DE10121692B4 - Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten - Google Patents

Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten Download PDF

Info

Publication number
DE10121692B4
DE10121692B4 DE2001121692 DE10121692A DE10121692B4 DE 10121692 B4 DE10121692 B4 DE 10121692B4 DE 2001121692 DE2001121692 DE 2001121692 DE 10121692 A DE10121692 A DE 10121692A DE 10121692 B4 DE10121692 B4 DE 10121692B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electromagnet
current
current value
magnetic force
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2001121692
Other languages
English (en)
Other versions
DE10121692A1 (de
Inventor
Lothar Seif
Ulrich Neubauer
Hartmut Beeken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Original Assignee
Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Lighting Reutlingen GmbH filed Critical Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Priority to DE2001121692 priority Critical patent/DE10121692B4/de
Publication of DE10121692A1 publication Critical patent/DE10121692A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10121692B4 publication Critical patent/DE10121692B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/06Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle
    • B60Q1/076Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights adjustable, e.g. remotely-controlled from inside vehicle by electrical means including means to transmit the movements, e.g. shafts or joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60QARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415Dimming circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten (1) einer Verstelleinrichtung (1, 6, 7) zum Umschalten eines Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen, wobei der Elektromagnet (1) mit einer variablen Stromstärke (I) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstellung der Stromstärke (I) Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen (ΔUv) und/oder Temperaturschwankungen (ΔTemp) auf eine von dem Elektromagneten (1) in Abhängigkeit von der Stromstärke (I) erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke (I) kompensiert werden, wobei die Stromstärke (I) auf einen Sollwertverlauf (Isoll(t)) geregelt wird, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert (Ianf) größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet (1) eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder (8) ist, auf einen Betätigungsstromwert (Ibet) ansteigt, den Betätigungsstromwert (Ibet) für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert (Ihalt) abfällt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten einer Verstelleinrichtung zum Umschalten eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen. Der Elektromagnet ist mit einer variablen Stromstärke beaufschlagbar.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Speicherelement für ein Steuergerät zur Steuerung oder Regelung eines Umschaltvorgangs eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen. Auf dem Speicherelement ist ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig ist. Das Speicherelement ist beispielsweise als ein Read-Only-Memory, als ein Random-Access-Memory oder als ein Flash-Memory ausgebildet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Steuergerät zur Steuerung oder Regelung eines Umschaltvorgangs eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen mittels einer Verstelleinrichtung. Die Verstelleinrichtung umfasst einen mit einer variablen Stromstärke beaufschlagbaren Elektromagneten, wobei das Steuergerät die Stromstärke zur Ansteuerung des Elektromagneten ermittelt.
  • Schließlich betrifft die Erfindung einen zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen umschaltbaren Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Verstelleinrichtung zum Umschalten zwischen den Leuchtfunktionen und einem Steuergerät zur Steuerung oder Regelung des Umschaltvorgangs. Die Verstelleinrichtung umfasst einen mit einer variablen Stromstärke beaufschlagbaren Elektromagneten, wobei das Steuergerät die Stromstärke zur Ansteuerung des Elektromagneten ermittelt.
  • Aus der DE 34 15 649 C2 ist ein Verfahren zur Ansteuerung von elektromagnetischen Ventilen mit einem höheren Betätigungsstromwert und einem niedrigeren Haltestromwert bekannt. Während der Beaufschlagung der Ventile mit dem Betätigungsstromwert erfolgt jedoch keine Stromregelung. Aus der DE 197 23 931 A2 ist es bekannt, bei mittels Elektromagneten betätigbaren Gaswechselventilen die Stromstärke, mit der die Elektromagneten beaufschlagt werden, zu regeln. Die DE 196 54 378 A1 offenbart ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten einer Verstelleinrichtung insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen. Nicht offenbart ist der Einsatz zum Umschalten eines Kraftfahrzeugscheinwerfers. Der Elektromagnet wird durch Umschalten zwischen verschiedenen Konstantstromquellen mit einer variablen Stromstärke beaufschlagt. Aus der DE 196 47 215 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten einer Verstelleinrichtung bekannt, bei dem der Elektromagnet mit einer variablen Stromstärke beaufschlagt wird. Allerdings wird lediglich offenbart, die an dem Elektromagnet anliegende Stromstärke nur während der Haltephase und nicht während der vorangegangenen Übererregungsphase zu regeln. Aus der DE 37 41 619 A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten bekannt, bei dem der Elektromagnet mit einer variablen Stromstärke beaufschlagt wird. Zur Beaufschlagung des Elektromagneten ist jedoch eine Schaltungsanordnung und keine Regelung vorgesehen.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt, bei denen zum Umschalten zwischen zwei oder mehr Leuchtfunktionen, z.B. zwischen Abblendlicht und Fernlicht, die Lichtquelle relativ zu dem Reflektor verstellt wird. Bei anderen bekannten Scheinwerfern wird eine Blende in den Strahlengang der von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen eingebracht oder aus dem Strahlengang entfernt. Zum Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen den verschiedenen Leuchtfunktionen wird eine Verstelleinrichtung mit einem Elektromagneten eingesetzt. Dabei ist der Elektromagnet entweder an einer verschwenkbar gelagerten Lichtquelle oder an einer Blende angelenkt.
