Elektronische regeleenheden in moderne voertuigen met LED koplampen

Nuttige kennis en waardevolle tips over het onderwerp elektronische regeleenheden in moderne voertuigen met LED koplampen.

De digitalisering van koplampsystemen en een gestaag toenemende technische complexiteit van variabele functies leiden tot steeds hogere eisen aan de verlichtingselektronica. De gerichte aansturing van afzonderlijke ledjes maakt een optimale lichtverdeling en lichtsterkte mogelijk, zodat de bestuurder in elke situatie het best mogelijke zicht op de weg heeft. Bovendien voorkomt de nauwkeurige regeling dat andere weggebruikers in de omgeving hinder ondervinden.

Belangrijke veiligheidsinstructie De volgende technische informatie en praktische tips zijn door HELLA ontwikkeld om autogarages bij hun werkzaamheden professioneel te ondersteunen. De op deze website beschikbare informatie mag alleen worden gebruikt door vakmensen die in de desbetreffende materie zijn opgeleid.

 

Structuur en functie van elektronische regeleenheden in moderne voertuigen met LED koplampen: Opbouw

Naast de reeds bekende ledtoepassingen zoals dagrijlicht, positielicht, achterlicht of knipperlicht, zijn de koplampfuncties dimlicht en grootlicht met ledtechnologie nu ook ingeburgerd in de buitenverlichting van voertuigen. Om deze functies te waarborgen, zijn extra regeleenheden nodig.

 

De hoofdtaak van deze lichtregeleenheden is het regelen en bewaken van de afzonderlijke verlichtingsfuncties in de koplamp. Naast de centrale regeling van alle verlichtingsfuncties, worden ook andere coördinatietaken uitgevoerd, zoals de dynamische aanpassing van de lichtverdeling in adaptieve verlichtingssystemen aan de desbetreffende rijsituatie. Bij voertuigen met grootlicht-assistent regelen de aan het systeem gekoppelde regeleenheden de activering van de afzonderlijke ledjes per koplamp, afhankelijk van de situatie en de vraag. Zo wordt de intensiteit van het licht afzonderlijk afgeregeld.

 

Hypermoderne ledkoplampen van de nieuwste generaties, zoals die in de VW Touareg en de Audi A7 of A8, worden steeds vaker digitaal geregeld.

 

Afhankelijk van het voertuig en het systeem kunnen verschillende soorten regeleenheden worden gebruikt. De regeleenheden worden meestal rechtstreeks op de behuizing van de koplamp gemonteerd.

 

Indeling van de regeleenheden (vermogensmodules) bij wijze van voorbeeld op een Matrix LED-koplamp.

HELLA-REGELEENHEID AUDI A7

In de Audi A7 maken de LED-koplampvarianten gebruik van een regeleenheid die een schaalbaar concept heeft met 4, 6 of 8 kanalen en optimaal is ontworpen voor de aansturing van de verschillende lichtfuncties in de LEDkoplamp. Hierdoor kunnen de 32 ledjes van de HD-Matrix-LED-module afzonderlijk worden aangestuurd. Hij bepaalt ook de dagrijverlichtingssignatuur, die op de A7 uit twaalf lichtsegmenten bestaat. Hier laten de koplampen een "lichtchoreografie” zien na het ontgrendelen van de deuren. Deze animatie verloopt in omgekeerde volgorde aan het einde van de rit. Bovendien wordt ook de swipe knipperlichten via de regeleenheid bediend. Daarnaast is de regeleenheid uitgerust met een "fail safe"-modus. Zo blijft in geval van storing voldoende verlichting gegarandeerd.

Technische specificaties
Afmetingen88 x 130 x 25 mm (l x b x h)
Gewicht300 g
Werktemperatuurbereik-40 °C tot 105 °C
LEDkanalen8
LEDuitgangen3 - 8 Spanning 2 - 60 V Stroom 100 -1400 mA Vermogen 40 W per kanaal / max. 90,120 of 150 W
BeschermingsklasseIP6K9K2
Functies
  • Matrix-beam
  • Grootlicht
  • Dimlicht (voorveld, bereik)
  • (dynamisch) dagrijlicht
  • (dynamische) richtingaanwijzer, zie hierboven.
  • (dynamisch) positielicht, zie hierboven.
  • Dynamische niveauregeling
  • Stappenmotorregeling
Voertuiginterface
  • Stroomvoorziening klem 30
  • Massa
  • CAN-bus
Bijzonderheden
  • CAN-communicatie met de Body Control Module (BCM)
  • Parallelle aansturing van de ledbelasting met beide kanalen mogelijk
  • Diagnose-interface inclusief foutbewaking via CAN
  • LIN-communicatie met andere regeleenheden

Opbouw LED regeleenheid: Opbouw

De printplaat met de elektronische componenten is rechtstreeks op de onderste helft van de behuizing gemonteerd. Voor een optimale warmte-afvoer wordt hier een metalen behuizing met koelribben gebruikt.

