms, und der internen Impedanzen der Treiberschaltung 3 sowie der Spannungs quelle.

Das an die Diagnoseschaltung 5 gelegte Steuersignal a wird, wie in Fig. 3a1 und Fig. 2 zu sehen ist, über eine aus Widerständen R 6 und R 7 bestehende Spannungs teilerschaltung an den nicht-invertierenden Eingang (+) des Vergleichers IC 2 der Vergleicher- oder Komperator schaltung 12 gelegt, so daß die Diode D 1 in Durchlaß richtung für das Steuersignal a geschaltet ist.

Ein Anschluß des Widerstands R 1 (siehe Fig. 2) ist an die Kathode der Diode D 1 angeschlossen, während der andere Anschluß des Widerstands R 1 über den Widerstand R 2 auf Masse gelegt ist und außerdem an einem Anschluß des Widerstands R 3 liegt. Von dem gemeinsamen Ver bindungspunkt der Widerstände R 1, R 2 und R 3 wird das gemäß Fig. 3a2 auf einen vorbestimmten Pegel herab geteilte Steuersignal a an den einen Eingang eines UND-GLIEDES 6 gelegt, welches als (im folgenden näher erläuterte) Beurteilungsschaltung 16 dient.

An den anderen Anschluß des Widerstands R 3 ist die Kathode der in der Referenzspannungsschaltung 15 be findlichen Diode D 2 angeschlossen, und ferner der invertierende Eingang (-) des Vergleichers IC 4 in der Vergleicherschaltung 14. Das Steuersignal a wird direkt mit dem in Fig. 3a3 dargestellten Pegel "L 3" als Referenz-Beurteilungswert für den L-Pegel eingegeben. Jeweils ein Anschluß beider Widerstände R 4 und R 5 ist an die Anode der Diode D 2 angeschlossen, während der andere Anschluß des Widerstands R 4 an der Spannungs quelle V und der andere Anschluß des Widerstands R 5 an Masse GND liegt. Das Verhältnis der Widerstandswerte der Widerstände R 4 und R 5 wird derart voreingestellt, daß eine Spannung erzeugt werden kann, die der Spannung des Spannungsdetektorsignals c der Last treiberschaltung unter Normalbedingungen entspricht und als Referenz-Vergleichswert für die Vergleicher schaltung 14 dient.

Das in die Diagnoseschaltung 5 eingegebene Strom detektorsignal b wird über den Widerstand R 9 auf den nicht-invertierenden Eingang (+) des Vergleichers IC 1 in der Vergleicherschaltung 11 gegeben, und es wird weiterhin über den Widerstand R 8 an den invertierenden Eingang (-) des in der Vergleicherschaltung 12 ent haltenen Vergleichers IC 2 gegeben, so daß die jeweiligen Eingangsimpedanzen daran gehindert werden, niedriger als ein konstanter Wert zu werden.

Das Spannungsdetektorsignal c, welches in die Diagnose schaltung 5 über den Widerstand R 13 eingegeben wird, wird als ein Eingangssignal in der Beurteilungsschaltung 17 verarbeitet, und das Signal wird über den Wider stand R 14 an den invertierenden Eingang (-) des in der Vergleicherschaltung 13 enthaltenen Vergleichers IC 3 gegeben. Ferner wird das Signal b über den Widerstand R 17 an den nicht-invertierenden Eingang (+) des in der Vergleicherschaltung 14 enthaltenen Vergleichers IC 4 gegeben, so daß die jeweiligen Eingangsimpedanzen nicht unter einen konstanten Wert gelangen.

In dem Vergleicher 11 sind die einen Anschlüsse der Widerstände R 10 und R 11 an den invertierenden Eingang (-) des Vergleichers IC 1 angeschlossen, während der andere Anschluß des Widerstandes R 10 am Spannungs quellenanschluß V liegt und der andere Anschluß des Widerstands R 11 auf Masse liegt. Das Verhältnis dieser Widerstandswerte der Widerstände R 10 und R 11 wird ent sprechend dem Stromdetektorsignal b für einen Nennstrom, der über den Widerstand R 9 an den nicht-invertierenden Eingang (+) des Vergleichers IC 1 geführt wird, einge stellt. Wenn das Stromdetektorsignal b mit einem diesen Nennstrom übersteigenden Wert eingegeben wird, so nimmt das Ausgangssignal 11 a des Vergleichers IC 1 den H-Pegel an. Das Vergleichersignal 11 a als Ausgang dieses Vergleichers IC 1 wird direkt dem anderen Eingang des UND-Gliedes IC 6 in der Beurteilungsschaltung 16 zuge führt.

Die Beurteilungsschaltung 16 ist so ausgelegt, daß, während das Vergleichersignal 11 a den H-Pegel hat, das Beurteilungssignal 16 mit H-Pegel repräsentativ ist für den Überstrom-Fehlerzustand und an die Filter schaltung 19 gegeben wird, wenn das Stromdetektor signal b über dem Nennstrom liegt, jedoch nur dann, wenn das Steuersignal a in einem solchen Zustand ge liefert wird, daß der Signalpegel Ha (siehe Fig. 3a) erzeugt wird, so daß an die Last 1 Energie geliefert wird.

Die an das UND-Glied IC 6 synchron mit dem Ha-Pegel dieses Steuersignals a gelegte Spannungswert hat einen Scheitelwert (siehe Fig. 3a2), welcher sich dadurch ergibt, daß die durch Subtrahieren der Durchlaß- Zener-Spannung VD 1 der Zenerdiode D 1 von dem Ha-Pegel des Steuersignals a erhaltene Wert geteilt wird durch das Verhältnis der Widerstände R 1 und R 2. Dieser Scheitelwert "H2" entspricht im wesentlichen dem H-Pegel, der von dem Vergleicher IC 1 ausgegeben wird, den man als den H-Pegel am UND-Glied IC 6 betrachten kann (siehe die unten angegebene erste Gleichung) . Der an das UND-Glied IC 6 synchron mit dem L-Pegel des Steuersignals a gelegte Spannungswert hat einen solchen Scheitelwert, wie er in Fig. 3a2 mit "L 2" be zeichnet ist, und der gegenüber dem Massepotential dadurch erhöht ist, daß die Ausgangsspannung der Referenzspannungsschaltung 15 geteilt wird von der aus den Widerständen R 2 und R 3 bestehenden Spannungs teilerschaltung. Dieser Scheitelwert "L 2" ist klein genug, um als Signal mit L-Pegel erkannt zu werden. Der Spannungswert mit dem Pegel "L 2" ist ein Wert, der folgendermaßen erhalten wird: Zuerst wird die Quellenspannung V durch die durch die Widerstände R 4 und R 5 gebildeten Spannungsteilerschaltung geteilt, und anschließend wird von dem so unterteilten Spannungswert die Durchlaßspannung VD 2 der Diode D 2 subtrahiert, und weiterhin wird ein im folgenden näher erläuterter kombinierter Widerstandswert RX mit dem Widerstand R 3 als Spannungsteilerschaltung entsprechend der unten angegebenen dritten Formel zum Teilen ver wendet. Der kombinierte Widerstandswert RX wird in der in der unten angegebenen zweiten Formel angegebenen Weise eingestellt durch die Serienschaltung aus dem Widerstand R 1 in Parallelschaltung zu dem Widerstand R 2 einerseits und den Widerständen R 6 und R 7 anderer seits:

H 2 = (Ha-VD 1) (R 2/(R 1 + R 2)) (1)

RX = R 2 (R 1 + R 6 + R 7)/(R 1 + R 2 + R 6 + R 7) (2)

L 2 = (V(R 5/(R 4 + R 5)) - VD 2) (RX/(RX + R 3)) (3)

Die Filterschaltung 19 wird dazu verwendet, eine Signalkomponente zu beseitigen, deren Wiederholungs- Periodendauer schneller ist als eine vorbestimmte Periode der Änderung (L : H : L) des gewünschten Beur teilungssignals 16 a, das in die Filterschaltung 19 eingegeben wird. Das eingegebene Beurteilungssignal 16 a wird auf einen Anschluß des Widerstands R 19 gegeben, dessen anderer Anschluß über den Kondensator C 1 auf Masse gelegt ist. Der Widerstand R 19 ist so gewählt, daß die Ausgangsimpedanz des UND-Glieds IC 6 größer bleibt als ein vorbestimmter Wert. Die durch den Widerstand R 19 und den Kondensator C 1 definierte Zeitkonstante ist so gewählt, daß von dem Signal die Rauschkomponente mit einer höheren Periodendauer als die vorbestimmte Periodendauer eliminiert wird. An den Verbindungspunktzwischenkondensator C 1 und Wider stand R 19 ist die Anode der Diode D 3 angeschlossen, deren Kathode so angelegt ist, daß das Signal als Ausgangssignal des Filters 19 an die Halteschaltung 23 gelegt wird. Die Diode D 3 blockiert einen Rück strom vom Eingang der Halteschaltung 23 in den Kondensator C 1 und verhindert dadurch einen fehlerhaften Haltebetrieb durch die Halteschaltung 23. Die unten erläuterten Filterschaltungen 20 bis 22 werden in der gleichen Weise betrieben wie die Filterschaltung 19.

In der Halteschaltung 23 wird das von der Filter schaltung 19 über den Widerstand R 23 eingegebene H-Signal an die Basis des Transistors Q 1 gegeben. Eine Verbindung zwischen dessen Basis und dem Widerstand R 23 ist über den Widerstand R 24 auf Masse gelegt. Der durch die Basis zu dem Emitter des Transistors Q 1 fließende Strom wird durch die aus den Widerständen R 23 und R 24 bestehende Spannungsteilerschaltung auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Eine von der Spannungsquelle V über die Serienschaltung der Wider stände R 26 und R 25 wird an den Kolletor des Transistors Q 1 eine Spannung geliefert. Der Emitter dieses Transistors Q 1 liegt auf Masse.

Ein Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 26 und R 25 liegt an der Basis des Transistors Q 2, dessen Emitter an der Spannungsversorgung V liegt. Am Kollektor des Transistors Q 2 liegt die Anode der Diode D 7, deren Kathode an die Verbindung zwischen dem Widerstand R 23 und der Diode D 3 der Filterschaltung 19 angeschlossen ist. Wenn demzufolge ein H-Signal einmal von der Filterschaltung 19 eingegeben wird, fließt Strom durch die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Q 1 über die Widerstände R 26 und R 25.