  • Zum Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers von einer ersten Leuchtfunktion in eine zweite Leuchtfunktion wird der Elektromagnet aktiviert und die Lichtquelle bzw. die Blende entgegen der Federkraft einer Haltefeder bewegt. Um den Kraftfahrzeugscheinwerfer in der zweiten Leuchtfunktion zu halten, bleibt der Elektromagnet aktiviert. Zum Zurückschalten in die erste Leuchtfunktion wird der Elektromagnet deaktiviert und die Lichtquelle bzw. die Blende durch die Federkraft der Haltefeder zurück in die Ausgangsposition bewegt. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer wird durch die Haltefederkraft in der ersten Leuchtfunktion gehalten.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Stromstärke des Elektromagneten zu steuern. Zum Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers von der ersten in die zweite Leuchtfunktion wird der Elektromagnet mit einem vorgebbaren Stromverlauf als Führungsgröße beaufschlagt. In Abhängigkeit von der Führungsgröße, von einer anliegenden Versorgungsspannung und von der Betriebstemperatur wird in dem Elektromagnet eine bestimmte Magnetkraft erzeugt. Bei in Kraftfahrzeugen auftretenden Schwankungen der Versorgungsspannung im Bereich von bspw. 8 Volt bis 14 Volt und bei Schwankungen der Betriebstemperatur im Bereich von bspw. –20°C bis +180°C kann die von dem Elektromagneten erzeugte Magnetkraft bei gleichbleibender Stromstärke erheblichen Schwankungen unterworfen sein. Um auch in Extremfällen ein sicheres und zuverlässiges Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers zu ermöglichen, werden die elektrischen Größen und die elektrischen Bauteile der Verstelleinrichtung mit entsprechenden Toleranzen, also entsprechend groß, bemessen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Baugröße von zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen umschaltbaren Kraftfahrzeugscheinwerfern zu verringern, ohne dadurch ein sicheres und zuverlässiges Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen den Leuchtfunktionen zu beeinträchtigen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art vor, dass bei der Einstellung der Stromstärke Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen und/oder Temperaturschwankungen auf eine von dem Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stromstärke erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke kompensiert werden, wobei die Stromstärke auf einen Sollwertverlauf geregelt wird, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder ist, auf einen Betätigungsstromwert ansteigt, den Betätigungsstromwert für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert abfällt
  • Vorteile der Erfindung
  • Versorgungsspannungsschwankungen und/oder Temperaturschwankungen können zu einem Anstieg oder zu einer Verringerung der Stromstärke führen, mit der der Elektromagnet beaufschlagt wird. Bei einer niedrigeren Versorgungsspannung wird der Elektromagnet mit einem niedrigeren Strom beaufschlagt. Die Temperatur des Elektromagneten liegt zu Beginn in etwa im Bereich der Außentemperatur. Ein Stromfluss durch der. Elektromagneten während des Betriebs führt zu einem Anstieg der Temperatur. Dadurch erhöht sich der Widerstand des Elektromagneten, und der durch den Elektromagneten fließende Strom und damit die von dem Elektromagneten erzeugte Magnetkraft wird geringer. Die Kompensation der Auswirkungen von Schwankungen der Versorgungsspannung und/oder der Temperatur auf die Magnetkraft kann bspw. durch eine Variation der Stromstärke dahingehend erfolgen, dass stets eine vorgebbare Magnetkraft erzeugt wird. Die vorgebbare Magnetkraft wird also unabhängig von der anliegenden Versorgungsspannung und unabhängig von der Temperatur erzeugt.
