DE102014203832A1

DE102014203832A1 - PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102014203832A1
Application number: DE102014203832.4A
Authority: DE
Inventors: Tom Spielvogel
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2034-03-04
Also published as: DE102014203832B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz, wobei das Verfahren (1) folgende Schritte aufweist: – Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch (2); – Vergleichen der aktuellen Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung (3); – Anpassen eines Tastverhältnisses einer PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (5) und sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird.
An einem gewöhnlichen Kraftfahrzeug sind Leuchten vielfacher Art angeordnet. So sind zum einen Scheinwerfer vorgesehen, die im vorderen Bereich des Fahrzeuges angebracht sind und den Fahrweg bei Dunkelheit ausleuchten sollen. Ferner haben die Scheinwerfer eine darüber hinausgehende Signalwirkung für den Gegenverkehr. Am Kraftfahrzeug sind außerdem im Heckbereich Heckleuchten angeordnet, die ausschließlich Signalleuchtfunktion haben und dem nachfolgenden Verkehr sowohl das Vorhandensein, als auch die Abmessungen eines vorausfahrenden Fahrzeuges anzeigen sollen. Weitere Signalleuchten, wie Nebellampen und dergleichen sind im vorderen Leuchtenbereich sowie im Heckbereich vorgesehen. Zur Kennzeichnung von Fahrtrichtungswechseln sind Blinkleuchten vorgesehen, die so angeordnet sein müssen, dass sie sowohl vom entgegenkommenden, als auch vom nachfolgenden Verkehr und darüber hinausgehend auch seitlich vom Fahrzeug, beispielsweise für stehende, wartende Fahrzeuge oder Fußgänger deutlich erkennbar sein müssen.
Dabei kommen zunehmend Leuchten mit einer oder mehreren lichtemittierenden Dioden (LEDs) zum Einsatz. Um dabei eine möglichst lange Lebensdauer sicherzustellen, ist es bekannt, die LEDs nicht mit einem konstanten, zeitlich gleichbleibenden Strom zu versorgen, sondern durch Pulsweitenmodulation (PWM) getaktet anzusteuern. Das bedeutet, dass eine PWM-Steuerung ein periodisches Hochfrequenz-Steuersignal variierender Impulsbreite abgibt, um eine Stromversorgung anzuweisen, Energie in Reaktion auf ein Rückkopplungssignal, wie von den LEDs benötigt, abzugeben, das heißt die Stromversorgung mit entsprechend hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet wird. Die Modulationsfrequenz ist konstant und in jedem Fall so hoch gewählt, dass der intermittierende Schaltbetrieb vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen wird, dass es also nicht zu einem sogenannten Stroboskopeffekt kommt. Die Einstellung der Helligkeit erfolgt dabei über das Puls-Pausen-Verhältnis, das sogenannte Tastverhältnis, das entsprechend verändert werden kann. Eine Verlängerung der relativen Pulsdauer, also der Einschaltdauer, entspricht im zeitlichen Mittel einer längeren Einschaltdauer der LED, mithin einer größeren Helligkeit, während eine Verringerung der Pulsdauer oder Pulsbreite einer geringeren Helligkeit entspricht.
Als nachteilig erweist sich hierbei jedoch, dass eine Schwankung der Spannung und/oder des Stromes in einem Bordnetz des Kraftfahrzeuges, an welches die Leuchten angeschlossen sind, zu einer entsprechenden Helligkeitsschwankung der LED führen kann, deren Wert aufgrund der nichtlinearen I-U-Kennlinie einer LED gegenüber dem Wert der zugrunde liegenden Spannungs- oder Stromschwankungen sogar noch verstärkt ist.
Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist die Bordspannung auf die Betriebsspannung der LED zu transformieren, wobei gleichzeitig über eine Stromregelung eine gleichmäßige Helligkeit der LED gewährleistet wird. Da dies für jede Leuchte eines Kraftfahrzeugs separat vorgenommen werden muss, ist ein hoher Aufwand an Elektronikbauteilen notwendig, welche zu erheblichen Mehrkosten führen.
Aus der Druckschrift WO 2009/095194 A2 ist ein LED-Bordnetz zum Betrieb von Kraftfahrzeugleuchten mit Leuchtdioden bekannt, welche wenigstens eine LED-Spannungsversorgung, deren Nennspannung von der Nennspannung einer Starterbatterie eines Kraftfahrzeuges verschieden ist, sowie wenigstens zwei Treibereinrichtungen, die über Versorgungsleitungen mit der LED-Spannungsversorgung verbunden und jeweils zum Ansteuern einer eigenen Kraftfahrzeugleuchte ausgebildet sind, aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges anzugeben, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz, welches folgende Schritte aufweist: So wird zunächst eine aktuelle Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bestimmt und diese aktuelle Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung verglichen. Hieraufhin wird ein Tastverhältnis einer PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart angepasst, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist.
