Beleuchtungssysteme

valeoscopeTechnisches Handbuch

BeleuchtungssystemeVom Scheinwerfer zum modernen Sichtsystem

Valeo, Ihr Partner für BeleuchtungssystemeAls einer der Weltmarktführer und Multispezialist für Sicht- und Beleuchtungssysteme bietet Ihnen Valeo:

l Umfassende Information zu Beleuchtungstechnologie von Ersatzteilen bis hin zu Diagnose und Wartung.

l Ein breitgefächertes Ersatzteilsortiment mit mehr als 2.500 Artikeln.

l 100 % Valeo Originalteile in Frontscheinwerfern, Heckleuchten, Nebelscheinwerfern und Tagfahrlicht.

l Ein umfassendes Sortiment an Zusatzbeleuchtung auf Halogen und LEDBasis für Pkw, Lkw und Landmaschinen.

l Ein umfassendes Sortiment an speziell für den Ersatzteilmarkt entwickelten Glühlampen.

l Eine umfassende Leistungspalette: Schulung, technischer Support, Material für den PointofSale, Logistik – „Geschwindigkeit, Service und Qualität“.

1. Haftungsausschluss 3

2. valeo-techassist.com 4

3. valeoscope-Bibliothek 5

4. Valeo, der Multispezialist für Beleuchtungssysteme 6

5. Das Beleuchtungssystem: Was ist Licht? 75.1. Das menschliche Auge 85.1.1. Lichtempfindlichkeit des Auges 85.1.2. Tag und Nachtsicht 85.2 Grundlagen zu Lichtquellen 95.2.1. Das Lichtspektrum 105.2.2. Lichtfarbe 115.3. Grundlagen zur Photometrie 125.3.1. Lichtstärke 125.3.2. Der Lichtstrom 135.3.3. Die Beleuchtungsstärke 145.3.4. Die Luminanz 155.3.5. Die Lichtausbeute 17

6. Beleuchtungssysteme: sehen und gesehen werden 186.1. ECERichtlinien für Beleuchtung 19

7. Lichtkegel von Frontscheinwerfern 207.1. Abblendlicht 217.2. Fernlicht 217.3. Nebelscheinwerfer 217.4. Die HellDunkelGrenze 227.5. Abwärtsneigung des Lichtkegels 237.5.1. Verstellbereich des Abblendlichts 247.5.2. Verstellbereich des Fernlichts 247.5.3. Verstellbereich des Nebellichts 247,6. Einstellung und Korrektur 257.6.1. Grundeinstellung 257.6.2. Korrektur (Nivellierung) 257.6.3. Manuelle Nivellierung 267.6.4. Automatische Nivellierung 277.7. ScheinwerferBefestigungspunkte 27

8. Photometrische Eigenschaften des Lichtkegels 288.1. Was muss auf der Straße ausgeleuchtet werden? 288.2. Einführung in die photometrischen Spezifikationen 298.3. Photometrische Diagramme 308.3.1. Photometrische Diagramme sind lichtquellenabhängig 318.3.2. Länderspezifische photometrische Diagramme 31

9. Von Halogen- zu Xenonscheinwerfern 33

10. Halogenlampen 3410.1. Der Regenerationszyklus von Halogen 34

11. Gasentladungslampen 3611.1. Aufbau einer Xenonlampe 3811.1.1. Die Xenonlampe – eine Entladungslampe 39

für den Einsatz im Automobil 11.2. Systembetrieb bei Xenonlicht 4111.3. Arten und Nummerierung von Xenonlampen 4411.3.1. D6S / D8S zur weiteren Verbreitung von Xenonlicht 4511.3.2. D5S – eine vollintegrierte Xenonlampe 45

12. Positionierung der Lichtquelle 46

13. Optische Systeme für Fern- und Abblendlicht 47

13.1. Parabolische Reflektoren 4813.2. Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie 4913.3. Komplexe Oberfläche und Xenonlampen 4913.4. Blendschutz bei Reflektorscheinwerfern 5013.5. Elliptische Scheinwerfer 5113.5.1. Der Reflektor – eine Kernkomponente 52

von elliptischen Scheinwerfern13.5.2. Die HellDunkelGrenze bei elliptischen Scheinwerfern 5313.5.3. Breite Produktvielfalt 5313.6. BiXenonTechnologie 5413.6.1. BiXenonScheinwerfer mit elliptischem Projektor 5413.6.2. BiXenonScheinwerfer mit Reflektoren mit komplexer Oberfläche 55

14. Von Xenon zu LED 5614.1. Grundlagen der LEDTechnologie 5614.2. Strahlende Aussichten für LEDTechnologie im Automobil 5814.3. Anwendung beim Ford Mondeo 5814.4. Anwendung beim Seat Leon 5914.5. Vorteile der LEDTechnologie 60

15. AFS – Adaptive Scheinwerfersysteme 61 15.1. Kurvenlicht 6115.1.1. Statisches Kurvenlicht 6115.1.2. Abbiegelicht 6215.1.3. Dynamisches Kurvenlicht 6215.2. Voll adaptive Beleuchtungstechnologie „Full AFS“ 6415.2.1. Full AFS für den Audi Q7 6515.2.2. Automatischer Betrieb des AFS 6615.2.3. AFS – Klassen und Modi 6715.2.4. Zusatzregelungen für AFSSysteme 72

16. Blendfreies Fernlicht (GFHB) 7316.1. Gründe für das blendfreie Fernlicht 7316.2. Valeo BeamAtic® PremiumSystem 7416.2.1. Valeo BeamAtic® PremiumAnwendungen 77 16.3. Eigenschaften eines guten blendfreien Scheinwerfersystems 7816.4. Blendfreie Fernlichtsysteme auf LEDBasis 79

17. Potenzial der Lasertechnik 82 für Automobilscheinwerfer 17.1. Erkenntnisse aus LEDTechnik bringen weiße Laser voran 82

18. Signalleuchten 8418.1. Die Zeichen stehen auf großflächigen LEDEinsatz 8518.2. Bahnbrechende Gestaltungsmöglichkeiten für Lichtsignaturen an Front und Heck dank Mikrooptik 8518.3. Photometrie für Signalleuchten 8618.4. Signalgebung wird intelligenter! 88

19. Wartung von Beleuchtungssystemen 8919.1. Auswahl der Lichtquelle 8919.2. Einbau der Lichtquelle 9019.3. Einbau von Xenonlampen 9019.3.1. Einbau von Vorschaltgerät und Zünder 9119.4. Einstellung in der Werkstatt 9219.4.1. Messbedingungen 9319.4.2. Fahrzeugvorbereitung 9319.4.3. Messung der Einstellung bei AFS 93

20. Vorschriften und Kennzeichnung 95

21. Die Angaben im Beleuchtungssystemkatalog von Valeo 96

Tech’Care – Techniklösungen von Valeo Service 97

Inhalts- verzeichnis

2

Vorwort

Valeo: von führenden Originalteilen zu herausragendem Ersatzteilmarkt

Unsere Kompetenz als Multispezialist liegt uns in den Genen.

Valeo bietet als einer der führenden Systementwickler und hersteller für Originalteile 14 Produktlinien für Pkw und 8 Produktlinien für besonders anspruchsvolle Anwendungen. Valeo liefert Teile über alle Vertriebskanäle, darunter Fahrzeughersteller und Autohäuser sowie unabhängige Zubehöranbieter und moderne Distributionssysteme in mehr als 150 Ländern weltweit.

Der Markt für Beleuchtungssysteme

Beleuchtungssysteme an Fahrzeugen sind ein wichtiger Faktor für die Sicherheit sowohl des Fahrers als auch der anderen Verkehrsteilnehmer: sie sorgen dafür, dass man sieht und gesehen wird. Das Risiko eines Autounfalls ist bei Nacht dreimal höher als tagsüber. Obwohl nur 20 % aller Fahrten bei Nacht stattfinden, ereignen sich dabei mehr als 40 % der tödlichen Unfälle*. Fahrzeug und Komponentenhersteller entwickeln laufend neue Technologien, um das Sichtfeld zu verlängern und verbreitern, damit gefährliche Situationen unter allen Fahrbedingungen schneller erkennbar sind. Als Experte für Beleuchtungssysteme hat Valeo bei der Entwicklung und Bereitstellung innovativer Lösungen mit höherer Effizienz, besserem Design und geringerem Energieverbrauch schon immer eine Vorreiterrolle eingenommen. Valeo Service bietet ein breites Sortiment an Originalsystemen, die nach höchsten Qualitätsstandards gefertigt sind.

Valeo Service freut sich, Ihnen im Rahmen seiner Sammlung von technischen Dokumenten das Technische Handbuch zu Beleuchtungssystemen 2015 zu präsentieren.

Dieses Buch wird Ihnen ein besseres Verständnis von Beleuchtungssystemen und ihrer Bedeutung für die Sicherheit im Straßenverkehr bieten und deckt Themen von der menschlichen Sicht über die Entwicklung von Lichtquellen, Gesetze, Grundkenntnisse der Fotometrie bis hin zu den neuesten Technologien ab.

Nicht zuletzt wird natürlich auch auf häufige Fragen eingegangen.

*BASt-Bericht „Das Unfallgeschehen bei Nacht“, 1988

3

Haftungsausschluss1Obwohl wir nach besten Kräften die Richtigkeit der Angaben in diesem Schulungsdokument sicherstellen, können falsche oder fehlende Informationen nicht ausgeschlossen werden, und wir verpflichten uns nicht dazu, dieses Dokument auf dem neuesten Stand zu halten.

So weit gesetzlich zulässig, schließen wir alle Zusicherungen und Garantien im Zusammenhang mit diesem Dokument und seiner Verwendung aus (darunter jegliche gesetzlich implizierten Garantien von zufriedenstellender Qualität, Eignung für einen bestimmten Zweck und/oder dem Einsatz von angemessener Sorgfalt und Kompetenz).

Nichts in diesem Haftungsausschluss führt zu (a) einer Einschränkung oder einem Ausschluss unserer oder Ihrer Haftung für Todesfälle oder Verletzungen durch Fahrlässigkeit; (b) einer Einschränkung oder einem Ausschluss unserer oder Ihrer Haftung für Betrug oder arglistige Täuschung; (c) einer nach geltendem Recht unzulässigen Einschränkung unserer oder Ihrer Haftung; oder (d) einem nach geltendem Recht unzulässigen Ausschluss einer für uns oder für Sie geltenden Haftung.

Für die im vorliegenden Abschnitt und an anderer Stelle in diesem Haftungsausschluss dargelegten

Haftungseinschränkungen und ausschlüsse gilt (a), dass sie dem voranstehenden Absatz unterliegen und (b), dass sie alle aus dem vorliegenden Haftungsausschluss oder im Zusammenhang mit dem Gegenstand dieses Haftungsausschlusses erwachsende Haftpflichten regeln, darunter vertragliche Haftpflichten, Haftpflichten aus unerlaubter Handlung (einschließlich Fahrlässigkeit) und Haftpflichten infolge von Verstößen gegen gesetzliche Verpflichtungen.

Soweit dieses Dokument und diese Schulungsunterlage kostenlos zur Verfügung gestellt werden, haften wir nicht für Verlust oder Beschädigung jeglicher Art.

Der Inhalt dieses Dokuments unterliegt Gesetzen zum Schutz von geistigem Eigentum, darunter urheber und markenrechtlichen Gesetzen. Sein Inhalt einschließlich Texten, Bildern, Zeichnungen, Logos und Markenzeichen ist Teil des Unternehmenswissens von Valeo und alleiniges Eigentum von Valeo. Dieses Dokument und sein Inhalt dürfen nicht ohne vorherige schriftliche Zustimmung von Valeo genutzt werden.

Jegliche nicht autorisierte Kopie, Vervielfältigung, Weitergabe oder Verbreitung ist streng untersagt, und Zuwiderhandlungen werden strafrechtlich verfolgt.

4

2 valeo-techassist.com

Valeo TechAssist ist eine internetbasierte Anwendung und wurde speziell für Werkstätten, Distributeure von AutomobilErsatzteilen und TechnikTrainer entwickelt.

Valeo TechAssist ist online in 10 Sprachen verfügbar. Melden Sie sich unter www.valeotechassist.com an.

Valeo TechAssist ist nicht nur eine TechnikDatenbank, sondern auch eine Lernplattform und ein Forum für den Informationsaustausch. Es deckt den PkwMarkt und alle anderen Produktlinien von Valeo ab.

Innerhalb von Valeo TechAssist sind die Informationen in vier Hauptgebiete gegliedert:

1. Dokumentation

2. Hilfe/Unterstützung

3. Werkzeuge

4. Schulung

Valeo Techassist ist eine nützliche Ressource für den Service und deckt die folgenden Bereiche ab:

l Produktinformationen: Produktdatenblätter mit ausführlicheren Angaben als im Katalog

l Häufige Fehler: Leitfäden zur schrittweisen Fehlerdiagnose

l Neuigkeiten zu Produkten von Valeo Service: Zugriff auf alle technischen ServiceMitteilungen

l Hilfe durch FAQDokumente (häufig gestellte Fragen) und die TechnikHotline von Valeo Service

l Valeo Werkstattausrüstung: Bedienungs und Wartungsableitungen sowie SoftwareAktualisierungen für Werkzeug und Ausrüstung von Valeo Service

l OnlineSchulungsmodule (ELearning) zu den meisten modernen Produkttechnologien

l Interaktives Feedback: Geben Sie Valeo Service Ihr persönliches

Feedback und bringen Sie Ihr Wissen in zukünftige Dokumente ein

Lassen Sie Valeo wissen, wie zufrieden Sie waren.

5

Klimaanlage

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Klima- systemKreislauf für thermische BehaglichkeitTeil1

Technisches Handbuch

Antriebsstränge

valeoscope

KIT4PUmrüstsatz


valeoscope-Bibliothek

Antriebsstränge

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Zweimassen-schwungrad


Antriebsstränge

valeoscope

Selbstnachstellende Technologie (S.A.T.) Hocheffizienz-Kupplung (H.E.C.)