  • Die elektrischen Bauteile von Verstelleinrichtungen, deren Elektromagnete nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden, können entsprechend kleiner dimensioniert werden, da Bauteiltoleranzen, um trotz Schwankungen der Versorgungsspannung und/oder der Temperatur eine sichere und zuverlässige Betätigung der Verstelleinrichtung zu ermöglichen, nicht vorgesehen werden müssen. Vielmehr ist es ausreichend, die Bauteile so zu bemessen, dass sie die vorgebbare Magnetkraft gerade erzeugen können. Ebenso können die elektrischen Größen der Verstelleinrichtung mit wesentlich geringeren Toleranzen bemessen werden. Insgesamt ergibt sich also eine besonders kleinbauende Verstelleinrichtung und damit auch ein kleinbauender Kraftfahrzeugscheinwerfer, der zudem noch ein besonders sicheres und zuverlässiges Umschalten zwischen den verschiedenen Leuchtfunktionen ermöglicht.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Stromstärke, mit der der Elektromagnet beaufschlagt wird, geregelt wird. Dem Stromregler wird ein vorgebbarer Sollwertverlauf vorgegeben, auf den die Stromstärke dann von dem Stromregler unabhängig von Versorgungsspannungsschwankungen und Temperaturschwankungen geregelt wird.
  • Die Stromstärke wird weiter auf einer. Sollwertverlauf geregelt, der zunächst auf einen Betätigungsstrom ansteigt, den Betätigungsstrom für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestrom abfällt. Dieser Sollwertverlauf trägt der Tatsache Rechnung, dass zum Umschalten der Leuchtfunktion, d.h. für die Bewegung der Lichtquelle bzw. der Blende, die Federkraft einer Haltefeder, die den Scheinwerfer in einer ersten Leuchtfunktion hält, überwunden werden muss. Die zweite Leuchtfunktion muss innerhalb der Zeit erreicht werden, während der der Betätigungsstrom an dem Elektromagneten anliegt. Die vorgebbare Zeitdauer, während der der Betätigungsstrom gehalten wird, muss so gewählt werden, dass die zweite Leuchtfunktion des Scheinwerfers sicher erreicht wird. Wenn die zweite Leuchtfunktion erreicht ist, kann auf einen Haltestrom umgeschaltet werden, der geringer als der Betätigungsstrom ist.
  • Der Sollwertverlauf beginnt bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert größer Null, bei dem der Elektromagnet eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder ist. Auf diese Weise können besonders kurze Umschaltzeiten erreicht werden, da in dem Elektromagneten nicht erst eine Magnetkraft aufgebaut werden muss, um die Federkraft zu überwinden, sondern sofort eine Magnetkraft vorliegt, die die Haltefederkraft zumindest ausgleicht. Bereits eine geringe Erhöhung der Stromstärke führt dann gleich zu Beginn des Umschaltvorgangs zu einer Bewegung der Lichtquelle bzw. der Blende.
  • Um wieder in die erste Leuchtfunktion zurückzuschalten, wird der Sollwertverlauf auf Null oder nahezu Null verringert. Dadurch geht auch die Magnetkraft des Elektromagneten gegen Null und die Lichtquelle bzw. die Blende wird durch die Federkraft der Haltefeder wieder zurück in ihre der ersten Leuchtfunktion entsprechende ursprüngliche Position bewegt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass sich der Sollwertverlauf während einer Übererregungszeit dem Betätigungsstromwert asymptotisch nähert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass zum Umschalten der Leuchtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers eine Lichtquelle des Kraftfahrzeugscheinwerfers relativ zu einem Reflektor des Kraftfahrzeugscheinwerfers verstellt wird. Bei derartigen Kraftfahrzeugscheinwerfern wird ein Hell-Dunkel-Übergang in einer Abblendlichtfunktion allein durch den Reflektor und eine Streuscheibe und unter Umständen durch eine geeignete, an der Lichtquelle fest montierte Abschattungsvorrichtung erzeugt. Zum Umschalten der Leuchtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers wird die Lichtquelle ggf. zusammen mit der Abschattungsvorrichtung relativ zu dem Reflektor und der Streuscheibe bewegt.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, dass zum Umschalten der Leuchtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers eine Blende zumindest teilweise in den Strahlengang eingebracht oder aus diesem entfernt wird. Bei derartigen Kraftfahrzeugscheinwerfern wird der Hell-Dunkel-Übergang durch eine Projektion einer Oberkante der Blende ins Unendliche mittels einer Abbildungsoptik (z.B. einer Linse) erzeugt. Diese Scheinwerfer werden auch als PES (Poly-Ellipsoid-System)-Scheinwerfer bezeichnet.
  • Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Speicherelements, das für ein Steuergerät zur Steuerung oder Regelung eines Umschaltvorgangs eines Kraftfahrzeugscheinwerfers zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Speicherelement ein Computerprogramm abgespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Speicherelement abgespeichertes Computerprogramm realisiert, so dass dieses mit dem Computerprogramm versehene Speicherelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Computerprogramm geeignet ist. Als Speicherelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory, ein Random-Access-Memory oder ein Flash-Memory.
  • Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Steuergerät der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät bei der Einstellung der Stromstärke Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen und/oder Temperaturschwankungen auf eine von dem Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stromstärke erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke kompensiert, wobei das Steuergerät die Stromstärke auf einen Sollwertverlauf regelt, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder ist, auf einen Betätigungsstromwert ansteigt, den Betätigungsstromwert für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert abfällt.
  • Als noch eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von dem Kraftfahrzeugscheinwerfer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass das Steuergerät bei der Einstellung der Stromstärke Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen und/oder Temperaturschwankungen auf eine von dem Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stromstärke erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke kompensiert, wobei das Steuergerät die Stromstärke auf einen Sollwertverlauf regelt, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder ist, auf einen Betätigungsstromwert ansteigt, den Betätigungsstromwert für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert abfällt.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugscheinwerfer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
  • 2 ein erfindungsgemäßes Steuergerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein Blockschalterbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ansteuerung eines Elektromagneten 1 einer Verstelleinrichtung zum Umschalten eines Kraftfahrzeugscheinwerfers 2 zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen dargestellt. Der Scheinwerfer 2 umfasst eine Lichtquelle 3, die bspw. als eine Gasentladungslampe, vorzugsweise als eine Xenon-Lampe, ausgebildet ist, und einen Reflektor 4 auf. Der Scheinwerfer 2 kann bspw. zwischen einer Abblendlichtfunktion und einer Fernlichtfunktion umgeschaltet werden. Dazu wird die Lichtquelle 3 relativ zu dem Reflektor 4 aus einer der Abblendlichtfunktion entsprechenden Position AL (gestrichelte Linie) in eine der Fernlichtfunktion entsprechende Position FL (durchgezogene Linie) verstellt.
  • Genauer gesagt, wird die Lichtquelle 3 um eine in einem Abstand und quer zu einer optischen Achse der Lichtquelle 3 angeordnete Verschwenkachse 5 verschwenkt. Ein Anker 6 des Elektromagneten 1 ist an einer Halterung 7 für die Lichtquelle 3 angelenkt, wobei die Halterung 7 und die Verschwenkachse 5 verschwenkbar gelagerten ist.
  • Um den Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 aus einer ersten Leuchtfunktion (AL) in eine zweite Leuchtfunktion (FL) umzuschalten, wird der Elektromagnet 1 durch Anlegen eines Stroms I aktiviert, wodurch die Halterung 7 zusammen mit der Lichtquelle 3 entgegen einer Federkraft einer Haltefeder 8 und entgegen dem Uhrzeigersinn um die Verschwenkachse 5 ausgelenkt wird. Um den Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 wieder in die erste Leuchtfunktion (AL) umzuschalten, wird der Elektromagnet 1 durch Stromlosschalten deaktiviert, und die Halterung 7 wird durch die Federkraft der Haltefeder 8 zusammen mit der Lichtquelle 3 im Uhrzeigersinn um die Verschwenkachse 5 zurück in die Ausgangsposition AL verschwenkt.
  • Zum Umschalten der Leuchtfunktion ist der Elektromagnet 1 also mit einer variablen Stromstärke I beaufschlagbar. Die Stromstärke I zur Ansteuerung des Elektromagneten 1 wird in einem Steuergerät 20 zur Steuerung oder Regelung des Umschaltvorgangs des Scheinwerfers 2 ermittelt. Von einem Sollwertgenerator 9 wird ein Sollwertverlauf Isoll(t) vorgegeben.