Grundgedanke ist somit, das Tastverhältnis, das heißt das Puls-Pausen-Verhältnis der PWM-Ansteuerung derart zu regeln, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, so dass im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit gegeben ist, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen. Unter Schwellwert wird hierbei allgemein der sich auf Dauer ergebende mittlere Spannungs- beziehungsweise Stromwert verstanden, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper im Normalbetrieb, das heißt wenn keine Spannungsschwankungen auftreten, beaufschlagt wird. Unter Maximalwert wird weiter ein maximal mögliches Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung verstanden. Unter einem, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größeren Wert wird weiter verstanden, dass das Tastverhältnis derart erhöht wird, dass die entsprechenden Spannungsschwankungen ausgeregelt werden und sich eine nahezu konstante Leuchtleistung für den wenigstens einen Leuchtkörper ergibt. Ferner ist es aber auch denkbar, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, das Tastverhältnis auf den Maximalwert zu setzen, was in einem einfacheren und kostsparendem Verfahren resultiert.
Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges aus lichtemittierenden Dioden angegeben wird, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird. Ein Kraftfahrzeug-Bordnetz versorgt für gewöhnlich eine Vielzahl von Steuergeräten und Signalkomponenten in einem Kraftfahrzeug mit Strom. Der Strom wird dabei entweder einer Batterie als Energiespeicher oder einem Generator entnommen. Über Relais oder einen elektronischen Stromverteiler mit Halbleiterschaltern kann eine Vielzahl einzelner Anwendungen über individuelle Laststromkreise mit Strom aus dem Kraftfahrzeug-Bordnetz versorgt werden. Aufgrund der vergleichsweise hohen Stromaufnahme beim Starten von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem, das heißt veränderlichem Stromverbrauch, bricht die Batteriespannung, das heißt die Versorgungsspannung beim Startvorgang des Kraftfahrzeugmotors beziehungsweise beim Betrieb weiterer stromintensiver Komponenten im Allgemeinen stark ein. Wenn nun der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges mit weniger Strom beaufschlagt wird, resultiert dies in der Regel in entsprechenden Helligkeitsschwankungen des Leuchtkörpers. Da gemäß dem Verfahren das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart geregelt wird, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb, mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, besteht im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen, so dass der sich auf Dauer ergebende mittlere Strom, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper beaufschlagt wird, auch im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen konstant gehalten werden kann und somit eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird, ohne das nennenswerte Helligkeitseinbußen hinzunehmen sind.
Anzumerken ist hierbei, dass der Maximalwert des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung auch über das Netzwerk bestimmbar oder, insbesondere bei dimmbaren Leuchtkörpern, ein durch entsprechende Anforderungen geregelter Dimmwert sein kann, so dass dieser ebenfalls dynamisch sein kann.
Weiter kann neben der aktuellen Versorgungsspannung zusätzlich auch ein aktueller Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauich gemessen und mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch verglichen werden kann, um das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung entsprechend zu regeln. Insbesondere kann das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart angepasst werden, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist. So ist beispielsweise bei einer niedrigen Batteriespannung alleine nicht zwangsläufig eine Erhöhung der Helligkeit des wenigstens einen Leuchtkörpers wünschenswert, beispielsweise um das Gesamtbild aller Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges zusammen nicht zu beeinflussen.
Bei dem wenigstens einen Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges kann es sich dabei um einen Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden handeln, insbesondere um deren Vorteile zum Tragen zu bringen, wie beispielsweise geringere Verlustwärme und kompakter Aufbau. Zwar nimmt bei LED's die Lichtleistung nur noch linear mit der Stromstärke zu, so dass die insgesamt emittierte Lichtleistung konstant ist, jedoch stellt sich für den menschlichen Betrachter insgesamt aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges ein helleres Erscheinungsbild ein.
Dabei kann der spezifische Wert aus einer Kennlinie der lichtemittierenden Dioden des Kraftfahrzeuges ermittelt werden. Der spezifische Wert ist folglich parameterisierbar, was den Vorteil hat, dass das Verfahren optimal an den verwendeten Leuchtkörper, insbesondere die verwendeten lichtemittierenden Dioden angepasst werden kann, wodurch die Effizienz des Verfahrens weiter erhöht werden kann. Beispielsweise kann die Steigung zwischen zwei Eckpunkten der Kennlinie der lichtemittierenden Dioden herangezogen werden, um den spezifischen Wert, das heißt das Tastverhältnis entsprechend anzupassen. In der Regel entspricht der spezifische Wert dabei in etwa 30 % des Maximalwertes.