Antriebsstränge

valeoscope

Hydraulische Systeme für die Kupplung


3Nutzen Sie die technischen Handbücher aus der ValeoscopeBibliothek, um Technologien von Valeo neu zu entdecken.

l Systemumgebung und Einschränkungen

l Funktionsprinzipien von Systemen

l Systementwicklungen

l Wartungs und Einbauhinweise

ENTWURF ENTWURF

ENTWURFENTWURFENTWURF

6

Valeo ist ein unabhängiger Industriekonzern und spezialisiert sich voll und ganz auf die Entwicklung, die Herstellung und den Vertrieb von Komponenten, integrierten Systemen und Modulen für die Automobilindustrie. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf Technologien zur Verringerung von CO

2Emissionen. Valeo zählt zu

den weltweit führenden Automobilzulieferern.

Valeo, der Multispezialist für Beleuchtungs-systeme4

Das Unternehmen ist in vier Bereiche (Business Groups) gegliedert, die 16 Produktgruppen umfassen, und beliefert den Originalteilemarkt ebenso wie den Nachrüstmarkt.Die 4 Business Groups sind: Antriebssysteme, Motorkühlung, Komfort und Fahrer assistenzsysteme und Beleuchtungssysteme.

Das Beleuchtungsproduktsortiment gehört zur Business Group für Beleuchtungssysteme.

7

Das Beleuchtungs-system: Was ist Licht?Licht gehört zu den zahlreichen Arten von elektromagnetischer Strahlung um uns herum.

Von Röntgenstrahlen bis hin zu Kommunikationssystemen von Unterseebooten – alle Strahlungsarten werden durch die Wellenlänge in Metern definiert.

Da die Wellenlängen sich über ein breites Spektrum erstrecken, werden je nach Art der Strahlung verschiedene Untereinheiten verwendet.

So ist das sichtbare Licht aus Wellenlängen von 380 nm (blaues Licht) bis 750 nm (rotes Licht) zusammengesetzt („nm“ = Nanometer).

400

1 nm 250 nm 380 nm 750 nm 1 cm 20 cm 3 m 350 m 50 km

Röntgen-strahlen

UV-Strahlen

Infrarot-strahlen

GSM FM-Radio AM-Radio U-Boot-Kommunikation

WELLENLÄNGE

Wellenlänge

SICHT-BARESLICHT

1 nm = 0,000 000 001 Meter

450 500 550 600 650 700 750

5

8

Nachtsicht

• Peripheres Sichtfeld• Erkennung von Bewegungen und Änderungen• Fehlende Farbempfindlichkeit

5. Das Beleuchtungs-system: Was ist Licht?

5.1. Das menschliche Auge

5.1.1. Lichtempfindlichkeit des Auges

Das Auge ist ein Sensor. Es kann einen kleinen Teil aller elektromagnetischen Strahlungen erfassen. Verschiedene Lichtwellenlängen werden vom menschlichen Auge und Hirn in Form von Farben unterschieden.

Aufgrund der Struktur des menschlichen Auges werden dabei manche Farben besser wahrgenommen als andere.

Die sichtbaren Wellenlängen liegen vorwiegend im Bereich von 400 bis 700 nm. Sobald dieser Bereich verlassen wird, sinkt die Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges rapide.

5.1.2. Tag und Nachtsicht

Bei Nacht verhält sich das menschliche Auge anders als bei Tag. So hängt die Wahrnehmung von Farben stark davon ab, ob es hell oder dunkel ist.

Bei Dunkelheit sorgt weißeres Licht (näher am blauen Anteil des Spektrums) für bessere Sichtbarkeit

400

Bläuliche Farben Rötliche Farben

SPEKTRALE AUGEN-EMPFINDLICHKEIT

V(λ)

450 500 550 600 650 700 750

Farb-Wellenlänge (nm)

MAX.

MIN. MIN.

Rela

tive

Lich

tem

pfin

dlic

hkei

t de

s A

uges

8000

20

40

60

80

100

Die „von unseren Augen bevorzugteFarbe“ bei Tageslicht ist Grün (555 nm)

9

5.2. Grundlagen zu LichtquellenFür das menschliche Auge ist Tageslicht das natürlichste Licht.

Es besteht aus einem Spektrum verschiedener Farben und ist daher „polychromatisches“ (mehrfarbiges) Licht.

Erkennbar wird dies, wenn Licht durch ein Prisma fällt und in die einzelnen Farben des Spektrums gebrochen wird.

Jede Lichtquelle zeichnet sich durch ein Lichtspektrum mit einem bestimmten Verhältnis von Wellenlängen und Intensität aus.

400

CIE (InternationaleBeleuchtungskommission)-STANDARDEMPFINDLICHKEITSKURVEN DES AUGES

450 500 550 600 650 700 750


MAX. MAX.

555 nm

Rela

tive

Lich

tem

pfin

dlic

hkei

t de

s A

uges

800

507 nm

0

20

40

60

80

100

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Empfindlichkeit des Auges bei Tag und Nacht

Tagsicht

• Zentriertes Sichtfeld• Wahrnehmung von Details• Farbempfindlichkeit

Beleuchtungssysteme in Automobilen sind an die Wahrnehmungsfähigkeit des menschlichen Auges angepasst und darauf ausgelegt, unsere Sichtschwächen in manchen Fahrsituationen auszugleichen.

Mit den letzten Generationen von Beleuchtungssystemen an Fahrzeugen gingen enorme Entwicklungssprünge einher, denen ein hohes Maß an Komfort, Schutz und Sicherheit zu verdanken ist.

Tageslicht

Jede Lichtquelle zeichnet sich durch ein Lichtspektrum mit einem bestimmten Verhältnis von Wellenlängen und Intensität aus.

10

5.2.1. Das Lichtspektrum

Das sichtbare Spektrum hängt von der Art der Lichtquelle ab. Die folgende Abbildung zeigt die Spektra der wichtigsten Lichtquellen.

l Tageslicht ist das homogenste Licht.

l Licht aus Wolframlampen ist zum Rotlichtspektrum hin verschoben (eine sogenannte warme Farbe).

l NatriumdampfNiederdrucklampen sind nahezu monochromatische Lichtquellen (eng begrenztes Wellenlängenspektrum).

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Die Vielfalt an Lichtquellen ergibt sich aus den vielfältigen Beleuchtungsbedürfnissen sowie aus der ständigen Weiterentwicklung der Technik. Einige Lichtquellen sind dabei bekannter als andere.Marktlage und Vorschriften im Inland sorgen dafür, dass Technologien mit geringem Energieverbrauch und geringen CO

2Emissionen bevorzugt werden. So sind

heute kompakte Leuchtstoff und Halogenlampen weit verbreitet.

Diese Tendenz zur Verringerung des Energieverbrauchs gilt auch für Lichtquellen in Automobilen, ist aber nur einer der Gründe für die Entwicklung. Weitere wichtige Faktoren sind sicherheitsbezogene Aspekte wie die Sichtqualität bei Nacht und die Sichtbarkeit bei Tag.


Niederdruck-Natriumdampf (SOX)Wolfram

Metallhalogenid: 3000 K (MBI) Hochdruck-Natriumdampf (SON)

11

.0.9

.8

.7

.6

.5

.4

.3

.2

.1

.0

.9

.8

.7

.6

.5

.4

.3

.2

.1

.0

.1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8

.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8

770650

640630 nm

620

610 nm

600 nm

590

Cx

Cy

580

570 nm

560

550

540

530 nm520

510

500

490

480

470 nm460

450440430 380

CIE von 1931: verein-fachte Farbtafel

Gelbgrün

Gelb

Weißtöne

GrünlichesGelb

Gelblichesgrün

Grün

BläulichesGrün

GrünlichesBlau

LilanesBlau

Blau

Violett

Lila RötlichesLila

Lilanes Rosa

RosaRot

RötlichesOrange

Orange

Orange-gelb

Lilanes Rot

5.2.2. Lichtfarbe

5.2.2.1. Darstellung des Farbraums: CIENormfarbtafel

Die Internationale Beleuchtungskommission CIE (nach ihrem französischen Titel „Commission Internationale de l'Éclairage“) ist eine internationale Standardisierungskörperschaft. Ihr Ziel ist eine weltweite Zusammenarbeit in den Bereichen Beleuchtung, Farbe und Sicht.

Die CIE hat ein Gitternetz definiert, mit dem sich die Farben von Lichtquellen exakt angeben lassen, die CIE-Normfarbtafel. Die CIENormfarbtafel enthält alle Farben, die für einen durchschnittlichen Menschen sichtbar sind.

l Die Ränder des Diagramms entsprechen den sogenannten monochromatischen Lichtquellen.

Monochromatische Lichtquellen werden anhand ihrer einzigen oder überwiegenden Farben und Wellenlängen in Nanometern (nm) spezifiziert.

l Das Innere des Diagramms beinhaltet die chromatischen Lichtquellen

Chromatische Lichtquellen werden mithilfe der X und YKoordinaten angegeben.

l Weißes Licht befindet sich in der Mitte dieses Farbraums Da sich „Weißtöne“ an der Grenze verschiedener

Farben befinden, existiert eine große Anzahl von weißen Farbtönen.

5.2.2.2. Weiße Farbtöne

Weiße Farbtöne werden im CIEFarbraum entweder durch ihre „Farbkoordinaten“ oder durch ihre sogenannte „Farbtemperatur“ angegeben.

l Die Farbkoordinaten x und y sind im CIEFarbraum festgelegt

l Die Farbtemperatur in Kelvin (K) ist eine weitere Methode zur Definition von weißen Lichtquellen.

Farbtöne mit Farbtemperaturen von über 5000 K werden „kalte Farben“ genannt (bläuliches Weiß), Farbtöne mit niedrigeren Farbtemperaturen (2700–3000 K) gelten als „warme Farben“ (gelbliches Weiß bis Rot).

CIE-Farbraum

Monochromatische Farben Chromatische Farben

Weiße Farbtöne

X

Y

0.46

2700 K0.44

0.42

0.40

0.38

0.36

0.34

0.32

0.30

0.280.28 0.300.26 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52

3500 K

4000 K

5000 K

5700 K

6500 K

4500 K

3000 K

l Farbtemperatur des Tageslichts ≈ 6500 Kl Farbtemperatur von LEDs > 4500 Kl Farbtemperatur von Xenonlampen ≈ 4300 Kl Farbtemperatur von Halogenlampen ≈ 2800 Kl Farbtemperatur einer Kerzenflamme ≈ 1850 K

Schwerpunkt auf weiße FarbtöneCIE-Normalbeobachter von 1931

12

5.3. Grundlagen zur PhotometrieDie Photometrie ist eine Wissenschaft, die die Messung der menschlichen Reaktion auf Licht zum Gegenstand hat. Im Folgenden werden einige Grundlagen erläutert, deren Kenntnis vor der Beschäftigung mit Beleuchtungssystemen von Vorteil ist.

5.3.1. Lichtstärke

Die Lichtstärke ist die Lichtenergie, die von einer Lichtquelle in einer bestimmten Richtung abgestrahlt wird:

l Symbol: Il Einheit: Candela (cd)

Die Lichtstärke variiert je nachdem, aus welcher Richtung die Lichtquelle betrachtet wird.Die nachstehende Abbildung zeigt das Emissionsprofil einer Lichtquelle. Man erkennt, wie die Lichtstärke von 140 cd bei 20° (frontale Betrachtung) auf 70 cd bei 90° (seitliche Betrachtung) abfällt.

Hier die Lichtstärke einiger AutomobilBeleuchtungssysteme in Candela:

l Kerze: 1 cd (Bezugsgröße)l Parklicht: 2 cdl Begrenzungsleuchten: 4 cdl Fahrtrichtungsanzeiger: 50 cdl Bremsleuchten: 60 cdl Rückfahrleuchten: 80 cdl Nebelleuchten: 150 cdl Tagfahrlicht: 500 cdl Abblendlicht/Fernlicht: >1000 cd


I(cd)

20

40

60

80

80

180° 150°

120°

90°

60°

30°0°

60

40

20

100

120

140

cd

MAX.

MIN.

Lichtstärke in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel

13

5.3.2. Der Lichtstrom

Der Lichtstrom ist die komplette Lichtmenge, die von einer Lichtquelle abgestrahlt wird.

l Symbol: Øl Einheit: Lumen (lm)

Die Einheit Lumen beruht auf der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges.

Die folgenden Abbildungen zeigen, wie das menschliche Augen eine Lichtquelle je nach ihrer farblichen Zusammensetzung wahrnimmt.

Die rote Kurve zeigt die Empfindlichkeit des menschlichen Auges auf Farbreize.

Man sieht, dass zahlreiche Spitzen bei Lichtquelle Nr. 2 in der Nähe der roten Linie liegen. Das bedeutet, dass Lichtquelle Nr. 2 aufgrund dieser Spitzen vom menschlichen Auge als stärkere Lichtquelle als Nr. 1 wahrgenommen wird.

Für das menschliche Auge ideal wäre eine theoretische Lichtquelle, deren spektrale Zerlegung exakt der roten Linie entspricht.

Im Folgenden sind Arten von Fahrzeuglampen und deren Lichtleistung in Lumen aufgeführt.

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Source Nr.1 Source Nr.2

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Source Nr.1 Source Nr.2

Gleiches Gehäuse und gleiche Stärke,aber die Farbe Orange verringert dieWahrnehmung unserer Augen

H7 - 1500 lm

D2S - 3200 lm

R5W - 10 lm

PY21W - 280 lm

P21W - 460 lm

In Anbetracht der gleichen elektrischenSpannung hat die Farbe der Quellegroßen Einfluss auf das Lichtstromniveau!

F(lm)

14

5.3.3. Die Beleuchtungsstärke

Der Lichtstrom (in Lumen) von einer Lichtquelle, der auf eine Flächeneinheit (in m2) fällt, wird Beleuchtungsstärke genannt.

l Symbol: El Einheit: Lumen/m2 (auch Lux genannt)

E(lm/m2)

0

5.0

5.0

5.0

100

1.0 1.0

1.0

1.0

D2S

2.0

2.0

2.0

-30

-20

0

10

-10

20

30

20 40 60 80 100 120 140m

m0,1 lux

100 lux


Die Beleuchtungsstärke im Straßenverkehr wird nach Standards der Automobilindustrie angegeben und richtet sich nach der Art der Lichtquelle, zum Beispiel Glühlampen (Halogen), Gasentladungslampen (Xenon) oder LED-Lampen (Leuchtdioden).