Gleichzeitig senkt sich das Potential an der Basis des Transistors Q 2 ab, und Strom fließt über den Wider stand R 25 zwischen dem Emitter-Basisweg des Transistors Q 2 und dem Kollektor-Emitterweg des Transistors Q 1. Dann senkt sich die Impedanz zwischen der Emitter- Kollektorstrecke des Transistors Q 2 sehr stark ab, so daß anschließend die Basis des Transistors Q 1 über die Diode D 7 und die Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen R 23 und R 24 auf H-Pegel gelangt. Dieser Mitkoppelungs-Zustand läßt sich aufrechterhalten, bis die Spannungsversorgung am Anschluß V durch Be tätigen des Zündschalters unterbrochen wird. An die Verbindung zwischen dem Kollektor des Transistors Q 2 und der Kathode der Diode D 7 liegt im Verein mit dem Ausgangsanschluß dieser Halteschaltung 23 das Eingangs signal für die Anzeige der Kurzschluß-Fehlfunktion der Filterschaltung 27 und der Last 1 der (nicht ge zeigten) CPU als Anzeigesignal D 2. Die Halte schaltungen 24, 25 und 26 weisen eine ähnliche Funktions weise auf.

Die Filterschaltung 27 ist derart verschaltet, daß zur Beseitigung des Rauschanteils, dessen Periodendauer höher ist als die Wiederholungs-Periodendauer der Änderungsgeschwindigkeit des Haltesignals (L auf H) am Ausgang der Halteschaltung 23 und zur Beibehaltung einer vorbestimmten Ausgangsimpedanz des Widerstands R 39, der in Serienschaltung das Haltesignal empfängt, der eine Belag des Kondensators C 5 an den Widerstand angeschlossen, während der andere Belag auf Masse liegt. An den anderen Anschluß dieses Widerstands R 39 ist die Anode der Diode D 11 angeschlossen, deren Kathode eine Kollision des Betriebs der Halteschaltung mit den Ausgangssignalen der Filterschaltungen 28, 29 und 30 verhindert. Die Kathode der Diode D 11 ist mit den Ausgängen der anderen Filterschaltungen 28, 29 und 30 zusammengeschaltet, so daß ein Rückkoppelungssignal e mit H-Pegel, repräsentativ für den Fehlfunktions zustand (Kurzschluß in der Last 1) der Last-Treiber schaltung, an die Steuerschaltung 4 gegeben wird. Selbst dann, wenn es andere Zustände als die Unter brechung des Schaltkreises der Last 1 und der Treiber schaltung 3 gibt, und auch bei einem Kurzschluß der Treiberschaltung 3 wird das Rückkoppelungssignal e mit H-Pegel an die Steuerschaltung 4 gegeben, und das Steuersignal a mit H-Pegel wird zu einem Steuersignal mit L-Pegel, so daß keine Energie in das Treiber element eingespeist wird.

Die gleichen Funktionen werden mit den unten er läuterten Filterschaltungen 28, 29 und 30 erreicht.

Die Ausgestaltung der Vergleicherschaltung 12 ist der art gewählt, daß das Stromdetektorsignal über den Wider stand R 8 an den invertierten Eingang (-) des Ver gleichers IC 2 geführt wird, und daß das Steuersignal a von der Kathode der Diode D 1 über den aus den Wider ständen R 6 und R 7 bestehenden Spannungsteiler an den nicht-invertierten Eingang (+) geführt wird, wie aus Fig. 3a1 ersichtlich. An die Verbindung zwischen den Widerständen R 6 und R 7 der Spannungsteilerschaltung werden abwechselnd sowohl ein Spannungssignal mit dem Pegel "H 1" und ein Spannungssignal mit dem Pegel "L 1" gegeben. Das zuerst erwähnte Signal mit dem Pegel "H 1" ist so gegenüber dem Steuersignal a eingestellt, daß es um einen vorbestimmten Wert kleiner ist als das einen mittleren Pegel "M" aufweisende Stromdetektor signal b, wie es durch die unten angegebene Formel (4) definiert ist, und den man dadurch erhält, daß man einen Spannungswert durch die Widerstände R 6 und R 7 teilt, der erzeugt wird durch Subtrahieren der Durchlaß spannung VD 1 der Diode D 1 von dem Steuersignal a mit dem Pegel Ha, wie in Fig. 3a1 dargestellt ist. Der als zweites oben erwähnte Spannungswert mit dem Pegel L 1 wird erzeugt durch einen höheren Spannungswert als 0 V der Masseleitung, und zwar ist die Spannung um einen Spannungswert höher, den man erhält, wenn man die Spannung von der Referenzspannungsschaltung 15 über den Widerstand R 3 an den Widerstand R 2 führt und die Spannung teilt, während die höhere Spannung über die Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen R 6 und R 7 angelegt wird. Dieser Pegel L 1 wird nicht nennenswert beeinflußt durch die Eingangsimpedanzen der jeweiligen Schaltungen IC 2, IC 4 und IC 6, da deren Eingangsimpedanzen auf einen extrem hohen Wert einge stellt sind. Also ist der Spannungswert mit dem Pegel L 1, der an die Vergleicherschaltung 12 gelegt wird, gleich einem Spannungswert, den man dadurch erhält, daß man die Referenzspannung teilt durch die Kombination aus dem Widerstand RX und dem Widerstand R 3, die eine Spannungsteilerschaltung entsprechend der oben angegebenen Formel (2) bilden. Diese Referenzspannung ist gleich einem Ausgangswert der Spannungsgeber schaltung 15, erzeugt durch Subtrahieren der Durchlaß spannung VD 2 der Diode D 2 von dem geteilten Spannungs wert, den man erhält, wenn man die Versorgungs spannung V durch einen Wert teilt, der durch die Spannungsteilerschaltung mit den Widerständen R 4 und R 5 gebildet wird.

Dem nicht-invertierten Eingang (+) des Vergleichers IC 2 wird ein Rechtecksignal zugeführt, dessen Signal pegel zwischen den Pegeln H 1 und L 1 synchron mit den Pegel Ha und L des Steuersignals a abwechseln.

H 1 = (Ha-VD 1) (R 7/(R 6 + R 7)) (4)

L 1 ≒ (V (R 5/(R 4 + R 5))-VD 2) (RX/(RX + R 3)) (R 7/(R 1 + R 6 + R 7)) (5)

Wenn das Steuersignal a den L-Pegel hat, dann sind die Pegel L 1 höher als das Null-Potential der Masseleitung, und zwar um einen vorbestimmten Wert, und diese Pegel werden an den nicht-invertierenden Eingang (+) des Vergleichers IC 2 gegeben. Gleichzeitig wird an den invertierten Eingang (-) des Vergleichers das Strom detektorsignal b mit dem Pegel Lb gegeben, der gemäß Fig. 3b von den Widerständen R 54 und R 48 so eingestellt ist, daß er um einen vorbestimmten Wert über dem Pegel L 1 liegt. In diesem Fall wird als Vergleichersignal 12 a ein Signal mit L-Pegel ausgegeben. Wenn das Spannungsdetektorsignal b am invertierten Eingang des Vergleichers den Pegel "L 1" übersteigt, hat das Ver gleichersignal 12a am Ausgang den Pegel "H". Wenn das Steuersignal a den Pegel Ha hat, wird an den nicht-invertierten Eingang die Spannung mit dem H1-Pegel gelegt, die auf einen Pegel einstellt ist, der geringfügig unterhalb dem kleinsten Wert des an die Last-Treiberschaltung gelieferten Laststroms liegt und kleiner ist als das Stromdetektorsignal b, wie durch den Pegel M in Fig. 3b gezeigt ist. Gleich zeitig wird an den invertierten Eingang (-) eine um den Pegel M nach Fig. 3 verringerte Quellenspannung V gelegt, während das Stromdetektorsignal b, in Fig. 3b mit dem Pegel H 4 bezeichnet, der größer ist als der Pegel H 1, an den nicht-invertierenden Eingang (+) ge legt wird. In diesem Fall hat das Vergleichersignal 12 a den Pegel L. Wenn nun bei einer Betriebsstörung in Form eines offenen Lastkreises das an den invertierten Eingang (-) gelegte Stromdetektorsignal b niedriger ist als der Pegel H, wird ein Vergleichersignal 12 a mit dem Pegel H ausgegeben, um anzugeben, daß keine Energie an die Last-Treiberschaltung gegeben wird.

Die oben angegebene Spannungs-Beziehung ist derart ge wählt, daß sich folgende Reihenfolge ergibt:

Ha < V < H 4 < M < H 1 < Lb < L 1 < GND.

Der Vergleicher IC 2, der einen kontinuierlichen Ver gleich durchführt, gibt ein Signal an die Beurteilungs schaltung 17, wobei das Vergleichersignal 12 a den Pegel H besitzt, welches repräsentativ ist für den Zustand, daß keine Leistung an die Last-Treiberschaltung ge liefert wird, wenn das Steuersignal a den Pegel Ha annimmt. In dem UND-Glied IC 7 mit zwei Eingangsan schlüssen innerhalb der Beurteilungsschaltung 17 wird der Ausgangsanschluß der Vergleicherschaltung 12 direkt mit dem einen Eingang des UND-Glieds verbunden, so daß diesem Eingang das Vergleichersignal 12 a zugeführt wird, während dem anderen Eingang des UND-Glieds das Spannungsdetektorsignal c über den Widerstand R 13 zugeleitet wird. Wenn beide Eingang den Pegel H aufweisen, ist das Beurteilungssignal 17 a repräsentativ für den Umstand, daß die Last 1 sich im Störungs zustand eines offenen Schaltkreises befindet, und dieses Signal 17 a wird über die Filterschaltung 20 an die Halteschaltung 24 gegeben.

In der Halteschaltung 24 wird das von der Filter schaltung 20 eingegebene Signal mit hohem Pegel H so verarbeitet, daß das Anzeigesignal d 3 mit dem Pegel H kontinuierlich an die CPU gegeben wird, wobei der Pegel H kennzeichnend ist für die Betriebsstörung in Form eines offenen Schaltungskreises, während das Rückkoppelungssignal e mit dem gleichen Signalpegel wie das Anzeigesignal mit dem Pegel H dauernd an die Steuerschaltung 4 gegeben wird.

