Profiwissen Lichttechnik

LED Technik ermöglicht individuelle Helligkeit

Foto: MAN

Braucht es noch Halogenlampen, hat Laserlicht eine Zukunft und was haben GPS-Daten mit Scheinwerfern zu tun? Ein Überblick über den aktuellen Stand der Lichttechnik.

Die Fakten sind erschreckend: Etwa 40 Prozent aller tödlichen Unfälle auf Landstraßen passieren nachts, obwohl dann lediglich 20 Prozent des tagsüber üblichen Verkehrs unterwegs sind. Ein Grund ist schlechte Sicht. Eine helle, gleichmäßige und weite Ausleuchtung der Fahrbahn ist unerlässlich, um Gefahren rechtzeitig zu erkennen und ermüdungsfrei unterwegs zu sein. Damit das gelingt, entwickeln Ingenieure immer bessere Scheinwerfer; die Evolutionsreihe führt derzeit von Halogen- über Xenon- und LED-Lampen hin zum Laserlicht.

Xenon könnte bald durch LED ersetzt werden

In Sachen Leistungsfähigkeit sind Halogenscheinwerfer zwar längst überholt. Doch sie sind aufgrund der simplen Technik äußerst preiswert. Man benötigt keine teure Leistungselektronik, und die Lampen kosten nur ein paar Euro. „Der Weltmarktanteil von Halogenscheinwerfern beträgt noch mehr als 50 Prozent. Vor allem in preissensitiven Märkten wie Indien, China oder Südamerika werden sie weiterhin eingesetzt“, berichtet Steffen Pietzonka, Leiter globales Lichtmarketing beim Automobilzulieferer Hella. Auch Xenonlicht hat seinen Zenit überschritten. Obwohl Xenonlampen eine hervorragende Helligkeit bieten und viel Licht auf die Straße bringen, war die mögliche Leistung ausgereizt; die Scheinwerfer waren nicht flexibel genug. Steffen Pietzonka geht davon aus, dass Xenon bald vom Markt verschwinden und durch LED ersetzt wird. In Europa und Nordamerika spielen LED-Scheinwerfer seit Jahren ihre Vorteile aus; immer öfter auch in Nutzfahrzeugen, und zwar nicht nur als Tagfahr-, sondern auch als vollwertiges Abblendlicht. Hier erzeugen eine oder mehrere LEDs (Licht emittierende Dioden) das Licht. Anders als beim Halogenscheinwerfer ist jedoch eine aufwendige Leistungselektronik nötig, die zudem passiv oder aktiv – etwa mit Lüftern – gekühlt werden muss. Dafür braucht es mehr Bauraum, zudem steigen Gewicht und Kosten.

Foto: Hella
Beim Pixellicht von Hella lassen sich bis zu 100 LEDs pro Scheinwerfer einzeln ansteuern. So kann die Helligkeit individuell geregelt werden.

Dennoch bietet die LED-Technik viele Vorteile: So hat Hella einen Scheinwerfer im Portfolio, dessen bis zu 100 LEDs sich einzeln ansteuern und individuell in der Helligkeit regeln lassen. Dadurch ist eine präzise Lichtverteilung möglich, ohne den Gegenverkehr zu blenden. Auch Kurvenlicht lässt sich mit LED-Scheinwerfern deutlich leichter realisieren. Dynamisches Kurvenlicht nutzt das Abblendlicht, das in Richtung der Kurve geschwenkt wird. Bislang waren Scheinwerfer dafür mit einer Schwenkmechanik ausgestattet. Mit der LED-Technik ist eine aufwendige Mechanik nicht mehr nötig, entsprechende LEDs für die Kurvenausleuchtung können einfach nach Bedarf zu- und wieder abgeschaltet werden. Nachteil dieser Systeme ist, dass sie erst reagieren, wenn der Fahrer bereits eine Lenkbewegung initiiert hat. Deutlich besser ist es jedoch, den Blick zu lenken und Kurven bereits auszuleuchten, bevor man sie erreicht. Dank Navigationssystemen mit hochpräzisen Landkarten ist das in einigen Oberklasse-Pkw schon heute möglich. Bei diesem sogenannten prädiktiven Kurvenlicht wird die Position des Fahrzeugs exakt erfasst und mit den Kartendaten abgeglichen; und noch bevor der Fahrer die Kurve erreicht und das Lenkrad einschlägt, schwenkt der Lichtkegel in die Kurve und leuchtet sie aus. In diesem Zusammenhang ist auch folgende Funktion bereits in Serie verfügbar: Nähert sich ein Fahrzeug in einer Ortschaft bei niedriger Geschwindigkeit einer Kreuzung, verbreitert sich automatisch der Lichtkegel und leuchtet die Kreuzung besser aus.