  • Der Sollwertverlauf Isoll(t) beginnt bei einem Anfangsstromwert Ianf > 0, bei dem der Elektromagnet 1 eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich der Federkraft der Haltefeder 8 ist. Ausgehend von dem Anfangsstromwert Ianf nähert sich der Sollwertverlauf Isoll(t) einem Betätigungsstromwert Ibet. Der Betätigungsstromwert Ibet entspricht einem Übererregungsstromwert. Der Übererregungsstromwert ist derart bemessen, dass der Elektromagnet 1 den Scheinwerfer 2 möglichst schnell von der Leuchtposition AL in die zweite Leuchtposition FL umschaltet. Der Stromwertverlauf Isoll(t) wird nach einer vorgebbaren Zeitdauer t auf einen Haltestromwert Ihalt umgeschaltet. Der Haltestromwert Ihalt ist so groß bemessen, dass der Elektromagnet 1 eine ausreichend große Magnetkraft erzeugt, um den Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 entgegen der Federkraft der Haltefeder 8 in der zweiten Leuchtfunktion FL sicher und zuverlässig zu halten.
  • Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 muss auf die zweite Leuchtfunktion (FL) umgeschaltet sein, bevor der Stromwertverlauf Isoll(t) auf den Haltestromwert Ihalt abfällt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 bereits zum Zeitpunkt tFL in die zweite Leuchtfunktion (FL) umgeschaltet.
  • Um den Kraftfahrzeugscheinwerfer 2 zu einem beliebigen Zeitpunkt wieder in die erste Leuchtfunktion (AL) umzuschalten, fällt der Stromwertverlauf Isoll(t) von dem Haltestromwert Ihalt auf etwa Null ab.
  • Der Sollwertverlauf Isoll(t) wird einem Stromregler 10 zugeführt, der aus dem Sollwert Isoll(t) und dem Istwert I eine Stellgröße y für eine Endstufe 11 zur Ansteuerung des Elektromagneten 1 übermittelt. Die Stellgröße y ist vorzugsweise ein pulsweiten- und frequenzmoduliertes (PWM)-Signal. Die Stromstärke I, mit der der Elektromagnet 1 beaufschlagt wird, ist also abhängig von der Pulsweite und der Frequenz bzw. der Periodendauer des Ansteuersignals y. Der Istwert der Stromstärke I wird durch eine geeignete Messeinrichtung 12 erfasst und an den Stromregler 10 geleitet.
  • Als Störgrößen wirken Schwankungen der Temperatur ΔTemp und der Versorgungsspannung ΔUv auf das zu regelnde System, d.h. auf den Elektromagneten 1. Diese Schwankungen der Temperatur ΔTemp und der Versorgungsspannung ΔUv werden bei der Regelung der Stromstärke I berücksichtigt. Die auf den Sollwertverlauf Isoll(t) geregelte Stromstärke I ist unabhängig von Schwankungen der Versorgungsspannung ΔUv und der Temperatur ΔTemp. Durch die Regelung der Stromstärke I werden also Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen ΔUv und Temperaturschwankungen ΔTemp auf die von dem Elektromagneten 1 erzeugte Magnetkraft kompensiert.
  • In 2 ist das erfindungsgemäße Steuergerät 20 zur Steuerung oder Regelung des Umschaltvorgangs des Kraftfahrzeugscheinwerfers 2 zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen dargestellt. Zum Umschalten des Kraftfahrzeugscheinwerfers 2 steuert das Steuergerät 20 den Elektromagneten 1 der Verstelleinrichtung mit der variablen Stromstärke I an. Das Steuergerät 20 umfasst ein Speicherelement 21, auf dem ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens abgespeichert ist. Das Computerprogramm ist auf einem Rechengerät 22, insbesondere auf einem Mikroprozessor, des Steuergeräts 20 ablauffähig. Zur Ausführung wird das Computerprogramm aus dem Speicherelement 21 über eine Datenübertragungsverbindung 23 entweder Schritt für Schritt oder als Ganzes zu dem Rechengerät 22 übertragen. Das Speicherelement 21 ist als ein Flash-Memory ausgebildet. In dem Speicherelement 21 ist auch der Sollwertverlauf Isoll(t) aus dem Sollwertgenerator 9 abgelegt.
