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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur dynamischen Referenzierung
einer mit einem Schrittmotor ausgestatteten Scheinwerferanordnung,
das im Wesentlichen zur Anwendung in Scheinwerfervorrichtungen von
Kraftfahrzeugen bestimmt ist. Aufgabe der Erfindung ist es im Wesentlichen,
eine Verbesserung der Referenzierungsprozesse der Schrittmotoren
vorzuschlagen, indem insbesondere die Referenzierungsvorgänge gegenüber den
Fehrern unauffälliger
ablaufen, ohne deshalb spezielle Sensoren zur Durchführung dieser
Referenzierungsvorgänge
zu verwenden.
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Ein
Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument DE-A-4 017 856 bekannt.
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Die
Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Kraftfahrzeugscheinwerfer.
In diesem Bereich sind verschiedene Scheinwerferarten bekannt, darunter
im Wesentlichen:
- – Positionsleuchten mit geringer
Lichtstärke
und Reichweite;
- – Abblendlichtscheinwerfer
mit größerer Lichtstärke und
einer Reichweite von ungefähr
70 Meter auf der Fahrbahn, die im Wesentlichen nachts verwendet
werden und deren Lichtbündel
derart verteilt ist, dass der Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs
nicht geblendet wird;
- – Fernlichtscheinwerfer
und Zusatz-Weitstrahler mit einer Sichtweite von ungefähr 200 Metern
auf der Fahrbahn, die bei entgegenkommenden Fahrzeugen ausgeschaltet
werden müssen,
um deren Fahrer nicht zu blenden;
- – weitergebildete
Scheinwerfer, so genannte Bifunktions-Scheinwerfer, die die Funktion
von Abblend- und Fernlicht vereinen und hierzu eine verschiebbare
Abdeckkappe aufweisen;
- – Nebelscheinwerfer.
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Die
herkömmlichen
vorstehend beschriebenen Scheinwerfervorrichtungen und insbesondere solche,
die als Abblendlicht dienen, erzeugen jedoch Lichtbündel, die
verbesserungsbedürftig
sind, wenn diese Scheinwerfervorrichtungen unter bestimmten Bedingungen
eingesetzt werden. Nähert
sich ein Fahrzeug zum Beispiel einer Kurve, so leuchten die Scheinwerfer
nach wie vor geradeaus, während
es sinnvoller wäre,
das Lichtbündel
in Richtung dieser Kurve auszurichten. Ergänzend zu den herkömmlichen
Hauptscheinwerferfunktionen, insbesondere Abblendlicht und Fernlicht,
wurden deshalb nach und nach verschiedene Weiterbildungen vorgenommen. So
wurden perfektionierte Funktionen, so genannte AFS-Funktionen, entwickelt,
darunter insbesondere eine so genannte DBL-Funktion (Dynamic Bending Light
englisch für
dynamisches Kurvenlicht), die es ermöglicht, die Ausrichtung eines
von einer Lichtquelle erzeugten Lichtbündels derart zu verändern, dass
die Fahrbahn optimal beleuchtet wird, wenn sich das Fahrzeug einer
Kurve nähert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Scheinwerferanordnung, die diese Funktion gewährleistet,
besteht darin, den betreffenden Scheinwerfer in einem Gehäuse mit
einer verschwenkbaren äußeren Platte
anzuordnen, die auf diese Weise eine Verlagerung des diesen Scheinwerfern
zugeordneten Lichtbündels bewirkt.
Die Platte weist meistens drei Befestigungspunkte auf, die zugleich
Kontaktpunkte zum Verschwenken der Platte sind. Sie ermöglichen
so eine seitliche Einstellung zur Ausführung der DBL-Funktion. Ein
derartiges Ausführungsbeispiel
kann ferner eine horizontale Einstellung ermöglichen, um die Höhe eines
Lichtbündels
einzustellen und auf diese Weise die Leuchtweite zu korrigieren.
Einer der Kontaktpunkte wird meistens als Schwenkpunkt verwendet,
um die seitlichen oder horizontalen Bewegungen zu ermöglichen.
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In
der Nähe
der Kontaktpunkte angeordnete Motorabtriebswellen bzw. Stellorgane
oder rein mechanischen Systemen zugehörige Stangen dienen als mechanisches
Zwischenglied, um das Schwenken der Platten zu steuern. Bei anderen
Ausführungsbeispielen
von verstellbaren Scheinwerferanordnungen können die Reflektoren der Reflektoranordnungen
ebenfalls mit Hilfe von Motorstangen oder mechanischen Systemen
ohne Zwischenplatte direkt verschwenkt werden.
