Leuchtweitenregulierung

Leuchtweitenregulierung

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Der Beladungszustand und die Nickbewegungen des Fahrezugs verändern die Leuchtweite der Scheinwerfer. Andere Verkehrsteilnehmer können dadurch geblendet werden. Deshalb sind Systeme zur Leuchtweitenregulierung (LWR) gesetzlich vorgeschrieben. Entdecken Sie auf dieser Seite, wie die marktüblichen Systeme funktionieren und wie man sie mit einfachen Mitteln prüfen kann. Außerdem erfahren Sie hier, was im Störfall zu tun und bei der Einstellung von Scheinwerfern mit automatischer LWR zu beachten ist.

Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildetem Fachpersonal genutzt werden.

Manuelle Leuchtweitenregulierung

Manuelle Leuchtweitenregulierung

Die Leuchtweitenregulierung hat die Aufgabe, die Höhe der Hell-Dunkel-Grenze an den Beladungszustand des Fahrzeugs anzupassen. Damit soll vermieden werden, dass der Gegenverkehr bei beladenem Fahrzeug geblendet wird. In aktuellen Fahrzeugmodellen sind manuelle und automatische Systeme zur Lechtweitenregulierung verbaut. Bei der manuellen Anlage muss der Fahrer selbst mittels Schalter die Scheinwerferneigung einstellen. Es gibt pneumatische wie auch elektrisch betriebene Systeme.

Das Problem, welches sich hierbei ergibt, ist, dass viele beladene Fahrzeuge blenden, da die Autofahrer nicht ausreichend über die Verstellmöglichkeit und deren Funktionsweise bei ihrem Fahrzeug informiert sind.

Automatische Leuchtweitenregulierung

Aufbau einer automatischen LWR

Diese LWR-Systeme erfüllen ihre Aufgabe ohne Aktivität des Fahrers. Man unterscheidet zwei Systeme: die quasistatische und die dynamische LWR.

Automatische Leuchtweitenregulierung: Aufbau — 1 Scheinwerfer, 2 Stellglied, 3 Vorderachssensor, 4 Lichtschalter, 5 Steuergerät, 6 Hinterachssensor, 7 Drehzahlsensor, 8 Beladung

Quasistatische LWR

Bei den automaischen Systemen zur Leuchtweitenregulierung unterscheidet man in quasistatische und dynamische LWR-Systeme. Die Qausistatische LWR korrigiert nur Neigungsänderungen aufgrund von Beladungsänderungen.

Ein Steuergerät wertet die Daten von Vorder- und Hinterachssensor aus, vergleicht diese mit den gespeicherten Solldaten und steuert ggf. die Stellmotoren an den Scheinwerfern entsprechend an.

In der Regel werden auch die gleichen Stellmotoren wie bei der manuellen LWR verbaut. Bei kompakten Fahrzeugen ohne lange Radüberstände bietet diese Anlage die Möglichkeit, auf den vorderen Achssensor zu verzichten, da die Neigungsänderungen zum großen Teil nur an der Hinterachse auftreten. Die quasistatische LWR arbeitet außerdem mit großer Dämpfung, d. h., sie regelt nur lang anhaltende Karosserieneigungen aus. Bei Xenon-Umrüst-Sets von HELLA kommt ein System auf Ultraschallbasis zum Einsatz. Hierbei misst der Sensor den direkten Abstand zur Fahrbahn.

Dynamische LWR

Bei Fahrzeugen, die mit Xenon-Scheinwerfern ausgerüstet sind, gibt es heute fast nur dynamische LWR-Systeme, welche auch auf fahrbedingte Neigungsänderungen, wie z. B. Beschleunigung und Bremsen, reagieren.

Das Blockschaltbild zeigt den Aufbau einer dynamischen LWR. Das Steuergerät berechnet hierbei aus den Sensordaten unter Berücksichtigung des Fahrzustands die Solldaten. Im Gegensatz zu der quasistatischen LWR werden dann die Stellmotoren in Bruchteilen einer Sekunde angesteuert. Um diese schnellen Reaktionszeiten zu ermöglichen, werden hauptsächlich Schrittmotoren als Stellglieder an den Scheinwerfern eingesetzt.