Gemäß einer Ausführungsform kann die aktuelle Versorgungsspannung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch gemessen werden. So sind Spannungsmessgeräte zum Messen einer aktuellen Versorgungsspannung von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bekannt, so dass dieses hier einfach und ohne großen Aufwand realisiert werden kann, ohne dass aufwändige und kostspielige Umbauten vonnöten wären.
Der aktuelle Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch kann gemessen oder auch berechnet werden. So sind ebenfalls Strommessgeräte zum Messen eines aktuellen Stromverbrauchs von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bekannt, so dass dieses hier einfach und ohne großen Aufwand realisiert werden kann, ohne dass aufwändige und kostspielige Umbauten vonnöten wären. Die Berechnung des aktuellen Stromverbrauchs wiederum hat den Vorteil, dass keine Strommessgeräte zum Messen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch vonnöten sind, wodurch weiter Kosten eingespart werden können.
Der aktuelle Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch kann dabei aus einer aktuellen Drehzahl der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, einer aktuell an der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung und weiteren Parametern der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch berechnet werden. So kann der Stromverbrauch allgemein aus Spannung und Leistung abgeleitet werden, wobei die Leistung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch wiederum von einer aktuellen Drehzahl abhängig ist. Auch sind diese Werte für gewöhnlich bekannt beziehungsweise stehen zur Verfügung, so dass dies hier einfach und ohne großen Aufwand realisiert werden kann.
Zudem kann es sich bei der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch um einen elektrischen Fensterheber mit elektronischem Einklemmschutz handeln, wobei ein Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch aus Modellen des elektronischen Einklemmschutzes bestimmt wird. Gewöhnliche elektrische Fensterheber weisen eine vergleichsweise hohe Stromaufnahme beim Starten sowie beim mechanischen Anschlagen, das heißt Blockieren, und folglich einen dynamischem Stromverbrauch auf, weswegen die Batteriespannung beim Startvorgang eines Fensterhebermotors im Allgemeinen stark einbricht. Auch basieren derartige elektronische Einklemmschutzsysteme auf mathematischen Modellen, welche wiederum auf einer Vielzahl von zu bestimmten Zeitpunkten ermittelten Stromwerten basieren. Folglich ist der Anfangswert, das heißt der aktuelle Stromverbrauch, der an der wenigstens eine Einrichtung des Kraftfahrzeuges zu Beginn einer derartigen adaptiven PWM-Ansteuerungen anliegt den Modellen eines Einklemmschutzsystems entnehmbar, so dass weiter Speicherplatz und Rechenkapazität für die Bereitstellung eines Anfangswertes für die adaptive PWM-Ansteuerung eingespart werden kann. Da der Anfangswert dabei den aktuellen Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, welchen diese zu Beginn der adaptiven PWM-Ansteuerung aufweist, repräsentiert, können Verzögerung bei der Durchführung des Verfahrens vermieden werden, wodurch die Effizienz weiter erhöht werden kann.
Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch eine Ansteuervorrichtung für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz angegeben, welche ein erstes Mittel zum Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, einen ersten Vergleicher zum Vergleichen der aktuellen Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung sowie eine PWM-gesteuerte Stromspannungseinheit zum Beaufschlagen des wenigstens einen Leuchtkörpers mit Strom aufweist. Die Ansteuervorrichtung weist dabei weiter eine Einstelleinrichtung zum Anpassen eines Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, auf.
Eine derartige Ansteuervorrichtung hat den Vorteil, dass mit dieser einen adaptiven PWM-Ansteuerung zur Beeinflussung wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges realisiert werden kann, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird. Ein Kraftfahrzeug-Bordnetz versorgt für gewöhnlich eine Vielzahl von Steuergeräten und Signalkomponenten in einem Kraftfahrzeug mit Strom. Der Strom wird dabei entweder einer Batterie als Energiespeicher oder einem Generator entnommen. Über Relais oder einen elektronischen Stromverteiler mit Halbleiterschaltern kann eine Vielzahl einzelner Anwendungen über individuelle Laststromkreise mit Strom aus dem Kraftfahrzeug-Bordnetz versorgt werden. Aufgrund der vergleichsweise hohen Stromaufnahme beim Starten von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem, das heißt veränderlichem Stromverbrauch, bricht die Batteriespannung beim Startvorgang des Kraftfahrzeugmotors beziehungsweise beim Betrieb weiterer stromintensiver Komponenten im Allgemeinen stark ein. Wenn nun der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges mit weniger Strom beaufschlagt wird, resultiert dies in der Regel in entsprechenden Helligkeitsschwankungen des Leuchtkörpers. Da durch die Einstelleinrichtung der Ansteuervorrichtung das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung nun derart geregelt wird, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb, mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, besteht im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen, so dass der sich auf Dauer ergebende mittlere Strom, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper beaufschlagt wird, konstant ist und somit eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird. Unter Schwellwert wird hierbei allgemein der sich auf Dauer ergebende mittlere Spannungs- beziehungsweise Stromwert verstanden, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper im Normalbetrieb, das heißt wenn keine Spannungsschwankungen auftreten, beaufschlagt wird. Unter Maximalwert wird weiter ein maximal mögliches Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung verstanden. Unter einem, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größeren Wert wird weiter verstanden, dass das Tastverhältnis derart erhöht wird, dass die entsprechenden Spannungsschwankungen ausgere-gelt werden und sich eine nahezu konstante Leuchtleistung für den wenigstens einen Leuchtkörper ergibt. Ferner ist es aber auch denkbar, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, das Tastverhältnis auf den Maximalwert zu setzen, was in einem einfacheren und kostsparendem Aufbau resultiert.