Wann wird prädiktives Kurvenlicht im Lkw verfügbar sein?

„Bislang kam Pkw-Technik oft mit einem Zeitversatz von mehreren Jahren im Lkw an. Bei der LED hat es gute fünf Jahre gedauert“, sagt Steffen Pietzonka. Grund seien vor allem die Kosten. Während im Pkw aus Styling- und Prestigegründen auch hochpreisige Scheinwerfertechnologien verbaut werden, kommt es bei Nutzfahrzeugen sehr stark auf ein möglichst effizientes Produkt an. Daher wird auf absehbare Zeit auch eine weitere Technik nicht im Lkw zu finden sein, über deren Mehrwert sich ohnehin streiten lässt: Laserlicht. Derzeit kommt Laserlicht nur als separates Fernlicht zusätzlich zu einem LED-System zum Einsatz. „Ein Laserstrahl erzeugt eine hohe Lichtintensität auf kleinem Lichtaustritt. Dies bietet Vorteile für bestimmte Anwendungen, so zum Beispiel das Zusatzfernlicht. Hier sind Reichweiten von bis zu 600 Metern möglich“, erklärt der Experte von Hella. Laut Osram ist die Helligkeit einer Laserdiode mindestens viermal so stark wie die einer LED. Der Haken an der Sache: Es gibt nur wenige Hersteller von Laser­dioden, und die Technik ist teuer. Vor nicht allzu langer Zeit kostete eine einzelne Diode so viel wie ein kompletter ­LED-Scheinwerfer. Doch auch hier kommen mittlerweile Skaleneffekte zum Tragen: 2014 kostete das Laser-Fernlicht bei der Einführung des BMW i8 satte 9.500 Euro – heute gibt es die Technik sogar für den 3er-BMW für weniger als ein Viertel des damaligen Preises.

Ein Abblendlicht auf Laserbasis ist zunächst jedoch nicht zu erwarten. Denn das Abblendlicht muss eine breite Fläche vor dem Fahrzeug ausleuchten; dafür müsste man den Laserstrahl auffächern. Allerdings reicht dann der Lichtstrom nicht mehr für eine gute Helligkeit aus. Mehr Laser­dioden zu verwenden ist aus Kostengründen keine Option. Seit einigen Jahren arbeiten praktisch alle Fahrzeughersteller und Lichttechnik-Zulieferer an einer höheren Auflösung der Lichtverteilung. Hierbei wird das Licht einer Quelle, etwa einer LED, je nach Scheinwerfer und Technologie in Zehntausende Lichtpunkte „aufgeteilt“. Jedes Pixel lässt sich individuell ansteuern, sodass sich viele sinnvolle Einsatzmöglichkeiten ergeben: So könnte in engen Baustellen die Fahrzeugbreite auf die Fahrbahn projiziert werden, Abstandslinien zum Vorausfahrenden sind ebenso möglich wie präzisere blendfreie Fernlichtsysteme. Auch die Helligkeit lässt sich individuell anpassen. So können etwa Hindernisse und Gefahrenstellen kurzzeitig stärker beleuchtet werden, ohne dass der Gegenverkehr geblendet wird. Aber wie beim prädiktiven Kurvenlicht gilt auch hier: Bis die Technik im Lkw erhältlich sein wird, dürften noch einige Jahre vergehen.

Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
Lao04 2020 Titel
lastauto omnibus 4 / 2020
11. April 2020
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