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Die
bei dieser Ausführungsart
verwendeten Stellorgane sind Schrittmotoren. Die sogenannten Gleichstrommotoren,
die üblicherweise
in Scheinwertervorrichtungen mit Lichtquellen vom Halogenlampentyp
Verwendung finden, sind nämlich
nicht beständig
genug, um der Anzahl von Zyklen standzuhalten, die der Betrieb der
betreffenden Scheinwerfervorrichtung voraussetzt. 1 zeigt
schematisch die Funktionsweise eines Scheinwerfersystems, wie es
häufig
zur Ausführung
einer DBL-Funktion und eventuell einer Leuchtweiteregelung verwendet
wird.
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In 1 umfasst
ein Scheinwerfersystem 100, das als DBL bezeichnet wird,
da es diese Funktion auszuführen
vermag, im Wesentlichen eine Scheinwerferanordnung 101,
die einem Schrittmotor 102 zugeordnet ist. Der Betrieb
des Schrittmotors wird von einer Steuereinheit 103 verwaltet,
bei der es sich in den meisten Fällen
um eine elektronische Steuerplatine handelt. Die Steuereinheit 103 empfängt eine
Reihe von Fahrzeugdaten wie etwa Daten zum Lenkwinkel und zur Geschwindigkeit;
diese Daten werden von der Steuereinheit 103 ausgewertet, die
nun an den Motor 102 Befehle für Schrittbewegungen übermittelt.
Diese Schrittbewegungsbefehle kommen in einer gegebenenfalls mit
einer Drehbewegung gekoppelten Translationsbewegung einer Motorabtriebswelle
zum Ausdruck, die zum Beispiel in Form einer Motorstange 104 ausgeführt ist,
welche den Schrittmotor 102 mit der Scheinwerferanordnung 101 verbindet,
wobei diese Bewegung das Schwenken der Scheinwerferanordnung 101 um
eine Drehachse 105 ermöglicht.
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Die
Scheinwerferanordnung 101 kann sich so nur zwischen genau
festgelegten Positionen verlagern, wobei jede Position einer Anzahl
Schritte der Motorabtriebswelle 104 entspricht. Bei speziellen Ausführungsbeispielen
entspricht jeder Schritt der Motorabtriebswelle 104 einer
Drehung um 0,1 Grad, wobei diese Drehung in einer Translationsbewegung der
Motorstange 104 von ungefähr 33 Mikrometer zum Ausdruck
kommt. In bestimmten Fällen
werden Schrittmotoren 102 verwendet, die 300 Schritte umfassen
können,
so dass sich die Motorabtriebswelle 104 über ungefähr zehn
Millimeter verlagern kann.
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Theoretisch
genügt
ein Zählen
der Anzahl der gesteuerten Schritte, um die Position der Motorabtriebswelle 104 und
somit die Ausrichtung der Scheinwerferanordnung 101 genau
zu bestimmen. Mit dem Einsatz von Scheinwerfersystemen mit Schrittmotoren
sind jedoch zwei Hauptprobleme verbunden. Ein erstes Problem besteht
darin, dass eine bestimmte Anzahl Schritte beim Betrieb des Scheinwerfersystems
hauptsächlich
aus mechanischen Gründen "verloren gehen" kann. Die Information über die
Position der Motorabtriebswelle ist nun nicht mehr korrekt und wird
im Laufe der Zeit immer ungenauer. Ein weiteres Problem besteht
darin, dass die Ausgangsposition der Motorabtriebswelle bei der
Inbetriebnahme schnell und zweifelsfrei bestimmbar sein muss, um
ihre Bewegung anschließend
steuern zu können.
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Die
Verwendung von Wegsensoren zur Bestimmung der jeweiligen Position
der Abtriebsstange kommt nicht in Frage; die Kosten hierfür wären zu hoch,
da wenigstens drei Leitungsdrähte
zwingend erforderlich hinzugefügt
werden müssen,
um den in dem Wegmess-System verwendeten Sensor ununterbrochen mit
Strom versorgen und auslesen zu können. Außerdem ist die in Verbindung
mit Schrittmotoren erforderliche Beständigkeit der Wegmess-Systeme
ein nur schwer zu erfüllendes
Kriterium.
