Centraline elettroniche nei veicoli moderni con fari a LED

Centraline elettroniche nei veicoli moderni con fari a LED. Hella Light Processing Unit

La digitalizzazione dei sistemi dei fari e la costante crescita della complessità tecnica delle funzionalità variabili portano a requisiti sempre più elevati per l'elettronica per illuminazione. Il controllo mirato dei singoli LED consente di ottimizzare la distribuzione della luce e l'intensità luminosa, offrendo al conducente la migliore visione possibile della strada in ogni situazione. Inoltre, il controllo preciso evita di disturbare gli altri utenti della strada nelle vicinanze.

Le informazioni tecniche e i suggerimenti pratici riportati di seguito sono stati redatti da HELLA per offrire un'assistenza professionale alle officine. Le informazioni contenute in questo sito web dovrebbero essere utilizzate esclusivamente da personale tecnico specializzato.

Struttura e funzione delle centraline elettroniche nei moderni veicoli con fari a LED

Fari matrix LED dell’Audi A6 — Fari matrix LED dell'Audi A6 (1. modulo di potenza per le luci di marcia diurna e gli indicatori di direzione, 2. modulo di potenza per le luci abbaglianti e la luce di curva statica, 3. modulo di potenza per gli anabbaglianti)

Oltre ai campi di applicazioni LED già noti, come le luci di marcia diurna, le luci di posizione, le luci posteriori o gli indicatori di direzione, anche le funzioni dei fari anabbaglianti e abbaglianti con tecnologia LED si sono ormai affermate nell'illuminazione esterna dei veicoli. Per garantire queste funzioni, sono necessarie centraline aggiuntive.

Il compito principale di queste centraline di controllo della luce è quello di comandare e monitorare le singole funzioni di illuminazione del faro. Oltre al comando centrale di tutte le funzioni di illuminazione, vengono eseguiti anche altri compiti di coordinamento, come la regolazione dinamica della distribuzione della luce nei sistemi di illuminazione adattiva in base alla situazione di guida. Nei veicoli con assistente abbaglianti, le centraline collegate al sistema controllano l'attivazione dei singoli LED per ogni faro, in base alla situazione e alla necessità. In questo modo, l'intensità della luce viene regolata individualmente.

I fari a LED di ultima generazione, come quelli della VW Touareg, dell'Audi A7 o A8, sono sempre più controllati da sistemi digitali.

A seconda del veicolo e del sistema, è possibile utilizzare diversi tipi di centraline. Le centraline sono solitamente montate direttamente sull'alloggiamento del faro.

Disposizione delle centraline (moduli di potenza) sull’esempio di un faro a matrice a LED.

Centralina fari principali Matrix LED

Centralina hella Audi a7

Nell'Audi A7, le varianti dei fari a LED utilizzano una centralina che si avvale di un concetto scalabile con 4, 6 o 8 canali, progettata in modo ottimale per il comando delle diverse funzioni di illuminazione dei fari a LED. In questo modo è possibile comandare singolarmente i 32 LED del modulo LED a matrice HD.

Inoltre, genera l’impronta luminosa delle luci di marcia diurna, composta nella A7 da dodici segmenti luminosi. In questo caso, dopo aver sbloccato le porte, i fari mostrano una "coreografia di luci".

L'animazione viene mostrata in ordine inverso alla fine della marcia. Inoltre, la centralina comanda anche gli indicatori di direzione "con effetto scia". Inoltre, la modalità dispone della modalità "fail safe". In questo modo si garantisce un'illuminazione sufficiente anche in caso di guasto.

Dati tecnici
Dimensioni	88 x 130 x 25 mm (Lungh. x Largh. x Alt.)
Peso	300 g
Intervallo di temperatura di lavoro	-40 °C – 105 °C
Canali LED	8
Uscite LED	3 – 8 Tensione 2 – 60 V Corrente 100 –1400 mA Potenza 40 W per canale/max. 90, 120 o 150 W
Classe di protezione	IP6K9K2
Funzioni	MatrixBeam Abbaglianti Anabbaglianti (zona anteriore, portata) Luci di marcia diurna (dinamiche) Indicatori di direzione (dinamici), vedi sopra Luci di posizione (dinamici), vedi sopra Controllo di livello dinamico Controllo del motore passo-passo
Interfaccia del veicolo	Alimentazione di tensione morsetto 30 Massa Bus CAN
Particolarità	Comunicazione CAN con il Body Control Modul (BCM) Possibilità di controllo parallelo del carico LED con entrambi i canali Interfaccia diagnostica con monitoraggio guasti tramite CAN Comunicazione LIN con altre centraline

Dispositivi di controllo luci su proiettori a LED: struttura, funzionamento, diagnosi e regolazione

Un piccolo ripasso delle conoscenze: nel nostro corso intensivo video, ti diamo una panoramica generale sull'argomento dei dispositivi di controllo della luce sui fari a LED. Scopri di più su struttura, funzione e diagnostica.

