Die Lichttechnologien von heute
Seit vielen Jahren treibt Audi den Fortschritt in der Lichttechnologie mit Hochdruck voran – vom LED-Tagfahrlicht zu den LED-Scheinwerfern, die heute in mehreren Baureihen verfügbar sind. Als starke Designmerkmale prägen die Scheinwerfer das Erscheinungsbild der Audi Modelle. Aufgrund ihrer guten Fahrbahn-Ausleuchtung tragen sie in hohem Maße zur aktiven Sicherheit bei. Technologien wie das Audi adaptive light reagieren schon heute auf die Umwelt und auf andere Verkehrsteilnehmer.
Audi adaptive light
Das Audi adaptive light für die Xenon plus-Scheinwerfer steht in verschiedenen Ausführungen bereit. Sein Steuergerät regelt die schwenkbaren Xenon plus-Module so, dass sie für Stadt, Landstraße und Autobahn immer die ideale Ausleuchtung liefern. Der Fahrer kann die Schwenkeigenschaften über das Fahrdynamiksystem Audi drive select einstellen. Das Allwetterlicht - in die Hauptscheinwerfer integriert - ersetzt die Nebelscheinwerfer - bei höherer Reichweite, breiterer Seitenausleuchtung und geringer Eigenblendung.
Die gleitende Leuchtweitenregulierung ist ein besonders attraktiver Baustein für das adaptive light. Eine Videokamera erkennt vorausfahrende und entgegenkommende Fahrzeuge an ihrer Beleuchtung. Das Steuergerät passt das eigene Licht in der Reichweite entsprechend an – durch einen weichen Übergang, der immer so viel Ausleuchtung wie möglich zulässt.
Ein technologischer Durchbruch von Audi ist die Vernetzung des Scheinwerfer-Steuergeräts mit der MMI Navigation plus.
Das Navigationssystem liest die Streckendaten im Voraus und gibt sie an den Lichtrechner weiter – so wird etwa das Autobahnlicht mit seiner höheren Sichtweite schon auf der Auffahrt zur Schnellstraße aktiv. Vor Kreuzungen schaltet das System selbsttätig die Abbiegeleuchten ein; in Ländern wie England stellt es die Scheinwerfer von Rechts- auf Linksverkehr um.
LED-Tagfahrlicht und LED-Heckleuchten
Zum ersten Mal kam das Tagfahrlicht aus weißen Leuchtdioden 2004 bei einem Audi A8 W12 zum Einsatz – heute steht es in unterschiedlichen Ausprägungen für jedes Modell bereit. Der Audi A1 etwa nutzt pro Scheinwerfer zwei Leuchtdioden, die ihr Licht in einen transparenten Kunststoffschlauch, einen so genannten Lichtleiter, schicken; er erzeugt eine homogene Kontur.
Beim Audi A7 Sportback erscheint das Tagfahrlicht der optionalen LED-Scheinwerfer ebenfalls linear, doch es wird von 18 einzelnen LEDs und einem vorgelagerten Kunststoffkörper generiert.
Für alle Modelle liefert Audi die Heckleuchten serienmäßig oder optional in LED-Technologie. Sie erzeugen ein markantes Lichtbild, das in vielen Fällen dreidimensionale Effekte erzielt. Die Leuchtdioden erreichen ihre volle Leuchtstärke blitzschnell und verzögerungsfrei – wenn der Fahrer rasch bremsen muss, gewinnt der Hinterherfahrende wertvolle Sekundenbruchteile.
Blinklicht mit dynamisierter Anzeige
Bei der Überarbeitung seines Hochleistungssportwagens R8 hat Audi vor Kurzem das Blinklicht mit dynamisierter Anzeige in Serie gebracht. Es sendet eindeutige Signale an die Umwelt – im Gegensatz zu den Blinkern von heute.
Der wischende Blinker steuert die LEDs sequentiell und blockweise in Abbiegerichtung, von der Fahrzeuginnen- zur Fahrzeugaußenseite. Die anderen Verkehrsteilnehmer profitieren von der eindeutigeren Blinkrichtung.
Die Funktion wird durch 30 linear angeordnete Leuchtdioden realisiert, die in sieben Segmenten im Zeitintervall von 150 Millisekunden nacheinander angesteuert werden. Die Vorteile: zusätzliche Richtungsinformation, intuitiveres Blinksignal und mehr Sicherheit im Straßenverkehr.
LED-Scheinwerfer
Bei den LED-Scheinwerfern handelt es sich um ein Technikfeld, auf dem Audi immer wieder Meilensteine setzt. Seit der Markteinführung beim Hochleistungssportwagen Audi R8 hat die Marke mit den vier Ringen ihren Vorsprung immer weiter ausgebaut – selbst in der neuen A3 Baureihe stehen sie zur Verfügung. Mit etwa 5.500 Kelvin Farbtemperatur ähnelt das LED-Licht dem Tageslicht, deswegen ermüden die Augen des Fahrers kaum.