Das Diagramm unten zeigt die Verteilung der Beleuchtungsstärke bei einem Scheinwerfer mit Xenonlampe. Die Kurve ist eine sogenannte IsoluxKurve, bei der die Linien für schrittweise Änderungen der Beleuchtungsstärke stehen.In diesem Beispiel erreicht die Beleuchtungsstärke ihr Maximum von 100 Lux direkt vor dem Fahrzeug und ihr Minimum von 1 Lux an der Außenlinie (1.0).

Von der Oberfläche reflektiertes Licht wird für die Angabe der Beleuchtungsstärke nicht berücksichtigt. Das reflektierte Licht wird Luminanz genannt und richtet sich nach der Beschaffenheit der Oberfläche einschließlich ihrer Farbe.

Für Straßen und Straßenmarkierungen existieren Normen, mit denen ein Mindestmaß an Reflexion vorgegeben wird.

15

5.3.4. Die Luminanz

Die Luminanz gibt an, wie viel Licht von einer Oberfläche in eine bestimmte Richtung reflektiert wird. Die Oberfläche kann dabei selbst Licht ausstrahlen oder Licht von einer anderen Quelle übertragen oder reflektieren.

Die Luminanz ist die wahrgenommene Helligkeit und wird zur Kategorisierung von Folgendem verwendet:

l Lichtquellen (z. B. Lampen)l Beleuchtungssysteme (z. B. Frontscheinwerfer) l Jegliche hellen Oberflächen (z. B. Straßenschilder)

Die Luminanz steht im Zusammenhang mit der von einer Oberfläche in eine bestimmte Richtung abgestrahlten Lichtstärke pro Flächeneinheit.

l Symbol: Ll Einheit: Candela pro m2

L(cd/m2)

L(cd/m2)

=LIS

ECE R87 Daytime Running Lightluminance boundaries

Max. Luminanz: 480000 cd/m2

Min. Luminanz: 20000 cd/m2

400 bis 1200 cd

25 bis 200 cm2

Dabei gilt: L ist die Luminanz, I ist die Lichtstärke und S ist die Lichtaustrittsfläche.

Zusammenfassung:- Die Beleuchtungsstärke (Lumen/m2) ist das gesamte Licht, das eine Oberfläche beleuchtet- Die Luminanz (Candela/m2) ist das reflektierte Licht von einer Oberfläche in eine bestimmte Richtung

5.3.4.1. Luminanz von Tagfahrlicht

Tagfahrlicht gehört zur Produktfamilie der Signalsysteme und ist ein ideales Beispiel für eine Anwendung mit hoher Luminanz, da Tagfahrleuchten eine enorme Lichtstärke aus einem kompakten Reflektor produzieren.

Nach der Richtlinie ECE R87 ist eine Lichtaustrittsfläche von 25 cm² bis 200 cm² und eine Lichtstärke von 400 bis 1200 cd vorgeschrieben.

Mithilfe von Lichtaustrittsfläche und Lichtstärke kann berechnet werden, wie groß die maximale Luminanz bei Tagfahrleuchten werden kann, und es wird deutlich, wie enorm dieser Wert ist: er beträgt bis zu 480000 cd/m2.

Luminanzgrenzen für Tagfahrlicht nach ECE R87

16

5.3.4.3. Luminanz von Straßen

Mit der Europäischen Norm EN 13201 werden Werte für die durchschnittliche Luminanz der Straßenoberfläche vorgegeben. Die Luminanz richtet sich nach dem Lichtstrom, der auf die Straße trifft, und den Reflexionseigenschaften ihrer Oberfläche.

Die Reflexionseigenschaften der Straße richten sich nach der Beschaffenheit der Oberfläche (Farbe, Art der Zuschlagsstoffe, Bindemittel und Fertigungsmethode, Textur usw.) sowie nach ihrem physischen Zustand (Verschleiß, Sauberkeit und Feuchtigkeit der Oberfläche). Die Luminanz an jedem beliebigen Punkt hängt vom Winkel des abgestrahlten Lichts und vom Betrachtungswinkel ab.

Asphalt neigt bei Alterung zum Ausbleichen, weil das Bindemittel oxidiert und abgebaut wird, so dass der hellere Zuschlagsstoff durchscheint.

5.3.4.2. Luminanz bei Reflektoren

Bei Reflektoren entsteht die Luminanz durch die Reflexion von Licht aus einer anderen Quelle.

Anwendungen von Luminanz bei Reflektoren


Gemäß der Norm sollten Reflexionen in einer Distanz von 60–160 m auf einer Höhe von 1,5 m sichtbar sein.Die Reflektivität von Asphalt hängt von den Oberflächenbedingungen ab (Trockenheit, Nässe, Eis, Schnee, Blätter, Schlamm usw.).Aufgrund der relativ geringen Reflektivität von Asphalt müssen Kreuzungen, Mittelstreifen, Fahrbahnränder usw. mit Straßenmarkierungen hervorgehoben werden.

5.3.4.4. Luminanz von Straßenmarkierungen

Mit der Europäischen Norm EN 1436 werden Werte für die Luminanz von Straßenmarkierungen vorgegeben.

Diese beziehen sich auf Folgendes:l Farben von Straßenmarkierungen (weiß oder gelb)l Reflexion bei Tag oder unter Straßenbeleuchtungl Reflexion bei Beleuchtung durch Fahrzeug scheinwerfer: für trockenen Straßenmarkierungen für Straßenmarkierungen bei Nässe usw.

Ähnlich wie beim Luminanzkoeffizienten für Asphalt wird in EN 1436 die Sichtbarkeit von Straßenmarkierungen für den Fahrer auf eine Distanz von 30 Metern bei Beleuchtung durch die Fahrzeugscheinwerfer festgelegt.

Kaum sichtbare Markierung.Verwitterte Straßenmarkierungen führen zu geringer Luminanz.

Schlechte Luminanz bei verwitterter Markierung

17

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Relative Stärke

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750

Farb-Wellenlänge (nm)Re

lativ

e St

ärke

800

Relative Stärke

5.3.5. Die Lichtausbeute

Die Lichtausbeute ist ein Leistungsmerkmal von Lichtquellen. Sie gibt den Anteil der sichtbaren Lichtstrahlen über das gesamte von der Lichtquelle abgestrahlte Lichtspektrum an.

Die Lichtausbeute wird in Lumen pro Watt angegeben und ist das Verhältnis von gesamtem abgestrahltem Lichtstrom (in Lumen) und der Gesamtmenge an verbrauchter elektrischer Energie (in Watt).

Glühlampen erzeugen viel Hitze (Infrarot), so dass der Anteil der sichtbaren Lichtstrahlen am Gesamtspektrum niedrig und die Lichtausbeute relativ gering ist (25 lm/W).

Wie bei allen Fahrzeugsystemen wird auch bei Lichtquellen eine Effizienzoptimierung angestrebt. Sie spielt eine wichtige Rolle im Rahmen der Bemühungen um eine Senkung von Energieverbrauch und CO

2-Ausstoß.

Der Wirkungsgrad von LEDs (>100 lm/W) übertrifft mittlerweile die Xenon-Technologie und macht LED-Leuchten zu idealen Leuchtmitteln für viele neue Anwendungen.

Höherer Wirkungsgrad ➜ Gleicher Lichtstrom bei geringerem Verbrauch von elektrischer Energie

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800 4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800

Relative Stärke

Licht-ausbeute (lm/W)

Glühlampe H7 - 12 V, 55 W1500 lm bei 55 W = 27 lm/W

Xenonlampe (HID) D4S - 42 V, 35 W3050 lm bei 35 W = 87 lm/W

LED-Modul OSLON Black Flat - KW H2L531.TE800 lm bei 6,5 V / 1 A = 123 lm/W

25 lm/W

90 lm/W

>100 lm/W

18

6Beleuchtungs-systeme: sehen und gesehen werden Bei Beleuchtungssystemen kann man zwei Unterfamilien unterscheiden, die für unterschiedliche Zwecke dienen: sehen und gesehen werden.

l Beleuchtung: Projektion von Licht zur besseren Voraussicht auf die Straße (Kurven, Straßenschilder, Fußgänger, Bäume usw.). Je besser man sehen kann, desto sicherer ist man.

l Signalisierung: Bessere Sichtbarkeit für andere Fahrer und Fußgänger durch Beleuchtung. Wenn man gesehen wird, können andere die eigenen Bewegungen voraussehen.

Sowohl Beleuchtungs als auch Signalfunktionen sind streng reguliert.Von der verwendeten Lichtquelle bis zum Aufbau des Projektors, von einfachen Nivellierungssystemen bis hin zum neuesten adaptiven Scheinwerfersystem (Adaptive Front Lighting, AFS): Beleuchtungssysteme in Automobilen sorgen für eine kontinuierliche Verbesserung von Fahrkomfort und Sicherheit.

Sehen und gesehen werden, aufder sicheren Seite sein!

19

Beleuchtung

Signalisierung

Rückleuchte

Blinklicht vorne

Tagfahrlicht

seitliches Blinklicht

Blinklicht hinten

Dritte Bremsleuchte

Bremsleuchten

Begrenzungsleuchtenhinten

Nummernschild-beleuchtung

Nebelschlussleuchten

Abblendlicht

Begrenzungsleuchten vorne

Fernlicht

Parklicht

6.1. ECE-Regelungen für Beleuchtung Die ECERegelungen für Beleuchtungssysteme sind wie folgt unterteilt:

R37 LICHTQUELLEN – GLÜHLAMPEN

R99 GASENTLADUNGSLICHTQUELLEN

R112 ABBLEND UND FERNLICHT – FÜR HALOGENLAMPEN UND LEDLICHTQUELLEN

R98 ABBLEND UND FERNLICHT – GASENTLADUNGSLICHTQUELLEN

R19 LICHTKEGEL – NEBELSCHEINWERFER

R87 TAGFAHRLICHT

R48 EINSTELLUNG AM FAHRZEUG

R123 AFS – HALOGEN, XENON UND LEDLICHTQUELLEN

20

Lichtkegel von Front schein-werfernEine gute Frontbeleuchtung sorgt für gute Sicht bei minimaler Beeinträchtigung anderer Verkehrsteilnehmer. Die Lichtkegel der Frontscheinwerfer entsprechen Standardmustern, bei denen die Stärke des projizierten Lichts und die Grenzen der Ausleuchtung auf der Straße festgelegt sind.

Verschiedene Lichtkegel sind vorgegeben:

l Abblendlicht, auch Fahrlicht genanntl Fernlichtl Nebellicht

Arten von Lichtkegeln

Lichtkegel lassen sich nach Form und Leistung definieren:

l Bereich „Breite“: hier deckt die Luminanz die gesamte Straßenbreite im nahen Sichtfeld des Fahrers ab.

l Bereich „Komfort“: entspricht dem Hauptsichtfeld des Fahrers.

l Bereich „Weite“: hier ist die stärkste Luminanz weit vor dem Fahrzeug.

200

180

160

140

120

100

8060

4020

m

Fernlicht

Nebellicht

Abblendlicht

7

21

7.1. Abblendlicht

Beim Abblendlicht sorgen die Lichtkegel für angemessene Ausleuchtung nach vorn und zur Seite, ohne entgegenkommende Verkehrsteilnehmer zu blenden.

l Breite: zur Sicherstellung einer angemessenen Positionierung des Fahrzeugs in Kurven oder bei schlechter Sicht (Nebel) / zwischen 20 und 30 m

l Komfort: Angenehme Ausleuchtung im Sichtbereich, zwischen 30 und 60 m

l Weite über 60 m

Das Abblendlicht bleibt an, wenn das Fernlicht aktiviert wird.

7.2. Fernlicht

Fernlicht hat eine mittenorientierte Ausleuchtung ohne Blendschutz.

l Komfort: zwischen 50 und 150 m.l Max. Reichweite: über 150 m

Max.Reichweite

Komfort

Breite

200

m12

016

014

018

080

100

4060

20

Reichweite

Komfort

Breite

80m

6070

4050

2030

10

Nebel-schein-werfer

20m

7.3. Nebelscheinwerfer

Nebelscheinwerfer erzeugen einen kurzen, breiten und scharf abgegrenzten Lichtkegel.

l Reichweite: 25 m.

Abblendlicht

Fernlicht

Nebelscheinwerfer

22

7.4. Die Hell-Dunkel-Grenze

Projektoren müssen je nach Bauart über ein System zur Herstellung einer HellDunkelGrenze verfügen.Die HellDunkelGrenze ist die Linie, über die hinaus kein Licht mehr projiziert werden solle. Sie gilt für Abblend und Nebellicht, aber für Fernlicht ist keine gesetzliche HellDunkelGrenze festgelegt.

Abblendlicht

l Lichtkegel muss abwärts geneigt sein

l Muss eine HellDunkelGrenze einhalten, um den Gegenverkehr nicht zu blenden

15°

7. Lichtkegel von Frontscheinwerfern

Rechtsverkehr Linksverkehr

15°

Nebelscheinwerfer

l Flache HellDunkelGrenze gegen Blendwirkung

23

7.5. Abwärtsneigung des Lichtkegels

Neben der HellDunkelGrenze müssen die Scheinwerfer auf einen bestimmten Neigungswinkel eingestellt sein.

Die Einstellung muss so erfolgen, dass die bestmögliche Ausleuchtung der Straße ebenso sichergestellt ist wie der Blendschutz für andere Verkehrsteilnehmer.

Diese Zeichnung zeigt die Einstellung des Neigungswinkels bei einem Pkw, aber das dargestellte Funktionsprinzip gilt auch für andere Fahrzeugkategorien.

Der Neigungswinkel ist wie folgt definiert:

Die Neigung wird in Prozent angegeben und lässt sich mithilfe der nachstehenden Formel berechnen. Das oberhalb der Bodenlinie projizierte Licht fällt auf einen Schirm, der im Abstand L = 25 m zum Fahrzeug im rechten Winkel zur Fahrzeugachse aufgestellt ist.