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Die
nach dem Stand der Technik am häufigsten
angewandte Lösung
ist in 2 schematisch dargestellt. Diese Figur zeigt die
Draufsicht auf ein Fahrzeug 200, das mit einer ersten Scheinwerferanordnung 201 und
einer zweiten Scheinwerferanordnung 202 ausgestattet ist,
die links bzw. rechts an der Vorderseite des Fahrzeugs 200 angeordnet
sind. Fährt
das Fahrzeug 200 geradeaus, sind die Scheinwerferanordnungen 201 und 202 derart
ausgerichtet, dass das von ihnen erzeugte Lichtbündel auf eine nominale Position 203 zentriert
ist. Vereinfachend spricht man in diesem Fall davon, dass sich die Scheinwerferanordnung
in einer Nominalstellung befindet. Die Scheinwerferanordnung 201 kann
sich zwischen einer ersten maximalen Position 204, die zu
der Straßenseite
hin ausgerichtet ist, die der Seite entspricht, an der die Scheinwerferanordnung 201 an der
Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist, und einer zweiten maximalen
Position 205, die der ersten maximalen Position entgegengesetzt
und zur Mitte der Straße
hin ausgerichtet ist, bewegen. Die beiden maximalen Positionen 204 und 205 entsprechen
den maximalen Bewegungen, welche die Motorabtriebswelle 104 innerhalb
des Scheinwerfersystems 100 auszuführen vermag, wobei diese maximalen
Bewegungen von Anschlagpositionen der Motorabtriebswelle 104 begrenzt
sind. Ebenso definiert man für
die zweite Scheinwerferanordnung 202 eine erste maximale
Position 206 und eine zweite maximale Position 207.
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Bei
der nach dem Stand der Technik üblichen Lösung erfolgt
bei jedem Einschalten des Scheinwerfersystems eine Initialisierung
des Schrittmotors 102, indem die Motorabtriebswelle 104 zum
Anschlag gebracht wird, damit die Steuereinheit 103 des
Schrittmotors 102 die spätere Position der Motorabtriebswelle 104 präzise bestimmen
kann. Genau in dem Augenblick, in dem sich die Motorabtriebswelle 104 in
einer Anschlagposition befindet, erfasst die Steuereinheit 103 die
Position der Motorabtriebswelle 104 und verfügt damit über eine
Referenzierung, die für die
spätere
Steuerung der Position der Motorabtriebswelle 104 unerlässlich ist.
Zumeist werden die ersten maximalen Positionen 204 und 206 als
Anschlagpositionen ausgewählt.
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Diese
Lösung
wirft jedoch mehrere Probleme auf. Die Tatsache, dass eine Anschlagposition
erreicht werden muss, hat zunächst
zur Folge, dass das von der Scheinwerferanordnung abgegebene Lichtbündel in
eine Randposition ausgerichtet wird, die einerseits für den Fahrer
des Fahrzeugs störend ist
und andererseits andere Kraftfahrer blenden kann.
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Zudem
dauert die effektive Inbetriebnahme der Scheinwerferanordnung lange,
etwa zwei Sekunden, da die Motorabtriebswelle 104 im Durchschnitt um
die Hälfte
ihrer Länge
verlagert werden muss, um ihre Anschlagposition zu erreichen, und
anschlie ßend
eine nominale Betriebsposition einnehmen muss, die in jedem Fall
von ihrer Anschlagposition abweicht.
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Schließlich erfordert
diese Lösung
unnötigerweise
eine Initialisierung des Schrittmotors bei jeder Inbetriebnahme
der Scheinwerferanordnung, während
die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass die Scheinwerferanordnung
in einer nicht nominalen Position ausgeschaltet wurde: Eine Scheinwerferanordnung
wird nämlich
in ihre nominale Position zurückgebracht,
sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs weniger als 5 Kilometer
pro Stunde beträgt.
Damit eine Scheinwerfereinrichtung in einer nicht nominalen Position
angehalten wird, muss also die Versorgung des Motors unterbrochen
werden, während
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei Nacht in einer Kurve mehr
als 5 Kilometer pro Stunde beträgt.
Dieser seltene Fall kann eintreten, wenn die Batterie des Schrittmotors
unbeabsichtigt abgeschaltet oder der Zündschlüssel ungewollt abgezogen wird.
Darüber hinaus
löst die
Zwangsinitialisierung bei jeder Inbetriebnahme zwar ein eventuelles
Schrittverlustproblem, welches beim vorhergehenden Betriebszyklus der
Scheinwerferanordnung aufgetreten ist, sie löst jedoch nicht die Schrittverlustprobleme,
die bei dem neuen Betriebszyklus der Scheinwerferanordnung auftreten
können,
wobei ein Betriebszyklus als Zeitraum zwischen einer Inbetriebnahme
und dem darauffolgenden Abschalten des Scheinwerfersystems definiert
ist.
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Der
Gegenstand der Erfindung befasst sich mit der dargestellten Problematik.
Allgemein schlägt die
Erfindung ein Verfahren zur Referenzierung einer Scheinwerferanordnung
vor, das nicht systematisch bei jeder Inbetriebnahme der betreffenden
Scheinwerferanordnung, sondern nur dann durchgeführt wird, wenn sich die Ausrichtung
der Scheinwerferanordnung einem Grenzwert in der Nähe einer
Anschlagposition nähert.