In der Vergleicherschaltung 13 ist der nicht-invertierte Eingang (+) des Vergleichers IC 3 direkt an den Ver bindungsknoten zwischen den Widerständen R 15 und R 16 angeschlossen, von denen der Widerstand R 15 mit dem anderen Anschluß an die Spannungsquelle V und der Widerstand R 16 mit seinem anderen Anschluß auf Masse gelegt ist, so daß eine Referenzspannung gebildet wird. Das Spannungsdetektorsignal c wird über den Widerstand R 14 an den invertierten Eingang (-) gelegt. Der Referenzspannungswert für den Ver gleich wird durch Teilung der Quellenspannung V ent sprechend dem Verhältnis der Widerstände R 15 und R 16 erhalten und ist so eingestellt, daß er geringfügig über der Spannung Null oder Massepotential liegt, welches die Schwankungen aufgrund interner Widerstands werte der Verdrahtung der Last-Treiberschaltung und die Hysterese des zu dem Vergleicher IC 3 ge hörigen Vergleichswerts enthält. Wenn das Spannungs detektorsignal c niedriger wird als die Vergleichs referenzspannung, liefert die Vergleicherschaltung 13 das Vergleichersignal 13 a mit dem hohen Pegel H an die Beurteilungsschaltung 18, wobei das Signal bedeutet, daß an die Last 1 keine Quellenspannung an gelegt wird.

Innerhalb der Beurteilungsschaltung 18 arbeitet das UND-Glied IC 8 wie folgt: Nur wenn sowohl das Ver gleichersignal 12 a als auch das Signal 13 a von den Vergleicherschaltungen 12 bzw. 13 gleichzeitig den hohen Pegel H besitzen, erzeugen diese Pegel an den Eingängen des UND-Glieds IC 8 ein Beurteilungssignal 18 a mit hohem Pegel H, welches über die Filterschaltung 21 an die Halteschaltung 25 gegeben wird, wobei dieses Signal mit hohem Pegel H eine Betriebsstörung des Treiberelements kennzeichnet, also bedeutet, daß diese Schaltung unterbrochen, durchgebrannt oder zer stört ist.

Wenn in der Halteschaltung 25, das von der Filter schaltung 21 kommende Signal mit dem hohen Pegel H verarbeitet wird, wird kontinuierlich an die CPU das einen hohen Pegel H aufweisende Anzeigesignal d 1 gegeben, welches dafür kennzeichnend ist, daß der Schaltkreis des Treiberelements offen ist. Ferner wird das Rückkoppelungssignal e mit dem Pegel H kontinuier lich über die Filterschaltung 29 an die Steuerschaltung 4 gegeben.

An den nicht-invertierten Eingang (+) des Vergleichers IC 4 in der Vergleicherschaltung 14 wird das Spannungs detektorsignal c über den aus den Widerständen R 17 und R 18 bestehenden Spannungsteiler gelegt. An den in vertierten Eingang (-) wird das Steuersignal a gelegt, welches in der in Fig. 3a3 dargestellten Weise auf Scheitelwerte "H 3" und "L 3" geändert wurde. Der Spannungswert mit dem Pegel H 3, der synchron mit dem den Pegel Ha aufweisenden Steuersignal a über den Wider stand R 3 geliefert wird, wird erzeugt, indem die um die Durchlaßspannung VD 1 der Diode D 1 verringerte Spannung mit dem Pegel Ha des Steuersignals a geteilt wird durch die aus den Widerständen R 1 und R 2 bestehende Spannungsteilerschaltung. Da die Eingangsimpedanz des Vergleichers IC 4 extrem hoch ist, läßt sich das Spannungssignal a mit dem Pegel H 3 bereitstellen, ohne daß irgendeine Beeinflussung seitens der Widerstände R 1, R 2 oder seitens anderer Widerstände, die mit dem Widerstand R 3 verbunden sind, erfolgt (siehe die Formel 6)). Der mit dem Pegel L des Steuersignals a synchrone Spannungspegel L 3 ist so eingestellt, daß er oberhalb des Massepotentials liegt (GND; siehe Formel 7)), und der Spannungspegel wird erhalten, indem man die Quellenspannung V in dem Spannungsgeber 15 teilt durch das durch die Widerstände R 4 und R 5 bestimmte Verhältnis und anschließend diesen Wert von der Durch laßspannung VD 2 der Diode D 2 subtrahiert.

H 3 ≒ (Ha-VD 1) (R 2/(R 1 + R 2)) (6)

L 3 = (V (R 5/(R 4 + R 5))-VD 2 (7)

Selbst wenn das dieser Spannungsteilerschaltung zuge führte Spannungsdetektorsignal c so groß ist wie die Versorgungsspannung V, ist das Spannungsteilungsver hältnis des Widerstands R 17 bezüglich des Widerstands R 18 so eingestellt, daß der Pegel H 3 am invertierten Eingang (-) nicht überschritten wird, wie die nach stehende Formel (8) angibt.

V (R 17/(R 17 + R 18)) < H 3 (8)

Wenn nun an den invertierten Eingang (-) des Ver gleichers 14 der Pegel L 3 synchron mit dem Pegel L in dem Steuersignal a geliefert wird, und wenn an den nicht-invertierten Eingang (+) eine Spannung gelegt wird, die diesen Pegel L 3 übersteigt, hat das Ver gleichersignal 14 a einen Pegel H, der kennzeichnend ist für eine Betriebsstörung in Form eines Kurz schlusses des Treiberelements. Das H-Signal wird über die Filterschaltung 22 an die Halteschaltung 26 ge geben, obschon das Steuersignal a den Pegel L besitzt.

Das in die Halteschaltung 26 von der Filterschaltung 22 eingegebene H-Signal wird als Anzeigesignal d 4 mit hohem Pegel H ausgegeben, wobei das Anzeigesignal d 4 bedeutet, daß das Treiberelement kurzgeschlossen ist. Das Signal d 4 wird an die CPU gegeben. Ferner wird das Rückkoppelungssignal e mit dem gleichen Pegel H über die Filterschaltung 30 an die Steuerschaltung 4 gegeben. Die Steuerschaltung 4, in die von der Diagnose schaltungr 5 das Rückkoppelungssignal e mit dem hohen Pegel H eingegeben wird, gibt das Steuersignal a mit niedrigem Pegel L ab, wodurch keine Energie an die Treiberschaltung gelegt werden kann. Dies geschieht in dem Zustand, daß das Betriebssignal f von der (nicht gezeigten) CPU eingegeben wird, wonach der Last 1 Energie zuzuführen ist.

Im folgenden soll die Betriebsweise der oben beschrieben en Schaltung erläutert werden.

Zunächst sei angenommen, sowohl die Last 1 als auch die Treiberschaltung 3 befänden sich im Normalzustand, so daß die drei folgenden Signal an die Diagnose schaltung 5 gegeben werden: Das Steuersignal a mit dem niedrigen oder Masse-Pegel L und dem Pegel Ha aus der Steuerschaltung 4; das Stromdetektorsignal b mit sich wiederholenden Pegeln Lb und M von der Detektorschaltung 2, synchron zu dem Steuersignal a und das Spannungsdetektorsignal c mit sich wieder holenden Pegeln L (Massepotential) und H, anliegend zwischen den beiden Anschlüssen der Last 1 und synchron mit dem Stromdetektorsignal b.

In der Diagnoseschaltung 5, die diese drei Signal a, b und c empfängt, stellt sich der folgende Ablauf bei einem Diagnosevorgang ein:

In der Vergleicherschaltung 11, die das Stromdetektor signal b mit den Pegeln Lb und M empfängt, wobei das Stromdetektorsignal b einen als Schwellenwert dienenden Referenzwert, der zuvor im Normalbetrieb eingestellt wurde, nicht übersteigt, wird erkannt, daß der Laststrom unter dem Nennstrom liegt, und es wird ein Vergleichersignal 11 a mit niedrigem Pegel L ausgegeben. In der Beurteilungsschaltung 16, in die das Vergleichersignal 11 a eingegeben wird, wird das Vergleichersignal mit sämtlichen Steuersignalen ver glichen, und deshalb gelangt ein Beurteilungssignal 16 a mit niedrigem Pegel L über die Filterschaltung 19 an die Halteschaltung 23. Demzufolge wird in der Halte schaltung 23 der an die Last 1 gelieferte Stromwert beibehalten, während ein Anzeigesignal d 2 mit niedrigem Pegel L geliefert wird, welches kennzeichnend ist dafür, daß der Strom unter dem zulässigen maximalen Strom liegt.

Wenn die Vergleicherschaltung 12 im Normalbetrieb Signale an den Eingangsanschlüssen empfängt, die dem Steuersignal a bzw. dem Stromdetektorsignal b ent sprechen, so sind die Pegel L 1 und H 1 am nicht invertierten Eingang (+) der Vergleicherschaltung 12 nicht höher als der Pegel M bzw. der Pegel Lb des Stromdetektorsignals b am invertierten Eingang bei Synchronisation mit den genannten Spannungen.

Als Folge davon liefert die Vergleicherschaltung 12 ein Vergleichersignal 12 a an die Beurteilungsschaltung 17, welches einen niedrigen Pegel L hat und repräsentativ ist für den Zustand, daß zu der Last- Treiberschaltung ein Strom fließt, der über einen vor bestimmten Wert liegt. In der Beurteilungsschaltung 17, die das Spannungsdetektorsignal c empfängt, dessen Signalpegel sich zwischen GND (Null V) und hohem Pegel H im Normalbetrieb ändert, wird bei Anlegen des Spannungsdetektorsignals c mit hohem Pegel H von der Last 1 (dies entspricht dem Zustand, daß an die Last 1 eine Spannung unterhalb eines gewünschten Wertes gelegt wird) beurteilt, daß die der Last-Treiber schaltung zugeführte Energie sich in Übereinstimmung mit dem niedrigen Pegel L des Steuersignals a be findet. In der Halteschaltung 24, in der das auf niedrigem Pegel L verbleibende Beurteilungssignal 17 a über das Filter 20 empfangen wurde, wird kontinuier lich das Anzeigesignal d 3 auf niedrigem Pegel L ge halten, wodurch angezeigt wird, daß durch die Last 1 ein Strom fließt, der über einen vorbestimmten Wert liegt. Ferner wird von der Halteschaltung 24 über das Filter 2 S ein Rückkoppelungssignal e geliefert, welches auf dem Pegel L bleibt.