Nominal position

Loaded position

Grundeinstellung: zwischen -1,0% und -1,5%

Über -0,5%

Unter -2,5%

Hohes Blendrisiko

Schlechte Sicht

Horizontlinie

L

h1h2-%ê

= x100(h

1-h

2)

L%

Dabei gilt:

l L ist der Abstand vom Schirm zum Bezugspunkt des Projektors in Millimetern.

l h1 ist die Höhe der auf den in Abstand L aufgestellten Schirm projizierten HellDunkelGrenze über dem Boden.

l h2 ist die am Bezugspunkt des Projektors gemessene Höhe der HellDunkelGrenze über dem Boden (d. h. Projektion auf einen Schirm im Abstand L = 0).

Grundeinstellung

Blendrisiko

Schlechte Sicht

Der Neigungswinkel ist immer negativ, da das Licht abwärts geneigt ist.

24

7.5.1. Verstellbereich des Abblendlichts

Der Wert der angegebenen Abwärtsneigung wird im Folgenden definiert.

Je nach Einbauhöhe h der Leuchtgruppe in Metern muss die vertikale Neigung der HellDunkelGrenze zwischen den folgenden Grenzwerten liegen, und die Grundeinstellung muss die folgenden Werte aufweisen:

l h < 0,8 mGrenzwerte: zwischen 0,5 % und 2,5 %Grundeinstellung: zwischen 1,0 % und 1,5 %

l 0,8 m < h < 1,0 mGrenzwerte: zwischen 0,5 % und 2,5 %Grundeinstellung: zwischen 1,0 % und 1,5 %(oder nach Ermessen des Herstellers)Grenzwerte: zwischen 1,0 % und 3,0 %Grundeinstellung: zwischen 1,5 % und 2,0 %

l h > 1,0 mGrenzwerte: zwischen 1,0% und 3,0%Grundeinstellung: zwischen 1,5 % und 2,0 %

Für Fahrzeuge der Klasse N3G (Geländefahrzeuge), bei denen die Höhe der Scheinwerfer 1200 mm überschreitet, müssen die Grenzwerte für die vertikale Neigung der HellDunkelGrenze zwischen 1,5 % und 3,5 % liegen.Die Grundeinstellung muss zwischen 2 % und 2,5 % liegen.


7.5.2. Verstellbereich des Fernlichts

Bei Frontscheinwerfern mit Abblend und Fernlicht im gleichen Reflektor wird das Fernlicht eingestellt, da es der gleichen Einstellung folgt wie das Abblendlicht.Wenn für das Fernlicht ein separater Reflektor verwendet wird, muss die maximale Beleuchtungsstärke des Lichtkegels auf einer horizontalen Linie liegen (0° Neigungswinkel).

7.5.3. Verstellbereich des Nebellichts

l h ≤ 0,8 mGrenzwerte: zwischen 1,0% und 3,0%Grundeinstellung: zwischen 1,5 % und 2,0 %

l h > 0,8 mGrenzwerte: zwischen 1,5% und 3,5%Grundeinstellung: zwischen 2,0% und 2,5%

25

7.6. Einstellung und Korrektur

Bei der Scheinwerfereinstellung wird zwischen der Grundeinstellung und der Korrektur unterschieden, die durch Schwankungen der Fahrzeughöhe erforderlich wird (Ladung, Fahrwerksdynamik).

7.6.1. Grundeinstellung

Die grundlegende Abwärtsneigung der HellDunkelGrenze des Abblendlichts gilt für ein unbeladenes Fahrzeug mit einem Insassen auf dem Fahrersitz. Sie wird mit einer Genauigkeit von 0,1 Prozent vom Hersteller festgelegt und an allen Fahrzeugen deutlich lesbar und unauslöschbar angegeben, in der Regeln am Scheinwerfer oder in dessen Nähe oder in Form eines genormten, universalen Symbols, das ins Typenschild eingestanzt ist.

Manuelle Grundeinstellung

Die Grundeinstellung ist auf den Frontscheinwerfern angegeben. Im Allgemeinen muss sie nach dem Einbau von Hand vorgenommen werden.

7.6.2. Korrektur (Nivellierung)

Die Abwärtsneigung des Abblendlichts muss bei Fahrzeugen auch außerhalb der Grundeinstellung bei unterschiedlicher Beladung eingehalten werden.

Es gibt manuelle, elektrische oder vollautomatische Nivellierungssysteme zum Ausgleich von Beladungsunterschieden.

OPTISCHE ACHSE

DREHPUNKT

ÜBERSETZUNG

Manuelle Einstellung für die Grundeinstellung

Motorgetriebene Einstellung für die Korrektur

Grundeinstellungsmechanismus

26


7.6.3. Manuelle Nivellierung

Bei manuellen Nivellierungssystemen ist die Anzahl der Einstellungen festgelegt, damit sichergestellt ist, dass der Lichtkegel des Abblendlichts bei jeder Beladung eine Abwärtsneigung aufweist.

Dabei entspricht die Position „0“ der Grundneigung; die unten abgebildeten Symbole weisen die Verstellmöglichkeiten aus.

Bei elektrischen oder automatischen Nivellierungssystemen wird der Neigungswinkel mit einem Gerät angepasst, das von einem Gleichstrommotor angetrieben wird.

Die Grundeinstellung kann auch mithilfe dieser Geräte vorgenommen werden.

oder Kombination daraus und

EINSTELLUNG

LINKS

RECHTS

0123

Cmd

Cmd

Grundeinstellung am elektrischen Stelltrieb

27

7.6.4. Automatische Nivellierung

Für Scheinwerfer mit hoher Lichtstärke ist ein automatisches Nivellierungssystem vorgeschrieben. Es beinhaltet Sensoren und eine elektrische Steuereinheit, die den Lichtkegel je nach Fahrzeugbeladung und Fahrwerksdynamik anpasst.

+

- Bewegung des Fahrgestells

VordererNivellierungssensor

ECUNivellierungsantrieb

+-0

+-0

Bewegung des Fahrgestells

HintererNivellierungssensor

Scheinwerfer mit Lichtquellen, die 2000 lm pro Seite überschreiten,benötigen ein automatischesNivellierungssystem

7.7. Scheinwerfer- BefestigungspunkteDer Scheinwerfer muss sicher am Fahrzeug befestigt sein, damit eine gleichbleibende Ausleuchtung sichergestellt ist. Vor der Einstellung muss darauf geachtet werden, dass alle ScheinwerferBefestigungspunkte in gutem Zustand sind.

Überprüfen Sie, dass keinSpielraum entsteht, indem Sie die Fixierungspunkte der Scheinwerfer kontrollieren

Seitliche Ausrichtung

Vertikale Ausrichtung

Fixierungs-punkt

Darstellung der automatischen Nivellierung

Die Einstellung muss mit einer Genauigkeit von ±0,1 % vorgenommen werden. Abgebrochene Teile an den Halterungen beeinträchtigen die Ausleuchtung maßgeblich und könnten zur Blendung anderer Verkehrsteilnehmer führen.

Der Scheinwerfer verfügt über vertikale und horizontale Verstellelemente. Diese müssen allesamt funktionsfähig sein, um die Straßenausleuchtung ordnungsgemäß einstellen zu können.

28

Photometrische Eigenschaften des LichtkegelsDie Projektoren der Frontscheinwerfer müssen Vorschriften zu den optischen Eigenschaften entsprechen.In diesen Vorschriften werden die optischen Eigenschaften in diversen beleuchteten Zonen definiert, die in photometrischen Tabellen zusammengefasst sind.Parallel zur Weiterentwicklung und Verbesserung werden auch photometrische Diagramme laufend ergänzt und aktualisiert.Das Ziel dabei besteht darin, die Lichtverteilung nach den folgenden Kriterien festzulegen:

l Straßenbedingungenl Beleuchtungstechnologienl Zusätzliche Fahrerassistenzsystemen

8.1. Was muss auf der Straße ausgeleuchtet werden?

1

8

7 6

3V

H

42

59

Grundlage für die photometrischen Diagramme sind die Bereiche, die beleuchtet werden müssen oder nicht vor dem Fahrzeug liegen, und deren jeweilige Ausleuchtung.

1 – Fixationspunkt des Auges2 – Innenspiegel3 – Hinweistafeln auf Pfosten (50 m Abstand)4 – Hinweistafeln auf Pfosten (100 m Abstand)5 – Augen entgegenkommender Fahrer6 – Straßenschilder (50 m Abstand)7 – Straßenschilder (100 m Abstand)8 – Fußgänger (50 m Abstand)9 – Leitplanken (50 m Abstand)

8

29

80 m60 7040 5020 3010

25R

25L

B50L

50V

50R 75R

8.2. Einführung in die photometrischen Spezifikationen

In den photometrischen Spezifikationen werden Punkte und Zonen im Sichtfeld des Fahrers in verschiedenen Abständen von links nach rechts festgelegt, um mit deren Hilfe die Ausleuchtung vorzugeben.

Die Anzahl der Punkte richtet sich dabei nach der Lichtquelle. Xenonlampen zum Beispiel haben einen breiteren Lichtkegel, so dass mehr Punkte erforderlich sind, um das Ausleuchtungsmuster von Xenonscheinwerfern festzulegen.

Die Punkte oder Zonen entsprechen Grenzwerten der Luminanz (min. oder max.) oder der Lichtstärke (in candela).

l 75R Punkt 75 m vor dem Scheinwerfer unten rechts.Der Wert muss nahe an der maximalen Ausleuchtung liegen.Es ist der visuelle Komfortpunkt des Auges.

l 50R Punkt 50 m vor dem Scheinwerfer rechts.

l 50VPunkt 50 m vor dem Scheinwerfer auf der verlängerten Längsachse (Fahrtrichtung) des Fahrzeugs.

l B50L Punkt 50 m vor dem Scheinwerfer auf der Gegenspur (Blendbereich).

l 25L und 25R Punkte 25 m vor dem Scheinwerfer an den Außenkanten des Lichtkegels links und rechts.Mithilfe dieser beiden Punkte kann die Breite des Lichtkegels angegeben werden (Ausleuchtung der Straße seitlich nach unten).

30

8.3. Photometrische DiagrammeUm die Spezifikationen für die Kontrolle von Be leuchtungssystemen zu vereinfachen, wurden für jede Art von Lichtquelle photometrische Diagramme standardisiert, die je nach Weiterentwicklung und Komplexität des Beleuchtungssystems aktualisiert werden.Die photometrischen Diagramme sind eine zweidimensionale Darstellung der Lichtprojektion auf einen flachen, vertikalen Schirm im Abstand von 25 m. Dieses flache Bild stellt die tatsächliche Ausleuchtung auf der Straße dar.

Die Verteilung der Ausleuchtung wird mithilfe vertikaler und horizontaler Koordinaten in einem Raster festgelegt.

l Die Positionierung der photometrischen Punkte wird anhand ihrer Winkellage festgelegt.

l Nach europäischen Regelungen müssen Messungen in einem Abstand von 25 m von der Lichtquelle bei einer Batteriespannung von 13,2 V vorgenommen werden.

8. Photometrische Eigenschaften des Lichtkegels

Ab 2015 werden photometrische Diagramme auf der Basis von Lichtstärke bei 25 m (cd) definiert1 Lux bei 25 m = 625 cd

Halogen Type

l min l maxB50L - 350 cd75R 10100 cd -75L - 10600 cd50R 10100 cd -50L 13200 cd50V 5100 cd -25L 1700 cd -25R 1700 cd -P1 190 cd -P2 190 cd -P3 190 cd -P4 375 cd -P5 375 cd -P6 375 cd -P7 65 cd -P8 125 cd -

Zone III < 625cd

Zone IV > 2500cd

Zone I < 50R or 50L

Zone II is delimited by line h-h, Zone I, Zone IV and vertical lines at 9 deg L and 9 deg R

V

Zone I

Zone II

Zone III

7 8

4 5

1 2 3

6

25L

1 deg

1 deg

25R50L 50 50R

75R

BR

75L

Zone IV

V

HH

Halogen Type

l min l maxB50L - 350 cd75R 10100 cd -75L - 10600 cd50R 10100 cd -50L 13200 cd50V 5100 cd -25L 1700 cd -25R 1700 cd -P1 190 cd -P2 190 cd -P3 190 cd -P4 375 cd -P5 375 cd -P6 375 cd -P7 65 cd -P8 125 cd -

Zone III < 625cd

Zone IV > 2500cd

Zone I < 50R or 50L

Zone II is delimited by line h-h, Zone I, Zone IV and vertical lines at 9 deg L and 9 deg R

V

Zone I

Zone II

Zone III

7 8

4 5

1 2 3

6

25L

1 deg

1 deg

25R50L 50 50R

75R

BR

75L

Zone IV

V

HH

l In Europa wurden die Beleuchtungssysteme von Fahrzeugen früher anhand ihrer Beleuchtungsstärke charakterisiert. Ab 2015 verwendet die Europäische Kommission USStandards und legt die Lichtstärke (in candela) als neue Größe zur Vermessung von Lichtkegeln fest. Allerdings hängen Beleuchtungsstärke und Lichtstärke miteinander zusammen, und bis zum Umstellungsdatum kann weiterhin die Beleuchtungsstärke verwendet werden.

Photometrische Diagramme für Abblendlicht mit Halogenscheinwerfern (ECE R112)

Zone II wird durch die Linie hh, Zone I, Zone IV und vertikale Linien bei 9° L und 9° R begrenzt.

Zone III < 625 cd

Zone IV < 2500 cd

Zone I < 50R oder 50L

Halogentyp

l min. (cd) l max. (cd)

B50L 350

75R 10100

75L 10600

50R 10100

50L 13200

50V 5100

25L 1700

25R 1700

P1 190

P2 190

P3 190

P4 375

P5 375

P6 375

P7 65

P8 125

31

8.3.2. Länderspezifische photometrische Diagramme

Vorschriften für die Automobilindustrie werden von den folgenden Körperschaften konzipiert:

l UNECE – United Nations Economic Commission for Europe (Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen)

l SAE International – Society of Automotive Engineers (Internationaler Verband der Automobilingenieure)

l JSAE – Society of Automotive Engineers of Japan (Japanischer Verband der Automobilingenieure)

l JASO – Japanese Automotive Standards Organization (Japanische Organisation für Automobilnormen)

In Beleuchtungsvorschriften für Länder, die dem Nordamerikanischen Freihandelsabkommen NAFTA angehören (USA, Kanada und Mexiko) sind in den photometrischen Diagrammen einige Punkte für die Lichtkegel anders gesetzt, aber die Grundlagen sind sehr ähnlich, und das Ziel ist immer die Verbesserung der Sicht und Sicherheit im Straßenverkehr.Beleuchtungssysteme für Automobile werden allerdings weltweit immer einheitlicher, weil die Hersteller höhere Effizienz in der Fahrzeugentwicklung anstreben und sicherstellen möchten, dass sie ihre Fahrzeuge weltweit vermarkten können.

Kurz zusammengefasst:

l Die Hell-Dunkel-Grenze ist wichtiger Bestandteil des Diagramms und muss eingehalten werden.

l Es sind weitere Punkte festgelegt, damit sichergestellt ist, dass Gegenverkehr nicht geblendet wird.

l Es sind drei Zonen festgelegt, für die jeweils minimale und maximale Grenzwerte der Ausleuchtung existieren.

8.3.1. Photometrische Diagramme sind lichtquellenabhängig

Bei allen Lichtquellen werden photometrische Punkte verwendet, um Grenzwerte für das jeweilige System vorzugeben, damit ein angemessenes Komfort und Sicherheitsniveau für Fahrten bei Nacht erreicht wird.

Halogenlampen erreichen nicht die gleiche Leistung wie Xenonlampen. Die Leistung von Lichtquellen wird bei Regelungen zu Beleuchtungssystemen berücksichtigt, und für jede Anwendung eines Beleuchtungssystems existieren eigene Vorschriften.

l Halogen und LEDLichtquellen: ECE R112.

l XenonLichtquellen: ECE R98.

...die Leistungsfähigkeit des Beleuchtungssystems erhalten

...mit Stil und Komfort

vorankommen

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fahren

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bei Regen, Schnee und Nebel dank spezieller Glasbeschichtung

Signallampen (x2) in P21W, PY21W, P21/4W, P21/SW, R5W, R10W.

Signallampen (x10) in C5W, P21W, PY21W, P21/4W, P21/SW, R5W, R10W, 14W, W3W, W5W, WY5W, W16W. Halogenlampen (x1) in H1, H3, H4, H7, H9, HB3, HB4, HR2, H8, H27/W1, H27/W2.

Signallampen (x10) in T4W, W5W. Halogenlampen (x1) in H1, H4, H7, HB3, HB4.

Halogenlampen (x1) in H1, H4, H7, H11.

Halogenlampen (x1) in H1, H4, H7.

Halogenlampen (x1) in H1, H4, H7.

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33

Von Halogen- zu Xenon schein-werfern

Wie bereits erwähnt hängt die Wahrnehmung des menschlichen Auges von der Lichtfarbe ab. Heutige Scheinwerfer sind mit drei Arten von Lichtquellen bestückt:

l Glühlampen (Halogen)

l Gasentladungslampen (Xenon)

l LED-Lampen

0

H71500 lm

55W - 12v

HALOGEN

-30

-20

0

10

-10

20

30

20 40 60 80 100 120 140m

m

2.02.0

2.0

5.02.0

100

1.0

1.0

0

5.0

5.0

5.0

100

1.0 1.0

1.0

1.0

D2S3200 lm

35W - 85v

XENON

2.0

2.0

2.0

-30

-20

0

10

-10

20

30

20 40 60 80 100 120 140m

m

Isolux-Kurve der Beleuchtungsstärke – Halogen

Die unterschiedlichen Technologien der Lichtquellen führen zu zahlreichen Unterschieden:l Unterschiedliche Lichtfarbel Unterschiedlicher Lichtstrom (Lumen)l Unterschiedliche Lichtstärke (Candela)l Unterschiedliche Luminanz (Candela/m2)

Daraus resultiert eine enorm unterschiedliche Lichtprojektion auf die Straße. Dies verdeutlichen die folgenden Diagramme zur Darstellung der Beleuchtungsstärke, sogenannte IsoluxKurven.

Da Xenonlampen eine großflächigere Licht-pro jek tion aufweisen, sind in der Regelung für Xenonlampen (ECE R98) mehr photometrische Punkte definiert als in der Regelung für Halogenlampen (ECE R112), um den unterschiedlichen Systemleistungen gerecht zu werden.

Isolux-Kurve der Beleuchtungsstärke – Xenon

9Leuchtendes Vorbild: die richtige Lampe

von Valeo für jeden Bedarf

34

HalogenlampenDie Halogentechnologie ist ein Fortschritt gegenüber der althergebrachten WolframGlühlampe. Sie wird in der Automobilbranche für zahlreiche Beleuchtungs und Signalfunktionen eingesetzt.

Im Vergleich zu ihren Vorgängern mit Wolframglühfaden sind Halogenlampen nicht anfällig für eine Schwärzung des Glaskörpers. Halogenlampen bleiben klar und halten länger.

10.1. Der Regenerationszyklus von Halogen

Die Kombination von Halogengas und Wolframglühfaden führt zu einer regenerativen Reaktion, bei der verdampftes Wolfram wieder auf den Glühfaden abgeschieden wird. Dadurch steigt dessen Lebensdauer, und die Lampe bleibt klar, so dass die Lichtausbeute besser ausfällt.

Der Regenerationszyklus von Halogen

Verdampfung desWolframglühfadens

(a)

Bildung vonWolfram-Oxyhalogen

(b)

Abscheidung vonWolfram auf den

Glühfaden (c)

Sauerstoffatom

Wolframatom

Halogenatom

10

35

Halogenlampen reagieren empfindlich auf Verschmutzung der Quarzoberfläche!Niemals eine neue Lampe mit bloßen Händen anfassen.

Halogenlampen sollten niemals mit direktem Hautkontakt berührt werden, da Öle und sonstige Rückstände den Glaskörper schädigen und zu einem vorzeitigen Ausfall der Lampe führen können. Eventuelle Fingerabdrücke müssen vor dem Einsatz der Lampe entfernt werden.

Der starke Quarzglaskörper ermöglicht einen höheren Gasdruck im Inneren, um der Verdampfung des Glühfadens entgegenzuwirken.

Dadurch kann der Glühfaden höhere Temperaturen erreichen und somit mehr Licht abstrahlen. Auch das Farbprofil des Lichts verändert sich und weist mehr sichtbare Wellenlängen auf.

WolframHalogenlampen bleiben daher über ihre gesamte Lebensdauer hinweg gleich hell und wandeln elektrische Energie effizienter als ihre Vorgänger in Licht um.

Lampe Sockel Kontaktstecker (Edelstahl)

UV-geschnittenes Quarzglas mit optischer Beschichtung

Abblendkappe

Glühfaden für Abblendlicht

Blendschutzkappe

Glühfaden für Fernlicht

36

Gas entladungs-lampenBei Gasentladungslampen wird das abgestrahlte Licht durch eine PlasmaBogenentladung in einer Röhre erzeugt.

Gasentladungslampen verfügen im Gegensatz zu Halogenlampen nicht über einen Glühfaden. Stattdessen wird ein Lichtbogen zwischen zwei Elektroden in einem Quarzglaskörper erzeugt, der mit einem Gemisch aus Edelgasen und Metallhalogeniden gefüllt ist.

Glühfaden einer Halogenlampe

Lichtbogen einer Xenonlampe

11

37

Die Leistungsfähigkeit von Gasentladungslampen hängt vom Gasdruck sowie von der Frequenz der elektrischen Anregung ab. Bei solchen Lampen werden Gase wie Argon, Neon, Krypton, Xenon oder möglicherweise eine Mischung davon eingesetzt.

Jedes Gas emittiert abhängig von seiner Atomstruktur bestimmte Wellenlängen, die zu unterschiedlichen Lichtfarben führen.

Gasentladungslampen zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade und eine längere Lebensdauer aus. Sie sind jedoch komplexer und benötigen eine umfangreichere Steuerelektronik, zum Beispiel Vorschaltgeräte.

Draht

Molybdänfolie Entladungsbogen Gas DrahtMetallhalogenide

Quarzglaskörper als UV-Schutz

Ent lad-ungs röhre

Elektroden

Die Entladungsröhre

38

11. Gasentladungslampen

11.1. Aufbau einer Xenonlampe

HIDLampen (High Intensity Discharge) sind auch als Xenonlampen bekannt. Sie gehören zu den HochdruckGasentladungslampen.

Rückführpol mit Keramikrohr Krone Befestigungsnocken

KontaktringSockelKranzAbblendschutz

Entladungs kammer mit Füllung

Wolfram- elektroden

Glaskolben

Der Lichtbogen in HIDLampen erzeugt ultraviolettes (UV) Licht. Daher ist die Entladungsröhre von einem UVabsorbierenden Glaskörper umgeben, der eine Beeinträchtigung der UVempfindlichen Komponenten und Materialien verhindert. Bei Frontscheinwerfern zählen hierzu etwa Polycarbonatlinsen und Reflektorbeschichtungen.

Lampe des Typs D2RÄhnlich wie bei H4Halogenlampen wird auch bei D2RLampen eine „Abblendkappe“ verwendet.

Aufbau einer D2R-Xenonlampe

39

11.1.1. Die Xenonlampe – eine Entladungslampe für den Einsatz im Automobil

HIDLampen für Automobile werden auch „Xenonlicht“ genannt, sind aber im Grunde Metallhalogenidlampen, die Xenongas enthalten.

Die richtige Spektralverteilung

Eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl einer Lichtquelle ist die Spektralverteilung (oder das Wellenlängenprofil) ihrer Lichtabstrahlung.

Das Lichtspektrum von Xenonlampen ist auf bestmögliche Wahrnehmung durch das menschliche Auge hin optimiert.

Die Farbtoleranz von Xenonlicht wird durch ECE R99 festgelegt und muss im Gitternetz des Normalbeobachters auf den Koordinaten x = 0,375 und y = 0,375 liegen. Diese Toleranzen entsprechen einem Farbtemperaturbereich von 4000 K bis 5000 K; bei WolframHalogenlampen liegt die Farbtemperatur zwischen 3000 K und 3550 K.

Geringere Farbtemperaturen bewirken eine Rottönung, höhere Temperaturen eine Blautönung des Lichts.

X

Y

0.46

2700 K0.44

0.42

0.40

0.38

0.36

0.34

0.32

0.30

0.280.28 0.300.26 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52

3500 K

4000 K

5000 K

5700 K

6500 K

4500 K

3000 KXENON

HALOGEN

400 450 500 550 600 650 700 750


MAX. MAX.

555 nm

800

507 nm

0

20

40

60

80

100

Rela

tive

Aus

stra

hlun

g un

d Em

pfin

dlic

hkei

t

Spektralverteilung von Xenonlicht

Photopische Empfindlichkeit des Menschen (Tagsehen)

Skotopische Empfindlichkeit des Menschen (Nachtsehen)

Positionierung von Halogen und Xenon CIE-Normalbeobachter von 1931

40

Halogenfernlicht ist rötlich getönt. Xenonfernlicht ist bläulich getönt.

Kürzere Aufwärmzeit

Verschiedene Edelgase haben unterschiedliche Startzeiten. So benötigen Metallhalogenidlampen mit Argon mehrere Minuten, bis die volle Lichtleistung erreicht ist. Mit Xenongas können die Lampen unmittelbar nach dem Start ausreichend Licht abstrahlen und benötigen nur kurze Zeit bis zur vollen Leistung.Um der Regelung ECE R99 zu entsprechen, müssen Xenonlampen 4 Sekunden nach dem Start 80 % ihres Gesamtlichtstroms erreichen.

Neben der kurzen Startzeit steht bei Xenongas schon bei der Zündung das komplette Farbemissionsprofil (Lichtspektrum) zur Verfügung.


Hohe Lichtmenge

Verschmutzte Scheinwerfer führen zu einer diffusen Lichtabstrahlung und können Gegenverkehr blenden. Dieser Umstand gilt nicht nur bei Xenonlampen, aber die Blendwirkung ist bei Xenonlampen viel höher und daher nicht akzeptabel.

Die meisten Xenonscheinwerfer übertreffen jeweils 2000 lm und erfordern daher eine automatische Nivellierung.In Europa müssen Fahrzeuge mit Xenonlicht über eine HochdruckReinigungsvorrichtung verfügen, damit die Sicht anderer Verkehrsteilnehmer nicht durch verschmutzte Scheinwerfer beeinträchtigt wird.

41

11.2. Systembetrieb bei Xenonlicht

HIDScheinwerferlampen können nicht direkt mit NiederspannungsGleichstrom betrieben werden und erfordern daher ein Vorschaltgerät mit Zünder. Der Zünder kann entweder in der Lampe oder extern angebracht sein. Bei D1 und D3Systemen ist er in die Lampe integriert, während er bei D2 und D4Systemen entweder separat oder Teil des Vorschaltgeräts ist Das Vorschaltgerät steuert die Zündspannung und die Stromzufuhr zur Lampe.

Batterie

PWM-Signal

VLampe

ILampe

Lampe

Umkehrsignal

Zünder

Gleichspannungs-wandler

Wechselstrom-wandler

Digitaler Signalregler

Einschalten

30 ms 50 ms 6 s - 8 s 65 V - 105 V

20 V - 40 V

25 kV

0 A

-12 A(max.)

2.5 A (max.)

-2.5 A (max.)

0.41 A (@85 V, 35 W)

-400 V

Zündung Übernahme Aufwärmen Hochfahren Betriebszustand

VLampe

ILampe

Bei HIDLampen in Autoscheinwerfern ist der Startvorgang ziemlich komplex. Das folgende Diagramm zeigt Spannung und Stromstärke einer HIDLampe vom Einschalten bis zum Erreichen des Betriebszustands.

42

Der Betrieb von Zünder und Vorschaltgerät ist in verschiedene Phasen gegliedert:

1. Einschalten

Vor der Zündung wird die äquivalente Impedanz (der Widerstand) der Lampe als unendlich betrachtet. In dieser Phase wird die vom Vorschaltgerät erzeugte Spannung der Lampe für die Zündung zugeführt.

XenongasMetallsalze

4.5 mm

Elektroden

Phase 0

Ausgeschaltet

2. Zündung

In dieser Phase erzeugt der Zündkreis einen Hochspannungsimpuls über die Lampe, so dass ein Lichtbogen in der Röhre entsteht und sichtbares Licht abgestrahlt wird.

