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Mehr Design-Freiheit

Intelligentes LED-Lichtsystem für Premium-Automobile

16. Januar 2017, 15:20 Uhr | Von Gerald Böhm, Christian Bemmer und Andreas Moser

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Styling, Funktionsumfang +und Skalierbarkeit

In aktuellen Kundenprojekten sieht sich ZKW immer wieder mit drei zentralen Forderungen konfrontiert, die insbesondere im Segment der LED-Hauptscheinwerfer erfüllt werden müssen.

Styling zur eindeutigen Identifikation von Technologie und Mark
Funktion zur Erfüllung der Kundenerwartungen an technologisch hochwertige Beleuchtungssysteme
Skalierbarkeit zur Anpassung des Scheinwerfers an unterschiedliche Baureihen

Es war zu erwarten, dass Matrix-Systeme zunächst in Fahrzeugen der Ober- und Luxusklasse in Serie gehen, nun aber auch die unteren Baureihen erobern, da sie auch zu einer drastischen mechanischen Vereinfachung der Scheinwerfer-Architektur führen. Das erste Matrix-System ging bei ZKW mit dem Audi-Q7-Hauptscheinwerfer in Serie. Diese Lösung basiert exakt auf dem modularen skalierbaren Ansatz des LED-Matrix-lite. Mittlerweile ist das ZKW-Matrix-System auch im unteren Segment, im Opel Astra, in Serie gegangen.

Der Aktivierungsgrad blendfreier Fernlichtsysteme wird sich im Vergleich zu konventionellen Systemen deutlich erhöhen. Man kann davon ausgehen, dass reiner Abblendlichtbetrieb im außerstädtischen Bereich kaum noch zur Anwendung kommen wird. Durch die Dynamisierung des Fernlichtes, mitschwenkendes Lichtmaximum bei Kurvenfahrt, ist ein Führungseffekt des Abblendlichtes nicht mehr von bedeutender Notwendigkeit. Hier kann auf ein mechanisches Schwenken des Abblendlichtes verzichtet werden und eine weitere mechanische Vereinfachung des gesamten Scheinwerfersystems wird erreicht.

Für eine Skalierung in die unteren Baureihen ist mit reduzierten Anforderungen zu rechnen. Bei Fahrzeugen, die etwa vorwiegend im städtischen Raum zum Einsatz kommen, ist die Fernlicht-Funktion von untergeordneter Bedeutung. Eine Aufwertung des Abblendlichtes durch dynamische Funktionen kann jedoch für derartige Fahrzeuge entscheidend zu einer Steigerung der Sicherheit beitragen.

Ein skalierbares Konzept wie das LED-Matrix-lite bietet daher Lösungen für diese unterschiedlichen Anforderungen aus einem weitgehend standardisierten Baukasten. Die Verbindung flexibler Anforderungen mit einem technologisch standardisierten Konzept stellt generell eine große Herausforderung dar. Weil in einem Matrix-System der Funktionsumfang durch die Anzahl der getrennt schaltbaren LED-Gruppen definiert ist, bedeutet etwa die Forderung der Skalierbarkeit den Einsatz unterschiedlicher LED-Konfigurationen.

In den bereits in der Vergangenheit vorgestellten Matrixkonzepten wurden diese Konfigurationen in Form einer Umgestaltung im Aufbau eines komplexen Matrix-LED-Array selbst realisiert. Das bedeutet allerdings eine projektspezifische Anpassung der LED-Arrays und den Einsatz unterschiedlicher Bauformen je nach Anforderung in Hinsicht auf Kosten oder Komplexität.

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Im Gegensatz dazu ist es jedoch dieser Ansatz, die Skalierung über eine standardisierte LED in einem modularen Aufbau zu erreichen. Je nach Anforderung werden die Module entweder zwei-, drei-, vier oder sechsfach verbaut (Bild 14). Dadurch können Lichtleistung, Segmentanzahl und Winkelauflösung einfach variiert werden.

Zugleich eröffnet der modulare Ansatz vielfältige Möglichkeiten in der Gestaltung. Die Linsenanzahl ist in Abhängigkeit von Leistung und Funktionsumfang variierbar. Im Rahmen der gesetzlichen Möglichkeiten können die Linsen im Scheinwerfer frei positioniert werden, wobei Linsengröße und Linsenbeschnitt nach Maßgabe von Effizienz und Leistung an den Scheinwerfer angepasst werden können. Zusammen mit den zusätzlichen Lichtfunktionen ergeben sich dadurch zahlreiche Styling-Optionen, um einerseits der Technologie und anderseits der jeweiligen Marke zu einem einzigartigen Ausdruck zu verhelfen.

ZKW arbeitet bereits an der nächsten und sogar übernächsten Generation. Die Matrix-Systeme der nächsten Generation werden im ersten Schritt als sogenannte Pixel-lite auf die Straße kommen und in finaler Ausbaustufe als hochauflösende Scheinwerfersysteme in ferner Zukunft ein Optimum an Sicht und Sicherheit bieten.

Literatur

[1] M. Enders: Pixel Light, Progress in Automobile Lighting 2001, pp. 234–239.
[2] S. Berlitz: LED is now, what is next? Int. Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt 2007, pp. 123–130.
[3] J. Moisel, R. Ackermann, M. Griesinger: Adaptive Headlights utilizing LED-Arrays. Int. Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt 2009, pp. 287–296.
[4] A. Moser: Matrix Light – Combining Styling, Functionality and Scalability Int. Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt 2011, pp. 261–270.
[5] M. Böhm, J.F. Krems, J. Löcher: Efficacy of Adaptive Front-Lighting Systems – A Field Study Under Further Consideration of Drivers’ Customary High Beam Usage Behaviour. Int. Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt 2009, pp. 238–242.
[6] B. Hummel: Matrix-Beam – an Adaptive Driving Beam System (ADB). Int. Symposium on Automotive Lighting, Darmstadt 2009, pp. 297–306.

Die Autoren

Dip.-Ing. Gerald Böhm
studierte Technische Physik (Simulationsrechnung, Astrophysik, Nukleartechnik) an der Technischen Universität Wien. Er trat 2006 bei ZKW ein und ist dort seit Juli 2011 als Group Director Research und Innovation tätig.

gerald.boehm@zkw-group.com

Dip.-Ing. Christian Bemmer
ist Projektmanager Research und Innovation bei der ZKW Group.

christian.bemmer@zkw-group.com

Dip.-Ing. Andreas Moser
studierte Technische Physik an der Universität Linz (JKU). Er arbeitet seit 2008 bei ZKW und hat seit Oktober die Position als Director Lichttechnik inne.

andreas.moser@zkw.at