Unter normalen Bedingungen werden im Vergleicher 13 die folgenden zwei Zustände wiederholt: Das an den invertierten Eingang (-) synchron mit dem Pegel H des Steuersignals a über den Widerstand R 14 ge lieferte Spannungsdetektorsignal c hat den hohen H-Pegel und übersteigt den Schwellenwert, der dem Referenzwert entspricht, der dem nicht-invertierten Eingang (+) dieser Vergleicherschaltung 13 zugeführt wird und durch die Widerstände R 15 und R 16 festge legt wird, während außerdem der Pegel L (Massepegel) des Spannungsdetektorsignals c, der synchron mit dem Pegel L des Steuersignals a zugeführt wird, unterhalb dieses Schwellenwertes liegt. Somit gibt die Ver gleicherschaltung 13 ein Vergleichersignal 13 a ab, in welchem der Pegel H synchron mit dem Pegel Ha des Steuersignals a ist, während der Pegel L synchron mit dem niedrigen Pegel L des Steuersignals a ist, sich die beiden Pegel H und L also abwechselnd wieder holen.

In der Beurteilungsschaltung 18, die das Vergleicher signal 13 a und das Vergleichersignal 12 a empfängt, wobei ersteres abwechselnde Pegel L und H aufweist, während das Vergleichersignal 12 den Pegel L besitzt (speziell bei dem Pegel Ha des Steuersignals a be deutet der Pegel L des Vergleichersignals 12 a, daß der Laststrom über einen vorbestimmten Wert liegt) wird beurteilt, daß abhängig vom Steuersignal a Energie vom Treiberelement an die Last 1 geliefert wird, und das Beurteilungssignal 18 a hat niedrigen Pegel L. Da die Beurteilungsschaltung 18 dauernd das Signal mit dem niedrigen Pegel L abgibt, d.h. sich das Signal nicht ändert, bleibt das Eingangssignal der Halteschaltung 25 trotz des Filters 21 nicht auf hohem Pegel H, sondern es wird dauernd ein Anzeige signal d 1 mit niedrigem Pegel L erzeugt.

In der Vergleicherschaltung 14, in der der nicht invertierte Eingang (+) das synchron mit dem Steuer signal a gelieferte Spannungsdetektorsignal c mit abwechselnden Pegeln L und H über die Spannungsteiler schaltung aus den Widerständen R 17 und R 18 empfängt, übersteigen die beiden Pegel L 3 und H 3, die sich synchron mit dem Steuersignal a am invertierten Eingang (-) abwechseln, die Pegel des Signals c am nicht-invertierten Eingang, so daß die Vergleicher schaltung 14 dauernd ein Vergleichersignal 14 a mit niedrigem Pegel L liefert, welches bedeutet, daß das Treiberelement den Stromfluß aufgrund des niedrigen Pegels L des Steuersignals a unterbricht. Da das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 14 sich nicht ändert und auf dem niedrigen Pegel bleibt, bleibt auch das Signal in der Halteschaltung 26 trotz der Filter schaltung 22 nicht auf dem hohen Pegel H, sondern liefert am Ausgang das einen niedrigen Pegel L auf weisende Anzeigesignal d 4.

Die Steuerschaltung 4 empfängt das Rückkoppelungssignal e mit dem niedrigen Pegel L und das Anzeigesignal d 2, und die CPU liefert das Betriebssignal f, demzufolge eine bestimmte Energie während einer bestimmten Zeit spanne in die Last 1 eingespeist wird, und außerdem wird der Betriebszustand angezeigt, wonach die Last 1 sich im normalen Zustand befindet.

Bei einer Kurzschluß-Betriebsstörung existiert an den beiden Anschlüssen der Last 1 eine außerordentlich geringe Impedanz, z.B. aufgrund eines Kurzschlusses in der Verdrahtung, und das Stromdetektorsignal b, welches dann einen außergewöhnlichen Wert aufweist, wird von der Detektorschaltung 2 ausgegeben. Außerdem wird ein Spannungsdetektorsignal c ausgegeben, gemäß dem die Spannung einer Last 1 im wesentlichen dem Massepotential (Null Volt) entspricht. In diesem Zustand wird das Stromdetektorsignal b mit der in der Spalte "Last kurzgeschlossen" in Fig. 3 dargestellten Wellen form eingegeben, wobei der Pegel Lb synchron mit dem Pegel L des Steuersignals a und weiterhin der hohe Pegel H 4 synchron mit dem Pegel Ha des Steuer signals a (siehe Fig. 3a) sind, wobei der Pegel H 4 über dem Nennstrom der Last-Treiberschaltung liegt. Wie aus dem Impulsdiagramm für den Last-Kurzschluß in Fig. 3 ersichtlich ist, hat das in diesem Zustand ein gegebene Spannungsdetektorsignal einen Verlauf, bei dem sich der Pegel allenfalls geringfügig in der Nähe des Massepotentials ändert. In der Diagnose Schaltung 5, in der diese Detektorsignal b und c und das Steuersignal a verarbeitet werden, ergibt sich folgender Betriebsablauf bei der Diagnose:

In der Vergleicherschaltung 11, die das Stromdetektor signal b (mit dem Pegel H 4 in Fig. 3b) empfängt, welches über dem Nennstrom der Last-Treiberschaltung bei einer Kurzschluß-Betriebsstörung liegt, wird der Überstrom- Zustand dadurch erkannt, daß der Pegel dieses Signals den Schwellenwert übersteigt, der als Referenzspannung durch die Widerstände R 10 und R 11 definiert wird. Deshalb gibt die Vergleicherschaltung ein Vergleicher signal 11 a mit hohem Pegel H ab. In der Beurteilungs schaltung 16, die das Vergleichersignal 10 a empfängt, wird erkannt, daß dieser Überstromzustand der Steuer bedingung des Pegels H 2 des Steuersignals a entspricht (siehe Fig. 3a2), wonach der Last 1 Energie zugeführt wird. Das Beurteilungssignal 16 a mit dem hohen Pegel H wird aus der Schaltung 16 über die Filterschaltung 19 in die Halteschaltung 23 eingegeben. Auf der Grund lage dieses Signals liefert die Halteschaltung 23 das Anzeigesignal p 2, welches eine Kurzschluß-Betriebs störung kennzeichnet, d.h. einen Zustand, in welchem durch die Last 1 ein Überstrom fließt. Dieses Signal hat hohen Pegel H und wird in der Halteschaltung kontinuierlich gehalten. Gleichzeitig erscheint an dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Filterschaltungen 27, 28, 29 und 30 das Rückkoppelungssignal e mit hohem Pegel H und wird von der Halteschaltung 23 kontinuier lich über die Filterschaltung 27 an die Steuerschaltung 4 gegeben.

An die beiden Eingangsanschlüsse der Vergleicher schaltung 12 werden Signalpegel gegeben, die dem Steuer signal a bzw. dem Stromdetektorsignal b im Kurzschluß zustand entsprechen. Die über den Widerstand R 8 durch das Stromdetektorsignal b gelieferte Spannung am in vertierten Eingang (-) des Vergleichers 12 ist sowohl in der Zeitspanne hohen Pegels H 4 als auch in der Zeit spanne niedrigen Pegels Lb höher als die entsprechenden Pegel H 1 bzw. L 1 am nicht-invertierten Eingang, so daß das von der Vergleicherschaltung 12 an die Beurteilungs schaltung 17 gelieferte Vergleichersignal 12 a dauernd auf niedrigem Pegel L bleibt, was bedeutet, daß der Last 1 und dem Treiberelement Energie zugeführt wird. In der Beurteilungsschaltung 17, die das Vergleicher signal 12 a und das Spannungsdetektorsignal c (welches bei Kurzschluß in der Last 1 Massepegel hat) empfängt, wird erkannt, daß die den niedrigen Pegel L aufweisenden Eingangssignale gleichzeitig zugeführt werden. Deshalb ergibt sich in der Halteschaltung 24, die das Beur teilungssignal 17 a empfängt, keine Änderung des Pegels L des Ausgangssignals, was bedeutet, daß die Impedanz der Last 1 unter einem vorbestimmten Wert liegt. Der Halteschaltung wird das Signal 17 a über das Filter 20 zugeführt. Anstatt eines H-Pegels wird das Anzeige signal d 3 mit niedrigem Pegel L dauernd abgegeben.

In der Vergleicherschaltung 13 wird das Spannungs detektorsignal c, das im Kurzschlußzustand etwa dem Massepotential entspricht, an den invertierten Eingang (-) gelegt, und dieses Signal ist niedriger als ein Referenzwert, der durch die Widerstände R 15 und R 16 eingestellt wird und an den nicht-invertierten Eingang (+) gelegt wird. Folglich gibt der Vergleicher 13 ein einen hohen Pegel H aufweisendes Vergleicher signal 13 a ab, welches bedeutet, daß eine extrem niedrige Lastspannung vorhanden ist. In der Beurteilungs schaltung 18 werden das Vergleichersignal 13 a und das oben erwähnte Signal mit dem niedrigen Pegel L von dem Vergleicher 12 verknüpft, so daß man ein Beurteilungs signal mit niedrigem Pegel L am Ausgang der Beur teilungsschaltung enthält. Das Ausgangssignal der Be urteilungsschaltung 18 ändert sich also nicht, so daß in der Halteschaltung 25, die das Signal über das Filter 21 empfängt, das Anzeigesignal d 1 mit niedrigem Pegel andauernd erzeugt wird.

In der Vergleicherschaltung 14 wird im Kurzschlußzustand das Steuersignal a mit dem Spannungsdetektorsignal c, welches nun niedrigen Pegel L (Null Volt) hat und den nicht-invertierten Eingang (+) zugeführt wird, ver glichen. Das dem Steuersignal a entsprechende Signal a 3, das in Fig. 3a3 dargestellt ist, ist stets höher als das Signal c. Dadurch erkennt die Vergleicherschaltung 14, daß das Treiberelement den Strom in Abhängigkeit des niedrigen Pegels L des Steuersignals a unter bricht, und sie gibt kontinuierlich ein Vergleicher signal 14 a mit niedrigem Pegel ab. Da sich der Pegel L des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 14 nicht ändert, gibt auch die Halteschaltung 26, die das Signal über das Filter 22 empfängt, ein Signal mit niedrigem Pegel L an Anzeigesignal d 4 ab.