  • In 3 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 30. In einem Funktionsblock 31 wird die Temperatur Temp erfasst. Die Temperatur Temp ist vorzugsweise die Betriebstemperatur des Elektromagneten 1. Die Betriebstemperatur des Elektromagneten 1 kann von etwa –20°C (Umgebungstemperatur in kalten Winternächten) bis +180° C (Betriebstemperatur bei hoher Belastung des Elektromagneten 1) variieren. In einem Funktionsblock 32 wird die aktuell anliegende Versorgungsspannung Uv erfasst. Bei einer Nennspannung von bspw. 12 Volt kann die Vorsorgungsspannung in Abhängigkeit von dem Alter der Kraftfahrzeugbatterie, von der Belastung mit weiteren Verbrauchern und von der Umgebungstemperatur in einem weiten Bereich von etwa 8 Volt bis 14 Volt variieren. Diese Schwankungen der Temperatur ΔTemp und der Versorgungsspannung ΔUv kann zu erheblichen Schwankungen des durch den Elektromagneten 1 fließenden Stroms I und damit auch der von dem Elektromagneten 1 erzeugten Magnetkraft führen. Deshalb schlägt die Erfindung vor, den Strom I auf einen vorgebbaren Sollwert Isoll zu regeln.
  • In einem Funktionsblock 33 wird der aktuelle Sollwert Isoll aus dem Sollwertverlauf Isoll(t) entnommen. In einem Funktionsblock 34 wird der Istwert der Stromstärke I erfasst. In einem Abfrageblock 35 wird überprüft, ob der Istwert I kleiner als der Sollwert Isoll ist. Falls das der Fall ist, wird in einem Funktionsblock 36 der Istwert der Stromstärke I um ΔI erhöht und das Verfahren in dem Funktionsblock 33 fortgesetzt.
  • Falls der Istwert I nicht kleiner als der Sollwert Isoll ist, wird in einem Abfrageblock 37 überprüft, ob der Istwert der Stromstärke I größer als der Sollwert Isoll ist.
  • Falls das der Fall ist, wird in einem Funktionsblock 38 der Istwert der Stromstärke I um ΔI verringert und das Verfahren in dem Funktionsblock 33 fortgesetzt.
  • Falls der Istwert I der Stromstärke nicht größer als der Sollwert Isoll ist, bedeutet dies, dass der Istwert I gleich dem Sollwert Isoll ist und die Regelung sich in einem ausgeregelten Zustand befindet. Der Istwert I soll dem Sollwert Isoll bis auf eine definierte Hysterese (oder Abweichung) angenähert werden. Wenn die Hysterese gleich Null wäre, würde der Regler hochfrequent schalten.
  • Bei ausgeregelter Regelung muss der Istwert der Stromstärke I nicht variiert werden. In einem Abfrageblock 39 wird überprüft, ob der Umschaltvorgang beendet ist. Der Umschaltvorgang ist zu dem Zeitpunkt tE (vgl. 1, Sollwertverlauf Isoll (t) in dem Sollwertgenerator 9) beendet, wenn der Scheinwerfer 2 in die urspüngliche Leuchtfunktion zurückgeschaltet werden kann. Falls nein, wird das erfindungsgemäße Verfahren in dem Funktionsblock 33 fortgesetzt. Anderenfalls wird das Verfahren in dem Funktionsblock 40 beendet.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten (1) einer Verstelleinrichtung (1, 6, 7) zum Umschalten eines Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen, wobei der Elektromagnet (1) mit einer variablen Stromstärke (I) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstellung der Stromstärke (I) Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen (ΔUv) und/oder Temperaturschwankungen (ΔTemp) auf eine von dem Elektromagneten (1) in Abhängigkeit von der Stromstärke (I) erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke (I) kompensiert werden, wobei die Stromstärke (I) auf einen Sollwertverlauf (Isoll(t)) geregelt wird, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert (Ianf) größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet (1) eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder (8) ist, auf einen Betätigungsstromwert (Ibet) ansteigt, den Betätigungsstromwert (Ibet) für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert (Ihalt) abfällt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sollwertverlauf (Isoll(t)) während einer Übererregungszeit dem Betätigungsstromwert (Ibet) asymptotisch nähert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umschalten der Leuchtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) eine Lichtquelle (3) des Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) relativ zu einem Reflektor (4) des Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) verstellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umschalten der Leuchtfunktion des Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) eine Blende zumindest teilweise in den Strahlengang eingebracht oder aus diesem entfernt wird.