Struttura della centralina LED

Rappresentazione di esempio della struttura della centralina di comando della luce — Rappresentazione di esempio della struttura della centralina di comando della luce: 1. Guarnizione all'alloggiamento del faro, 2. Copertura in plastica, 3. Piastra di schermatura (EMC= Electro Magnetic Compatibility), 4. Circuito stampato con componenti elettronici, 5. Alloggiamento metallico con alette di raffreddamento

Il circuito stampato con i componenti elettronici è montato direttamente sulla metà inferiore dell'alloggiamento. Per garantire una dissipazione ottimale del calore, qui viene utilizzato un alloggiamento metallico con alette di raffreddamento.

Una piastra di schermatura è inoltre posizionata sopra il circuito stampato per evitare l'influenza di interferenze elettromagnetiche o ad alta frequenza sul funzionamento della centralina. Lo schermo metallico assorbe i segnali di interferenza e li devia attraverso un corrispondente collegamento a terra. La parte superiore dell'alloggiamento è costituita da una copertura di plastica agganciata e avvitata alla parte inferiore dell'alloggiamento. Inoltre, intorno al connettore è presente una guarnizione che impedisce contaminazioni o la penetrazione di umidità tra la centralina e l'alloggiamento del faro.

Vista del connettore

Parte posteriore dell'alloggiamento con alette di raffreddamento

Un'altra centralina di comando della luce HELLA viene utilizzata per i fari a LED, ad esempio nei veicoli del marchio Porsche.

Con questa centralina si implementano le seguenti funzioni.

Alimentazione di tensione anabbaglianti, abbaglianti e luci di marcia diurna
Alimentazione di tensione della periferia interna con +5 V e +12 V (3 trasformatori di tensione)
Riconoscimento della direzione di marcia destra/sinistra
Comando di funzioni esterne (ad es. luce di curva statica)
Comando delle ventole nel faro
Integrazione fino a sette ingressi di segnale per la codifica delle classi di temperatura o di illuminazione

Architettura hardware

Schema a blocchi centralina LED — La particolare architettura hardware delle moderne centraline di comando della luce consente di realizzare una struttura compatta e poco ingombrante del dispositivo.

Per comandare i moderni fari a LED è necessaria una centralina per soddisfare i requisiti specifici della tecnologia LED e dovuti all'ampia varietà di applicazioni.

La centralina LMS (faro a modulo LED) di HELLA è progettata per offrire la massima flessibilità grazie all'adattamento dei set di dati al rispettivo faro e ai componenti installati.

Le funzioni MatrixBeam con transizioni e animazioni attenuate (ad esempio, "coming home"/"leaving home") possono essere configurate in base al set di dati, enfatizzando le caratteristiche di riconoscimento tipiche del veicolo. Inoltre, la centralina può essere configurata in livelli di espansione hardware graduate.

Il comando della centralina nel sistema del veicolo avviene tramite il bus CAN, che fornisce gli ingressi essenziali oltre all'alimentazione vera e propria. Il dispositivo riceve tutte le informazioni dalla centralina rete di bordo tramite l'ingresso dati. Sull’uscita sono disponibili fino a 8 canali LED, tutti regolati a modulazione di ampiezza d’impulso (PWM) e in alcuni casi in grado di comandare più funzioni di illuminazione per canale. Inoltre, il dispositivo è dotato di diverse uscite driver high side, nonché di un comando della ventola, spesso necessario nei fari per ridurre il carico termico. Le temperature che si verificano sui circuiti stampati LED vengono rilevate tramite sensori e convertite in funzioni di dimmerazione per proteggere i LED.

Un bus CAN fisico sull’uscita fornisce le interfacce ai sistemi di gestione delle matrici a LED ampiamente utilizzati sul circuito stampato LED. Viene fornita anche l'alimentazione dei moduli LMM. Il dispositivo è anche dotato di uscite bus LIN per mettere a disposizione ulteriori interfacce di comunicazione all'interno del faro.

Comunicazione e integrazione nel sistema

Topologia di rete faro a LED

Integrazione del sistema nel veicolo

La comunicazione all'interno del veicolo con ulteriori partecipanti al BUS viene realizzata collegando in rete le centraline dei fari con la centralina rete di bordo e le centraline dei sistemi di assistenza alla guida. Le centraline di comando della luce comunicano tramite bus di dati, ricevendo quindi dati che vengono applicati in modo permanente e affidabile per la distribuzione della luce richiesta. A seconda del modello di veicolo e del sistema, le panoramiche di rete mostrate possono differire da quelle di altri modelli di veicolo.

Controllo e diagnosi

Prima della diagnosi dei guasti con il dispositivo di diagnosi, si dovrebbe effettuare un controllo visivo dei singoli componenti del sistema, poiché alcuni guasti possono essere riconosciuti ed eliminati già in questo modo.

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Controllo e diagnosi

Il monitoraggio del funzionamento del faro a LED e quindi anche delle centraline di comando della luce viene effettuato tramite centraline sovraordinate nel sistema della rete di bordo. I guasti che si verificano vengono memorizzati nella memoria guasti delle centraline e possono essere letti con un dispositivo di diagnosi idoneo. Per alcuni modelli di veicoli, il conducente viene informato di un errore di sistema anche con un avviso sul display dello strumento combinato.