Das Erreichen des Anschlags äußert sich
nun in einer geringen und somit kurzzeitigen Abweichung des vom
Fahrer erwarteten Wegs der Scheinwerferanordnung. Die Beeinträchtigung wird
auf diese Weise minimiert, und die Referenzierung erfolgt schnell.
Die periodische Wiederholung der Referenzierungsvorgänge kann
durch verschiedene Kriterien beschränkt werden. Das Referenzierungsverfahren
kann ferner unter bestimmten besonderen, nur selten auftretenden
Bedingungen Initialisierungsphasen der betreffenden Scheinwerferanordnung
vorsehen, die es ermöglichen,
eine Ausgangsposition einer Scheinwerferanordnung bei der Inbetriebnahme
zu bestimmen.
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Allgemein
kann das erfindungsgemäße Verfahren
mit sämtlichen,
Schrittmotoren umfassenden Scheinwerferelementen durchgeführt werden,
unabhängig
vom Maß ihres Schritts
und unabhängig
davon, ob die Translationsbewegung der Motorabtriebswelle von einer
Drehbewegung begleitet wird oder nicht. Auch wenn Schrittmotoren
nach dem Stand der Technik im Wesentlichen mit Scheinwerferanordnungen
in der Art von Abblendlichtscheinwerfern verwendet werden, so kann
der Gegenstand der Erfindung natürlich
an jede andere Vorrichtung angepasst werden, die Schrittmotoren
umfasst, insbesondere neben Abblendlichtscheinwerfern auch alle
anderen Scheinwerferanordnungen mit einer Lichtquelle vom Typ einer
Xenon-Lampe.
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Die
Erfindung betrifft also im Wesentlichen ein Verfahren zur Referenzierung
einer Scheinwerfereinheit mit einer um eine Drehachse beweglichen Scheinwerferanordnung,
einem Schrittmotor, der durch eine Steuereinheit gesteuert wird
und eine mechanische Verbindung aufweist, um zwischen dem Schrittmotor
und der beweglichen Scheinwerferanordnung eine Bewegungsübertragung
zu gewährleisten,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens den Schritt
umfasst, der darin besteht, einen Vorgang zur Referenzierung der
Position der beweglichen Scheinwerferanordnung durchzuführen, der
darin besteht, die bewegliche Scheinwerferanordnung gegen eine Referenzposition
in Anschlag zu bringen, wenn ein Winkel der Momentanposition, der zwischen
einer Momentanrichtung der Scheinwerfervorrichtung und der Referenzposition
gebildet ist, kleiner ist als ein zuvor bestimmter Winkel zum Auslösen der
Referenzierung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann neben den im vorhergehenden Abschnitt genannten Hauptmerkmalen
eines oder mehrere der folgenden Zusatzmerkmale aufweisen:
- – die
Referenzposition entspricht einer maximalen Drehbewegung der Scheinwerferanordnung
in einer Richtung, die einer maximalen Beleuchtung auf einer Seite
eines Fahrzeugs entspricht, an der die Scheinwerferanordnung angeordnet
ist,
- – der
Schritt zur Durchführung
des Referenzierungsvorgangs erfolgt höchstens einmal pro Betriebszyklus
der Scheinwerfereinheit,
- – der
Schritt zur Durchführung
des Referenzierungsvorgangs erfolgt höchstens einmal innerhalb eines
vorab bestimmten Zeitabschnitts,
- – das
Verfahren umfasst den zusätzlichen
Schritt, der darin besteht, vor jeder Bewegung der beweglichen Scheinwerferanordnung
in einem Betriebszyklus eine Information bezüglich einer nicht nominalen
Position der Scheinwerferanordnung in einem Speichermodul der Steuereinheit
zu speichern,
- – das
Speichermodul ist vom Typ eines EEPROM,
- – der
Schritt zur Speicherung einer Information bezüglich einer nicht nominalen
Position erfolgt wenigstens während
der ersten Bewegung der beweglichen Scheinwerferanordnung in einem Betriebszyklus,
- – das
Verfahren umfasst den zusätzlichen
Schritt, der darin besteht, nach der Speicherung der Information
bezüglich
der nicht nominalen Position der Scheinwerferanordnung eine Information
bezüglich
einer nominalen Position der Scheinwerferanordnung in dem Speichermodul
zu speichern, wenn die Scheinwerferanordnung während einer vorab bestimmten
Immobilitätszeit
in die nominale Position zurückgekehrt
ist,
- – der
Schritt zur Speicherung einer Information bezüglich einer nicht nominalen
Position erfolgt bei der Inbetriebnahme der Scheinwerfereinheit,
- – das
Verfahren umfasst den zusätzlichen
Schritt, der darin besteht, in dem Speichermodul eine Information
nur dann zu speichern, wenn die Steuereinheit einen Spannungsabfall
feststellt, der über
einem vorab bestimmten kritischen Wert liegt, und wenn sich die
Scheinwerferanordnung in einer nominalen Position befindet, wobei
sich die gespeicherte Information dann auf eine nominale Momentanposition
der Scheinwerferanordnung bezieht,
- – das
Verfahren umfasst die zusätzlichen