  5. Speicherelement (21), insbesondere Read-Only-Memory, Random-Access-Memory oder Flash-Memory, für ein Steuergerät (20) zur Steuerung oder Regelung eines Umschaltvorgangs eines Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen, auf dem ein Computerprogramm abgespeichert ist, das auf einem Rechengerät (22), insbesondere auf einem Mikroprozessor, ablauffähig und zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 geeignet ist.
  6. Steuergerät (20) zur Steuerung oder Regelung eines Umschaltvorgangs eines Kraftfahrzeugscheinwerfers (2) zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen mittels einer Verstelleinrichtung (1, 6, 7), die einen mit einer variablen Stromstärke (I) beaufschlagbaren Elektromagneten (1) umfasst, wobei das Steuergerät (20) die Stromstärke (I) zur Ansteuerung des Elektromagneten (1) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) bei der Einstellung der Stromstärke (I) Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen (ΔUv) und/oder Temperaturschwankungen (ΔTemp) auf eine von dem Elektromagneten (1) in Abhängigkeit von der Stromstärke (I) erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke (I) kompensiert, wobei das Steuergerät (20) die Stromstärke (I) auf einen Sollwertverlauf (Isoll(t)) regelt, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert (Ianf) größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet (1) eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder (8) ist, auf einen Betätigungsstromwert (Ibet) ansteigt, den Betätigungsstromwert (Ibet) für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert (Ihalt) abfällt.
  7. Zwischen verschiedenen Leuchtfunktionen umschaltbarer Kraftfahrzeugscheinwerfer (2) mit einer Verstelleinrichtung (1, 6, 7) zum Umschalten des Scheinwerfers (2) zwischen den Leuchtfunktionen und einem Steuergerät (20) zur Steuerung oder Regelung des Umschaltvorgangs, wobei die Verstelleinrichtung (1, 6, 7) einen mit einer variablen Stromstärke (I) beaufschlagbaren Elektromagneten (1) umfasst und das Steuergerät (20) die Stromstärke (I) zur Ansteuerung des Elektromagneten (1) einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (20) bei der Einstellung der Stromstärke (I) Einflüsse von Versorgungsspannungsschwankungen (ΔUv) und/oder Temperaturschwankungen (ΔTemp) auf eine von dem Elektromagneten (1) in Abhängigkeit von der Stromstärke (I) erzeugte Magnetkraft durch eine Regelung der Stromstärke (I) kompensiert, wobei das Steuergerät (20) die Stromstärke (I) auf einen Sollwertverlauf (Isoll(t)) regelt, der bei einem vorgebbaren Anfangsstromwert (Ianf) größer Null beginnt, bei dem der Elektromagnet (1) eine Magnetkraft erzeugt, die größer oder gleich einer der Magnetkraft entgegengerichteten Federkraft einer Haltefeder (8) ist, auf einen Betätigungsstromwert (Ibet) ansteigt, den Betätigungsstromwert (Ibet) für eine vorgebbare Zeitdauer hält und dann auf einen Haltestromwert (Ihalt) abfällt.