Leuchtweitesteller manuelle und automatische Leuchtweitenregulierung

Leuchtweitesteller für manuelle und automatische LWR

In den derzeit auf dem Markt befindlichen Systemen haben sich elektrische Leuchtweitesteller durchgesetzt, die inzwischen in der 3. Generation mit weiteren Optimierungen (Version 3i) gebaut werden.

HELLA bietet optimale kundenspezifische Systemlösungen an. LW-Steller für die Integration in Scheinwerfern sowie LW-Steller für den Außenanbau mit und ohne manuelle Grundeinstellung als 12-V- und 24-V-Versionen stehen zur Verfügung. Eine vollautomatische Fertigung mit hohen Qualitätsstandards sichert eine Fertigungsmenge von über 10 Mio. Stellern pro Jahr. Durch den konsequenten Ausbau der internationalen Standorte ist die Belieferung der Kunden auch mit Stellern aus Korea, Indien und China möglich.

Automatische Leuchtweitenregulierung: Intelligent Stepper Motor

ISM (Intelligent Stepper Motor)

Der intelligente Schrittmotor vereint den bipolaren Schrittmotor mit der üblicherweise in einem separaten Steuergerät untergebrachten Leistungselektronik zu einer mechatronischen Einheit. Kernbestandteil des ISM ist ein integrierter Schaltkreis, der die komplette Schrittmotoransteuerung, die Diagnose und die Schnittstelle zum übergeordneten System über ein Kommunikationsmodul mit integriertem LIN-Bus-Interface realisiert.

Die wesentlichen funktionalen Vorteile des intelligenten Schrittmotors sind

Mikroschrittsteuerung (geräusch- und resonanzarmer Betrieb)
Diagnosefähigkeit
Verbessertes EMC-Verhalten
Teilautonome Fehler-Behandlung
Optimiertes Verkabelungskonzept

HELLA setzt vor allem bei den variablen Scheinwerfersystemen auf die ISM-Technologie. Neben dem intelligenten Schrittmotor für die dynamische Leuchtweitenregelung werden auch das dynamische Kurvenlicht und die Walze des VARIOX®-Moduls mit intelligenten Schrittmotoren ausgerüstet.

Dynamische Leuchtweitenregulierung: Steuergerät

Steuergerät für die automatische und dynamische LWR

Seit 1995 werden HELLA Steuergeräte für die automatische und dynamische Leuchtweiteregelung in den Fahrzeugen mit Xenon Licht eingesetzt.

Die neue Generation der LW-Steuergeräte zeichnet sich durch einen zusätzlichen LIN-Bus-Ausgang aus und entwickelt sich somit zu einer universellen Standardkomponente. Die Einfederungsdaten der Achssensoren werden im Steuergerät aufbereitet und mit Hilfe ausgeklügelter Algorithmen in Steuergrößen zur Einstellung der Leuchtweite umgerechnet. Der modulare Aufbau der Steuergeräte macht es möglich, dass die einzelnen Komponenten wie z. B. Gehäuse, Stecker, Leiterplatte oder Software bezüglich der unterschiedlichen Kundenanforderungen so kombiniert werden können, dass ein Maximum an Kostensynergie und Flexibilität realisiert werden kann. Dank der CAN-Bus-Schnittstelle kann das Steuergerät am Ende der Fahrzeug-Fertigungslinie durch Codierung oder Programmierung der spezifischen Parameter auf verschiedene Fahrzeugtypen angepasst werden.

Automatische Leuchtweitenregulierung: Induktiver Fahrzeug-Niveausensor

Induktiver Fahrzeug-Niveausensor

Bei einer Reihe sicherheits- und komfortfördernder Fahrzeugausstattungen wie aktiver Fahrwerke, Niveauregulierungen sowie automatischer Leuchtweitenregelung ist es erforderlich, die jeweilige Neigung des Fahrzeugs zu erfassen.

Beim induktiven Fahrzeug-Niveausensor sind auf einer Leiterkarte mehrere stromdurchflossene Spulen untergebracht, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Über dieser Leiterkarte wird ein mit dem Betätigungshebel des Sensors verbundener metallischer Rotor bewegt, der das elektromagnetische Feld beeinflusst. Von weiteren auf der Sensor Leiterkarte befindlichen Spulen wird in Abhängigkeit von der Hebelstellung des Sensors eine Feldänderung registriert und von einem speziell hierfür entwickelten ASIC ausgewertet.