In der Steuerschaltung 4 und in der CPU, die das einen hohen Pegel H aufweisende Rückkoppelungssignal e und das Anzeigesignal d empfangen, werden beide Befehle zum Ausschalten der Spannungsversorgung für die Last 1, veranlaßt durch das Betriebssignal f, und für die An zeige einer Kurzschluß-Betriebsstörung der Last 1 dauernd angezeigt, bis die Spannungsquelle durch Be tätigen des Zündschalters abgeschaltet wird.

Wenn als Betriebsstörung eine Stromkreisunterbrechung stattfindet, wird z.B. die Impedanz an den Anschlüssen der Last 1 aufgrund der Schaltungsunterbrechung, einer Trennung eines Verbinders oder dergleichen extrem hoch und das Stromdetektorsignal b nimmt einen niedrigen Pegel Lb an, was bedeutet, daß die Stromstärke extrem niedrig ist. Außer diesem von der Detektorschaltung 2 gelieferten Signal wird ein Spannungsdetektorsignal c ausgegeben, welches an der Verbindung zwischen der Detektorschaltung 2 und der Last 1 abgegriffen wird, wobei die Pegel dieses Spannungsdetektorsignals c synchron mit dem Steuersignal abwechselnd den Masse pegel (Null V oder L) und den Pegel V annehmen, der im wesentlichen der Versorgungsspannung entspricht. In der Diagnoseschaltung 5, die die beiden Detektor signal b und c und das Steuersignal a empfängt, findet nun folgender Diagnosebetrieb statt:

In der Vergleicherschaltung 11, die das Stromdetektor signal b mit dem Pegel Lb empfängt, übersteigt dieser Wert die Schwellenspannung, die durch die Widerstände R 10 und R 11 gebildet wird, im Fall der vorhandenen Störung "Lastkreis offen" nicht, so daß erkannt wird, daß der Laststrom unter einem zulässigen Stromwert liegt. Es wird ein Vergleichersignal 11 a mit niedrigem Pegel L ausgegeben. In der Beurteilungsschaltung 16, die dieses Vergleichersignal 11 a empfängt, wird das niedrige Signal mit dem Pegel L verknüpft mit dem Steuersignal a, so daß ein Beurteilungssignal 16 a mit niedrigem Pegel L über das Filter 19 an die Halte schaltung 23 gelegt wird. Demzufolge liefert die Halte schaltung 23 dauernd ein Anzeigesignal d 2 mit niedrigem Pegel L, welches anzeigt, daß die Stromstärke des durch die Last fließenden Stroms unterhalb eines zulässigen Maximalwerts liegt.

In der Vergleicherschaltung 12, die die beiden Signale a im Zustand "Lastkreis offen" und das Stromdetektor signal b empfängt, ändert sich der Pegel Lb des Strom detektorssignals b nicht, so daß dieser niedrige, am invertierten Eingang (-) anliegende Pegel die niedrigen Pegelabschnitte L 1 des dem nicht-invertierten Eingang (+) zugeführten Signals übersteigt, während der Pegel Lb niedriger ist als der Pegel H 1 des Signals a 1. Als Ergebnis erhält man ein Vergleichersignal 12 a, welches mit sich wechselndem Pegel zwischen L und H synchron mit dem Steuersignal a an die Beurteilungs schaltung 17 gegeben wird. Der Pegel L repräsentiert den Zustand des offenen Lastkreises. In diesem Zustand liegt der durch die Last-Treiberschaltung fließende Strom dann, wenn das Steuersignal a den Pegel Ha be sitzt, unter einem vorbestimmten Wert. In der Beur teilungsschaltung 17, die das Vergleichersignal 12 a und das Spannungsdetektorsignal c empfängt, welches sich synchron mit dem Steuersignal a zwischen Masse pegel und dem Pegel V ändert, wird erkannt, daß die beiden Eingangssignale gleichzeitig die hohen Pegel H aufweisen. Demzufolge empfängt die Halteschaltung 24 über die Filterschaltung 20 synchron mit dem Steuersignal a von der Beurteilungsschaltung 17 das Beurteilungssignal 17 a mit wechselnden Pegeln zwischen L und H. Die empfangenen Signale nehmen den Pegel H an, was bedeutet, daß der Lastkreis der Last 1 unter brochen oder offen ist. Hierdurch wird kontinuierlich das Anzeigesignal d 3 mit hohem Pegel angezeigt. Ferner wird das Rückkoppelungssignal e von der Halte schaltung 24 über das Filter 28 als Signal mit hohem Pegel kontinuierlich übertragen.

In der Vergleicherschaltung 13 wird synchron mit dem Steuersignal a dem invertierten Eingang (-) während des offenen Lastkreises ein Spannungsdetektorsignal c zugeführt, in welchem sich die Pegel zwischen Masse potential (0 V und L) und Spannungsversorgungs potential V abwechselnd, wobei das Massepotential niedriger ist als der Schwellenwert am nicht-invertierten Eingang (+), gebildet als Referenzwert mit Hilfe der Widerstände R 15 und R 16. Dabei übersteigt der Pegel V diesen Schwellenwert. Als Folge wird der Zustand einer außergewöhnlich hohen Spannung an der Last 1 synchron mit dem Steuersignal a erkannt, und das Ver gleichersignal 13 a erhält sich abwechselnde hohe Pegel H und niedrige Pegel L. In der Beurteilungs schaltung 18, die das Vergleichersignal 13 a mit dem Vergleichersignal 12 a verknüpft, wird erkannt, daß von dem Treiberelement aufgrund des Steuersignals a Energie an die Last 1 geliefert wird. Es ergibt sich ein Beurteilungssignal 18 a mit dem Pegel L. Da sich der Ausgangszustand der Beurteilungsschaltung 18 nicht ändert, d.h. auf dem Pegel L bleibt, hält die Halteschaltung 25 den Pegel H nicht, auch wenn das Signal über das Filter 21 zugeführt wird, und der Ausgangszustand des Anzeigesignals d 1 mit dem Pegel L wird beibehalten.

In der Vergleicherschaltung 14 wird die Spannung, die von dem aus den Widerständen R 17 und R 18 gebildeten Spannungsteiler aus dem zwischen Massepotential und der Spannung V wechselnden Spannungsdetektorsignal C gebildet wird, synchron mit dem Steuersignal a während des Zustands des offenen Lastkreises variiert. Diese dem nicht-invertierten Eingang (+) zugeführte Spannung wird verglichen mit den sich abwechselnden Pegeln L 3 und H 3 des synchronen Steuersignals a am invertierten Eingang (-). Da die genannten Pegel die Spannung auf der Grundlage des Spannungsdetektorsignals c am nicht invertierten Eingang (+) nicht übersteigen, wird der Strom während der Phase L des Steuersignals a unter brochen, und somit wird ein Vergleicher 14 a mit dauerndem Pegel L abgegeben. Da der Ausgangszustand L der Vergleicherschaltung 14 sich nicht ändert, wird in der Halteschaltung 26 trotz des Filters 22 nicht der Pegel H gehalten, und es wird das Anzeigesignal d 4 mit dem niedrigen Pegel L abgegeben.

Wenn der Transistorschalter Q der Treiberschaltung 3 geöffnet wird, wenn z.B. die Impedanz des Transistors Q extrem hoch wird, ist das von der Detektorschaltung 2 gelieferte Stromdetektorsignal mit dem Pegel Lb kennzeichnend für den Zustand, daß aufgrund des extrem niedrigen Stroms eine Stromkreisunterbrechung vorliegt. Außerdem wird von dem Anschluß der Last 1 auf der Seite der Spannungsversorgung V das Spannungsdetektor signal c mit praktisch Massepotential abgegeben. In der Diagnoseschaltung 5, in der die Detektorsignale b und c ebenso wie das Steuersignal a empfangen werden, erfolgt folgende Verarbeitung:

In der Vergleicherschaltung 11, die das Stromdetektor signal b mit dem Pegel Lb empfängt, übersteigt dieser Pegel nicht den Schwellenwert, der als Referenzspannung durch die Widerstände R 10 und R 11 eingestellt ist, während die Treiberschaltung eine Betriebsstörmung in Form einer offenen Treiberschaltung aufweist, so daß erkannt wird, daß eine Energie unterhalb eines zu lässigen Wertes zugeführt wird. Das Vergleichersignal 11 a hat folglich einen niedrigen Pegel L. In der an schließenden Beurteilungsschaltung 16, in der das Vergleichersignal 11 a mit einem von dem Steuersignal a abgeleiteten Signal verglichen wird, wird ein Be urteilungssignal 16 a mit dem Pegel L erzeugt, welches über das Filter 19 an die Halteschaltung 23 gegeben wird. Die Halteschaltung 23 liefert das Anzeigesignal d 2 mit niedrigem Pegel L, was bedeutet, daß die Stärke des durch die Last 1 fließenden Stroms unterhalb des zulässigen Maximalwerts liegt.

In der Vergleicherschaltung 12, in der ein während der offenen Treiberschaltung erzeugtes Steuersignal a (Fig. 3a1) verglichen wird mit dem Stromdetektorsignal b, hat das dem invertierten Eingang (-) zugeführte Signal b praktisch keine Pegeländerung, d.h. es hat dauernd den niedrigen Pegel L, der zwar den niedrigen L 1 des Signals al übersteigt, jedoch niedriger als dessen hoher Pegel H 1 ist. Folglich liefert der Vergleicher ein Vergleichersignal a an die Beurteilungsschaltung 17, in welchem sich synchron mit dem Steuersignal a die Pegel L und H abwechseln. Das Signal mit dem Pegel L bedeutet, daß die Stärke des durch die Last-Treiber schaltung fließenden Stroms bei dem hohen Pegel Ha des Steuersignals a unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt, d.h., daß eine Betriebsstörung in Form einer offenen Treiberschaltung vorliegt. Der hohe Pegel H zeigt an, daß der Laststrom bei einem niedrigen Pegel L des Steuersignals a unterbrochen ist. In der Beurteilungsschaltung 17, die das Vergleichersignal 12 a und das Spannungsdetektorsignal c empfängt, ergibt sich keine nennenswerte Pegeländerung, sondern es ergibt sich der Massepegel (0 V, L) an beiden Anschlüssen der Last 1, so daß erkannt wird, daß beide Eingangssignale nicht gleichzeitig den hohen Pegel H besitzen. Das Beurteilungssignal 17 a der Beurteilungsschaltung 17 be deutet, daß Energie an die Last 1 gegeben wird, deren Impedanz unter einem vorbestimmten Impedanzwert liegt, wird über das Filter 20 von der Halteschaltung 24 empfangen, so daß der Signalpegel des Anzeigesignals d 3 keinen hohen Pegel, sondern den niedrigen Pegel L aufweist.