Phase 1

Zündung

20 kV zwischen Elektroden


Vor der Zündung beträgt die Betriebsfrequenz 1 kHz.

Zur Zündung einer kalten Lampe wird eine Spannung von etwa 10 kV benötigt. Bei einer heißen Lampe liegt die Spannung bei etwa 25 kV. Zwischen den Wolframelektroden entsteht ein leitender Tunnel, so dass Strom zwischen den Elektroden fließt.

Anfangsphase/Übernahme: Nach erfolgreicher Zündung benötigt die Lampe eine hohe Stromstärke (Übernahmestrom), um den Lichtbogen aufrecht zu erhalten. Da der Lichtbogen mit hoher Stromstärke erzeugt wird, steigt die Temperatur in der Entladungskammer schnell an. Die Metallhalogenide verdampfen, so dass der Lichtbogen intensiver wird und sein Lichtspektrum sich verbreitert. Gleichzeitig wird der Widerstand zwischen den Elektroden geringer. Das elektronische Vorschaltgerät registriert dies und schaltet auf Dauerbetrieb um.

43

4. Hochfahren

Dies ist die wichtigste Phase des Startvorgangs. Um die Regelung ECE R99 zu erfüllen, ist die Stromstärke während des Hochfahrens höher als das erwartete Niveau im Betriebszustand. Anschließend regelt das Vorschaltgerät die Stromzufuhr zur Lampe auf Normalniveau herab.

5. Betriebszustand

Im Betriebszustand sind alle Metallkristalle verdampft, und der Lichtbogen hat eine stabile Form angenommen. Damit hat die Lichtausbeute ihren Nennwert erreicht. Das Vorschaltgerät versorgt die Lampe nun konstant mit Strom, so dass der Lichtbogen nicht flackert. Die Betriebsspannung ist 85 V Wechselstrom bei D1 und D2Systemen und 42 V Wechselstrom in quecksilberfreien D3 und D4Systemen. Die Frequenz des RechteckwellenWechselstroms liegt in der Regel bei 400 Hertz oder darüber.

Nach Zündung und Übernahme wird die Betriebsfrequenz für die Aufwärmphase auf 20 Hz geschaltet.

Phase 2

Aufwärmung

Salze verdampfen

Maximale Intensität (l)

Phase 3

Lichtausstrahlung

3200 Lumen – 35 W

3. Aufwärmen

In dieser Phase liefert der Gleichspannungswandler je nach Zustand der Lampe eine bestimmte Stromstärke, um den Lichtbogen aufrecht zu erhalten. Der Wandler arbeitet im Strommodus und erzeugt einen Wechselstrom mit Rechteckwelle. Da die Frequenz im Vergleich zur Frequenz bei Dauerbetrieb mit 20 Hz niedrig ist, wird diese Phase auch Gleichstromphase genannt.

Wenn die Aufwärmphase vorbei ist, arbeitet der Wandler bei 200 Hz.

44

11.3. Arten und Nummerierung von XenonlampenSeit den ersten Einsätzen von Xenonlicht in Automobilscheinwerfern in den 1990er Jahren gibt es elliptische Projektionsscheinwerfer und Reflektorscheinwerfer. Aufgrund des unter schiedlichen Verlaufs der HellDunkelGrenze werden für beide Scheinwerferarten unterschiedliche Lampen verwendet.Je nach Generation kann auch der Zünder (ein HochspannungsImpulstransformator) in der Xenonlampe integriert sein. Da der Zünder Teil des Moduls ist, wird er bei einem Lampenversagen systematisch mit ausgetauscht.

Weitere Vielfalt entsteht durch die Einführung von quecksilberfreien Varianten, die neueren Vorschriften entsprechen. Zu solchen quecksilberfreien Varianten zählen die D4- und D6-Lampen sowie die D3-, D5- und D8-Module.

Varianten mit und ohne Quecksilber sind nicht gegenseitig austauschbar. Die Anschlüsse der Lampen sind durch eine Codierung geregelt, so dass die Varianten nicht vertauscht werden können und Fehler ausgeschlossen sind.

Zurzeit werden Xenonlampen in den Varianten D1S,

Quecksilberhaltige Lampen müssenzum Recycling gesammelt werden

D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S, D4R, D5S, D6S und D8S hergestellt.

l Das D steht für Entladungslampe (Discharge Lamp)l Die Zahl steht für die Lampengenerationl Der letzte Buchstabe kennzeichnet den Glaskörper

zum UV-Schutz

D 1..2 S/R

Entladungslampe UV-Schutzverglasung

Lampengeneration


S-type

The cut-off is created by a shield. To generate the cut-off linein the light distribution, a black coating

is applied directly on the outer bulb of the lamp.

R-type

S-Typen

D1S, D2S, D3S und D4S verfügen über eine einfache UVSchutzverglasung und werden in erster Linie in Projektionsscheinwerfern eingesetzt.

Bei STypen wird die HellDunkelGrenze durch einen mechanischen Schirm im optischen System erzeugt.

45

11.3.1. D6S / D8S zur weiteren Verbreitung von Xenonlicht

Die Typen D6S und D8S gehören einer neuen Kategorie von Gasentladungslampen an, die sich durch moderne, quecksilberfreie Technologie mit hohem Wirkungsgrad auszeichnet.

Eigenschaften der D6S-/D8S-Lampen (Module):

l Quecksilberfrei

l 25 W statt wie sonst für HIDLampen üblich 35 W

l Lichtstrom von 2000 lm.

Dank des auf 2000 Lumen begrenzten Lichtstroms sind Scheinwerfer-Waschanlagen und automatische Nivellierungssysteme nicht mehr vorgeschrieben. Damit werden HID-Systeme auch für Volumenmodelle erschwinglich.

11.3.2. D5S – eine vollintegrierte Xenonlampe

Die erste vollintegrierte Xenonlampe war der Typ D5S. Bei diesem ist es den Herstellern von Lampen für Autoscheinwerfer gelungen, die eigentliche Lampe sowie Vorschaltgerät und Zünder in einem Gehäuse unterzubringen. Dadurch wurde das System deutlich einfacher, und ein es wurden keine Hochspannungskabel mehr benötigt.

Eigenschaften der D5S-Lampe:

l Quecksilberfrei

l Direkte 12 VStromversorgung

l Keine Hochspannungskabel

l 25 W statt wie sonst für HIDLampen üblich 35 W

l Lichtstrom von 2000 lm.

Wie bei D6S und D8S ist auch für D5S-Lampen keine Scheinwerfer-Reinigungsanlage und kein automatisches Nivellierungssystem erforderlich.

S-type

The cut-off is created by a shield. To generate the cut-off linein the light distribution, a black coating

is applied directly on the outer bulb of the lamp.

R-type

R-Typen

D1R, D2R, D3R und D4R sind auf die Verwendung in Reflektorscheinwerfern ausgelegt. Bei ihnen wird die HellDunkelGrenze über eine undurchsichtige Maskierung in der UVSchutzverglasung erzeugt, die bestimmte Bereiche abdeckt.

Hierfür wird eine schwarze Beschichtung direkt auf den äußeren Glaskörper der Lampe aufgetragen.

46

Positionierung der LichtquelleUngeachtet der Art der Lichtquelle spielt ihre Positionierung eine wichtige Rolle für die Leistungsfähigkeit des Scheinwerfers.

Die Ausleuchtung der Straße geschieht durch Projektion einer Lichtquelle über ein optisches System. Dadurch kann sich die Position der Lichtquelle erheblich auf das photometrische Endergebnis auswirken.

Bezugsebene

Lampenachse

Glühfadenposition

12

Bei Glühfäden beispielsweise ist die exakte Positionierung in der Lampe das erste Kriterium, das erfüllt sein muss. Größe und Positionierung des Glühfadens im Verhältnis zur Lampenachse und zur Bezugsebene der Lampe sind in den Regelungen ECE R37 und R99 festgelegt.

47

Optische Systeme für Fern- und Abblendlicht13

Jedes optische System muss über Vorrichtungen für folgende Funktionen verfügen:

l Richtige Positionierung der Lichtquelle

l Erzeugung der Hell-Dunkel-Grenze

l Blendschutz

l Einhaltung der photometrischen Punkte

l Umschaltung zwischen Fern- und Abblendlicht

l Einstellung des Neigungswinkels

Valeo Scheinwerfer für Opel/Vauxhall Corsa D mit dynamischem Kurvenlicht in Halogentechnik

Das optische System für Fern und Abblendlicht ist je nach Scheinwerfergeneration und Abmessungen des Projektors unterschiedlich. Es gibt drei Technologien zur Erzeugung von Fernlicht und Abblendlichtkegel: parabolische Reflektoren, Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie und elliptische Module.

48

13. Optische Systeme für Fern- und Abblendlicht

13.1. Parabolische ReflektorenBei vielen parabolischen Reflektoren werden Fern und Abblendlicht mit einer ZweifadenGlühlampe in ein und demselben Reflektor erzeugt.

Linse

Glühdraht des Abblendlichtsmit Schirm

Glühdraht des Fernlichts

Glühlampe

Reflektor (parabolic)

Parabolische Reflektoren wurden in Europa meist mit H4-Zweifaden-Glühlampen verwendet.

Die in Europa übliche Methode hierfür ist die Anordnung zweier Glühfäden entlang der gleichen Achse im Reflektor (in der Regel H4Lampen).

Um Blendwirkung zu vermeiden, müssen für das Abblendlicht zusätzliche Maßnahmen umgesetzt werden. So wird ein Schirm in die Lampe eingebaut, der verhindert, dass Lichtstrahlen direkt auf die untere Hälfte des Reflektors treffen und dann nach oben durch die Scheinwerferlinse reflektiert werden, so dass sie andere Verkehrsteilnehmer blenden würden. Der Verlauf der HellDunkelGrenze ergibt sich aus Form und Winkellage des Schirms.

Die Lichtverteilung auf der Straße wird über Muster in der Verglasung der äußeren Linse erzielt.

Durch die Abdeckung der Lampe mit dem Schirm gehen bei der H4-Lampe mehr als 40 % der erzeugten Lichtenergie verloren.

Parabolischer Reflektor – Glühfaden für Abblendlicht bei H4-Lampe

Frontscheinwerfer für Opel/Vauxhall Corsa mit H4-Lampe und parabolischem Reflektor

49

Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie sind eine häufige Bauform für Frontscheinwerfer. Sie bestehen aus einer Vielzahl kleiner reflektierender Oberflächen, die das richtige Beleuchtungsmuster auf der Straße erzeugen.Im Allgemeinen lässt sich jede Lichtquelle für sie verwenden, von Halogen bis hin zu Xenon. Auch LEDTechnik kommt immer häufiger zum Einsatz.

Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie werden mithilfe ausgefeilter optischer Simulationen entwickelt. Im Vergleich zu parabolischen Scheinwerfern bieten Sie ein flexibleres Design (geringere Höhe erforderlich) und eine deutlich bessere Lichtausbeute.

13.2. Reflektoren mit komplexer OberflächengeometrieTechnologien zur Herstellung komplexer Oberflächen haben zu einem sprunghaften Anstieg der Effizienz von Projektoren geführt. Sie ermöglichen es, das gesamte von der Lampe abgestrahlte Licht für den Abblendlichtkegel zu verwenden. Die erste Generation kam in den 1990er Jahren auf den Markt, war aber immer noch mit gemustertem Glas an der Außenlinse versehen. Bei der zweiten Generation von Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie konnten auch Linsen aus klarem Kunststoff verwendet werden.

Seither werden Hell-Dunkel-Grenze, horizontale Spreizung und Homogenität des Lichtkegels komplett durch den Reflektor und seine Geometrie bestimmt.

Reflektor (mehrere Spiegel)

Glühlampe

Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie eigenen sich für alle Lichtkegel und Lichtquellen.

13.3. Komplexe Oberfläche und XenonlampenEs gibt auch Reflektorscheinwerfer mit Xenonlampen für das Abblendlicht. Allerdings sind hierfür spezielle Lampen erforderlich (RTypen).

In diesem besonderen Fall wird die HellDunkelGrenze durch eine Kombination aus komplexen Oberflächenreflexionen und eine undurchsichtige Maskierung hergestellt, die auf die Außenverglasung der Lampen aufgedruckt wird.

Reflektor mit komplexer Oberflächengeometrie

Frontscheinwerfer für Peugeot 207 mit H7- und H1-Lampen und komplexer Oberflächengeometrie

Frontscheinwerfer für Renault Laguna II mit D2R- und H1-Lampen und komplexer Oberflächengeometrie

50

13.4. Blendschutz bei ReflektorscheinwerfernNeben einer Maskierung zur Herstellung der HellDunkelGrenze kann das Licht auch daran gehindert werden, an der Spitze der Lampe auszutreten. Bei Halogenlampen geschieht dies mit einer undurchsichtig beschichteten Kappe an der Spitze der Lampe.


Für manche Reflektorscheinwerfer ist ein externe Metallschirm erforderlich.

l Bei Xenonlampen ist dies vorgeschrieben

l In manchen Fällen lässt er sich zur Erfüllung photometrischer Vorschriften nutzen

l Er kann auch zur Senkung der Temperatur an der Scheinwerferblende beitragen

Undurchsichtige Blendschutzmaskierung auf H4-Halogenlampe

Externer Blendschutz für Halogenlampen

Externer Blendschutz für Xenonlampen

51

13.5. Elliptische ScheinwerferÄhnlich wie Reflektorscheinwerfer richtet sich auch bei elliptischen Scheinwerfern der Aufbau nach dem verwendeten Beleuchtungssystem. Für sie lässt sich jede Lichtquelle verwenden, von Halogen bis hin zu Xenon und LEDTechnik.

Linse

Schild zum Aufbaudes Abblendlichts

Reflektor (elliptisch)

Glühlampe

Elliptische Projektoren sind leistungsfähiger als Reflektorscheinwerfer, und Volumen sowie Stirnfläche fallen deutlich kompakter aus. Die Lichtquelle befindet sich in einem Reflektor, und die vordere Linse fokussiert den Lichtkegel.

Der elliptische Scheinwerferreflektor

52

Die Linse

Die Linse ist eine optische Vorrichtung, die Licht überträgt und bricht und damit das eintreffende Licht bündelt oder streut.

Die Beschaffenheit der Linsenoberfläche bestimmt den Verlauf der HellDunkelGrenzlinie. Bei den meisten Linsen handelt es sich um modularisierte und mikrostrukturierte Ausführungen.

In der Vergangenheit wurde Glas als Linsenmaterial verwendet. Grund hierfür waren die hohen Temperaturen, die durch die nahe an der Linse angeordnete Halogen oder Xenonlichtquelle entstehen. Dies ändert sich im Zuge der zunehmenden Beliebtheit von LEDLichtquellen. In neueren Scheinwerfergenerationen werden daher mittlerweile Kunststofflinsen eingesetzt. Sie ermöglichen ein flexibles Design, geringeres Gewicht und reaktivere Nachführmechanismen für Kurvenlicht.


13.5.1. Der Reflektor – eine Kernkomponente von elliptischen Scheinwerfern

Der Reflektor bildet keine schlichte Ellipse. Vielmehr ist er aus diversen komplexen elliptischen Oberflächen zusammengesetzt, die um die Lichtquelle herum angeordnet sind, sowie aus parabolischen Oberflächen an den Rändern.

l Die gewünschte Reichweite und Abdeckung (Länge und maximale Lichtstärke) wird durch die Reflexion der Lichtstrahlen in den elliptischen Zonen erreicht

80m

6070

4050

2030

10

l Die Ausleuchtung des Nahbereichs (Breite und Fahrzeugvorfeld) wird durch die parabolischen Zonen sichergestellt.

Die Spiegelwirkung des Reflektors und seine Antikorrosionsbehandlung sind von entscheidender Wirkung für eine lange Lebensdauer des Projektors. Ein minderwertiger Reflektor beeinträchtigt den Lichtstrom und die Homogenität der Lichtprojektion erheblich.

Der elliptische Reflektor bestimmt die Form des Lichtkegels

53

Die Hell-Dunkel-Grenze bei elliptischen Scheinwerfern

13.5.3. Breite Produktvielfalt

Scheinwerfersysteme sind oft Kombinationen aus elliptischen Scheinwerfern und Reflektorscheinwerfern mit verschiedenen Lichtquellen (H1, H7, Xenon). Dadurch wird eine breite Produktvielfalt möglich – vom reinen Halogenscheinwerfer bis hin zum elliptischen Xenonscheinwerfer. In modernen Frontscheinwerfern werden mittlerweile auch LEDs genutzt.

Elliptisches Modul

Komplexe Oberflächengeometrie

13.5.2. Die HellDunkelGrenze bei elliptischen Scheinwerfern

Bei elliptischen Scheinwerfern wird die HellDunkelGrenze für das Abblendlicht mithilfe eines Schirms erzeugt.Dieser Schirm befindet sich zwischen Reflektor und Linse und kann fest oder beweglich sein.

Frontscheinwerfer für Audi A4 mit D2S- und H7-Lampen und elliptischem Modul und komplexer Oberflächengeometrie

Fester Schirm für die Hell-Dunkel-Grenzlinie

54

13.6. Bi-Xenon-Technologie

BiXenonSysteme können die Lichtkegel von Fern und Abblendlicht mit einer einzigen Xenonlampe erzeugen. Damit ist die Straßenausleuchtung (Farbe) ein wesentlicher Vorteil dieser Technologie.

Bi-Xenon-Technologie kann sowohl für Reflektorscheinwerfer als auch für elliptische Scheinwerfer genutzt werden.

13.6.1. BiXenonScheinwerfer mit elliptischem Projektor

Bei BiXenonScheinwerfern mit elliptischem Projektor ist der Schirm beweglich. So funktioniert er als Blende, mit der zwischen Abblend und Fernlicht umgeschaltet wird.

Linse

Schild zum Aufbau des Abblendlichts

Reflektor (elliptisch)

Glühbirne


Elliptische Reflektoren können Fern- und Abblendlicht mit einer einzigen Lampe erzeugen.

Blendenfunktion bei Bi-Xenon-Scheinwerfer

Abblendlicht im elliptischen Bi-Xenon-Modul

Scheinwerfer für Ford C-Max mit D3S-Lampe und elliptischem Scheinwerfer mit Bi-Xenon-Technologie

Die Blende hat zwei Funktionen:

l Erzeugung der HellDunkelGrenze für Abblendlicht durch teilweise Verdeckung des Lichtstroms der Lampe

l Wegklappen der Verdeckung zur Umschaltung auf Fernlicht

Betätigt wird die Blende entweder über einen Magnetantrieb oder ein elektromechanisches System.

Beweglicher Schirm für die HellDunkelGrenzlinie

55

BeweglicherReflektor

Feste Lichtquellenposition

13.6.2. BiXenonScheinwerfer mit Reflektoren mit komplexer Oberfläche

Bei BiXenonSystemen mit komplexer Oberflächengeometrie geschieht die Umschaltung zwischen Abblend und Fernlicht durch Bewegung des kompletten Reflektors.

Der Reflektor hat zwei feste Positionen im Scheinwerfer, je eine für Abblendlicht und eine für Fernlicht.

Diese Funktion beruht auf der dritten Generation von Reflektoren mit komplexer Oberflächengeometrie von Valeo.

Fernlicht

Abblendlicht

Bi-Xenon-Scheinwerfer mit Reflektoren mit komplexer Oberfläche

Scheinwerfer für Volvo XC 90 mit D2R- und H7-Lampen und Bi-Xenon-Technologie mit komplexer Oberfläche

56

14.1. Grundlagen der LED-TechnologieLEDs oder Leuchtdioden gehören zur Familie der Halbleiterdioden. Dioden sind elektronische Bausteine, durch die elektrischer Strom nur in eine Richtung fließen kann.

Sie werden aus zwei leicht unterschiedlichen Materialien hergestellt, so dass ein pnÜbergang entsteht (positiv/negativ). LEDs unterscheiden sich von den Gleichrichterdioden in Lichtmaschinen (Generatoren). Für LEDs werden keine Halbleitermaterialien auf Siliziumbasis verwendet, sondern Materialien, die eine Lichtabstrahlung ermöglichen.

Je nach verwendetem Material unterscheidet sich die Lichtfarbe der LED.

l InGaN (IndiumGalliumnitrid) wird für violette, blaue und grüne LEDs verwendet.

l InGaAlP (IndiumGalliumAluminiumphosphid) wird für grüne, gelbe, orange und rote LEDs verwendet.

Durch leichte Änderungen in der Zusammensetzung dieser Primärmaterialien lässt sich die Farbe des abgestrahlten Lichts ändern.

Am pnÜbergang enthält die nSeite negative Ladungsträger („Elektronen“) und die pSeite positive Ladungsträger („Löcher“ genannt, um das Fehlen von Elektronen zu verdeutlichen).

Wenn eine Durchlassspannung an den pnÜbergang angelegt wird, bewegen sich Elektronen von der nSeite zur pSeite, und die Löcher bewegen sich von der pSeite zur nSeite.

Von Xenon zu LED

Anode

Kathode

N-Kontakt

AktiveSchicht

P-Kontakt

P-Kristall

N-Kristall

Trägermaterial

LED-Chipstruktur

14

57

Elektronen und Löcher kommen an der Grenzschicht zwischen p- und n-Seite (auch Raumladungszone oder Verarmungszone genannt) zusammen und setzen Energie in Form von Photonen frei. Darauf beruht die Lichtabstrahlung von LEDs.

l Von der LED freigesetzte Photonen erzeugen Licht

l Nicht von der LED freigesetzte Photonen erzeugen Wärme

N-Kristall

-Raumladungszone

Elektronen Löcher

P-Kristall

+

Aktive Schicht (Raumladungszone)

Lichtextraktion

Wärmeextraktion

Der LEDChip wird von einem Gehäuse ummantelt, das zum mechanischen Schutz, zur optischen Streuung des Lichts, für die elektrischen Anschlüsse und als thermische Schnittstelle zur Wärmeableitung dient.

Zur Verbesserung der Gesamteffizienz von LEDs müssen sowohl die Lichtabstrahlung als auch die Wärmeableitung optimiert werden.

Die LEDTechnologie hat im vergangenen Jahrzehnt erhebliche Fortschritte gemacht. Bis vor kurzem wurden LEDs wegen ihrer begrenzten Lichtabstrahlung und Problemen mit der Wärmeableitung nur für Signalleuchten am Fahrzeugheck verwendet.

Durch strahlende Rekombinationen entsteht Licht

Durch nicht strahlende Rekombinationen entsteht Wärme

Rekombinationen im Inneren der LED

Lichtabstrahlung und Wärmeableitung bei LEDs

Das Verhältnis zwischen freigesetzten und in der LED.Struktur absorbierten Photonen bestimmt den Wirkungsgrad der Lichtquelle.

58

14. Von Xenon zu LED

Dynamischer Lichtkegel Bifunktional – Abblend und

Fernlicht Zusätzliches Abblendlicht Statischer Lichtkegel

Tagfahrlicht und Positionslicht Modernste „Flat Guide“ LEDTechnik

Blinkleuchte mit Aktivierung der Nachführung Modernste „Flat Guide“ LEDTechnik

ERSCHWINGLICHKEIT

DIFFERENZIERUNG

LEISTUNG

ERSCHWINGLICHKEIT

DIFFERENZIERUNG

LEISTUNG

ERSCHWINGLICHKEIT

DIFFERENZIERUNG

LEISTUNG

14.2. Strahlende Aussichten für LED-Technologie im AutomobilHochleistungsLEDScheinwerfer sind bereit für den Einsatz in Fahrzeugen. Das Jahr 2012 markierte einen Wendepunkt im Hinblick auf den Einsatz von LEDs für Fern- und Abblendlicht.

Valeo hat ein Sortiment an LEDTechnik entwickelt, das alle Segmente vom Basisscheinwerfer bis hin zu anspruchsvollsten AFSAnwendungen abdeckt.

Aus Kosten und Leistungssicht kann die LEDTechnik bereits mit HID konkurrieren, und da sie im Vergleich zu Halogen so viele interessante Möglichkeiten bietet und dabei immer erschwinglicher wird, lässt sich absehen, dass sie in unmittelbarer Zukunft schnell die HIDTechnik ablösen wird und über die kommenden 10 Jahre hinweg allmählich auch Halogen.

Valeo bietet drei Varianten von LEDScheinwerfersystemen

PeopLED™: LEDAbblendlicht als Alternative zu Halogen

FullLED™: LEDLösungen als Alternative zu Xenon

BeamAtic® Premium LED: Blendfreies LEDFernlicht

14.3. Anwendung beim Ford Mondeo

Der Frontscheinwerfer des Ford Mondeo 2013 beruht auf der BiLED™Technologie von Valeo. Es ist das erste bifunktionale FULLED™System, das Abblend und Fernlicht in einem kompakten Modul vereint. Darüber hinaus verfügt es über ein dynamisches Kurvenlicht.

Besonders innovativ an dieser Niederprofilkonstruktion (< 100 mm) ist, dass die Umschaltung zwischen Abblend und Fernlicht ohne mechanische Bewegung geschieht. Hierfür wurde ein Faltvorrichtung aus gefrästem Aluminium mit einem ganz besonderen Profil entwickelt, das die perfekte Verbindung beider Funktionen sicherstellt.

Zwei MultichipLEDs erzeugen das Abblendlicht; für das Fernlicht wird eine dritte LED hinzugenommen.

LED-Lösungen für jedes Fahrzeugsegment

59

Darüber hinaus profitiert das System von der geringen Wärmeabstrahlung der LEDs, so dass das BiLEDTMModul mit einer Kunststofflinse ausgestattet ist. Dadurch ist die Lösung viel leichter als eine entsprechendes Glaslinse und kann durch Laserschweißen ins Modul integriert werden.

14.4. Anwendung beim Seat Leon

Spezifikationen:

l Statisches oder dynamisches Kurvenlicht (DBL).

l Separate Integration oder in Verbindung mit Ergänzungsmodulen für AL und/oder FL möglich

l Flexibles Styling: Form der Linse

l Photometrische Leistung 2012:

Abblendlicht: 650 lm / 55 lx

Fernlicht: 900 lm / 90 lx

l Leistungsaufnahme:

Abblendlicht: 20 W

Fernlicht: 30 W

Scheinwerfer für Seat Leon mit LED-Technik

60

14.5. Vorteile der LED-Technologiel Startzeit und Heißwiederzündung

Im Gegensatz zu Xenonlampen entfalten LEDs schon bei Aktivierung ihre volle Lichtabstrahlung, d. h. sie benötigen keine Aufwärmzeit. Darüber hinaus können LEDs ohne Probleme bei der Heißwiederzündung ein und ausgeschaltet werden (Xenonlampen müssen vor der Reaktivierung abkühlen).

l Weißes Farbprofil

>100 lm/W

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800X

Y

0.46

2700 K0.44

0.42

0.40

0.38

0.36

0.34

0.32

0.30

0.280.28 0.300.26 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52

3500 K

4000 K

5000 K

5700 K

6500 K

4500 K

3000 KXENON

HALOGEN

LED

>100 lm/W

4000

20

40

60

80

100

450 500 550 600 650 700 750


Rela

tive

Stär

ke

800X

Y

0.46

2700 K0.44

0.42

0.40

0.38

0.36

0.34

0.32

0.30

0.280.28 0.300.26 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 0.42 0.44 0.46 0.48 0.50 0.52

3500 K

4000 K

5000 K

5700 K

6500 K

4500 K

3000 KXENON

HALOGEN

LED

l Flexibler Lichtkegel

Architekturen auf Grundlage von MultichipLEDs ermöglichen den Aufbau einer Lichtquellenmatrix, die das angemessenste Licht für jede Fahrsituation erzeugen kann, komplett ohne mechanische Vorrichtungen.LEDMatrixsysteme stellen den nächsten Entwicklungsschritt im Bereich der fortschrittlichen Scheinwerfersysteme dar.

l Flexible Lichtabstrahlung

Ein e Besonderheit von LEDLichtquellen ist ihre einfache Dimmbarkeit. Dadurch eröffnen sich zahlreiche neue Möglichkeiten für Signalisierungs und Beleuchtungsfunktionen.

l Styling-Effekte

Dank ihrer Kompaktheit ermöglichen LEDLichtquellen eine flexiblere Gestaltung von Lichteinheiten. Dieser Vorteil wurde zuerst für Signalleuchten und Tagfahrlicht genutzt – perfekte Beispiele für die auffällige Signalwirkung von LEDs und ihr Potenzial für eine markentypische Gestaltung von Lichteinheiten.Mittlerweile kommen LEDs für das gesamte Beleuchtungssystem von Pkw, Lkw und Bussen zum Einsatz.

l Wärmeabstrahlung

Anders als bei Halogen oder Xenonlichtquellen ist die Wärmeabstrahlung von der Stirnfläche von LEDs gering, so dass optische Module mit Kunststofflinsen bestückt werden können. Kalte Lichtquellen sind LEDs – insbesondere HochleistungsLEDs – allerdings nicht. Auch sie erzeugen Wärme, die von der Basis des Chips abgeleitet werden muss. Dieser Umstand zählt zu den wichtigsten Aspekten, die bei der Entwicklung von Beleuchtungssystemen für Automobile berücksichtigt werden muss.