 

Boven op de printplaat is ook een afschermingsplaat aangebracht om de invloed van elektromagnetische of hoogfrequente interferentie op de werking van de regeleenheid te voorkomen. De metalen afscherming absorbeert de stoorsignalen en leidt ze weg via een bijbehorende massa-aansluiting. Het bovenste deel van de behuizing bestaat uit een kunststof afdekking die op het onderste deel van de behuizing wordt geklemd en geschroefd. Bovendien is rond de stekker een afdichting aangebracht om verontreiniging of vocht tussen de regeleenheid en de koplampbehuizing te voorkomen.

Een andere HELLA-lichtregeleenheid wordt gebruikt voor ledkoplampen in bijv. voertuigen van het merk Porsche.

 

Met deze regeleenheid worden de volgende functies gerealiseerd.

 

  • Stroomvoorziening voor dimlicht, grootlicht en dagrijverlichting
  • Stroomvoorziening van de interne periferie met +5 V en +12 V (3 spanningstransformatoren)
  • Richtingsherkenning rechts/links
  • Aansturing van externe functies (bijv. bochtverlichting)
  • Aansturing van de ventilatoren in de koplamp
  • Integratie van maximaal zeven signaalingangen voor het coderen van temperatuur- of lichtklassen

Hardwarearchitectuur: Opbouw

Voor de besturing van moderne ledkoplampen is een regeleenheid nodig om te voldoen aan de specifieke eisen van de ledtechnologie en de grote verscheidenheid aan toepassingen.

 

De HELLA LMS (LED Module Headlamp) is ontworpen om maximale flexibiliteit te bieden via gegevenssetaanpassingen aan de betreffende koplamp en de geïnstalleerde componenten.

 

Matrix Beam-functionaliteiten met gedimde overgangen en animaties (bijv. Coming home / Leaving home) kunnen door de gegevensset worden geconfigureerd, waarbij de nadruk wordt gelegd op voertuigtypische herkenningskenmerken. Bovendien kan de regeleenheid worden geconfigureerd in getrapte hardware-uitbreidingsfasen.

 

De regeleenheid in het voertuigsysteem wordt bestuurd via de CAN-bus, die naast de eigenlijke stroomvoorziening de essentiële ingangen levert. De eenheid ontvangt alle informatie van de regeleenheid van het elektrische systeem via de gegevensinvoer. Op de uitgang zijn maximaal 8 ledkanalen beschikbaar, die allemaal pulsbreedte-gemoduleerd gedimd worden en in sommige gevallen meerdere verlichtingsfuncties per kanaal kunnen bedienen. Verder heeft de eenheid diverse high-side-aandrijfuitgangen, evenals een ventilatorregeling, die in de koplampen vaak nodig is om de thermische belasting te verminderen. De temperaturen op de ledprintplaten worden via sensoren gedetecteerd en omgezet in dimfuncties om de ledjes te beschermen.

 

Een fysieke CAN-bus op de uitgang zorgt voor de interfaces met de veelgebruikte ledmatrixmanagers op de ledprintplaat. Ook wordt de stroomvoorziening voor de LMM-modules geleverd. Het apparaat beschikt ook over LIN-busuitgangen voor extra communicatie-interfaces binnenin de koplamp.

Systeemintegratie in het voertuig

De communicatie in het voertuig met andere BUS-deelnemers vindt plaats door de koplampregeleenheden samen met de regeleenheid van het elektrisch systeem en de regeleenheden van afzonderlijke bestuurderassistentiesystemen in een netwerk op te nemen. De lichtregeleenheden communiceren via een databus en ontvangen zo gegevens die permanent en betrouwbaar worden omgezet in de gewenste lichtverdeling. Afhankelijk van het voertuigmodel en het systeem kunnen de afgebeelde netwerkschema's afwijken van andere voertuigmodellen.

Controle en diagnose: Foutopsporing

Controle en diagnose

De bewaking van de werking van de ledkoplamp en dus ook van de lichtregelaars vindt plaats door hogere regeleenheden in het elektrische systeem. Opgetreden fouten worden opgeslagen in het storingsgeheugen en kunnen met geschikte diagnoseapparatuur worden uitgelezen. In sommige voertuigmodellen wordt de bestuurder extra op een systeemfout gewezen door een waarschuwing op het display van de instrumentengroep.

 

In het kader van de diagnose van de ledkoplamp door het uitlezen van de regeleenheden kunnen, afhankelijk van het diagnoseapparaat, de volgende functies worden gebruikt voor het oplossen van problemen.

 

  • Foutcode (uitlezen, evalueren en wissen van foutmeldingen in het geheugen)
  • Parameters (weergave van afzonderlijke meetwaarden)
  • Actuatortest (controle van de lichtfuncties via diagnoseapparaat)
AANWIJZING

Vóór de foutdiagnose met het diagnoseapparaat moet eerst een visuele controle van de afzonderlijke systeemcomponenten worden uitgevoerd, omdat sommige storingen reeds op die manier kunnen worden opgespoord en verholpen.

Reparatie en aanpassing

Er is door de voertuigfabrikant niet voorzien in een reparatiemogelijkheid van de lichtregeleenheden. Als de garage een defect in de regeleenheid vaststelt, moeten de regeleenheden worden vervangen.