In der Vergleicherschaltung 13, in der das Masse potential (0 V, L), das während dem offenen Zustand der Treiberschaltung erzeugt wird, am invertierten Eingang (-) liegt, wird erkannt, daß das Massepotential (L) am invertierten Eingang niedriger ist als der Schwellen wert, der sich die Widerstände R 15 und R 16 als Referenz spannung am nicht-invertierten Eingang (+) festgelegt wird. Folglich liefert die Vergleicherschaltung 13 ein Vergleichersignal 13 a mit unverändert hohem Pegel H. In der Beurteilungsschaltung 18 wird dieses Ver gleichersignal 13 a mit dem von der Vergleicherschaltung 12 kommenden Vergleicher 12 a verglichen, wobei letzteres abwechselnde hohe und niedrige Pegel H bzw. L aufweist. Während beide Signale den hohen Pegel H aufweisen, ist das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung ebenfalls auf hohem Pegel. Der gleichzeitig hohe Pegel H bedeutet, daß keine Leistung von dem Treiberelement an die Last 1 aufgrund des Steuersignals a geliefert wird. Das Beurteilungssignal 18 a hat abwechselnd die Pegel L und H. In der Halteschaltung 25, die das Beurteilungs signal 18 a über das Filter 21 übernimmt, wird ein H-Pegel gebildet, so daß die Halteschaltung kontinuier lich das Anzeigesignal d 1 mit dem hohen Pegel H ab gibt, welches bedeutet, daß das Treiberelement von einer Betriebsstörung in Form einer unterbrochenen oder offenen Treiberschaltung betroffen ist.

In der Vergleicherschaltung 14, in der das Spannungs detektorsignal c mit Massepotential (0 V, L) während dem offenen Zustand der Treiberschaltung seinen Massepotential-Pegel "GND" am nicht-invertierten Ein gang (+) hinter der Spannungsteilerschaltung aus den Widerständen R 17 und R 18 nicht ändert, sind die beiden Pegel L 3 und H 3 am invertierten Eingang (-) synchron mit dem Steuersignal a nicht unter dem Wert am Eingang (+), so daß erkannt wird, daß das Treiber element den Strom aufgrund des niedrigen Pegels L des Steuersignals unterbricht. Das Vergleichersignal 14 a hat also andauernd den niedrigen Pegel L. Da der Pegel L am Ausgang der Vergleicherschaltung 14 sich nicht ändert, wird der Pegel H der Halteschaltung nicht beibehalten, auch wenn das Signal über das Filter 22 empfangen wird, so daß das Anzeigesignal d 4 mit niedrigem Pegel L kontinuierlich abgegeben wird.

Als nächstes soll der Fall diskutiert werden, daß die Treiberschaltung kurzgeschlossen ist, wobei der Transistor Q der Treiberschaltung 3 eine außerordentlich geringe Impedanz aufweist, z.B. aufgrund elektro statisch bedingter Zerstörung oder dergleichen. Aus diesem Grund kann keine Steuerung der Energiezufuhr zu der Last in Abhängigkeit des Steuersignals a erfolgen, und die Detektorschaltung 2 liefert ein Signal, dessen Pegel M kennzeichnend ist für einen außergewöhnlich langen Zeitraum einer Energiezuführung (im Normalfall sollte die Zeitdauer der Stromzufuhr periodisch unter brochen werden). Außerdem ergibt sich im Pegel des Spannungsdetektorsignals c keine Änderung des Pegels H an der Last. In der Diagnoseschaltung 5, welche die Detektorsignal b und c und das Steuersignal a empfängt, vollzieht sich folgender Betriebsablauf für eine Diagnose:

In der Vergleicherschaltung 11 wird das Stromdetektor signal mit dem Pegel M am nicht-invertierten Eingang verglichen mit dem durch die Widerstände R 10 und R 11 definierten Schwellenwert, wodurch erkannt wird, daß die Leistung kleiner als ein zulässiger Wert ist. Demzufolge wird ein Vergleichersignal 11 a mit dem Pegel L ausgegeben. Die Beurteilungsschaltung 16, die dieses Vergleichersignal 11 a mit sämtlichen Pegeln des Steuersignals a vergleicht, wird als Beurteilungs signal 16 a ein niedriger Pegel L erzeugt, der unver ändert über die Filterschaltung 9 geführt wird. In der Halteschaltung 23 wird deshalb das Anzeigesignal d 2 auf dem Pegel L gehalten, was bedeutet, daß die Stärke des der Last 1 zugeführten Stroms unterhalb des zu lässigen Maximalwerts liegt.

In der Vergleicherschaltung 2, die das Steuersignal a und das Stromdetektorsignal b, die während des Kurz schlusses erzeugt werden, empfängt, übersteigt der Pegel M des Stromdetektorsignals b am invertierten Eingang (-) beide Pegel L 1 und H 1 am nicht-invertierten Eingang (+). Folglich ändert sich der Pegel L des an die Beurteilungsschaltung 17 gegebenen Vergleicher signals 12 a nicht, was bedeutet, daß in die Last-Treiber schaltung ein eine bestimmte Stärke übersteigender Strom eingespeist wird, wenn das Steuersignal a den Pegel H hat. In der Beurteilungsschaltung 17, in der das Vergleichersignal 12 a mit dem von der Last 1 kommenden Spannungsdetektorsignal c verglichen wird, welches keine Pegeländerung aufweist, d.h. den Pegel H besitzt, wird erkannt, daß die beiden Eingangssignale nicht gleichzeitig den Pegel H haben. Deshalb wird in der Halteschaltung 24, die das Beurteilungssignal 17 a über die Filterschaltung 20 empfängt, dauernd ein Signal mit dem Pegel L erzeugt, was bedeutet, daß der Last 1 Energie in dem Zustand zugeführt wird, in welchem die Impedanz unter einem vorbestimmten Impedanzwert liegt. Der Pegel des Eingangssignals wird nicht auf dem hohen Pegel H gehalten, sondern es wird kontinuier lich ein Anzeigesignal d 3 mit niedrigem Pegel L ausge geben.

In der Vergleicherschaltung 13 wird das Spannungs detektorsignal c mit dem hohen Pegel H am invertierten Eingang (-) während eines Kurzschlusses empfangen, und es wird festgestellt, daß dieser Pegel H niedriger ist als der Schwellenwert, der als Referenzwert von den Widerstä 25591 00070 552 001000280000000200012000285912548000040 0002003906886 00004 25472nden R 15 und R 16 am nicht-invertierten Eingang (+) eingestellt ist, so daß das Vergleicher signal 13 a den Pegel L beibehält. In der Beurteilungs schaltung 18, die das Vergleichersignal 13 a und das Vergleichersignal 12 a mit dem niedrigen Pegel L von der Vergleicherschaltung 12 empfängt, sind nicht gleich zeitig beide Signale auf hohem Pegel H, so daß erkannt wird, daß Energie an das Treiberelement gegeben wird. Das Beurteilungssignal 18 a ändert nicht den niedrigen Pegel L. Die Halteschaltung 25, die den Pegel L von der Beurteilungsschaltung 18 über das Filter 21 empfängt, liefert ein Anzeigesignal d 1 mit niedrigem Pegel L, was bedeutet, daß das Treiberelement nicht auf hohem Pegel liegt und einen Strom in die Last 1 einspeist, der niedriger als der Nennstrom ist.

In der Vergleicherschaltung 14 wird aus dem unverändert den hohen Pegel H aufweisenden Spannungsdetektorsignal c im Kurzschlußzustand der Treiberschaltung am nicht invertierten Eingang durch die aus den Widerständen R 17 und R 18 bestehende Spannungsteilerschaltung synchron mit dem dem invertierten Eingang (-) zugeführten Steuersignal a ein Signal erzeugt, welches den Pegel L 3 des Steuersignals übersteigt, jedoch niedriger ist als der hohe Pegel H 3 des Steuersignals. Daraus wird er kannt, daß das Treiberelement den Strom bei dem Pegel abschnitt L des Steuersignals a nicht unterbricht. Deshalb hat das Vergleichersignal 14 a abwechselnd die Pegel H und L. Die Halteschaltung 26, die das Signal über die Filterschaltung 22 empfängt, wird auf dem hohen Pegel H gehalten, und sie gibt das Anzeigesignal d 4 kontinuierlich ab, was bedeutet, daß die Treiber schaltung 3 einen Kurzschluß hat.

Die für die jeweiligen Betriebsstörungen angegebenen Wellenformen des Stromdetektorsignals b und des Spannungsdetektorsignals c in Fig. 3 sind in dem Zustand dargestellt, daß das Rückkoppelungssignal b der Steuer schaltung 4 noch nicht ausgegeben wurde.

Die Übersicht in Fig. 4 stellt eine Reihe von einzelnen Betriebsbedingungen dar, die oben erläutert wurden.