Anzumerken ist hierbei, dass der Maximalwert des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung auch über das Netzwerk bestimmbar oder, insbesondere bei dimmbaren Leuchtkörpern, ein durch entsprechende Anforderungen geregelter Dimmwert sein kann, so dass dieser ebenfalls dynamisch sein kann.
Zudem kann über ein zweites Mittel neben der aktuellen Versorgungsspannung zusätzlich auch ein aktueller Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauich ermittelt und durch einen zweiten Vergleicher mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch verglichen werden, um das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung entsprechend zu regeln. Insbesondere kann die Einstelleinrichtung ausgebildet sein, dass Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart anzupassen, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist. So ist beispielsweise bei einer niedrigen Batteriespannung alleine nicht zwangsläufig eine Erhöhung der Helligkeit des wenigstens einen Leuchtkörpers wünschenswert, beispielsweise um das Gesamtbild aller Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges zusammen nicht zu beeinflussen.
Bei dem wenigstens einen Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges kann es sich dabei um einen Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden handeln, insbesondere um deren Vorteile zum Tragen zu bringen, wie beispielsweise geringere Verlustwärme und kompakter Aufbau. Zwar nimmt bei LED's die Lichtleistung nur noch linear mit der Stromstärke zu, so dass die insgesamt emittierte Lichtleistung konstant ist, jedoch stellt sich für den menschlichen Betrachter insgesamt aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges ein helleres Erscheinungsbild ein.
Die Ansteuervorrichtung kann dabei weiter eine Auswerteeinheit zum Bestimmen des spezifischen Wertes aus einer Kennlinie der lichtemittierenden Dioden aufweisen. Der spezifische Wert ist folglich parameterisierbar, was den Vorteil hat, dass dieser optimal an den verwendeten Leuchtkörper, insbesondere die verwendeten lichtemittierenden Dioden angepasst werden kann, wodurch die Effizienz der Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers weiter erhöht werden kann. Beispielsweise kann die Steigung zwischen zwei Eckpunkten der Kennlinie der lichtemittierenden Dioden herangezogen werden, um den spezifischen Wert, das heißt das Tastverhältnis entsprechend anzupassen. In der Regel entspricht der spezifische Wert dabei in etwa 30% des Maximalwertes.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Mittel zum Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch um ein Spannungsmessgerät. So sind Spannungsmessgeräte zum Messen einer aktuellen Versorgungsspannung von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bekannt, so dass diese hier einfach und ohne großen Aufwand verwendet werden können, ohne dass aufwändige und kostspielige Umbauten vonnöten werden.
Das zweite Mittel zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch kann ein Strommessgerät aber auch eine Recheneinheit zum Berechnen des aktuellen Stromverbrauchs aufweisen. So sind auch Strommessgeräte zum Messen eines aktuellen Stromverbrauchs von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bekannt, so dass diese hier einfach und ohne großen Aufwand verwendet werden können, ohne dass aufwändige und kostspielige Umbauten vonnöten werden. Die Recheneinheit wiederum hat den Vorteil, dass keine Strommessgeräte zum Messen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch vonnöten sind, wodurch weiter Kosten eingespart werden können.
Dabei kann die Ansteuervorrichtung einen Drehzahlsensor zum Messen einer aktuellen Drehzahl der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sowie ein zweites Spannungsmessgerät zum Messen einer aktuell an der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung aufweisen. Die Recheneinheit kann dabei ausgebildet sein, den aktuellen Stromverbrauch aus der aktuellen Drehzahl, der aktuell an der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung sowie weiteren Parametern der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch zu berechnen. So kann der Stromverbrauch allgemein aus Spannung und Leistung abgeleitet werden, wobei die Leistung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch wiederum von einer aktuellen Drehzahl abhängig ist, so dass dieses hier einfach und ohne großen Aufwand in die Recheneinheit implementiert werden kann. Auch sind Drehzahlsensoren sowie Spannungsmessgeräte für Einrichtungen eines Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bekannt, so dass diese hier verwendet werden können, ohne dass aufwändige und kostspielige Umbauten vonnöten werden.
Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zudem auch ein Kraftfahrzeug angegeben, welches eine oben beschriebene Ansteuervorrichtung aufweist.
Eine derartiges Kraftfahrzeug hat den Vorteil, dass bei diesem eine adaptive PWM-Ansteuerung zur Beeinflussung wenigstens eines Leuchtkörpers des Kraftfahrzeuges realisiert werden kann, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird. Ein Bordnetz des Kraftfahrzeuges versorgt für gewöhnlich eine Vielzahl von Steuergeräten und Signalkomponenten in dem Kraftfahrzeug mit Strom. Der Strom wird dabei entweder einer Batterie als Energiespeicher oder einem Generator entnommen. Über Relais oder einen elektronischen Stromverteiler mit Halbleiterschaltern kann eine Vielzahl einzelner Anwendungen über individuelle Laststromkreise mit Strom aus dem Bordnetz des Kraftfahrzeuges versorgt werden. Aufgrund der vergleichsweise hohen Stromaufnahme beim Starten von Einrichtungen des Kraftfahrzeuges mit dynamischem, das heißt veränderlichem Stromverbrauch, bricht die Batteriespannung beim Startvorgang des Kraftfahrzeugmotors beziehungsweise beim Betrieb weiterer stromintensiver Komponenten im Allgemeinen stark ein. Wenn nun der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges mit weniger Strom beaufschlagt wird, resultiert dies in der Regel in entsprechenden Helligkeitsschwankungen des Leuchtkörpers. Da durch die Einstelleinrichtung der Ansteuervorrichtung des Kraftfahrzeuges das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung nun derart geregelt wird, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb, mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, besteht im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen, so dass der sich auf Dauer ergebende mittlere Strom, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper beaufschlagt wird, konstant ist und somit eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird. Unter Schwellwert wird hierbei allgemein der sich auf Dauer ergebende mittlere Spannungs- beziehungsweise Stromwert verstanden, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper im Normalbetrieb, das heißt wenn keine Stromschwankungen auftreten, beaufschlagt wird. Unter Maximalwert wird weiter ein maximal mögliches Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung verstanden. Unter einem, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größeren Wert wird weiter verstanden, dass das Tastverhältnis derart erhöht wird, dass die entsprechenden Spannungsschwankungen ausgere-gelt werden und sich eine nahezu konstante Leuchtleistung für den wenigstens einen Leuchtkörper ergibt. Ferner ist es aber auch denkbar, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, das Tastverhältnis auf den Maximalwert zu setzen, was in einem einfacheren und kostsparendem Aufbau resultiert.
Anzumerken ist hierbei, dass der Maximalwert des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung auch über das Netzwerk bestimmbar oder, insbesondere bei dimmbaren Leuchtkörpern, ein durch entsprechende Anforderungen geregelter Dimmwert sein kann, so dass dieser ebenfalls dynamisch sein kann.
Dabei kann es sich bei der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch um einen elektrischen Fensterheber handeln. So weisen gewöhnliche elektrische Fensterheber eine vergleichsweise hohe Stromaufnahme beim Starten sowie beim mechanischen Anschlagen, das heißt Blockieren, und somit einen dynamischem Stromverbrauch auf, weswegen die Batteriespannung beim Startvorgang des Fensterhebermotors im Allgemeinen stark einbricht, was in entsprechenden Helligkeitseinbußen des wenigstens einen Leuchtkörpers resultieren kann.
Dabei kann der elektrische Fensterheber zudem einen elektronischen Einklemmschutz aufweisen und die Recheneinheit ausgebildet sein, ein Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch aus Modellen des elektronischen Eingangsschutzes zu bestimmen. So basieren derartige elektronische Einklemmschutzsysteme auf mathematischen Modellen, welche wiederum auf einer Vielzahl von zu bestimmten Zeitpunkten ermittelten Stromwerten basieren. Folglich ist der Anfangswert, das heißt der Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch, welchen die wenigstens eine Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch zu Beginn einer derartigen adaptiven PWM-Ansteuerungen aufweist, den Modellen eines Einklemmschutzsystems entnehmbar, so dass weiter Speicherplatz und Rechenkapazität für die Bereitstellung eines Anfangswertes für die adaptive PWM-Ansteuerung eingespart werden kann. Da der Anfangswert dabei den aktuellen Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, welchen diesen zu Beginn der adaptiven PWM-Ansteuerung aufweist, repräsentiert, können Verzögerung bei der PWM-Ansteuerung vermieden werden, wodurch die Effizienz weiter erhöht werden kann.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges angegeben wird, mit welchem Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird.