Mit diesem Sensor lassen sich unterschiedliche Winkelbereiche mit gleichbleibender hoher Linearität realisieren. Der induktive Achssensor liefert sowohl ein analoges als auch ein PWM-Signal. Der Sensor arbeitet mit hervorragender Genauigkeit völlig unabhängig von der Temperatur. Die Sensor-Null-Lage ist dabei individuell zu variieren. Eine Weiterentwicklung dieses Sensors stellt der neue induktive Sensor dar, welcher auf dem Umfang ein immer wiederkehrendes auf 75 % komprimiertes PWM- Signal liefert. Damit ist dieser Sensor plattformübergreifend als Gleichteil einsetzbar. Verschiedene Einbaulagen und Montagetoleranzen werden dabei durch eine elektronische Justage im auswertenden Steuergerät abgeglichen.

Nächstes Entwicklungsziel sind die weitere Optimierung des Bauraums und die Verbesserung des Ausgangssignals für Fahrwerksanwendungen (Fahrzeug-Niveausensor 2. Generation).

Automatische Leuchtweitenregulierung: Sensorintegriertes Leuchtweitesteuergerät

Sensorintegriertes Leuchtweitesteuergerät

Für die automatische Leuchtweitenregelung in kompakten Fahrzeugen wurde in einer weiteren Entwicklungsstufe das separate Steuergerät in den Achssensor integriert: Sensor Integrated Electronic Control Unit (SIECU).

Basis für das sensorintegrierte Leuchtweitesteuergerät ist der induktive Fahrzeug-Niveausensor. Die mechanischen Schnittstellen wie Befestigung und Sensorhebel entsprechen denen der Achssensoren.

Als sensorintegriertes Steuergerät an der Hinterachse bietet sich diese Lösung einer automatischen Leuchtweitenregelung aufgrund ihrer Vorteile nicht nur für Fahrzeuge mit Xenon-Scheinwerfern an, sondern führt auch als Ersatz für die Leuchtweiten- Handverstellung bei Fahrzeugen mit Halogen-Scheinwerfern zu einem erheblichen Komfort- und Sicherheitsgewinn.

Leuchtweitenregulierung prüfen

Leuchtweitenregulierung prüfen: Fehlersuche

In Verbindung mit einer automatischen LWR ist zum Einstellen der Scheinwerfer in der Regel ein Diagnose-Tester notwendig. Mit diesem kann auch das LWR-System diagnostiziert werden.

Aber auch ohne Diagnose-Tester kann mit Hilfe von Multimeter und Oszilloskop die LWR überprüft werden. Wichtig ist aber immer, dass ein Schaltplan des zu prüfenden Systems vorliegt.

Überprüfung der Funktionsfähigkeit

Fahrzeug unbeladen auf einer ebenen Fläche abstellen.
SEG vor dem Auto ausrichten und Abblendlicht einschalten. Korrekte Hell-Dunkel-Grenze überprüfen.
Heck des Fahrzeugs belasten, z. B. durch Beladen des Kofferraums. Bei einer quasistatischen LWR erfolgt die Nachregelung der Scheinwerfer nach einigen Sekunden und kann am SEG verfolgt werden. Bei einer dynamischen LWR erfolgt die Regelung in sehr kurzer Zeit, sodass der Regelvorgang bei einigen Fahrzeugen am Prüfschirm des SEG nur als ein kurzes „Zucken“ wahrgenommen wird. Bei einigen Fahrzeugen funktioniert diese Regelung aber erst im Fahrbetrieb.

Ist kein Regelprozess wahrnehmbar, sollten folgende Messungen durchgeführt werden

Versorgungsspannung an den Stellmotoren, dem Steuergerät und dem LWR-Sensor prüfen.
LWR-Sensor und Datenkabel auf mechanische Beschädigung und korrekte Einbauposition prüfen.
Mit dem Oszilloskop das Sensorsignal überprüfen.
Mit einem Diagnose-Tester die Parameter und Istwerte prüfen.

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