Die oben beschriebene Diagnoseschaltung 5 enthält eine Beurteilungseinrichtung, die die beschriebenen vier Zustände beurteilt bzw. erkennt. Eine Beurteilungs einrichtung für einen Lastkurzschluß stellt fest, daß die Last einen Kurzschluß aufweist, und zwar wird dies festgestellt anhand des Steuersignals a in dem Zustand, daß die Last 1 Energie empfangen sollte, und des Vergleichersignals 11 a, wenn der Laststrom den Nenn strom übersteigt. Eine Beurteilungseinrichtung für einen offenen Stromkreis der Last stellt fest, daß die Last einen unterbrochenen Stromkreis aufweist, und zwar er folgt die Feststellung aufgrund des Vergleichersignals 12 a, welches bedeutet, daß der Last 1 keine Energie zugeführt wird, obschon dies der Fall sein sollte, und aufgrund des nun an der Last 1 anstehenden hohen Spannungswerts nach dem Signal c. Eine Beurteilungs einrichtung für einen offenen Stromkreis in der Treiber schaltung stellt fest, daß die Treiberschaltung 3 unter brochen ist. Dies geschieht anhand des Vergleicher signals 13 a, welches bedeutet, daß die an die Last 1 gelegte Spannung unter dem Schwellenwert liegt, und anhand des Vergleichersignals 12 a, welches bedeutet, daß die Last 1 nicht mit Energie gespeist wird, obschon dies der Fall sein sollte. Eine Beurteilungseinrichtung für einen Kurzschluß in der Treiberschaltung stellt fest, daß die Treiberschaltung 3 einen Kurzschluß auf weist. Diese Feststellung erfolgt aufgrund des Steuer signals a in dem Zustand, daß keine Energie in die Last 1 eingespeist wird, und weiterhin aufgrund des Vergleichersignals 14 a, welches bedeutet, daß die an die Last 1 angelegte Spannung nun oberhalb eines Schwellenwertes liegt.

Aus Gründen der Vereinfachung sind die erwähnten vier Beurteilungseinrichtungen hauptsächlich durch die Ver gleicher IC 1 bis IC 4 und die UND-Glieder IC 6 bis IC 8 gebildet. Eine ähnliche Beurteilung kann auch dadurch erreicht werden, daß diese Signale im Time-Sharing- Betrieb digital verarbeitet werden, wobei Spannungs- und Stromsignale zugrundegelegt werden, die von einem Mikrocomputer über ein A/D-Fort empfangen werden. In der oben erläuterten Diagnoseschaltung wird der Spannungswert des angegebenen Steuersignals a über passive Elemente, z.B. Spannungsteilerschaltungen eingestellt. Dies kann jedoch auch mit Hilfe von Operationsverstärkern geschehen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Last steuerschaltung, wobei gleiche und ähnliche Bezugs zeichen wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbei spiel entsprechende Teile bedeuten.

Ein Anschluß eines als Last 1 dienenden Motors MO ist an den Versorgungsspannungsanschluß V angeschlossen, während der andere Anschluß am Eingang der Strom detektorschaltung 2 liegt. Das Spannungsdetektorsignal c entspricht einem Wert, den man durch Spannungs teilung seitens der Stromdetektorschaltung 2 und der Treiberschaltung 3 erhält. In der Diagnoseschaltung 4 a, welche dieses Spannungsdetektorsignal zugeführt, wird ein Wert berechnet, den man dadurch erhält, daß die genannte Spannung von der Versorgungsspannung V subtrahiert wird und dann durch die Last 1 in der Spannung geteilt wird. Dann erfolgt ein Diagnosebetrieb auf der Grundlage dieses berechneten Wertes, welcher dem Spannungswert entspricht, der an den beiden An schlüssen der Last abgeteilt wird und der in Abhängig keit des Spannungsdetektorsignals c berechnet wird. Dieser Diagnosebetrieb ist ähnlich dem Betrieb, wie er in der Diagnoseschaltung 4 des oben anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels durchgeführt wird.

Als nächstes soll die in Fig. 6 dargestellte Last steuereinrichtung beschrieben werden. Auch hier sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Die vom Anschluß V abgenommene Spannung gelangt über eine Schaltvorrichtung S 2 im Normalzustand an die Treiberschaltung 3 und im Fall einer Betriebsstörung der Treiberschaltung 3 an eine Sicherung F. An eine Verbindung zwischen dem anderen Anschluß dieser Sicherung F und der Treiberschaltung 3 ist die Stromdetektor schaltung 2 angeschlossen. Der andere Anschluß der Stromdetektorschaltung 2 steht in Verbindung mit einer Lampe LP 1, die im Normalbetrieb eine Last 1 a bildet, und ferner mit einer Lampe LP 2, die als Ersatzlast beim Auftreten eines außergewöhnlichen Zustands angeschlossen wird. Die beiden anderen Anschlüsse der Lampen gehen über einen Schalter S 1 auf Masse.

Von einem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Lasten 1 a und 1 b und der Detektorschaltung 2 führt ein Spannungsdetektorsignal c zu der Diagnoseschaltung 5 a. Ferner kommt von der Spannungsdetektorschaltung 2 das Stromdetektorsignal b zu der Diagnoseschaltung 5 a.

In der Steuerschaltung 4 a, die das Betriebssignal f am nicht-invertierten Eingang eines Vergleichers IC 5 empfängt, wird das Rückkoppelungssignal e von der Diagnoseschaltung 5 a auf den invertierten Eingang (-) des Vergleichers geführt. Wenn das Rückkopplungssignal mit dem Pegel H geliefert wird, bleiben sämtliche Ausgangszustände unverändert auf dem Pegel L.

Die Diagnoseschaltung 5 a gibt die Anzeigesignale d 1 bis d 4 an eine (nicht gezeigte) CPU. Die Anoden der Dioden D 15 und D 16 zur Verhinderung einer gegenseitigen Signal störung sind an die Ausgangsanschlüsse für die Anzeige signale d 2 und d 3 geschaltet, um Betriebsstörungen der Last 1 anzuzeigen, die aus den vier Anzeigesignalen d 1 bis d 4 abgeleitet sind. Die Kathoden der Dioden D 15 und D 16 liegen gemeinsam an einem Anschluß eines Wider standes R 15, dessen anderer Anschluß an die Basis eines Transistors Q 9 angeschlossen ist. Dessen Emitter ist auf Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors Q 9 ist mit einem Anschluß einer Spule RL 1 verbunden, so daß ein Schaltvorgang des Schalters S 1 gesteuert wird. Der andere Anschluß der Spule RL 1 liegt an dem Versorgungs spannungsanschluß V. Von der Diagnoseschaltung 5 a werden die Anzeigesignale d 2, d 3 geliefert, die bedeuten, daß die Last 1 a kurzgeschlossen ist oder unterbrochen ist.

Die Signale werden an die CPU gegeben. Von der Diagnose schaltung 5 a gelangt das Rückkoppelungssignal e an den invertierten Eingang (-) des Vergleichers IC 5. In der unten beschriebenen Weise erfolgt der Schutzbetrieb sowie die automatische Wiederaufnahme des Betriebs.

Von der Steuerschaltung 4 a, die das Rückkopplungssignal e mit dem Pegel H empfängt, wird ein Steuersignal a mit dem Pegel L abgegeben, wodurch der durch die Last 1 a fließende Laststrom unterbrochen wird, indem sämtliche Zustände des Betriebssignals f, das von der CPU kommt, ungültig gemacht werden. In dieser CPU erfolgt eine Anzeige zur Kenntlichmachung des Inhalts oder der Be deutung der Betriebsstörung in Abhängigkeit von dem einen Pegel H aufweisenden Anzeigesignal d 2 oder d 3, und weiterhin wird diese Betriebsstörung gespeichert, bis die Spannungsversorgung für die CPU unterbrochen wird. Wenn dieser Speicherbetrieb und dieser Anzeige vorgang beginnen, wird von der CPU an die Diagnose- Schaltung 5 a ein Rückstellsignal r gegeben. In der Diagnoseschaltung 5 a, die das Rückstellsignal r empfängt, werden die Haltezustände durch die Halte schaltung der (nicht im einzelnen gezeigten) Beur teilungseinrichtung für die kurzgeschlossene Last und für die Last mit unterbrochenem Stromkreis zurückge setzt und beide Signale, nämlich das Anzeigesignal d 2 oder d 3 und das einen hohen Pegel H aufweisende Rück kopplungssignal e nehmen den Pegel L an.

Zum Ansteuern der Spule RL 1 durch den Transistor Q 9 in Abhängigkeit des Anzeigesignals d 2 oder d 3 zur gleichen Zeit mit dem Anzeigebetrieb durch die CPU wird der Schalter S 1 in einen Zustand gebracht, in dem er Energie in die Last 1 b einspeist. Die Folge ist, daß auch wenn eine Lampe ausfällt, es beispielsweise bei einer Fahrt eines Kraftfahrzeuges durch einen Tunnel in unerwünschter Weise passieren kann, eine Notbeleuchtung stattfinden kann, wodurch die Fahrsicher heit erhöht wird. Da der Zustand oder die Ursache der Betriebsstörung angezeigt wird, läßt sich eine Reparatur von einem Kraftfahrzeugtechniker in kurzer Zeit durch führen. Wenn die Spannungsversorgung für die CPU einmal unterbrochen ist, erfolgt ebenfalls der Betrieb für die oben beschriebene Diagnose, also Durchführung der eigent lichen Diagnose, Schutzfunktion, Anzeige und Rückstell vorgang, so daß in ähnlicher Weise eine rasche Reparatur durchgeführt werden kann.

Jede der Anoden der Dioden D 17 und D 19 zum Schutz gegen eine gegenseitige Signalbeeinflussung ist an den Aus gangsanschluß für die Anzeigesignale d 1 und d 4 ange schlossen, um die Betriebsstörungen der Treiber schaltung 3 anhand der vier Anzeigesignale d 1 bis d 4 darzustellen. Die Kathoden der Dioden D 17 und D 19 liegen gemeinsam an einem Anschluß eines Widerstands R 52, dessen anderer Anschluß an die Basis eines Transistors Q 10 angeschlossen ist, dessen Emitter auf Masse liegt, und dessen Kollektor mit einem Anschluß an der Spule RL 2 verbunden ist, die den Schalter S 2 betätigt, und deren anderer Anschluß am Versorgungsspannungsanschluß V liegt. Wenn die Anzeigesignale d 1 und d 4, die angeben, daß die Treiberschaltung 3 einen Kurzschluß oder eine Stromkreisunterbrechung aufweist, von der Diagnose schaltung 5 a an die (nicht gezeigte) CPU geliefert werden, und wenn das Rückkopplungssignal e von der Diagnoseschaltung 5 a an den invertierten Eingang (-) des Vergleichers IC 5 gegeben wird, werden die unten erläuterte Schutzfunktion und eine automatische Wieder aufnahme des Betriebs durchgeführt.