Die Leuchtdioden sind nahezu wartungsfrei und auf die Lebensdauer des Fahrzeugs ausgelegt. Sie brillieren durch geringe Energieaufnahme – das Abblendlicht etwa beansprucht pro Einheit nur rund 40 Watt, fünf Prozent weniger als die bereits hocheffizienten Xenon plus Scheinwerfer.
Die innovative Technologie der LED-Scheinwerfer führt zu einem radikal neuen Design. Beim Audi A8 etwa ist das Abblendlicht aus zehn einzelnen Modulen aufgebaut; sie ziehen sich unter dem „wing“, der schwingenförmigen Chromkontur, in einem Bogen durch den Scheinwerfer. Direkt unter ihnen liegen in einem zweiten Bogen jeweils 22 weiße und gelbe LEDs für Tagfahrlicht und Blinker. In der so genannten Dickwand-Technik ausgeführt, erscheinen sie als homogen durchgängige Lichtbänder.
Das Fernlicht ist oberhalb des „wing“ untergebracht. Es wird von zwei starken Vier-Chip-LEDs und einem Freiflächen-Reflexionssystem erzeugt; eine Assistenzfunktion schaltet zwischen Abblend- und Fernlicht um. Weitere Hochleistungs-LEDs generieren das Autobahn- und das Abbiegelicht. LEDs werden nicht besonders heiß: Rote Leuchtdioden verkraften etwa 120, weiße 150 Grad Celsius – viel weniger als Halogenscheinwerfer, die bis zu 400 Grad Temperatur erzeugen. Die Audi-Konstrukteure sorgen deshalb über Lüfter dafür, dass die LEDs ihre Wärme gezielt an die Scheibe der Scheinwerfer abgeben, um sie im Winter von Schnee und Beschlag frei zu halten.
Die Lichttechnologien - Ausblick
Audi entwickelt schon heute die Lichttechnologien von morgen. Dabei zeichnen sich drei zentrale Themen ab: Das Audi-Fahrzeuglicht von morgen wird noch intensiver auf die Bedingungen der Umwelt reagieren, es wird auf vielseitige Weise mit ihr kommunizieren und so die aktive Sicherheit weiter erhöhen. Das Licht der Zukunft wird vollelektronisch geregelt sein und durch neue dynamische Funktionen noch praktischer werden.
Audi Matrix LED-Scheinwerfer
Der Begriff Audi Matrix LED-Scheinwerfer bezeichnet bei Audi die Scheinwerfer-Technologie der Zukunft. In den vergangenen beiden Jahren hat die Marke sie in einer Reihe von Showcars präsentiert – in sehr unterschiedlichen optischen und technischen Ausprägungen.
Das „Matrix Beam“-Prinzip besteht darin, das LED-Fernlicht in eine Vielzahl einzelner Segmente aufzuteilen. Die kleinen Einzel-Dioden, die mit vorgeschalteten Linsen oder Reflektoren zusammenarbeiten, liefern stets eine präzise Ausleuchtung, ohne dafür eine Schwenk-Mechanik zu benötigen – sie werden je nach Situation einzeln zu- und abgeschaltet beziehungsweise gedimmt.
Die Audi Matrix LED-Scheinwerfer erhalten ihre Informationen von einer Kamera, vom Navigationssystem und von weiteren Sensoren. Wenn die Kamera andere Fahrzeuge erfasst, blenden die neuen Scheinwerfer das Fernlicht, das aus mehreren Sektoren aufgebaut ist, im entsprechenden Teilbereich gezielt aus. Die Scheinwerfer können auch in schwierigen Situationen die Bereiche zwischen mehreren Fahrzeugen ausleuchten. Das Fernlicht schwenkt navigationsbasiert bereits vor dem Lenkradeinschlag vorausschauend in die Kurve.
Bei der Anzahl der Einzel-LEDs, ihrem Arrangement bei Größe und Design der Scheinwerfer eröffnet die „Matrix Beam“-Technologie faszinierende Möglichkeiten. Diese Funktionalität spiegelt sich auch im speziellen Scheinwerferdesign wieder. Die Ausleuchtung der Segmente ist auch von außen sichtbar.
Die Herausforderungen dabei, betreffen die extrem geringen Toleranzen bei Fertigung und Montage der Bauteile, ihre Ansteuerung und Abgrenzung zueinander sowie die Gesamt-Effizienz des Pakets, die Homogenität des Lichtkegels und die Luftführung in den Scheinwerfern. Audi kann all diese Fragen beantworten – die neue Technologie wird in absehbarer Zeit ihre Serien-Premiere feiern.