Dabei wird das Tastverhältnis, das heißt das Puls-Pausen-Verhältnis der PWM-Ansteuerung derart geregelt, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, so dass im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit gegeben ist, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines PWM-Ansteuerverfahrens zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ansteuervorrichtung für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Ansteuervorrichtung für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines PWM-Ansteuerverfahrens 1 zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Wie 1 zeigt, weist das Verfahren 1 dabei folgende Schritte auf: So wird zunächst in einem Schritt 2 eine aktuelle Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch bestimmt und diese in einem folgenden Schritt 3 mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung verglichen. Wird in dem Schritt 3 detektiert, dass die aktuelle Versorgungsspannung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, wird in einem folgenden Schritt 4 das Tastverhältnis einer PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart nachgeregelt, das heißt dynamisch angepasst, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich einem Maximalwert für das Tastverhältnis und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt. Wird in dem Schritt 3 jedoch detektiert, dass die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, wird das Tastverhältnis in einem Schritt 5 derart geregelt, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt.
Somit wird das Tastverhältnis, das heißt das Puls-Pausen-Verhältnis der PWM-Ansteuerung derart geregelt, dass der wenigstens eine Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges im Normalbetrieb mit einem PWM-Signal beaufschlagt wird, dessen Tastverhältnis kleiner als ein maximal mögliches Tastverhältnis ist, so dass im Falle von auftretenden Spannungsschwankungen die Möglichkeit gegeben ist, dass Tastverhältnis entsprechend zu erhöhen. Dies hat den Vorteil, dass Spannungsschwankungen im Betätigungsfall einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch derart ausgeregelt werden können, dass auch bei derartigen Spannungsschwankungen eine nahezu konstante Leuchtleistung erzeugt wird.
Unter Schwellwert wird hierbei allgemein der sich auf Dauer ergebende mittlere Spannungs- beziehungsweise Stromwert verstanden, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper im Normalbetrieb, das heißt wenn keine Spannungsschwankungen auftreten, beaufschlagt wird. Unter Maximalwert wird weiter ein maximal mögliches Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung verstanden. Unter einem, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größeren Wert wird weiter verstanden, dass das Tastverhältnis derart erhöht wird, dass die entsprechenden Spannungsschwankungen ausgeregelt werden und sich eine nahezu konstante Leuchtleistung für den wenigstens einen Leuchtkörper ergibt. Ferner ist es aber auch denkbar, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, das Tastverhältnis auf den Maximalwert zu setzen, was in einem einfacheren und kostsparendem Verfahren resultiert.
Anzumerken ist hierbei, dass der Maximalwert des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung auch über das Netzwerk bestimmbar oder, insbesondere bei dimmbaren Leuchtkörpern, ein durch entsprechende Anforderungen geregelter Dimmwert sein kann, so dass dieser ebenfalls dynamisch sein kann.
Dabei kann neben der aktuellen Versorgungsspannung zusätzlich auch ein aktueller Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauich bestimmt und mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch verglichen werden kann, um das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung entsprechend anzupassen. Insbesondere kann das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart angepasst werden, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist. So ist beispielsweise bei einer niedrigen Batteriespannung alleine nicht zwangsläufig eine Erhöhung der Helligkeit des wenigstens einen Leuchtkörpers wünschenswert, beispielsweise um das Gesamtbild aller Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges zusammen nicht zu beeinflussen.
Gemäß der Ausführungsform der 1 handelt es sich bei dem wenigstens einen Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges um einen Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden und wird der spezifische Wert dabei aus einer Kennlinie der lichtemittierenden Dioden ermittelt. Der spezifische Wert ist folglich parameterisierbar. Beispielsweise kann die Steigung zwischen zwei Eckpunkten der Kennlinie des Leuchtkörpers, insbesondere von lichtemittierenden Dioden herangezogen werden, um den spezifischen Wert, das heißt das Tastverhältnis entsprechend anzupassen. In der Regel entspricht der spezifische Wert dabei in etwa 30% des Maximalwertes.
2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ansteuervorrichtung 10 für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper 11 eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Wie 2 zeigt, weist die Ansteuervorrichtung 10 dabei ein erstes Mittel 12 zum Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, einen ersten Vergleicher 14 zum Vergleichen der aktuellen Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung sowie eine PWM-gesteuerte Stromspannungseinheit 15 zum Beaufschlagen des wenigstens einen Leuchtkörpers 11 mit Strom auf.
Wie 2 weiter zeigt, weist die Ansteuervorrichtung 10 zudem eine Einstelleinrichtung 16 zum Anpassen eines Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers 11 derart, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist.