Schritte, die darin bestehen:
- – bei
jeder Inbetriebnahme des Scheinwerferelements die Information über die
zuletzt gespeicherte Position der Scheinwerfervorrichtung zu lesen;
- – wenn
die Positionsinformation eine Information über eine nicht nominale Position
ist, einen Vorgang zum Initialisieren der Scheinwerferanordnung
auszuführen,
der darin besteht, die bewegliche Scheinwerferanordnung gegen die
Referenzposition in Anschlag zu bringen;
- – der
Schritt zur Durchführung
des Vorgangs zur Referenzierung der Position der beweglichen Scheinwerferanordnung
erfolgt kurzzeitig.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das mit
einem Scheinwerfersystem ausgestattet ist, das das oben beschriebene
Verfahren mit seinen Hauptmerkmalen und eventuell wenigstens einem
der beschriebenen zusätzlichen Merkmale
durchzuführen
vermag.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und ihrer verschiedenen Anwendungen dienen die nun
folgende Beschreibung und die dazu gehörigen Figuren. Diese sind nur
beispielhaft und schränken die
Erfindung in keiner Weise ein.
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1 die
bereits beschrieben wurde, zeigt ein mit einem Schrittmotor ausgestattetes
Scheinwerfersystem;
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2 die
ebenfalls bereits beschrieben wurde, ist eine schematische Darstellung
eines Fahrzeugs und der Grenzausrichtungen seiner Scheinwerfervorrichtungen;
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das die Veränderung
der Position der Scheinwerferanordnung bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt;
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4 ist
ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit Aufzeichnung eines Zustands der Scheinwerferanordnung bei jeder
Veränderung
ihres Zustands darstellt;
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5 ist
ein Zeitdiagramm, das einen ersten Fall eines Durchführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit Aufzeichnung eines Zustands der Scheinwerferanordnung bei jeder
Abschaltung zeigt;
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6 ist
ein Zeitdiagramm, das einen zweiten Fall eines Durchführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit Aufzeichnung eines Zustands der Scheinwerferanordnung bei jeder
Abschaltung zeigt;
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7 ist
ein Ablaufschema, das ein Durchführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt.
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Elemente,
die mehreren Figuren gemeinsam sind, sind in den verschiedenen Figuren
mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Alle
Zeitdiagramme in 3 bis 6 umfassen
eine Zeitachse 300 auf der Abszisse und ein Maß eines
Drehwinkels der Scheinwerferanordnung 101, der einer Position
der in dem DBL-Scheinwertersystem 100 enthaltenen Scheinwerferanordnung
entspricht, auf der Ordinate. Die Position der Scheinwerferanordnung 101 kann
sich zwischen einer maximalen Position, die durch eine erste horizontale
punktierte Linie 304 dargestellt ist, und einer Anschlagposition,
die durch eine zweite horizontale punktierte Linie 302 dargestellt
ist, verändern.
Die Nominalstellung der Scheinwerferanordnung 101 ist durch
eine dritte horizontale punktierte Linie 303 gekennzeichnet.
Ein Zeitpunkt T0 markiert die Inbetriebnahme des Scheinwerferelements 300.
Eine durch einen Vollstrich dargestellte Kurve 305 stellt
die Veränderung
der Position der Scheinwerferanordnung während der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
dar.
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3 zeigt
ein Zeitdiagramm 310, bei dem ein Bereich 306 in
dem Zeitdiagramm 310 näher
dargestellt ist. Der Bereich 306 umfasst einerseits einen durch
einen Vollstrich dargestellten Abschnitt der Kurve 305,
der die Veränderung
der Position der Scheinwerferanordnung 101 während der
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wiedergibt, und andererseits einen durch eine punktierte Linie dargestellten
Kurvenabschnitt 307. Der Kurvenabschnitt 307 entspricht
der Veränderung
der Position der Scheinwerferanordnung 101 nach dem Stand
der Technik, das heißt
vor der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
dem Bereich 306 ist festzustellen, dass sich nach dem Stand
der Technik die Position der Scheinwerferanordnung 101 in
der Nähe
ihrer Anschlagposition befunden hätte. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird diese Nähe
genutzt, um einen Vorgang zur Referenzierung der betreffenden Scheinwerferanordnung
durchzuführen.
