Optoelektronik 27.10.2006, 19:24 Uhr

Leuchtdioden spenden Licht und Sicht  

VDI nachrichten, Baden-Baden, 27. 10. 06, wop – Die Optoelektronik wird kurz- und mittelfristig im Automobil weiter an Bedeutung gewinnen. Das ist ein Fazit, das die Teilnehmer des VDI-Kongresses „Fahrzeugelektronik im Fokus“ am 18. Oktober in Baden-Baden zogen. In einem Schwerpunkt berichteten die Fachleute über den Elektronikeinsatz im Bereich „Licht und Sicht“.

Explodiert ist die Vielfalt in der Kraftfahrzeugbeleuchtung in den letzten 15 Jahren. Durch Einsatz von Elektronik und vor allem durch die Möglichkeiten komplexer Software wurden laut Dr.-Ing. Wolfgang Huhn von Audi neue Funktionen für mehr Sicherheit im Straßenverkehr entwickelt beispielsweise Xenonlicht, adaptives Frontbeleuchtungs-System (AFS) und Tagfahrlicht mit Leuchtdioden (LED = Light Emitting Diode). Die funktionale Zukunft in der Kfz-Lichttechnik, so Huhn, liege in der Verbindung mit Fahrerassistenzsystemen.

Zur Automatisierung unterschiedlicher, bislang vom Fahrer betätigter Funktionen aus dem Bereich Sicht und Licht, hat sich in den letzten zehn Jahren eine Ansammlung von Sensorfunktionalitäten etabliert, die als „Sensorcluster Windschutzscheibe“ am oberen Rand der Frontscheibe zu finden ist. Frank Bläsing von der Leopold Kostal GmbH Co. KG, Lüdenscheid, erwartet, dass zukünftig weitere Sensoren, beispielsweise Kamerasensoren, zu diesem Cluster hinzugefügt werden. Er verwies auf ein entwickeltes bauraumoptimiertes, scheibengebundenes Kamerafrontend, bei dem funktionale Gesichtspunkten und designtechnische Aspekte berücksichtigt werden.

Die Verbesserung der Nachtsicht mit einer Infrarotkamera, wie sie etwa von BMW oder DaimlerChrysler angeboten werden, oder die Erfassung eines entgegenkommenden Fahrzeuges zur automatischen Abblendung sind Aufgaben, die eine Bildverarbeitung im Auto leisten muss. Sind derartige Systeme installiert, sind Funktionenerweiterungen möglich, beispielsweise solche, die als „Spur-Assistent“ dienen.

In neuen Pkw-Modellen ist mit dem größeren Einsatz des 2003 eingeführten adaptiven, dem Kurvenverlauf folgenden Lichts zu rechnen. Eine technische Revolution durch die LED-Technik erwartet Dr. Markus Bläsing von Visteon, da die Einführung der Leuchtdiode als Lichtquelle auch für den Scheinwerfer gerade bevorstehe.

LED werden heute zur Beleuchtung von Kombiinstrumenten, farbfähiger Displaymodule und bilderzeugender Einheiten von Head-up-Displays verwendet. Dabei spiele laut Dr. Alf Burau von Siemens VDO Automotive die Auslegung der Beleuchtung und die genaue Abstimmung der Leuchtdichten und Farborte aller Anzeigekomponenten eine bedeutende Rolle. Burau betonte, dass mit LED unterschiedlicher Bauformen und Technik die Beleuchtungskonzepte zu optimieren seien.

LED haben in den Armaturentafeln kontinuierlich die Kleinsignallampe mit Filterscheibe verdrängt. Hersteller, die diesen Weg gingen, mussten sich zwar Lösungen für die vorgeschriebene blaue Fernlichtanzeige einfallen lassen, oder eine Ausnahmegenehmigung erwirken. Der Erfolg der LED beruht u. a. darauf, dass im Wesentlichen nur Licht in der gewünschten Wellenlänge erzeugt wird. Farbige Beleuchtungen bieten interessante Gestaltungsvarianten für den Innenraum, vielleicht in naher Zukunft unterstützt durch den Einsatz organischer Leuchtdioden, an denen weltweit gearbeitet wird.

Mit der Steigerung ihres Wirkungsgrades hat sich die LED einen festen Platz im Segment der dritten Bremsleuchte und zunehmend in den übrigen gelben und roten Anwendungen gesichert.

Ein Vordringen der LED in den Scheinwerfer war Mitte der 1990er-Jahre nicht absehbar. Zu der Zeit hieß der Trend bei Frontscheinwerfern Gasentladungslampen, Xenonlicht genannt. Ihre notwendige hohe Betriebs- und Zündspannung liegt im Bordnetz nicht vor und muss aufwendig elektronisch erzeugt werden. Ursprünglich mit vierstelligen Aufpreisen und als Merkmal der Oberklasse, wird das Xenonlicht heutzutage als optionale Ausstattung fast in allen Pkw angeboten.

In den letzten zehn Jahren hat sich die LED-Technik so rasant entwickelt, dass bei Pkw interessante Designlösungen zu erwarten sind. Es darf aber keinesfalls übersehen werden, dass hier ein Prozess aus der Leistungselektronik zur Lichtemission genutzt wird, dessen Effizienz eng verknüpft ist mit den thermischen Bedingungen in den jeweiligen Halbleiterstrukturen: Das heißt wirkungsvolle, an die jeweiligen Betriebszustände angepasste Kühlung.

Die Einführung des obligatorischen Tagfahrlichts in Ländern Europas gilt als Einstiegspotenzial für zukünftige LED-gestützte Scheinwerfer, die vorerst den Anforderungen des Gesehenwerdens genügen müssen. Diesen Weg verfolgt Audi mit dem Tagfahrlicht des S6. Während die Benutzer des Abblendlichts am Tag zwischen 200 W und 300 W Leistungsverbrauch – Kraftstoffmehrverbrauch – in Kauf nehmen und sich zudem mit einem gedimmten Infodisplay begnügen müssen, spart Audi durch das LED-Tagfahrlicht deutlich Energie: „Für die Funktion brauchen wir jetzt nur 20 W, das ist beim Benzinverbrauch praktisch nicht messbar“, war von Huhn, Leiter Licht und Sicht bei den Ingolstädtern, zu hören.

Der Trend weg von Beleuchtungskomponenten aus einem Systembaukasten zu integrierten Designlösungen werde sich auch mit LED-Scheinwerfern fortsetzen, so Tagungsteilnehmer in Baden-Baden. Darüber hinaus würden optische Systeme zukünftig größere Bedeutung erlangen, die dem Fahrer Signale aus der Fahrzeugumgebung übermitteln und Beiträge zur Sicherheit leisten. B. KIEßLER/W. PESTER

VDI-Berichte Nr. 1957. Fahrzeugelektronik im Fokus; Tagung der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik am 18.10.2006 in Baden-Baden. VDI Verlag, Düsseldorf. ISBN 3-18-091957-4. 252 S. 166 Abb. 4 Tab. (inkl. CD-ROM). 77,00 €.

Ein Beitrag von:

  • Bernd-Wilfried Kießler

  • Wolfgang Pester

    Ressortleiter Infrastruktur bei VDI nachrichten. Fachthemen: Automobile, Eisenbahn, Luft- und Raumfahrt.

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