Unter Schwellwert wird hierbei wiederum allgemein der sich auf Dauer ergebende mittlere Spannungs- beziehungsweise Stromwert verstanden, mit welchem der wenigstens eine Leuchtkörper 11 im Normalbetrieb, das heißt wenn keine Stromschwankungen auftreten, beaufschlagt wird. Unter Maximalwert wird weiter ein maximal mögliches Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung verstanden. Unter einem, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größeren Wert wird weiter verstanden, dass das Tastverhältnis derart erhöht wird, dass die entsprechenden Spannungsschwankungen ausgeregelt werden und sich eine nahezu konstante Leuchtleistung für den wenigstens einen Leuchtkörper ergibt. Ferner ist es aber auch denkbar, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist, das Tastverhältnis auf den Maximalwert zu setzen, was in einem einfacheren und kostsparendem Verfahren resultiert.
Zu erkennen ist weiter ein zweites Mittel 26 zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sowie ein zweiter Vergleicher 27 zum Vergleichen des aktuellen Stromverbrauchs mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch.
Gemäß den Ausführungsformen der 2 ist die Einstelleinrichtung 16 dabei ausgebildet, dass Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart anzupassen, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Strom-verbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist.
Bei dem Leuchtkörper 11 des Kraftfahrzeuges handelt es sich dabei um einen Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden.
Weiter ist eine Auswerteeinheit 17 zum Bestimmen des spezifischen Wertes aus einer Kennlinie für den Leuchtkörper 11 des Kraftfahrzeuges zu erkennen.
Bei dem ersten Mittel 12 handelt es sich dabei um ein Spannungsmessgerät 18.
Gemäß den Ausführungsformen der 2 handelt es sich weiter bei dem zweiten Mittel 26 zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch um ein Strommessgerät 28.
Derartige Spannungsmessgeräte und Strommessgerät für Einrichtungen eines Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sind bekannt, weswegen dieses hier einfach und ohne großen Aufwand realisiert werden kann.
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren Ansteuervorrichtung 20 für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper 11 eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Komponenten und Bauteile mit gleicher Funktion oder Konstruktion wie in 2 tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
Gemäß den Ausführungsformen der 3 weist das zweite Mittel 26 zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch eine Recheneinheit 21 zum Berechnen des aktuellen Stromverbrauchs auf.
Wie 3 weiter zeigt, weist die Ansteuervorrichtung 20 zudem einen Drehzahlsensor 22 zum Messen einer aktuellen Drehzahl der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sowie ein zweites Spannungsmessgerät 23 zum Messen einer aktuell an der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung auf. Die Recheneinheit 21 ist dabei ausgebildet, den aktuellen Stromverbrauch aus der aktuellen Drehzahl der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, der aktuell an der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung sowie weiteren Parametern der wenigstens einen Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch zu berechnen.
Zudem handelt es sich bei der dargestellten Einrichtung 13 des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch um einen elektrischen Fensterheber 24.
Dabei weist der elektrische Fensterheber 24 gemäß 3 einen elektronischen Einklemmschutz 25 auf. Auch ist die Recheneinheit 21 ausgebildet, einen Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch aus Modellen des elektronischen Einklemmschutzes 25 zu bestimmen. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Ansteuervorrichtung 20 ausgebildet ist, den wenigstens einen Leuchtkörper 11 des Kraftfahrzeuges aus lichtemittierenden Dioden adaptiv anzusteuern, wobei ein Anfangswert für die adaptive Ansteuerung aus bekannten Algorithmen für den elektronischen Einklemmschutz gewonnen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Verfahren
2: Verfahrensschritt
3: Verfahrensschritt
4: Verfahrensschritt
5: Verfahrensschritt
10: Ansteuervorrichtung
11: Leuchtkörper
12: erstes Mittel
13: Einrichtung
14: erster Vergleicher
15: Stromspannungseinheit
16: Einstelleinrichtung
17: Auswerteeinheit
18: Spannungsmessgerät
20: Ansteuervorrichtung
21: Recheneinheit
22: Drehzahlsensor
23: zweites Spannungsmessgerät
24: elektrischer Fensterheber
25: elektronischer Einklemmschutz
26: zweites Mittel
27: zweiter Vergleicher
28: Strommessgerät

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/095194 A2 [0006]

Claims

PWM-Ansteuerverfahren zur Beeinflussung der Helligkeit wenigstens eines Leuchtkörpers eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz, wobei das Verfahren (1) folgende Schritte aufweist: – Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch (2); – Vergleichen der aktuellen Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung (3); – Anpassen eines Tastverhältnisses einer PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart, dass sich: falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (5), für das Tastverhältnis ein Wert einstellt, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, und falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (4), für das Tastverhältnis ein Wert einstellt, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert ist, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist: – Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischen Stromverbrauch; – Vergleichen des aktuellen Stromverbrauchs mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch; – Anpassen des Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers derart, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wenigstens ein Leuchtkörper des Kraftfahrzeuges ein Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden ist und der spezifische Wert aus einer Kennlinie der lichtemittierenden Dioden ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt (2) des Bestimmens einer aktuellen Versorgungsspannung der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch ein Messen der aktuellen Versorgungsspannung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schritt des Bestimmens eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch ein Messen des aktuellen Stromverbrauchs oder ein Berechnen des aktuellen Stromverbrauchs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der aktuelle Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch aus einer aktuellen Drehzahl, einer aktuell an der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung und weiteren Parametern der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die wenigstens eine Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch ein elektrischer Fensterheber mit elektronischem Einklemmschutz ist und ein Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch aus Modellen des elektronischen Einklemmschutzes bestimmt wird.
