Verschiedene
Lichtverteilungen aus einem Scheinwerfer
Der nächste Schritt der
Entwicklung in der modernen Lichttechnik beim Automobil ist ein
variables intelligentes Lichtsystem
(früher: VARILIS) mit
situationsabhängiger und vollautomatischer Lichtsteuerung. (Anm.:
Verschiedene Fahrzeug- und Systemhersteller verwenden dazu
unterschiedliche Bezeichnungen.
Ein Weg zur
Realisierung von variablen Lichtsystemen ist z.B. VarioX, ein
innovatives Hella-Scheinwerfersystem, mit dem sich bis zu fünf
verschiedene Lichtverteilungen (zum Beispiel verschiedene Arten des
zukünftig möglichen Abblendlichtes, dazu etwa ein spezielles Autobahnlicht
und das Fernlicht sowie die Umschaltung von Rechts- auf Linksverkehr) aus
nur einem Xenonscheinwerfer erzeugen lassen.
Grundlage von VarioX ist das Projektionsscheinwerfersystem.
Das Funktionsprinzip: Eine
Blende wird zwischen Lichtquelle und Glaslinse geschoben, etwa
vergleichbar mit einem Diaprojektor. Die Form dieser Blende sorgt für die
gewünschte Hell-Dunkel-Grenze.
Ein weiterer Schritt,
um außer dem Abblendlicht eine weitere Lichtverteilung aus einem
Scheinwerfer zu erzeugen, war der Bi-Xenon-Scheinwerfer. Hier
wird die Blende für das Abblendlicht binnen Sekundenbruchteilen
mechanisch abgesenkt und gibt das Fernlicht frei (z.B. Porsche 911).
Für
VarioX haben Hella-Ingenieure eine Frei-Form-Walze entwickelt, die
sich anstelle der Blende zwischen Xenonlampe und Glaslinse befindet.
Die um die Längsachse
drehbare Walze besitzt auf ihrer Mantelfläche unterschiedliche
Konturen, mit denen sich verschiedene Lichtverteilungen auf der Straße
abbilden lassen.
Gesteigerte Anforderungen an die Verkehrssicherheit
bei Nacht
Mit variabalen Lichtverteilungen verfolgen die Lichtspezialisten und
Autohersteller das Ziel, den Fahrkomfort und vor allem die Sicherheit auf
nächtlichen Straßen zu erhöhen. Denn die Zahlen des Statistischen
Bundesamtes belegen, dass 40 Prozent aller Unfälle mit tödlichem Ausgang
bei Nacht geschehen, obwohl das Verkehrsaufkommen um 80 Prozent geringer
ist als am Tag. Variable Lichtverteilungen basieren auf intensiven Studien
von Straßengeometrien und nächtlichen Fahrsituationen, die ergaben, dass
das Fahrlicht der Zukunft sich automatisch an die unterschiedlichen
Fahrsituationen und Lichtverhältnisse anpassen sollte:
Beim Abbiegen schwenkt der Scheinwerfer in die eingeschlagene Richtung
In der
Stadt soll eine breite Lichtverteilung auch in Abbiegesituationen ein
frühzeitiges Erkennen von Fußgängern und Radfahrern ermöglichen.
Die Hell-Dunkel-Grenze ist horizontal eben und von der Reichweite
herabgesetzt. Während Nickbewegungen des Fahrzeugs somit nicht zur
Blendung des Gegenverkehrs führen, verbessert die breite Auslegung der
Lichtverteilung die seitliche Wahrnehmung.
Auf Landstraßen ist
neben einer vergrößerten Reichweite auch eine bessere Ausleuchtung der
Kurven notwendig.
Eine Anhebung der Hell-Dunkel-Grenze im linken Bereich verbessert die
Sicht am Fahrbahnrand der Gegenspur.
Auf der Autobahn ist es sinnvoll, neben einer
vergrößerten Reichweite des Lichtes die Blendung für Vorausfahrende,
speziell Fahrzeuge in Überholsituationen, zu reduzieren.
Beim Autobahnlicht wird eine flache Hell-Dunkel-Grenze umgesetzt.
Angehoben bietet sie dem Fahrer eine erhöhte Sichtweite.
Besonders wichtig ist die Verbesserung von
Sicht und Sichtbarkeit bei Schlechtwettersituationen wie Regen,
Nebel oder Schneefall, für die das intelligente Beleuchtungssystem
eine optimierte Lichtverteilung bereitstellt.