DE2001121692 2001-05-04 2001-05-04 Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten Expired - Fee Related DE10121692B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001121692 DE10121692B4 (de) 2001-05-04 2001-05-04 Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001121692 DE10121692B4 (de) 2001-05-04 2001-05-04 Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10121692A1 DE10121692A1 (de) 2002-11-14
DE10121692B4 true DE10121692B4 (de) 2005-12-15

Family

ID=7683601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001121692 Expired - Fee Related DE10121692B4 (de) 2001-05-04 2001-05-04 Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10121692B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006037940B4 (de) 2006-08-12 2018-04-05 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Ansteuerung eines Hubmagneten in einem Kraftfahrzeug
DE102009030589A1 (de) * 2009-06-26 2010-12-30 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Lichtfunktionen von Scheinwerfern eines Fahrzeugs

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415649C2 (de) * 1984-04-27 1988-10-27 Dr. H. Tiefenbach Gmbh & Co, 4300 Essen, De
DE3741619A1 (de) * 1987-12-09 1989-06-22 Festo Kg Steuerschaltungsanordnung fuer magnetventile
DE3811670A1 (de) * 1988-04-07 1989-10-19 Rexroth Mannesmann Gmbh Verfahren zur kompensation der durch temperaturbedingte widerstandsaenderungen verursachten aenderung der stellkraft eines elektromagnetischen antriebs fuer ein proportionalventil
DE19647215A1 (de) * 1996-01-19 1997-07-24 Festo Kg Schaltungsanordnung zur Steuerung von Magnetventilen
DE19654378A1 (de) * 1996-12-24 1998-06-25 Mannesmann Vdo Ag Ansteuerschaltung für ein Relais mit mindestens einer Erregerspule für den Betrieb bei hohem Temperatur- und/oder hohem Betriebsspannungsbereich
DE19723931A1 (de) * 1997-06-06 1998-12-10 Siemens Ag Einrichtung zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415649C2 (de) * 1984-04-27 1988-10-27 Dr. H. Tiefenbach Gmbh & Co, 4300 Essen, De
DE3741619A1 (de) * 1987-12-09 1989-06-22 Festo Kg Steuerschaltungsanordnung fuer magnetventile
DE3811670A1 (de) * 1988-04-07 1989-10-19 Rexroth Mannesmann Gmbh Verfahren zur kompensation der durch temperaturbedingte widerstandsaenderungen verursachten aenderung der stellkraft eines elektromagnetischen antriebs fuer ein proportionalventil
DE19647215A1 (de) * 1996-01-19 1997-07-24 Festo Kg Schaltungsanordnung zur Steuerung von Magnetventilen
DE19654378A1 (de) * 1996-12-24 1998-06-25 Mannesmann Vdo Ag Ansteuerschaltung für ein Relais mit mindestens einer Erregerspule für den Betrieb bei hohem Temperatur- und/oder hohem Betriebsspannungsbereich
DE19723931A1 (de) * 1997-06-06 1998-12-10 Siemens Ag Einrichtung zum Steuern eines elektromechanischen Stellgeräts

Also Published As

Publication number Publication date
DE10121692A1 (de) 2002-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19530008B4 (de) Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge mit einer reflektierenden Umlenkvorrichtung
DE10123617B4 (de) Fahrzeugscheinwerfer
DE102004012557B4 (de) Fahrzeugscheinwerfersystem und leuchtintensitätssteuerbarer Fahrzeugscheinwerfer
DE19833431C2 (de) Kraftfahrzeugscheinwerfer für Abblendlicht und Fernlicht mit einer lageveränderbaren Lichtquelle
DE19942671A1 (de) Fahrzeugscheinwerfer mit Niveaureguliereinheit
DE102016214397A1 (de) Fahrzeuglampe
DE10121692B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Elektromagneten
DE602006000569T3 (de) Beleuchtungs- und/oder Signalisierungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer verbesserten Schaltvorrichtung
DE602005001817T2 (de) Elliptisches optisches Module mit Blende für Kraftfahrzeuge
DE102016208831B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Fahrlichtsteuerung
DE10059677A1 (de) Scheinwerfer für Fahrzeuge
DE19905173B4 (de) Scheinwerfer für Fahrzeuge
WO2014032969A1 (de) Verfahren für den betrieb eines lichtsystems und lichtsystem
DE10044391B4 (de) Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge
DE19911901C2 (de) Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung mit fahrsituationsabhängiger Beleuchtungssteuerung
EP0764559B1 (de) Verfahren zur Eichung eines Systems zur Regelung der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern
DE19857341B4 (de) Fahrzeugscheinwerfer mit einem verstellbaren optischen Element
EP1798468A2 (de) Scheinwerfer für Fahrzeuge
DE102004022813B4 (de) Kraftfahrzeugscheinwerfer
DE10019843C2 (de) Steuergerät zum Betrieb und zur Steuerung von Gasentladungslampen in Scheinwerfern
DE602004000596T2 (de) Verfahren zur dynamischen Referenzierung einer mit einem Schrittmotor ausgestatteten Scheinwerferanordnung
WO2018046322A1 (de) Scheinwerfer für ein kraftfahrzeug
DE10132981B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungsverfahren zur Beleuchtung eines vor einem Kraftfahrzeug befindlichen Umgebungsbereichs
WO2007028367A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern eines scheinwerfers
DE102015221872B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Beleuchtungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AUTOMOTIVE LIGHTING REUTLINGEN GMBH, 72762 REUTLIN

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee