DE69708559T2

DE69708559T2 - Verfahren zur Herstellung eines Steuerkreislaufs für die Positionierung eines beweglichen Organs, insbesondere zur Verwendung in einer Steuerungseinrichtung zur Neigung eines Fahrzeugscheinwerfers

Info

Publication number: DE69708559T2
Application number: DE1997608559
Authority: DE
Inventors: Sebastien Bazard; Guy Metayer
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: AML Systems SAS
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2017-09-03
Also published as: EP0828261A1; FR2753043B1; DE69708559D1; ES2168590T3; FR2753043A1; EP0828261B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Positionsregelung eines beweglichen Elements. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Schaltung einer Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung eines von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer abgegebenen Lichtbündels.
Herkömmlicherweise befindet sich eine derartige Vorrichtung im Scheinwerfer und umfaßt einen rotations- und/oder translationsbeweglichen Steuerungsstift, der von einem Getriebemotor gesteuert wird und auf einen Regelungspunkt des Scheinwerferreflektors einwirkt.
Eine zugehörige elektronische Schaltung empfängt ein Befehlssignal, das eine aus einer Reihe von diskreten Positionen ausgewählte Winkelstellung bezeichnet, in die der Stift gebracht werden muß.
Die Information, die einerseits die aktuelle Position anzeigt und andererseits angibt, ob die gewünschte Position bereits erreicht ist, wird mit Hilfe eines mit dem Steuerungsstift beweglichen Abgreifers erreicht, der sich entlang einer in mehrere Bereiche unterteilten Bahn bewegt.
Ein spezieller integrierter Schaltkreis ist diesem Abgreifermechanismus zugeordnet, so daß die Positionsregelung ausgeführt wird.
Herkömmlicherweise bewegt sich der Abgreifer auf zwei Bahnen, nämlich auf einer ersten Bahn, die in mehrere angrenzende Bereiche mit unterschiedlichen Potentialen unterteilt ist, von denen zumindest einige Haltepositionen des Abgreifers und somit des beweglichen Elements bilden, und auf einer zweiten durchgehenden Bahn, die im wesentlichen in keinem resistiven Kontakt zum Abgreifer steht, um das auf der anderen Bahn erfaßte Potential aufzunehmen.
Zumindest diese zweite Bahn wird von einem Metallbereich gebildet, der mit Nickel oder Gold beschichtet ist, um einerseits die durch den Kontakt zwischen Kupfer untereinander auftretenden Oxydationserscheinungen zu verhindern und anderseits ihre Abriebfestigkeit zu erhöhen.
Der größte Nachteil einer derartigen Vorrichtung besteht darin, daß mit den zum chemischen Gravieren der verschiedenen leitenden Bereiche üblichen Techniken auf der Bahn des Abgreifers mehr oder weniger große spannungsfreie Bereiche entstehen, für die der Abgreifer keine Information über seine aktuelle Position an den Steuerkreis geben kann. Die Haltepositionen des Abgreifers können zudem mit dieser Technik nicht genau genug festgelegt werden, was mit der für die Neigung des Höhenwinkels eines Scheinwerferlichtbündels (insbesondere eines Abblendlichtbündels) vorschriftsmäßig geforderten Genauigkeit nicht vereinbar ist.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt in den hohen Kosten, da einerseits zumindest eine der Abgreiferbahnen mit Gold oder Nickel beschichtet sein muß und andererseits auf einen speziellen integrierten Schaltkreis zurückgegriffen werden muß, um die Position des Abgreifers mit ausreichender Zuverlässigkeit zu ermitteln und die entsprechende Steuerung des Antriebs auszuführen.
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bereiche, in denen der Abgreifer keine Spannung erfaßt, deutlich zu verringern und die Positionen der verschiedenen Haltepunkte des Abgreifers mit größerer Genauigkeit festlegen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es auch, unter Verwendung gemeinsamer Mittel, diskrete Präzisionswiderstände auszuführen, die es ermöglichen, auf kostengünstige handelsübliche Bauteile zurückgreifen zu können, um die Steuerung des Antriebs auszuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es gleichfalls, wieder unter Verwendung von gemeinsamen Mitteln, eine abriebfeste Schicht wirtschaftlicher herzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Änderungen im Schaltkreis äußerst einfach und kostengünstig ausführen zu können.
Die vorliegende Erfindung schlägt daher ein Verfahren zur Herstellung eines Teils einer elektrischen Schaltung einer Vorrichtung zur Regelung der Position eines beweglichen Elements vor, insbesondere zur Regelung der Ausrichtung eines Lichtbündels eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, wobei dieser Teil der Schaltung einen mit dem beweglichen Element bei Bewegung fest verbundenen Abgreifer sowie eine Bahn aufweist, auf der sich der Abgreifer mit elektrischem Kontakt bewegen kann, wobei diese Bahn eine Vielzahl von angrenzenden, jedoch voneinander isolierten Bereichen mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen umfaßt, von denen zumindest einige Haltepositionen des Abgreifers und des beweglichen Elements bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt, die bestehen im:
(a) Aufbringen eines die genannte Bahn bildenden resistiven Materials auf ein Substrat im Siebdruckverfahren, und
(b) Trennen der Bahn in die verschiedenen Bereiche durch Laserschneiden.
Bevorzugte, aber nicht einschränkende Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folgende:
- Umfaßt der Teil der Schaltung ferner eine zweite Bahn, die entlang der ersten Bahn verläuft und zum Herstellen eines im wesentlichen nicht resistiven Kontakts mit dem Abgreifer bestimmt ist, dann weist diese zweite Bahn einen durchgehenden Metallbereich auf, und wird im Schritt (a) auch eine elektrisch leitende Farbe auf diesen Metallbereich aufgebracht, so daß eine im wesentlichen nicht resistive, abriebfeste Oberfläche hergestellt wird.
- Weist der Teil der Schaltung ferner eine Reihe diskreter elektrischer Widerstände auf, die eine Teilungsbrücke bilden, um die elektrischen Potentiale festzulegen, die auf den Bereichen der ersten Bahn vorhanden sind, dann ist die Farbe eine resistive Farbe, und es werden im Schritt (a) Farbbereiche auf dem Substrat ausgebildet, die diese diskreten Widerstände bilden, und es werden im Schritt (b) in diesen Bereichen mit dem Laser Einschnitte zur Anpassung des Ohmschen Wertes dieser diskreten Widerstände ausgeführt.
- Umfaßt dieser Teil der Schaltung ferner eine Reihe von diskreten elektrischen Widerständen, die Teilungsbrücken bilden, um Schwellenspannungen zum Abgleich mit der vom Abgreifer erfaßten Spannung festzulegen, dann ist die Farbe eine resistive Farbe, und es werden im Schritt (a) Farbbereiche auf dem Substrat ausgebildet, die diese diskreten Widerstände bilden, und es werden im Schritt (b) in diesen Bereichen mit dem Laser Einschnitte zur Anpassung des Ohmschen Wertes dieser diskreten Widerstände ausgeführt.
- Die Farbe ist eine Kohlenstoffarbe.
Weitere Gesichtspunkte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung verdeutlicht die folgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als Beispiel dient und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen
Fig. 1 eine gedruckte Schaltung einer erfindungsgemäß hergestellten Regelungsvorrichtung zeigt, und
Fig. 2 einen Teil des elektrischen Schaltplans zeigt, der mit Hilfe der gedruckten Schaltung aus Fig. 1 ausgeführt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine gedruckte Schaltung dargestellt, die sich in dem (nicht dargestellten) Gehäuse einer Vorrichtung zur Regelung der Ausrichtung eines Lichtbündels eines Kraftfahrzeugscheinwerfers befindet, wobei es sich bei dem Regler um einen Regler mit diskreten Positionen handelt.
Auf herkömmliche Weise umfaßt die gedruckte Schaltung ein isolierendes Substrat 10, in das eine kreisrunde Öffnung 11 gearbeitet ist, deren Zentrum von dem (nicht dargestellten) drehbaren Ausgangsstift des Reglers durchquert wird, der von einem elektrischen Antrieb angetrieben wird, der mit einem (ebenfalls nicht dargestellten) Untersetzungsgetriebe zusammenwirkt.
Auf diesem Stift ist ein drehfest mit ihm verbundener, radialer Abgreifer 20 angebracht, der zwei Kontaktstücke 21 und 22 aufweist.
Auf der gedruckten Schaltung ist ein Muster von Leiterbahnen ausgebildet, die herkömmlicherweise durch Kupfergravur ausgeführt sind. Der genaue Verlauf dieser Bahnen wird hier nicht näher beschrieben, da der Fachmann das entsprechende Muster je nach Verteilung der Bauteile ausführen kann.
Der auf die gedruckte Schaltung montierte elektrische Stromkreis umfaßt herkömmlicherweise einen Teil zum Ablesen der Winkelstellung des Abgreifers 20, und folglich des Ausgangsstifts des Reglers, sowie einen Teil zum Steuern des Antriebs des Stifts.
Der Abgreifer bewegt sich in gleichfalls herkömmlicher Weise auf einer mit 111 bezeichneten ringförmigen Innenbahn und auf einer ringförmigen Außenbahn 112, die koaxial zu der Bahn 111 verläuft. Die Bahnen 111 und 112 haben einen Winkelumfang von kleiner 360º, üblicherweise zwischen 300º und 330º.
Die Innenbahn 111 ist durch eine Leiterbahn 101 mit dem Steuerkreis verbunden, die an diesen ein Signal zum Ablesen der Winkelstellung des Abgreifers abgibt.
Die Außenbahn 112 ist in mehrere voneinander isolierte, elektrische Bereiche mit vorgegebenen Potentialen unterteilt, so daß der Spannungswert des Meßsignals repräsentativ für die Winkelstellung des Abgreifers ist.
Im vorliegenden Fall weist die Außenbahn eine Vielzahl von Bereichen geringer Breite auf, jeweils gekennzeichnet mit 1122, 1124, 1126, 1128, die genau vier diskrete Haltepositionen des Abgreifers 20 und folglich des Reglerstifts festlegen. Beiderseits dieser Haltebereiche erstrecken sich die Bewegungsbereiche 1121, 1123, 1125, 1127 und 1129. Die Bereiche 1121 bis 1129 verlaufen nacheinander zwischen zwei Leiterkontakten 102, 103.
Eine Teilungsbrücke bestehend aus acht diskreten Widerständen R1 bis R8 ist zudem zwischen einer positiven Spannungsquelle +V und der Masse angeschlossen, so daß an den neun Bereichen 1121 bis 1129 neun verschiedene Potentiale anliegen, die gleichmäßig zwischen +V und null Volt (Masse) verteilt sind. Der elektrische Schaltplan dieser Teilungsbrücke ist in Fig. 2 dargestellt.
Gemäß eines wesentlichen Merkmals der Erfindung sind die verschiedenen Bereiche der Außenbahn 112 sowie die Widerstände R1 bis R8 durch Aufbringen einer Kohlenstoffarbe im Siebdruckverfahren ausgeführt.
Die Widerstände R1 bis R8 werden somit von im wesentlichen rechteckigen Bereichen mit Kohlenstoffarbauftrag gebildet, gekennzeichnet mit den Ziffern 1131 bis 1138, die untereinander durch die Kupferbahnen 1002 bis 1008 und mit der Spannung +V und der Masse durch die Kupferbahnen 1001 und 1009 verbunden sind.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung entsteht die ringförmige Außenbahn 112 durch einen durchgehenden Kohlenstoffarbauftrag; die verschiedenen Bereiche entstehen anschließend durch Laserschneiden.
Es versteht sich, daß durch die dieser Technik zugrunde liegende Genauigkeit der Leiterbahn eine äußerst genaue Positionierung der Haltebereiche 1122, 1124, 1126 und 1128 bestimmt werden kann.
Vorteilhafterweise wird diese Technik des Laserschneidens auch verwendet, um bei den verschiedenen Widerständen 1131 bis 1138 quer verlaufende Einschnitte auszubilden, gekennzeichnet mit dem Bezugszeichen E, die den Ohmschen Wert eines jeden Widerstands äußerst genau festlegen sollen.
Dank dieses Merkmals der Erfindung können die Potentiale in den verschiedenen Bereichen der Außenbahn 112, auf der sich der Abgreifer bewegt, äußerst präzise und gleichzeitig auch äußerst wirtschaftlich angepaßt werden. Jede gewünschte Änderung des Ohmschen Wertes der Widerstände kann zudem durch einfache Programmierung der Bahn des Laserschneidegeräts erfolgen.
Es ist hier festzustellen, daß der elektrische Oberflächenwiderstand der verschiedenen Bereiche 1121 bis 1129 der Außenbahn 112 nicht störend wirkt, wenn die Schicht relativ dick ist und wenn die Steuerkreise, die das am Abgreifer erfaßte Signal auslöst, eine genügend große Eingangsimpedanz aufweisen.
Es ist hier festzustellen, daß die Breite des Abstands zwischen den verschiedenen Bereichen 1121 bis 1129 der Bahn 112 sowie die Breite der Einschnitte E in den Widerständen aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt ist. In der Praxis beträgt die Breite nur einige zehn Mikrometer.
Gemäß einem anderen Merkmal dieser Erfindung wird die Innenbahn 111 des Abgreifers vorteilhafterweise von einer Kupferbahn 1111 gebildet, die mit einer Schicht 1112 der gleichen Kohlenstoffarbe bedeckt ist, wie der für die Außenbahn 112 und die Widerstände R1 bis R8 verwendeten Farbe. Dadurch erhält man eine Bahn, die eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist und gleichzeitig auch noch kostengünstiger ist als die Bahnen, die zur Herstellung der Abriebfestigkeit in herkömmlicher Weise mit einem Nickel- oder Goldbelag behandelt werden. Der elektrische Kontaktwiderstand, der durch die Verwendung einer Kohlenstoffarbe als Reibungsschicht ausgelöst wird, verursacht auch hier keine Störungen des Meßsignals, wenn dieses auf eine Komparatorstufe mit hoher Impedanz des Steuerkreises zugreift.