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Während des
Referenzierungsvorgangs zwingt die Steuereinheit 103 die
Scheinwerferanordnung dazu, während
einer zwischen den Zeitpunkten T3 und T4 liegenden Dauer 308 an
den Anschlag zu kommen. Die von der DBL-Funktion nicht gesteuerte, jedoch
für das
erfindungsgemäße Verfahren
wesentliche Abweichung bewirkt für
die Scheinwerferanordnung auf diese Weise in Bezug auf den nach
dem Stand der Technik zu beobachtenden Weg eine Wegänderung
mit sehr geringem Umfang und von sehr kurzer Dauer; die Dauer 308 ist
auf eine Zeit begrenzt, die die Steuereinheit benötigt, um
festzustellen, dass sich die Scheinwerferanordnung am Anschlag befindet.
Diese Dauer beträgt
weniger als 0,5 Sekunden. Der Referenzierungsvorgang wird nach dem
Zeitpunkt T4 abgeschlossen, wobei die Scheinwerferanordnung wieder
in ihre gewöhnliche
Position zurückgebracht
wird, das heißt
in die Position, die sie eingenommen hätte, wenn sie keine Wegänderung erfahren
hätte,
um die Referenzierung durchzuführen.
Eine solche Änderung
des Wegs ermöglicht
es insbesondere, die Probleme hinsichtlich des Schrittverlustes
des Schrittmotors 102 zu vermeiden. Man spricht deshalb
von einer dynamischen Referenzierung, da der Referenzierungsvorgang
während
eines Betriebszyklus der Scheinwerferanordnung durchgeführt wird
und erfolgt, während
diese in Bewegung ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist je nach Fall entweder die Durchführung von höchstens einem Referenzierungsvorgang
pro Betriebszyklus der betreffenden Scheinwerferanordnung oder die Durchführung von
höchstens
einem Referenzierungsvorgang während
einer vorab bestimmten Inbetriebnahmezeit der Scheinwerferanordnung
vorgesehen, wobei diese Zeit sich eventuell über mehrere Betriebszyklen
erstrecken oder ab jeder neuen Inbetriebnahme gemessen werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann vorteilhafterweise durch die Durchführung von Initialisierungsvorgängen ergänzt werden.
Ein Initialisierungsvorgang unterscheidet sich insofern von einem
Referenzierungsvorgang, als er nur bei Inbetriebnahme der betreffenden
Vorrichtung erfolgen kann. Ein Initialisierungsvorgang besteht ebenso
wie ein Referenzierungsvorgang darin, die bewegliche Scheinwerferanordnung
gegen eine Referenzposition in Anschlag zu bringen. Nachdem die
Scheinwerferanordnung gegen die Referenzposition in Anschlag gebracht wurde,
wird sie am Ende eines Initialisierungsvorgangs in ihre nominale
Position oder die von der DBL-Funktion vorgegebene Position gebracht,
wobei die Steuereinheit 103 nun die Anzahl der auszuführenden
Schritte genau kennt. Wie oben bereits erläutert, sind die Voraussetzungen
für die
Durchführung eines
Initialisierungsvorgangs so festgelegt, dass tatsächlich nützliche
Initialisierungsvorgänge,
die im Fall des erfindungsgemäßen Verfahrens
beibehalten werden, selten vorkommen. Die Zeitdiagramme 4 bis 6
zeigen verschiedene Lösungen
für die
Durchführung
von Initialisierungsvorgängen.
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Bei
einem ersten in 4 durch ein Zeitdiagramm 400 dargestellten
Beispiel ist eine Aufzeichnung einer Zustandsinformation in einem
Speicher eines Rechners der Steuereinheit 103 bei jeder Änderung
des Zustands der Scheinwerfereinheit 100 vorgesehen. Der
Speicher des Rechners muss vom nichtflüchtigen Typ sein, damit die
von ihm gespeicherten Informationen im Fall einer Unterbrechung der
Stromversorgung, zum Beispiel aufgrund eines Stillstands des Fahrzeugs,
nicht verloren gehen. Es wird daher ein Speicher vom Typ eines EEPROM
gewählt.
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Eine
Zustandsinformation kann entweder darauf hinweisen, dass sich die
Scheinwerferanordnung in ihrer Nominalstellung befindet oder dass
sie sich in einer nicht nominalen Position befindet. Eine Zustandsänderung
entspricht demnach entweder dem Übergang
von einer nominalen Position in eine nicht nominale Position oder
dem Übergang
von einer nicht nominalen Position in eine nominale Position. Die
Information bezüglich
der nominalen oder nicht nominalen Position kann von einem Sensor
geliefert werden, dessen Vorhandensein innerhalb des Scheinwerfersystems
durch verschiedene gesetzliche Bestimmungen vorgeschrieben ist.