Durante la diagnosi del faro a LED mediante lettura delle centraline, per la ricerca guasti, a seconda del dispositivo di diagnosi, è possibile utilizzare le seguenti funzioni.

Codice di guasto (leggere, valutare e cancellare le voci della memoria guasti)
Parametri (visualizzazione dei singoli valori misurati)
Test degli attuatori (comando delle funzioni di illuminazione tramite dispositivo di diagnosi)

Voce nella memoria guasti nella centralina — Esempio: Voce nella memoria guasti nella centralina (modulo di potenza faro a matrice a LED a sinistra – segnale assente/difettoso)

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Riparazione e adattamento

Il costruttore del veicolo non prevede la riparazione delle centraline di comando della luce. Se l'officina diagnostica un difetto nella centralina, le centraline devono essere sostituite.

Possibili cause di malfunzionamenti o difetti:

Tensione di alimentazione mancante o errata (+/-)
Cortocircuiti interni, errori di contatto sugli attacchi
Danni meccanici (ad es. incidente)
Influenze ambientali (acqua, sale, ecc.)

Dopo la sostituzione di una centralina o di un faro a LED, potrebbe essere necessario effettuare una regolazione nel veicolo tramite i portali OEM disponibili.

A seconda del costruttore del veicolo, del tipo di faro e della relativa centralina, in questo caso è necessario eseguire interventi di assistenza supplementari con uno strumento di diagnosi adeguato per garantire il corretto funzionamento dell'impianto di illuminazione.

Nelle istruzioni di riparazione del costruttore del veicolo si parla di codifica, programmazione o flashing. Quello che ciò significa in dettaglio è spiegato di seguito a titolo di esempio, senza illustrare i processi dettagliati della microelettronica.

Riparazione e adattamento

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Codifica

Codificare una centralina di un veicolo a motore significa solitamente definire alcune funzioni già memorizzate in anticipo nel software.

È possibile assegnare funzioni di illuminazione specifiche alle uscite fisiche o definire valori nominali o valori limite. Quindi è possibile apportare a posteriori modifiche specifiche per il veicolo. Questa funzione è chiamata da alcuni costruttori anche "codifica delle varianti".

Ad esempio, alcune funzioni di illuminazione possono essere adattate ai requisiti specifici dei singoli Paesi.

Condizioni di accensione delle luci di marcia diurna

Luci di marcia diurna accese
Luci di marcia diurna spente
Luci di marcia diurna accese + luce posteriore accesa

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Programmazione

La programmazione implica la modifica del software esistente. In questo modo si riscrive il programma di lavoro di base della centralina. In questo caso, le modifiche all'hardware di un faro, ad esempio nell'ambito di un aggiornamento del modello, possono essere adattate tramite software.

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Flashing

Oggi, in ogni moderna centralina è integrata una memoria programmabile elettronicamente. I componenti, noti anche come flash EEPROM, comprendono il sistema operativo (firmware) delle centraline. Questo firmware può essere aggiornato tramite software rimanendo installato nel veicolo. Questo processo viene denominato anche programmazione di aggiornamento o flash.

Poiché la maggior parte delle centraline deve essere adattata online, le singole opzioni di adattamento qui si sovrappongono e quindi il termine "flashing" si è affermato nella vita quotidiana delle officine.

In molte operazioni di flashing, la programmazione e la codifica avvengono contemporaneamente. In ultima analisi, tuttavia, l'unico fattore decisivo è che venga effettuato un adattamento e che l’impianto di illuminazione del veicolo funzioni senza problemi.

Esempio di riparazione di una Mercedes Benz

Il faro a LED destro di una W212 è stato sostituito nell'ambito di una riparazione, in seguito a un incidente. A questo scopo, le vecchie centraline sono state montate sui nuovi fari. Al termine della riparazione, è stato collegato un dispositivo di diagnosi per adattare il codice QR LED ed è stato eseguita un'operazione tramite macsRemote Service. Per la messa in funzione, le centraline dei fari destro e sinistro sono state prima programmate a una nuova versione del software e quindi il faro destro è stato codificato tramite il codice QR LED.

La programmazione, la codifica o il flashing devono essere eseguiti con un dispositivo di diagnosi idoneo e una connessione di rete stabile al server del costruttore del veicolo!

Seguire le istruzioni di riparazione e per la sicurezza fornite dal relativo costruttore del sistema o del veicolo! Se vengono sostituiti componenti elettronici del faro, è necessario garantire la massima pulizia possibile. Inoltre, devono essere osservate le misure di protezione contro le scariche elettrostatiche (ESD). I lavori di riparazione dell'impianto di illuminazione del veicolo devono essere eseguiti da personale tecnico specializzato. Eventuali riparazioni eseguite in modo improprio possono causare guasti al sistema o gravi lesioni alle persone.

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