Aus der Steuerschaltung 4 a, die das einen Pegel H auf weisende Rückkopplungssignal e empfängt, wird das Steuersignal a mit dem Pegel L ausgegeben, wodurch der in die Last 1 a fließende Laststrom unterbrochen wird, indem sämtliche Betriebssignale f von der CPU ungültig gemacht werden. In der CPU erfolgt eine Anzeige zur Kenntlichmachung der Betriebsstörung anhand des Anzeige signals d 1 oder d 4, welches mit dem hohen Pegel H ge liefert wird und ferner wird ein Fehlzustand gespeichert, bis die Spannungsversorgung für die CPU unterbrochen wird. Bei Beginn dieses Speicher- und Anzeigevorgangs wird von der CPU an die Diagnoseschaltung 5 a das Rückstellsignal r gegeben. In der das Rückstellsignal r empfangenden Diagnoseschaltung 5 a werden die Halte schaltungen für die (nicht gezeigten) Beurteilungsein richtungen des Kurzschlusses und des offenen Strom kreises der Treiberschaltung innerhalb der Diagnose schaltung 5 a zurückgestellt, so daß sowohl das Rück kopplungssignal e mit dem Pegel H als auch das be treffende Anzeigesignal d 1 oder d 4 einen niedrigen Pegel L annehmen.

Um die Spule RL 1 durch den Transistors Q 10 in Abhängig keit des Anzeigesignals d 1 oder d 4 im gleichen Augen blick zu betätigen, in welchem die Anzeige durch die CPU durchgeführt wird, trennt der Schalter S 2 die aus gefallene Treiberschaltung 3 von der Lasttreiberschaltung und schaltet die Spannungsversorgungsleitung unter Ver wendung der Sicherung F an die Last 1 a. Wenn also beispielsweise die Lampe in einem Tunnel ausfällt, steht die Ersatzbeleuchtung zur Verfügung, so daß die Fahrsicherheit erhöht wird. Durch die Anzeige der Art bzw. der Ursache der Betriebsstörung ist eine rasche Reparatur durch einen Kraftfahrzeugtechniker möglich. Selbst wenn die Stromversorgung der CPU einmal unter brochen wurde, erfolgen später die Durchführung der Diagnose, die Schutzfunktion, die Anzeige und der Rückstellvorgang, so daß eine ähnliche Reparatur rasch vorgenommen werden kann.

Anhand der Fig. 7 soll im folgenden eine weitere modifizierte Ausführungsform erläutert werden, wobei wiederum gleiche oder ähnliche Bezugszeichen für ent sprechende Teile verwendet sind.

Von einem gemeinsamen Verbindungspunkt einer Schalt vorrichtung S 22, die an den Spannungsversorgungsan schluß V angeschlossen ist, wird Energie im Normalbetrieb an die Treiberschaltung 3 a gegeben, während bei einer Betriebsstörung der Treiberschaltung 3 a Energie an die Treiberschaltung 3 b gegeben wird. An einen Verbindungs punkt zwischen den Ausgängen der Treiberschaltungen 3 a und 3 b ist ein Anschluß der Stromdetektorschaltung 2 angeschlossen. Der andere Anschluß der Stromdetektor schaltung 2 liegt an der Last, deren anderer Anschluß auf Masse liegt.

Das Betriebssignal f von der nicht-gezeigten CPU gelangt an den nicht-invertierten Eingang (+) des in der Steuer schaltung 4 a enthaltenen Vergleichers IC 5, dessen invertierter Eingang (-) über dem Widerstand R 53 auf Masse liegt. Das Ausgangssignal des Vergleichers ist genügend stark, um die Treiberschaltungen 3 a und 3 b be treiben zu können. Das Ausgangssignal der Steuerschaltung 4 a wird auf die Diagnoseschaltung 5 b gegeben, und weiter hin an einen gemeinsamen Schaltungspunkt der Schalt vorrichtung S 2 b. Diese Schaltvorrichtung S 2 b liefert das Steuersignal a während des Normalbetriebs an die Treiberschaltung 3 a, und sie liefert das Steuersignal a bei einer Betriebsstörung der Treiberschaltung 3 a an die Treiberschaltung 3 b.

Von der Verbindung zwischen der Stromdetektorschaltung 2 und der Last 1 geht ein Spannungsdetektorsignal c an die Diagnoseschaltung 5 a, und diese empfängt von der Stromdetektorschaltung 2 das Stromdetektorsignal b.

Die Stromdetektorschaltung 5 a liefert das Rück kopplungssignal e und vier Anzeigesignale d 1 bis d 4 zur Anzeige der Betriebsstörung an die nicht-gezeigte CPU.

Die Anoden der Dioden D 17 und D 19, die eine gegenseitige Signalstörung verhindern, sind an die Ausgangsan schlüsse für die Anzeigesignale d 1 und d 4 angeschlossen, die von den Anzeigesignale d 1 bis d 4 zum Anzeigen der Betriebsstörungen der Treiberschaltung 3 dienen. Die Kathoden der Dioden D 17 und D 19 sind beide an einen Anschluß des Widerstands R 52 angeschlossen, dessen anderer Anschluß an die Basis eines Transistors Q 10 an geschlossen ist, dessen Emitter auf Masse liegt und dessen Kollektor an einen Anschluß der Spule RL 2 an geschlossen ist, die den Schaltvorgang der Schalt vorrichtungen S 2 a und S 2 b besorgt, und deren anderer Anschluß an der Spannungsquelle V liegt. Die beiden Anzeigesignale d 1 und d 4 von der Diagnoseschaltung 5 a bedeuten, daß die Treiberschaltung 3 a bzw. 3 b kurzge schlossen ist oder einen offenen Stromkreis aufweist. Das Rückkopplungssignal e von der Diagnoseschaltung 5 a gelangt ebenfalls an die CPU. Damit ergibt sich folgende Schutzfunktion und folgende automatische Wiederauf nahme des Betriebs:

In der CPU, der das ein Pegel H aufweisende Rück kopplungssignal e zugeführt wird, wird das Betriebs signal f für die Steuerschaltung 4 a abgegeben, welches veranlaßt, daß das Steuersignal mit dem Pegel L abge geben wird, wodurch die Zufuhr von Strom zu der Last 1 a unterbrochen wird, d.h., wodurch eine Schutzfunktion erreicht wird. In der CPU erfolgt eine Anzeige der Ursache der Betriebsstörung in Abhängigkeit des Anzeige signals d 1 oder d 4 mit H-Pegel, und diese Betriebs störung wird gespeichert, bis die Spannungsversorgung der CPU unterbrochen wird. Wenn der Speichervorgang und die Schutzfunktion begonnen werden, wird von der CPU an die Steuerschaltung 4 a ein Symbol geliefert, durch welches für eine kurze Zeitspanne zu Testzwecken Energie in die Last 1 eingespeist wird, und außerdem wird ein Rückstellsignal r an die Diagnoseschaltung 5 a gegeben. Anhand des Rückstellsignals r werden die Haltezustände der in der Beurteilungseinrichtung für den Kurzschluß und den offenen Stromkreis der Treiberschaltung in der Diagnoseschaltung 5 a zurückgestellt, so daß das Rück kopplungssignal e mit dem Pegel H und das betreffende Anzeigesignal d 1 oder d 4 beide den Pegel L annehmen.

Zum Ansteuern der Spule RL 2 durch den Transistor Q 10 in Abhängigkeit des Signals d 1 oder d 4 vor der Ausgabe des Rückstellsignals r, um der CPU zu Testzwecken Energie zuzuführen, ändern die Schaltungvorrichtungen S 2 a und S 2 b die Energiezufuhr um von der ausgefallenen Treiberschaltung 3 a auf die Treiberschaltung 3 b, und ferner gelangt das Steuersignal a anstatt zur Treiber schaltung 3 a zu der Treiberschaltung 3 b, so daß die Last 1 mit Strom versorgt wird.

Als Ergebnis der kurzzeitigen Energiezufuhr zu der Last zu Testzwecken wird von der CPU, in der die An zeigesignale d 1 bis d 4 von der Diagnoseschaltung 5 a und das Rückkopplungssignal e mit normalen Pegeln L während einer vorbestimmten Zeitspanne empfangen werden, das Betriebssignal f mit der zum Speisen der Last 1 notwendigen Signalform erneut an die Steuerschaltung 4 a geliefert, so daß Energie über die Treiberschaltung 3 b in die Last 1 eingespeist wird. Auch wenn also die Treiberschaltung 3 a ausfällt, die z.B. den Motor für die Temperatursteuerung einer automatischen Luftmisch einrichtung antreibt, eine Betriebsstörung erleidet, läßt sich eine hohe Sicherheit und ein hoher Betriebs komfort erzielen, da die Energie über die Ersatz treiberschaltung 3 b an die Last geführt werden kann. Aufgrund der Anzeige der Ursache der Betriebsstörung ist eine rasche Reparatur möglich. Auch wenn die Spannungsversorgung der CPU einmal unterbrochen war, wird durch erneute Abarbeitung des Diagnosebetriebs, der Schutzfunktion, der Anzeige, der Rücksetzung und des Probe-Treiberbetriebs. Es läßt sich also auch in diesem Fall eine ähnlich schnelle Reparatur vor nehmen.

Claims

Laststeuereinrichtung, gekennzeichnet durch
- - eine Spannungsquelle (V),
- - eine mit von der Spannungsquelle (V) gelieferter Energie gespeicherte Last (1),
- - ein Treibereinrichtung (3) zum Steuern der Energiezufuhr zu der Last (1),
- - eine Steuereinrichtung (4), die an die Treiber einrichtung (3) ein Steuersignal (a) liefert,
- - eine erste und eine zweite Detektoreinrichtung (2) zum Erfassen des Zustandes (b) des zu der Last fließenden Stroms auf der Grundlage des von der Steuereinrichtung (4) abgeleiteten Steuer signals (a), sowie zum Erfassen des Zustandes (c) der an die Last (1) gelegten Spannung,
- - eine Beurteilungseinrichtung (11-18) zum Ermitteln eines außergewöhnlichen Zustandes der Last (1) und der Treibereinrichtung (3) anhand der von der ersten und der zweiten Detektoreinrichtung abge gebenen Signale und des Steuersignals (a), und
- - eine Anzeige-Ausgabeeinrichtung, die anhand des Beurteilungsergebnisses, welches von der Beur teilungseinrichtung (11 bis 18) erhalten wurde, ein Signal (d) ausgibt, welches repräsentativ ist für die außergewöhnlichen Zustände der Last (1) und der Treibereinrichtung (3).