Dieser Sensor ist kein Wegsensor; er ermöglicht es nicht, die Ausrichtung
der Scheinwerferanordnung zu jedem Zeitpunkt exakt zu bestimmen;
er ist in der Lage, offensichtliche Inkohärenzen zwischen einer Momentanposition
der Scheinwerferanordnung und den von der Steuereinheit gesendeten
Bewegungsbefehlen zu erkennen. Er ermöglicht es, bis auf einige eventuelle
Schrittverluste, die im Übrigen
von dem erfindungsgemäßen dynamischen
Referenzierungsverfahren korrigiert werden, zu erkennen, ob die
Scheinwerferanordnung sich in ihrer nominalen Position befindet
oder nicht.
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Empfängt die
Steuereinheit 103 zu einem Zeitpunkt T1 eine Information,
um die Scheinwerferanordnung zum Verlassen der nominalen Position
zu veranlassen, so führt
sie vor jeder Bewegung des Schrittmotors 102 eine Speicherung
einer Zustandsinformation bezüglich
einer nicht nominalen Position im Speicher des Rechners aus. Der
Motor 102 setzt sich zu einem Zeitpunkt T2 effektiv in
Bewegung, wobei die Dauer zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 der
Zeit entspricht, die erforderlich ist, um einen Schreibvorgang im
Speicher des Rechners durchzuführen.
Für den
Fahrer ist dieser Zeitraum unbedeutend.
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Erreicht
die Scheinwerferanordnung zu einem späteren Zeitpunkt T5 erneut ihre
nominale Position, wird eine Zustandsinformation bezüglich einer nicht
nominalen Position im Speicher des Rechners gespeichert. Bei einer
speziellen Durchführungsart des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird gewartet, bis die Scheinwerferanordnung ihre nominale Position
nach einer bestimmten Zeit, zum Beispiel einer Sekunde, erreicht
hat, bevor diese Speicherung durchgeführt wird.
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Bei
der Inbetriebnahme der Scheinwerfereinheit 100 wird nur
dann ein Initialisierungsvorgang ausgeführt, wenn die gespeicherte
Information sich auf eine nicht nominale Position bezieht. Bei diesem ersten
Beispiel wird das Schreiben der nicht nominalen Position privilegiert,
damit nicht die Möglichkeit besteht,
in den Speicher zu schreiben, dass sich die Scheinwerferanordnung
in der nominalen Position befindet, obgleich dies nicht der Fall
ist. Auf diese Weise wird der schlimmste denkbare Störungsfall verhindert,
nämlich
dass sich bei Inbetriebnahme die zuletzt gespeicherte Information
auf eine nominale Position der Scheinwerferanordnung bezieht, während sich
diese in einer anderen Position befindet. Ist dagegen das Schreiben
der nominalen Position der Scheinwerferanordnung fehlerhaft, so
wird das Scheinwerfersystem bei der nächsten Inbetriebnahme einem
Initialisierungsvorgang unterzogen und kann so wieder einen normalen
Betrieb aufnehmen.
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Ein
Nachteil dieses ersten Beispiels besteht darin, dass eine große Anzahl
von Schreibvorgängen im
Speicher vom Typ eines EEPROM erforderlich ist, der demzufolge eine
beträchtliche
Größe aufweisen muss.
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Bei
einem zweiten in 5 und 6 durch ein
Zeitdiagramm 500 bzw. ein Zeitdiagramm 600 dargestellten
Beispiel ist eine Aufzeichnung einer Zustandsinformation im Speicher
eines Rechners der Steuereinheit 103 bei jeder Abschaltung
der Steuereinheit 103 vorgesehen. Auf diese Weise wird
die Anzahl der Schreibvorgänge
im Speicher begrenzt.
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Das
zweite Beispiel beruht auf folgendem Prinzip: Bei jeder Inbetriebnahme
der Steuereinheit 103 wird zur Sicherheit unabhängig von
der Position der Scheinwerferanordnung die Information "nicht nominale Position" gespeichert. Wird
ein Spannungsabfall festgestellt und befindet sich die Scheinwerferanordnung
in der Nominalstellung, so wird die Information "nominale Position" gespeichert. Der Schreibvorgang erfolgt
also nur im Fall einer Unterbrechung der Stromversorgung, wenn die
Scheinwerferanordnung in der Nominalstellung ist, das heißt wenn
die Schrittmotoren am wenigsten beansprucht werden und eine ausreichende
Energiereserve in der Steuereinheit 103 zur Verfügung steht,
um die Speicherung durchzuführen.