Gemäß einem anderen interessanten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der Steuerkreis durch eine handelsübliche Komparatorschaltung gebildet, auf die verschiedene Schwellenspannungen mittels eines gleichfalls handelsüblichen Halbleiter- Schaltkreises (IC) angelegt werden können, wobei das Ganze an Stelle eines speziellen integrierten Schaltkreises verwendet wird, der häufig bei dieser Art von Reglern Verwendung findet. Derartige handelsübliche Schaltungen können verwendet werden, sofern sie einer resistiven Teilungsbrücke zugeordnet sind, bei der die Ohmschen Werte der diskreten Widerstände präzise genug sind.
Es ist folglich besonders vorteilhaft, die diese Teilungsbrücke bildenden fünf Widerstände R11 bis R15 in der gleichen Technik auszuführen wie die Widerstände R1 bis R8. Im vorliegenden Beispiel werden diese Widerstände von fünf Bereichen 1141 bis 1145 gebildet, auf die Kohlenstoffarbe im Siebdruckverfahren aufgetragen ist, und die Einschnitte E entstehen durch Laserschneiden zur genauen Anpassung des Ohmschen Wertes.
Durch die große Genauigkeit bei den in den verschiedenen Bereichen der Außenbahn 112 des Abgreifers vorhandenen Potentialen und die große Genauigkeit der an den Komparator des Schaltkreises angelegten Potentiale, kann folglich eine kostengünstige, handelsübliche Komparatorschaltung verwendet werden.
Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Erfindung in äußerst einfacher und wirtschaftlicher Weise die Ausführung einer elektrischen Schaltung zur Steuerung einer Regelungsvorrichtung mit diskreten Positionen, wie z. B. ein Regler zur Ausrichtung des Lichtbündels eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, und ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen aktiven Bauelementen für eine derartige Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich in keiner Weise auf die oben beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt.
Auch wenn vorstehend eine auf einen Regler mit Rotationsanschluß anwendbare Schaltung beschrieben ist, kann der Fachmann die notwendigen Anpassungen für einen Regler mit Linearanschluß vornehmen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Teils einer elektrischen Schaltung für eine Vorrichtung zur Regelung der Position eines beweglichen Elements, insbesondere zur Regelung der Ausrichtung eines Lichtbündels eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, wobei dieser Teil der Schaltung einen mit dem beweglichen Element bei Bewegung fest verbundenen Abgreifer (20) sowie eine Bahn (112) aufweist, auf der sich der Abgreifer mit elektrischem Kontakt bewegen kann, wobei diese Bahn eine Vielzahl von angrenzenden, jedoch voneinander isolierten Bereichen (1121-1129) mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen umfaßt, von denen zumindest einige (1122, 1124, 1126, 1128) Haltepositionen des Abgreifers und des beweglichen Elements bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte umfaßt, die bestehen im:

(a) Aufbringen eines die genannte Bahn bildenden resistiven Materials auf ein Substrat im Siebdruckverfahren, und

(b) Trennen der Bahn in die verschiedenen Bereiche durch Laserschneiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Teil der Schaltung ferner eine zweite Bahn (111) umfaßt, die entlang der ersten Bahn verläuft und zum Herstellen eines im wesentlichen nicht resistiven Kontakts mit dem Abgreifer (20) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese zweite Bahn einen durchgehenden Metallbereich (1111) aufweist und daß im Schritt (a) auch eine elektrisch leitende Farbe (1112) auf diesen Metallbereich aufgebracht wird, so daß eine im wesentlichen nicht resistive, abriebfeste Oberfläche hergestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Teil der Schaltung ferner eine Reihe diskreter elektrischer Widerstände (R1-R8) aufweist, die eine Teilungsbrücke bilden, um die elektrischen Potentiale festzulegen, die auf den Bereichen (1121-1129) der ersten Bahn (112) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) Bereiche mit resistivem Material (1131-1138) auf dem Substrat ausgebildet werden, die diese diskreten Widerstände bilden, und daß im Schritt (b) in diesen Bereichen mit dem Laser Einschnitte (E) zur Anpassung des Ohmschen Wertes dieser diskreten Widerstände ausgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dieser Teil der Schaltung ferner eine Reihe von diskreten elektrischen Widerständen (R11-R15) umfaßt, die Teilungsbrücken bilden, um Schwellenspannungen zum Abgleich mit der vom Abgreifer erfaßten Spannung festzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (a) Bereiche mit resistivem Material (1141-1145) auf dem Substrat ausgebildet werden, die diese diskreten Widerstände bilden, und daß im Schritt (b) in diesen Bereichen mit dem Laser Einschnitte (E') zur Anpassung des Ohmschen Wertes dieser diskreten Widerstände ausgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das resistive Material eine Kohlenstoffarbe ist.