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Astra Entwickler-Tagebuch Entwicklung Technik

IntelliLux LED Matrix Licht – Im Fokus der Profis

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Opel-Ingenieure„Innovative LED-Lichtsysteme“ heißt das Titelthema der „ATZ – Automobiltechnische Zeitschrift“, Ausgabe 2/2016. Da darf natürlich das IntelliLux LED® Matrix Licht von Opel nicht fehlen. Die Hightech-Lichtoption für unseren Astra K überzeugt Kunden, Händler, Medien und Experten gleichermaßen. So einfach in der Anwendung, so komplex ist das System in der Auslegung. Das beschreiben die Ingenieure Thomas Feid, Frank Langkabel, Carsten Neitzke und Philipp Roeckl – sie alle gehören zur Arbeitsgruppe unseres Lichtpapstes Ingolf Schneider. Den ATZ-Fachartikel von Profis für Profis präsentieren wir hier auszugsweise:

Herausforderungen während der Entwicklung
Opel-Licht
Mit der Serieneinführung des IntelliLux LED-Matrix-Scheinwerfersystems endet eine fünfjährige Entwicklungszeit. Die Komplexität dieses neuen LED-Scheinwerfers hat sich im Gegensatz zu den vorangegangenen Lichtsystemen deutlich erhöht. Daher galt es, in der Entwicklungsphase neue technische Systemlösungen zu generieren, die sich nun an komplette elektronische Fahrzeugarchitekturen richten. Die Arbeit in funktionsübergreifenden Arbeitsgruppen war somit der Schlüssel, um dieses Scheinwerfersystem zu entwickeln.

Technische Umsetzung
Licht
Die Matrixeinheit des neuen IntelliLux LED-Matrix-Lichts besteht aus der Trägerplatte, die gleichzeitig als Kühleinheit dient. Pro Scheinwerfer sind acht LED-Kanäle auf fünf Reflektorflächen verteilt. Drei der Reflektorflächen sind doppelt mit LEDs bestückt; zwei von ihnen sind einfach mit einer LED bestückt. Das Abbiegelicht weitet die Abblendlichtverteilung bis auf 90° nahtlos auf. Das Abblendlicht ist über eine mechanische Verbindung mit der Matrixeinheit verbunden. Bei Bedarf wälzt ein aktiver Lüfter die Luft im Inneren des Scheinwerfers um, und sorgt für die nötige Kühlung. LED-Tagfahrlicht und LED-Fahrtrichtungsanzeiger sind in einer Elektronik vereint und nutzen denselben Lichtleiter. Ein zusätzliches Innenfilter sorgt für die Anforderungen an Homogenität und Formgebung des typischen Wing-Designs, welches sich konsequent in allen Opel-Produkten fortsetzt.

Lichttechnische Auslegung
Opel-LED-Licht
Durch den Aufbau eines Fernlichts aus gleichen Einzelsegmenten entsteht zunächst eine Lichtverteilung, die im Seitenbereich nicht sanft ausläuft, sondern einen scharfen Abschluss generiert. Um in Fahrsituationen mit engen Kurvenradien und starkem seitlichen Bewuchs keine Eigenblendung durch den Außenbereich der Matrixsegmente zu generieren, werden diese leicht abgedimmt. Das Abdimmen der äußeren Seitenbereiche generiert insbesondere bei Kurvenfahrten ein zusätzliches Sicherheitsgefühl. Ein sanfter Übergang in unbeleuchtete Bereiche ist für das menschliche Auge wesentlich angenehmer und strengt bei längeren Nachtfahrten weniger an. Eine der größeren Herausforderungen war es, einen guten Kompromiss zwischen scharfen vertikalen Schattengrenzen im Teilfernlichtbereich und einer homogenen Gesamtlichtverteilung bei vollem Fernlicht zu finden.

Segment-GrenzenSubjektiv wird eine scharf abgebildete Schattengrenze näher an der Objektgrenze wahrgenommen als eine weich auslaufende Grenze. Die Sichtweite ist mit der scharfen Variante zwar optimal; jedoch entsteht durch den benötigten hohen Gradienten an den Seiten der Einzelsegmente eine störende vertikale Inhomogenität in der gesamten Fernlichtverteilung. Weiche Schattengrenzen lassen die Einzelsegmente in der vollen Fernlichtverteilung homogen ineinander verschmelzen, dagegen wirkt ein gebildeter Schattenbereich um ein Objekt deutlich größer.

Umsetzung des Regelalgorithmus
Eine direkte Umsetzung der kameraseitigen Objektinformationen in die entsprechende Lichtverteilung ist für ein Matrix-Lichtsystem nicht zielführend. Hektische Teilausleuchtungen und unstetige Lichtverläufe wären die Folge. Daher werden die Objektinformationen in intelligenter Weise gefiltert und das resultierende Lichtbild in einen für den Fahrer logischen und erlebbaren Zusammenhang gebracht, ohne auf Dauer störende Eindrücke zu erwecken. Eine weitere Herausforderung bei der Umsetzung war es, dynamische, gleichmäßig verlaufende Schattengrenzen mit der Anzahl der zur Verfügung stehenden Segmente zu schaffen. Ein komplexes Zusammenspiel von definierten Zeitverläufen, Dimmrampen und einer bestimmten Überlappung der Einzelkanäle hat schließlich das gewünschte Ergebnis gebracht.

Zusammenfassung und Ausblick
Opel Astra-Licht
Mit dem IntelliLux-LED-Matrixlicht ist es Opel gelungen, eine erlebbare Sicherheitsfunktion zu einem moderaten Preis für das Kompaktwagensegment anzubieten. Aus der Entwicklung können zahlreiche Erfahrungen in künftige Projekte mitgenommen werden, sodass die Lichtsysteme stets an den wachsenden Anforderungen des Kunden anknüpfen werden. Es wird erwartet, dass zukünftige Lichtsysteme tiefer in die Fahrzeugarchitektur integriert werden, um die Funktionalität mit Sensorsignalen weiterer Komponenten zu verbessern. Matrix-Scheinwerfer mit hoher Segmentauflösung oder auch mehrreihige Pixelsysteme sind längst herstellbar. Immer wichtiger wird jedoch die Betrachtung des Gesamtsystems, denn ein hochauflösender Scheinwerfer kann das eigene Potenzial nur in Verbindung mit der entsprechenden Signalgeschwindigkeit und -genauigkeit der benötigten Sensorkomponenten ausschöpfen. Deswegen wird sich neben der Entwicklung neuer Scheinwerfertechnik der Fokus auf die Verbesserung der Objekterkennung konzentrieren.