Alles über Profiwissen
Lichtsteuerung Zoom

Lichtsteuerung: Skalierbares Licht

Leuchtmittel wie LED und Laser-Booster stehen derzeit im Blickpunkt der Fahrzeugtechnik. Die dafür nötigen Treiber führen aber meist ein Schattendasein. Ohne das jeweilige Steuergerät bleibt nämlich alles duster.

In Nutzfahrzeugen halten Leuchtdioden (LED) inzwischen auch Einzug ins Abblend- und Fernlicht. Als kleines Halbleiterelement in transparente Acrylharze gegossen, haben sie eine Menge Vorzüge: Sie sind widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse, versprechen eine über die Fahrzeuglebensdauer reichende Haltbarkeit und zeigen eine geringere Stromaufnahme als vergleichbare Leuchtmittel. Während durchschnittliches LED-Abblendlicht bei einer Leistung um die 18 Watt liegt, belastet eine Xenon-Lampe das Bordnetz mit 35 Watt. LED sind zudem erschütterungsresistent, eine Eigenschaft, die sich im Nutzfahrzeug besonders auszahlt.

In der Fahrzeugtechnik sind momentan verschiedene Lichtkonzepte im Einsatz: Am gängigsten sind Halogen für Abblend- und Fernlicht mit LED als Tagfahr-, Blink- und Rücklicht. Dieselbe Kombination gibt es, in der das Abblendlicht aber durch Xenon-Technik ersetzt ist. In der nächsten Stufe sorgt Xenon auch für das Fernlicht. Jüngste Variante sind reine LED-Scheinwerfer für Abblend-, Fern-, Tag-, Blink- und Rücklicht. In absehbarer Zeit dürften dann auch sogenannte Matrix- oder Pixel-Scheinwerfer mit oder ­ohne Laserunterstützung ­verfügbar sein. Mit der herkömmlichen 24-Volt-Bordspannung ist bei den neuen Lichtquellen allerdings nichts erreicht.

Steuergeräte müssen Licht in Zaum halten

So benötigt ein Bündel einzelner LED-Stränge beispielsweise bis zu 75 Volt Spannung. Es braucht also Steuergeräte, welche die Regie über Xenon, LED und Co. zentral übernehmen und eine passende Betriebsspannung erzeugen. An Lichtsteuergeräten von Continental beispielsweise sind am Ausgang Ströme von 70 Milliampere bis 1,5 Ampere und Spannungen von 2 bis 75 Volt abrufbar.

Das treibt Kosten und Gewicht nach oben. Um die Leistungsaufnahme unten zu halten und eine vernünftige Betriebsdauer zu erreichen, sind bislang oft nicht nur die Leuchtmittel aktiv zu kühlen, sondern auch das Steuergerät selbst. Lichtintensität und -temperatur steuert die Elektronik mithilfe der sogenannten Pulsweitenmodulation. Ein Schaltregler justiert dabei Grundhelligkeit und emittierte Farbtemperatur. Bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen oder beispielsweise verschieden alten Leuchtmitteln ist somit immer dasselbe Erscheinungsbild des Scheinwerfers gewährleistet.

Lichter sind per LIN und CAN angeschlossen

Scheinwerfer und Treiber sind inzwischen Teil der Datenbordnetz-Architektur des Fahrzeugs. Über LIN und CAN ist das Frontlicht an die Systembusse sowie die zentrale Fahrzeugelektronik angeschlossen und nutzt dabei Infos über Geschwindigkeit, Lenkwinkel, die Lichtanforderungen des Fahrers und die Messdaten von Licht- und Regensensor.

Entsprechend komplex ist die Koordination, die das Steuergerät mit seiner elektronischen Regie zu übernehmen hat. So managt es die Fernlichtassistenz durch Ansteuern eines Stellmotors, der beim Wechsel von Fern- auf Abblendlicht ­eine Blende bewegt. Ein weiteres Beispiel sind die jeweiligen Lichtfunktionen eines Voll-LED-Scheinwerfers: LED-Stränge lassen sich einzeln ansteuern und sorgen damit für eine angepasste Ausleuchtung der Straße in Sekundenbruchteilen, ausgehend von Abblendlicht oder Fernlicht, speziellem Licht für Autobahnen oder Landstraßen sowie das Ausleuchten von Kurven oder Kreuzungsbereichen.

Ein weiterer Entwicklungsschritt könnte die Einbindung von Navigationsdaten in die Lichtsteuerung sein. Damit möglich wäre ein exakteres Ausleuchten der vor dem Fahrzeug liegenden Strecke, sodass dem Fahrer der Weg quasi im Voraus gezeigt wird. Mit einer gleichzeitigen Vernetzung von Kamera- und Radarsystemen ließe sich so das auto­matische Senken und Heben der Scheinwerfer bei Steigungen und Gefällen oder das gezielte Anleuchten von Fußgängern, Hindernissen und  Schildern realisieren.

Achillesferse Elektronik

Schöne, helle Elektronikwelt: Kein Fernlichtassistent, kein Xenon-, kein LED- und schon gar kein Laser-Booster kommen ohne ein komplexes Steuergerät aus. Solange es anstandslos arbeitet, ist alles in Ordnung. Aber wehe, es fällt eine Xenon-Lampe oder ein LED-Strang aus. Für den Fahrzeughalter verheerend wirkt sich aber ein defektes Lichtsteuergerät aus. Beispielsweise dann, wenn sich aufgrund einer nachlässigen Rundumabdichtung an Kabelzuführungen Öffnungen auftun, die den Blick bis auf die Platine freigeben. Mit längerem Einwirken von Nässe oder gelegentlichen Dampfstrahlerduschen ist der frühzeitige Ausfall des Steuergeräts dann programmiert – und damit Werkstattkosten, die nicht selten über 1.000 Euro liegen.

Andreas Wolf lastauto omnibus

Autor

Foto

Continental

Datum

14. Juli 2015
5 4 3 2 1 0 5 0
Kommentare
Unsere Experten
Björn Kränicke, Experte für Aus- und Weiterbildung BKF Björn Kränicke Aus- und Weiterbildung BKF
Koordinator des CompetenceCenters Transport-Logistik und zuständig für die Entwicklung und Pflege… Profil anzeigen Frage stellen
Prof. Dr.-Ing. Heinz-Leo Dudek, Experte für Telematik Heinz-Leo Dudek Telematik
Prof. Dr. Dudek ist Studiengangsleiter für das Wirtschaftsingenieurwesen an der DHBW Ravensburg… Profil anzeigen Frage stellen
Aktuelle Fragen
Kostenloser Newsletter
Newsletter Small

+++ Tests +++
+++ News +++

Und immer bequem und kostenlos per E-Mail.