Für die variablen Lichtverteilungen wurden völlig neue
Beleuchtungstechniken entwickelt, die variabel auf die
unterschiedlichen Situationen reagieren können und die zum Teil
konträre Lichtverteilungen erfordern. Bei all diesen unterschiedlichen
Lichtverteilungen darf es zudem keinesfalls zu einer Blendung des
Gegenverkehrs kommen.
Die Nutzung von Videosystemen zur Erfassung des Straßenverlaufs und der
-breite oder von Navigationssystemen stellen weiteres
Verbesserungspotential für AFS dar. Ist der Verlauf einer Strecke im
voraus bekannt, so kann die Lichtverteilung vorausschauend angepasst
werden. Der Blick des Fahrers soll durch das Licht geführt in die Kurve
geleitet werden.
Die Auswertung der Videobilder ermöglicht eine Vorausschau auf den weiteren
Straßenverlauf. Zusätzlich können weitere Verkehrsteilnehmer in ihrer Position
erkannt werden. Eine Anpassung der Lichtverteilung minimiert die Blendung. Die
Fahrbahnbreite stellt eine weitere Größe dar, die sich als Information für das
AFS eignet.
Mit der Adaptiven Hell-Dunkel-Grenze (aHDG) können entgegenkommende
Fahrzeuge ausgeschnitten werden. Mehr dazu auch in der neuen
App Nachtfahrt von Hella.
Ein Sicherheitsplus: Das automatische Einschalten
der Beleuchtung
Ein weiteres Sicherheitsplus bei modernen
Lichttechniken ist das automatische Einschalten des Lichts (z.B. Citroen
C5). Denn bei Dämmerung und Dunkelheit tauchen immer wieder unbeleuchtete
Fahrzeuge im Straßenverkehr auf. Die Gründe: Wegen der vorhandenen
Straßenbeleuchtung merkt der Fahrer nicht, dass er ohne Licht fährt. Oder
er sagt sich bei Dämmerung: "Ich sehe noch genug, ich brauch noch kein
Licht." In beiden Fällen bilden die Fahrzeuge ein erhebliches
Sicherheitsrisiko, weil sie von anderen Verkehrsteilnehmern kaum
wahrgenommen werden. Ein von Hella-Spezialisten entwickelter Licht-Sensor
verfügt über zwei voneinander unabhängige Sensoren zur Erfassung des
Umgebungslichtes und der Vorfeldbeleuchtung. Der Umgebungslichtsensor
misst die allgemeine Lichtintensität. Dazu erfasst er das Licht in einem
möglichst großen Winkel, ohne die Einfallrichtung zu berücksichtigen. Der
Sensor für die Vorfeldbeleuchtung misst dagegen die Lichtintensität in
einem kleinen Winkel ausschließlich direkt vor dem Fahrzeug.
Ein spezieller Algorithmus
erkennt anhand der Daten dieser beiden Sensoren sowie unter Einbeziehung
weiterer Daten aus der Fahrzeugelektronik die unterschiedlichen
Lichtverhältnisse (Tag, Nacht, Dämmerung, Tunnel- oder
Brückendurchfahrten) und schaltet entsprechend das Fahrlicht ein oder aus.
Datenaustausch durch digitale
Fahrzeugelektronik
Darüber hinaus kann das intelligente
Beleuchtungssystem mit Hilfe digitaler Elektronik die Daten weiterer
Sensoren nutzen, etwa die Sonnensensoren der Klimasteuerung,
Geschwindigkeitssensoren, Sensoren für Straßenzustand (trocken/nass),
Regen, Nebel und Straßenverlauf (gerade/kurvenreich). Die Koppelung
intelligenter Scheinwerfer mit einem Navigationssystem macht darüber
hinaus eine vorausschauende Ausleuchtung verschiedener Fahrsituationen
(etwa bei Kurven) möglich.
Lichtleitertechnik
Einen neuen Weg geht Hella nun auch mit der Lichtleitertechnik. Im
Volvo SCC (Safety Concept Car) sind Lichtquelle und Lichtaustritt
getrennt. Das gibt den Designern völlig neue Möglichkeiten. Eine
Xenonlampe dient beispielsweise als Lichtquelle. Das Licht wird über eine
Lichteinkopplungseinheit durch einen elliptischen Reflektor in einem
Brennpunkt gesammelt und in das Lichtführungselement, bestehend aus
Glasfasern, eingespeist.