Betrachtet man die Positionskurven 305 der Scheinwerferanordnung
in 5, so ist festzustellen, dass nach dem Speichern
einer nicht nominalen Position zum Zeitpunkt T0, der der Inbetriebnahme
entspricht, zu einem Zeitpunkt T6, der einer Abschaltung entspricht,
die Information "nominale Position" gespeichert wird;
in 6 wird dagegen zu einem Zeitpunkt T7, der einer
Abschaltung entspricht, keine Information gespeichert, nachdem zum Zeitpunkt
T0, der der Inbetriebnahme entspricht, eine nicht nominale Information
gespeichert wurde.
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7 zeigt
ein Ablaufschema, das eine Zusammenfassung der wesentlichen Schritte
eines Anwendungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.
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Ein
erster Schritt 700 am Anfang des Ablaufschemas besteht
in der Inbetriebnahme des Scheinwerfersystems 100. Die
Steuereinheit 103 geht nun in einem Schritt 701 davon
aus, dass bisher kein Referenzierungsvorgang ausgeführt wurde,
und ordnet einer Referenzierungsvariablen den Wert "falsch" zu. Nun folgt ein
Entscheidungsschritt 702, in dem die Steuereinheit 103 das
Speichermodul liest, um die für die
Scheinwerferanordnung 101 zuletzt gespeicherte Zustandsinformation
zu erhalten. Entspricht diese Information einer nicht nominalen
Position der Scheinwerferanordnung, wird in einem Schritt 703 ein
Vorgang zum Initialisieren der Scheinwerfer anordnung durchgeführt, woraufhin
der Referenzierungsvariablen in einem Schritt 704 der Wert "richtig" zugeordnet und damit
zum Ausdruck gebracht wird, dass ein Referenzierungs- oder Initialisierungsvorgang
seit der letzten Inbetriebnahme ausgeführt wurde. Es folgt ein Schritt 705,
in dem das Scheinwerfersystem normal funktioniert und man direkt
zum Ausgang des Entscheidungsschritts 702 gelangt, wenn
die zuletzt im Speicher des Rechners gespeicherte Zustandsinformation
einer nominalen Position der Scheinwerferanordnung entspricht.
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Nun
schließt
sich ein Entscheidungsschritt 706 an, in dem die Steuereinheit 103 den
Wert der Referenzierungsvariablen überprüft. Lautet der Wert dieser
Variablen "richtig", wird der Normalbetrieb
der Scheinwerfereinheit im Schritt 705 fortgesetzt. Lautet der
Wert dieser Variablen "falsch", folgt ein Entscheidungsschritt 707,
in dem der Rechner bestimmt, ob sich die Scheinwerferanordnung in
der Nähe
ihrer Anschlagposition befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird
der Normalbetrieb der Scheinwerfereinheit im Schritt 705 fortgesetzt.
Ist dies der Fall, wird ein dynamischer Referenzierungsschritt 708 ausgeführt, wobei
die Scheinwerferanordnung kurzzeitig in ihre Anschlagposition gebracht
wird. Es folgt ein Schritt 709, in dem der Referenzierungsvariablen
der Wert "richtig" zugeordnet wird,
woraufhin der Normalbetrieb der Scheinwerfereinheit im Schritt 705 fortgesetzt
wird.
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Um
festzustellen, ob sich die Scheinwerferanordnung in der Nähe ihrer
Anschlagposition befindet, berücksichtigt
man den Wert eines Momentanpositionswinkels, der zwischen einer
Momentanrichtung der Scheinwerferanordnung und der Referenzposition
(oder Anschlagposition) gebildet ist, und man bestimmt, ob dieser
Winkel kleiner als ein zuvor bestimmter Winkel zum Auslösen der
Referenzierung ist. Der Auslösungswinkel
kann zum Beispiel zehn Prozent eines gesamten möglichen Drehbereichs entsprechen,
der zwischen der Anschlagposition und der maximalen Position der
betreffenden Scheinwerferanordnung, die dieser Anschlagposition entgegengesetzt
ist, definiert ist. Der Winkel zum Auslösen der Referenzierung kann
in Abhängigkeit von
einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs variabel sein, wobei
ein höherer
Wert benutzt wird, wenn das Fahrzeug langsam fährt.
-
Im
Schritt 705, der dem Normalbetrieb der Scheinwerfereinheit
entspricht, kann sich der Wert der Referenzierungsvariablen ändern und
vom Wert "richtig" zum Wert "falsch" wechseln. Diese Änderung
des Wertes wird von der Steuereinheit 103 verwaltet; die
Häufigkeit
dieser Änderung
wird vorab bestimmt; sie kann in gleichmäßigen Zeitabständen während des
Betriebs des Scheinwerfersystems erfolgen und/oder auf eine bestimmte
Anzahl pro Betriebszyklus begrenzt sein, zum Beispiel einmal.