Laser-Schlusslicht
Das Laser-Schlusslicht wird von einer Laserdiode erzeugt und zeigt dem Hinterherfahrenden ein helles, klares Signal. Bei guter Sicht erscheint das fächerförmig und leicht nach unten abgestrahlte Laser-Schlusslicht als rote Linie auf der Straße und fordert den Hintermann damit auf, ausreichend Abstand zu halten – ähnlich wie eine Stopplinie.
Im Nebel oder in der Regengischt verwandelt sich die Linie in ein Dreieck – wenn die Laserstrahlen auf Wasserpartikel in der Luft treffen, werden sie an ihnen sichtbar. Das Laser-Schlusslicht wirkt hier wie ein großes Warndreieck.
OLED-Technologie
Mit der OLED-Technologie leistet Audi erneut Pionierarbeit in der Fahrzeug-Beleuchtungstechnologie. Die Abkürzung steht für den Begriff „organic light emitting diode”. Im Gegensatz zu den LEDs von heute, die aus Halbleiter-Kristallen aufgebaut sind, handelt es sich hier um einen organischen Stoff.
Das Material wird sehr dünn – im Bereich von Mikrometern – auf eine extrem plane Oberfläche, etwa hochpoliertes Displayglas, aufgetragen. Wenn man nun eine elektrische Spannung anlegt, geben die Moleküle Photonen ab – die Fläche leuchtet auf. Die Lichtverteilung ist dabei sehr homogen und sehr energieeffizient.
Sehr gut eignen sie sich für den Einsatz im Interieur oder in den Rückleuchten.
Das Außenlichtdesign in OLED-Technologie, das Audi anstrebt, wird ebenso intelligent wie attraktiv sein.
Es kann beispielsweise auf den Fahrer reagieren, wenn er auf sein Auto zugeht; es bewegt sich mit ihm und zeigt ihm die wichtigen Fahrzeugkonturen oder den Türgriff. Wenn der Fahrer einsteigt, wird eine dezente OLED-Beleuchtung im Innenraum aktiv.
The Swarm
Ein sehr weit gedachtes Szenario in der OLED-Technologie ist „The Swarm“. Die Audi Ingenieure haben hier das Heck eines Autos in eine große, durchgängige Lichtfläche verwandelt. Auf ihr fluktuieren zahllose kleine Lichtpunkte – wie Fische in einem Schwarm.
Die Manöver der roten Punkte folgen der Bewegung des Fahrzeugs. Wenn es nach rechts abbiegt, fließen sie nach rechts, beim Bremsen strömen sie schnell nach vorne; je schneller das Auto fährt, desto rascher bewegen sie sich. Der Hintermann kann jederzeit auf den ersten Blick erkennen, was der Fahrer vor ihm unternimmt.
AMOLED-Technologie / Digitaler Innenspiegel
Eine weitere Variante der OLED-Technologie, mit der sich Audi beschäftigt, trägt die Bezeichnung AMOLED (active matrix organic light emitting diode), sie stammt aus der Consumer-Elektronik. Audi nutzt sie beispielsweise im Audi R18 e-tron quattro; im Cockpit des elektrisch angetriebenen Hochleistungssportwagens ersetzt ein Kamera-Monitor-System den optischen Innenspiegel. Bereits beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans hat das System in den Audi Sport Prototypen eine überzeugende Premiere gefeiert.
Im Audi R18 e-tron quattro, der kein Heckfenster hat, ist das hochauflösende AMOLED-Display am Dachhimmel montiert. Es bietet einen sichtbaren Bereich von 6,8 Zoll Diagonale, jedes seiner über 600.000 Pixel lässt sich einzeln ansteuern. Es offeriert zehnmal mehr Kontrast und verbraucht etwa 30 Prozent weniger Energie als ein entsprechender LCD-Monitor; seine Schaltzeit beträgt unabhängig von der Umgebungstemperatur nur wenige Mikrosekunden. Inklusive Mechanik ist das Display gerade mal sieben Millimeter dünn.
Die kleine und leichte Kamera sitzt auf dem Rücken des R18 e-tron quattro unter der Dachkante, ihr Deckglas besitzt eine Heizung gegen Beschlag und Vereisung.
Mit ihrem extrem hohen Dynamikumfang von circa 130 dB kommt die Kamera dem Kontrastumfang des menschlichen Auges in etwa gleich. Ihr Objektiv, das nur wenige Millimeter Durchmesser hat, deckt ein wesentlich größeres Sichtfeld ab als ein herkömmlicher Innenspiegel.
Ein Steuergerät, das auch die Stromversorgung übernimmt, berechnet die Farben und Kontrastverhältnisse der Daten so, dass das Bild stets brillant und detailreich bleibt. Bei Dunkelheit vermeidet die Regelung, dass die Scheinwerfer anderer Autos den Fahrer blenden.
Die angegebenen Ausstattungen und Daten beziehen sich auf das in Deutschland angebotene Modellprogramm. Änderungen und Irrtümer vorbehalten.