 

Mogelijke oorzaken van storingen of defecten:

  • Ontbrekende of defecte voedingsspanning (+/-)
  • Interne kortsluiting, contactfouten op de aansluitingen
  • Mechanische schade (bijv. ongeval)
  • Omgevingsinvloeden (water, zout, enz.)

 

Na het vervangen van een regeleenheid of ledkoplamp kan het nodig zijn een afstelling in het voertuig uit te voeren via de beschikbare OEM-portalen.

 

Afhankelijk van de voertuigfabrikant, het type koplamp en de desbetreffende regeleenheid moeten in dit geval aanvullende servicewerkzaamheden worden uitgevoerd met een geschikt diagnoseapparaat om de correcte werking van het verlichtingssysteem te garanderen.

 

In de reparatie-instructies van de voertuigfabrikant wordt dienaangaande over coderen, programmeren of flashen gesproken. Wat dit in detail betekent, wordt hieronder bij wijze van voorbeeld uitgelegd, zonder gedetailleerde processen uit de micro-elektronica uit te leggen.

OPMERKING!

Bij alle reparatiewerkzaamheden aan de ledkoplamp moet worden gezorgd voor ESD-bescherming, vooral bij het vervangen van regeleenheden of andere elektronische componenten, omdat elektronische componenten, zoals printplaten of regeleenheden, door elektrostatische ontladingen (ESD = Electro-Static-Discharge) beschadigd kunnen raken.

Codering

Het coderen van een regeleenheid in een motorvoertuig betekent gewoonlijk dat vooraf bepaalde functies worden gedefinieerd die reeds in de software zijn opgeslagen.

 

Aan fysieke uitgangen kunnen specifieke verlichtingsfuncties worden toegewezen of streef- of grenswaarden worden gedefinieerd. Dit betekent dat het mogelijk is om later voertuigspecifieke aanpassingen uit te voeren. Deze functie wordt door sommige fabrikanten ook wel "variantcodering" genoemd.

 

Sommige lichtfuncties kunnen bijvoorbeeld worden aangepast aan de desbetreffende landspecifieke vereisten.

 

Inschakelvoorwaarden voor dagrijverlichting

  • Dagrijverlichting ingeschakeld
  • Dagrijverlichting uitgeschakeld
  • Dagrijverlichting aan + achterlicht ingeschakeld

Programmeren

Bij het programmeren verandert men de bestaande software. Hierdoor wordt het basiswerkprogramma van de regeleenheid herschreven. In dit geval kunnen wijzigingen aan de hardware van een koplamp, bijvoorbeeld als onderdeel van een modelupdate, softwarematig worden aangepast.

Flashen

Tegenwoordig is in elke moderne regeleenheid een elektronisch programmeerbaar geheugen ingebouwd. De onderdelen, ook bekend als flash-EEPROM, bevatten het regelsysteem (firmware) van de regeleenheden. Deze firmware kan aan de softwarekant worden bijgewerkt wanneer deze in het voertuig is geïnstalleerd. Dit proces wordt ook update- of flash-programmering genoemd.

  Aangezien de meeste regeleenheden online moeten worden aangepast, lopen de afzonderlijke aanpassingsmogelijkheden hier door elkaar heen, zodat het begrip "flashen" in het dagelijks leven in de garage ingeburgerd is geraakt.

 

Bij veel flash-processen worden programmering en codering tegelijkertijd uitgevoerd. Uiteindelijk is echter alleen doorslaggevend dat er een afstelling wordt uitgevoerd en dat het verlichtingssysteem van het voertuig feilloos functioneert.

Reparatievoorbeeld Mercedes Benz

De rechterledkoplamp van een W212 werd vervangen als onderdeel van een reparatie na een ongeval. Daartoe werden de oude regeleenheden op de nieuwe koplamp gemonteerd. Na voltooiing van de reparatie werd een diagnose-apparaat aangesloten om de QR-LED code aan te passen en een macsRemote-service uitgevoerd.  Voor de inbedrijfstelling werden eerst de regeleenheden van de linker- en rechterkoplamp geprogrammeerd op een nieuwe softwareversie en vervolgens werd de rechterkoplamp gecodeerd via de QR-LED-code.

OPMERKING!

Het programmeren, coderen of ook flashen moet worden uitgevoerd met een geschikt diagnoseapparaat en een stabiele netwerkverbinding met de server van de voertuigfabrikant!

REPARATIE-INSTRUCTIE!

Neem de reparatievoorschriften en veiligheidsinstructies van de desbetreffende systeem- of voertuigfabrikant in acht! Bij het vervangen van elektronische onderdelen in de koplamp moet voor de grootst mogelijke reinheid worden gezorgd. Bovendien moeten de maatregelen ter bescherming tegen elektrostatische ontlading (ESD) in acht worden genomen. Reparatiewerkzaamheden aan het verlichtingssysteem van het motorvoertuig mogen alleen door geschoold vakpersoneel worden uitgevoerd. Verkeerd uitgevoerde reparaties kunnen systeemuitval en ernstig persoonlijk letsel tot gevolg hebben.