Ansteuervorrichtung für einen Puls-Weiten-Modulierten Ansteuerbetrieb zur Beeinflussung der Helligkeit von wenigstens einem Leuchtkörper (11) eines Kraftfahrzeuges in einem Kraftfahrzeug-Bordnetz, welche ein erstes Mittel (12) zum Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung wenigstens einer Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch, einen ersten Vergleicher (14) zum Vergleichen der aktuellen Versorgungsspannung mit einem Schwellwert für die Versorgungsspannung sowie eine PWM-gesteuerte Stromspannungseinheit (15) zum Beaufschlagen des wenigstens einen Leuchtkörpers (11) mit Strom aufweist, wobei die Ansteuervorrichtung (10, 20) weiter eine Einstelleinrichtung (16) zum Anpassen eines Tastverhältnisses der PWM-Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtkörpers (11) derart, dass sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher um einen spezifischen Wert kleiner als ein Maximalwert für das Tastverhältnis ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (5) und sich für das Tastverhältnis ein Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist (4).
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ansteuervorrichtung weiter ein zweites Mittel (26) zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sowie einen zweiten Vergleicher (27) zum Vergleichen des aktuellen Stromverbrauchs mit einem Schwellwert für den Stromverbrauch aufweist und wobei die Einstelleinrichtung (16) ausgebildet ist das Tastverhältnis der PWM-Ansteuerung derart anzupassen, dass sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung kleiner oder gleich dem Schwellwert für die Versorgungsspannung ist oder die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch kleiner oder gleich dem Schwellwert für den Stromverbrauch ist und sich für das Tastverhältnis der Wert, welcher kleiner oder gleich dem Maximalwert und, entsprechend einem Grad einer Abweichung zwischen der aktuellen Versorgungsspannung und dem Schwellwert für die Versorgungsspannung größer als der Wert, welcher um den spezifischen Wert kleiner als der Maximalwert ist, ist, einstellt, falls die aktuelle Versorgungsspannung größer als der Schwellwert für die Versorgungsspannung ist und der aktuelle Stromverbrauch größer als der Schwellwert für den Stromverbrauch ist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der wenigstens eine Leuchtkörper (11) ein Leuchtkörper aus lichtemittierenden Dioden ist und wobei die Ansteuervorrichtung (10, 20) weiter eine Auswerteeinheit (17) zum Bestimmen des spezifischen Wertes aus einer Kennlinie für die lichtemittierenden Dioden aufweist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das erste Mittel (12) zum Bestimmen einer aktuellen Versorgungsspannung der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeugs mit dynamischem Stromverbrauch ein Spannungsmessgerät (18) ist.
Ansteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das zweite Mittel (27) zum Bestimmen eines aktuellen Stromverbrauchs der wenigstens einen Einrichtung des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch ein Strommessgerät (28) und/oder eine Recheneinheit (21) zum Berechnen des aktuellen Stromverbrauchs aufweist.
Ansteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ansteuervorrichtung (20) weiter einen Drehzahlsensor (22) zum Messen einer aktuellen Drehzahl der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch sowie ein zweites Spannungsmessgerät (23) zum Messen einer aktuell an der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch abfallenden Spannung aufweist und wobei die Recheneinheit (21) ausgebildet ist, den aktuelle Stromverbrauch aus der aktuellen Drehzahl, der aktuell an der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch anliegenden Spannung sowie weiteren Parametern der wenigstens einen Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch zu berechnen.
Kraftfahrzeug, welches eine Ansteuervorrichtung (10, 20) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, wobei die wenigstens eine Einrichtung (13) des Kraftfahrzeuges mit dynamischem Stromverbrauch ein elektrischer Fensterheber (24) ist, welcher einen elektronischen Einklemmschutz (25) aufweist und wobei die Recheneinheit (21) ausgebildet ist, einen Anfangswert für den aktuellen Stromverbrauch aus Modellen des elektronischen Einklemmschutzes (25) zu bestimmen.