14. Von Xenon zu LED

Phosphorstruktur einer weißen LED

OSLON Black Flat - KW H2L531.TE800 lm bei 6,5 V / 1 A = 123 lm/W

Die gängigste Methode zur Herstellung einer weißen LED ist die Verwendung eines blauen LEDChips in Verbindung mit einer Phosphorbeschichtung. Die Phosphorschicht absorbiert einen Teil des blauen Lichts, so dass weißes Licht mit einem weiten Farbspektrum entsteht. Durch Änderung des Phosphorgehalts lassen sich unterschiedliche Farbtemperaturen realisieren, aber dies wirkt sich auch auf die Lichtstärke aus. Weiße LEDs können einen breiten Farb tem peratur-bereich von 4500 K bis 6500 K abdecken.

CIE-Normalbeobachter von 1931 LED-Modul

Phosphor auf Oberseite des LEDGehäuses

Weißes Licht

Blaues Licht

61

AFS (in der Bedeutung „Advanced Front Lighting Systems“) war ursprünglich der Name eines EurekaProjekts, das 1993 begann. Sein Hauptziel bestand in der Verbesserung der Vorschriften im Einklang mit der Weiterentwicklung von Scheinwerfersystemen.Seit 2003 werden von der Gesetzgebung auch Adaptive Scheinwerfersysteme (AFS) abgedeckt, und auch Zusatzfunktionen zur Verbesserung von Sicht und Sicherheit werden allmählich einbezogen.

Ziel von AFS war die variable Anpassung der Lichtverteilung eines Scheinwerfers an verschiedenste Fahrsituationen.

Beleuchtungssysteme haben sich von herkömmlichen Lichtquellen in Einzelscheinwerfern hin zu komplexeren Konstruktionen mit Beleuchtungsmodulen gewandelt, die verschiedene Lichtprofile erzeugen können.

15.1. KurvenlichtBei der ersten Generation von AFS stand Kurvenlicht im Mittelpunkt.

l Statisches Kurvenlicht (Fixed Bending Light, FBL) und Abbiegelicht

l Dynamisches Kurvenlicht (Dynamic Bending Light, DBL)

AFS – Adaptive Schein werfer-systeme1515.1.1. Statisches Kurvenlicht

Eine der wichtigsten Funktionen eines Scheinwerfers mit adaptiver Lichtverteilung und verbesserter Seitenausleuchtung für die Fahrt in Städten, an Kreuzungen und durch enge Kurven.

Fixes oder statisches Kurvenlicht besteht aus einer zusätzlichen Reflexionsoberfläche mit komplexer Geometrie oder einem elliptischen Modul im Scheinwerfer, das beim Lenken aktiviert wird.Die Funktion wird in Abhängigkeit vom Lenkwinkel ausgelöst.

35° to 40°

Das weltweit erste statische Kurvenlicht wurde von Valeo für den Porsche Cayenne entwickelt und bestand aus einem zusätzlichen elliptischen Modul im Scheinwerfer.

Scheinwerfer für Porsche Cayenne mit FBL-Technik

62

15.1.2. Abbiegelicht

Das Abbiegelicht dient zur besseren Sicht in Kurven und Einmündungen und deckt einen breiteren Winkel ab als das statische Kurvenlicht.Die Funktion wird unter den folgenden Voraussetzungen aktiviert:l Fahrer betätigt den Blinkerl Fahrer schlägt das Lenkrad einl Fahrgeschwindigkeit unter 40 km/h

Zur Implementierung der Abbiegefunktion wendet Valeo diese Technologie in zwei verschiedenen Varianten an: l Im Frontscheinwerferl Im Nebelscheinwerfer

15. AFS – Adaptive Scheinwerfersysteme

15.1.3. Dynamisches Kurvenlicht

Das dynamische Kurvenlicht (DBL) wird mit einem Beleuchtungsmodul realisiert, das den Lichtkegel lenkwinkelabhängig schwenken kann.Dafür dreht sich das Modul in der horizontalen Ebene des Fahrzeugs nach links und rechts. Die Einstellung des Neigungswinkels (vertikale Ebene) dagegen ist nicht Aufgabe des DBL.Das DBL wird oft in Verbindung mit Xenon oder LEDLampen verbaut. Für den Scheinwerfer des Opel Corsa D liefert Valeo jedoch auch ein DBLProdukt mit Halogenlampe.

> 60°

Scheinwerfer für Citroën C5 mit Abbiegelicht im Scheinwerfer

Scheinwerfer für Opel / Vauxhall Corsa D mit DBL-Technik und H9B-Halogenlampe

Nebelscheinwerfer für BMW X3 mit Abbiegelicht im Nebelscheinwerfer

63

Bei DBL-Scheinwerfer

43m

60m 93m

Bis zu 44 % mehr Sicht in Kurvendank dynamischem Kurvenlicht!

Bis zu 44 % mehr Sicht in Kurvendank dynamischem Kurvenlicht!

Fernlichtscheinwerfer mit Einstellung auf -1,5 %

Unter normalen Umständen geht man von einer Sichtweite von 50 m aus.

Bei herkömmlichem Scheinwerfer

64

15.2. Voll adaptive Beleuchtungstechnologie „Full AFS“

Ein großer Teil der Verbesserungen an Fahrzeugen entfällt auf den Bereich Fahrkomfort und Sicherheit. Hier wurden große Durchbrüche erzielt, darunter ABSBremssysteme, Stabilitätskontrollen, Airbags usw. Im Laufe des vergangenen Jahrzehnts wurden auch bei Beleuchtungssystemen große Fortschritte erzielt, die für bessere Sicht und kürzere Bremswege sorgen.

Herkömmliches Abblendlicht auf Grundlage von Halogen oder Gasentladungslampen (HID) bietet nicht genug Ausleuchtung, um einen ausreichenden Bremsweg zu ermöglichen. So beträgt der Notbremsweg eines Fahrzeugs bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h einschließlich der menschlichen Reaktionszeit mindestens 50–60 Meter.

Ein herkömmliches Abblendlicht mit einer Neigung von 1 % kann die Straße auf einer Distanz von etwa 25–30 Metern ausleuchten.

Um diesem Problem zu begegnen, wurde 2004 ein neuer Standard vorgegeben, in dem das Konzept der „Weitreichende Ausleuchtung ohne Blendwirkung“ definiert wurde.

Mit dem Ziel der weitreichenden Ausleuchtung soll eine neue Art Abblendlicht entwickelt werden, die eine dauerhafte Ausleuchtung für einen sicheren Bremsweg von etwa 60–70 Metern ermöglichen soll.

Mit einer adaptiven Hell-Dunkel-Grenze lässt sich die Straße weit genug ausleuchten, um einen sicheren Bremsweg zu ermöglichen, aber ohne andere Verkehrsteilnehmer zu blenden, so dass Nachtfahrten sicher und komfortabel werden.

Seit 2006 wurde AFS erheblich weiterentwickelt und bietet weitere Funktionen.

Voll adaptive Beleuchtungstechnologie bietet Fahrern optimale Sicht unter allen Bedingung, macht Fahrten bei Nacht weniger anstrengend und verbessert Sichtkomfort und Sicherheit.

Das System passt die Lichtverteilung automatisch an die Position vorausfahrender und entgegenkommender Fahrzeuge an.

Voll adaptive Beleuchtungstechnologie weist den Weg in eine neue Ära der Lichtverteilung für diverse typische Fahrsituationen und passt den Lichtkegel nach den folgenden Kriterien an:

l Art der Straße

l Zustand der Straße

l Witterungsbedingungen

l Eingriffe des Fahrers (Blinkerbetätigung/Lenkradeinschlag)


65

Stadtlicht Schlechtwetterlicht AutobahnlichtAbblendlicht

mit Kurvenlicht

15.2.1. Full AFS für den Audi Q7

Für die höchste Version des Audi Q7 von 2009 stellt Technikpionier Valeo AFS TriXenonScheinwerfer, bei denen Fernlicht, Abblendlicht und spezielle Autobahnlichtfunktionen mit LEDbasiertem Tagfahrlicht kombiniert sind.

Das gesamte Sortiment an Scheinwerfern für den Audi Q7 (Halogen, BiXenon und AFS TriXenon) ist auch auf dem Nachrüstmarkt erhältlich.

Full AFS von Valeo für den Audi Q7

Lichtverteilungsmuster bei voll adaptiver Beleuchtungstechnologie

Scheinwerfer für den Audi Q7 mit AFS Tri-Xenon-Technik

66

15.2.2. Automatischer Betrieb des AFS

Bei der ersten Generation adaptiver Systeme wurde die Sicht durch gezielte Ausleuchtung der Straße verbessert. Ergänzend dazu kann das AFS die HellDunkelGrenze mithilfe von elektrischen Antrieben in kleinen Schritten variieren.

Scheinwerfermodule können mithilfe der folgenden Verstellmöglichkeiten spezielle Beleuchtungsprofile erzeugen:

l Verstellung des rechten Lichtkegels – horizontal und vertikal

l Verstellung des linken Lichtkegels – horizontal und vertikal

l Neigungsregelung

Horizontale Drehung

Vertikale Drehung

l Verstellung der HellDunkelGrenze

Die „Full AFS“Lösung von Valeo beruht auf einem trifunktionalen Modul, das drei Lichtkegel erzeugt:

l Abblendlicht

l Fernlicht

l Autobahnlicht


Xenon-Scheinwerfermodul

67

Durch eine Kombination aus drei Lichtkegeln mit automatischer Nivellierung kann das System drei weitere Funktionen wahrnehmen:

l Stadtlicht

l Schlechtwetterlicht (bei Nässe)

l Tourist Light (Anpassung an Rechts bzw. Linksverkehr)

Full AFS – trifunktionaler Mechanismus

15.2.3. AFS – Klassen und Modi

Die Klasse definiert das wesentliche Leuchtmuster (C/V/E/W/T). Der Modus definiert Bedingungen oder Vorfälle während der Fahrt, die eine Einstellung des Beleuchtungssystems auf eine Klasse oder die Umschaltung zwischen Klassen durch Anpassung des Lichtprofils erfordern.AFSSysteme passen die Ausleuchtung der Straße kontinuierlich entsprechend dem aktuell aktiven Modus an.

Von Sensoren gespeiste Steuersignale machen das System adaptiv, so dass es auf die folgenden Faktoren reagieren kann:

l Ausleuchtung der Umgebung

l Licht von Frontscheinwerfern und vorderen Signalleuchten entgegenkommender Fahrzeuge

l Licht von den Heckleuchten vorausfahrender Fahrzeuge; zur Verbesserung der Systemleistung können zusätzliche Sensoren eingesetzt werden

Die Anpassungen der AFSBeleuchtungsfunktionen innerhalb und zwischen Klassen und deren Modi geschehen automatisch und beeinträchtigen weder den Fahrer noch andere Verkehrsteilnehmer durch Unannehmlichkeiten, Ablenkungen oder Blendwirkung.

Für AFS wurde ein eigenes photometrisches Diagramm herausgegeben. Es beruht auf dem ursprünglichen Diagramm für XenonBeleuchtungssysteme und wurde um alle erforderlichen Vorkehrungen für die neuen Klassen und ihre jeweiligen Modi ergänzt.

AFS unterliegt den Vorschriften und Ausführungen in den ECERegelungen R48 und R123.Die Stufen des Projektorlichtkegels sind im Wesentlichen in Abblendlichtklassen und modi kategorisiert:

l C-Modi (klassisches Abbiegelicht)

l V-Modi (Stadtlicht)

l E-Modi (Autobahnlicht)

l W-Modi (Schlechtwetterlicht)

l T-Modi (Kurvenlicht)

68

15.2.3.1. Klassisches Abblendlicht

Das klassische Abblendlicht ist das Standardmuster des AFSSystems.

Das klassische Abblendlicht (CModi) wird aktiviert, wenn kein Modus einer anderen Abblendlichtklasse aktiviert ist und gilt als Neutralzustand.

-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°

-1%60 lux

LH-Achse RH-Achse

60 lux-2%

Klassisches Abblendlicht – H/V-Verstellung


Klassisches Abblendlicht – Lichtkegel auf der Straße

69

-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°

-1%

60 lux

LH-Achse

L-Modul 8° nach links bewegt R-Modul 5° nach rechts bewegt

RH-Achse

60 lux-2%

Stadtlicht – H/V-Verstellung

Klassisches Abblendlicht – Lichtkegel auf der Straße

15.2.3.2. Stadtlicht

Das Stadtlicht biete eine breitere Ausleuchtung für bessere Sicht auf die Bürgersteige mit stärkerer Vordergrundbeleuchtung und verringerter Fokussierung (geringere Blendwirkung).

Aktiviert werden darf das Stadtlicht (VModi) nur, wenn einer oder mehrere der folgenden Faktoren automatisch erkannt werden:

l Straßen in bebautem Gebiet

l Fahrgeschwindigkeit maximal 50 km/h

l Feste Straßenbeleuchtung

l Luminanz der Straßenoberfläche von 1 cd/m2 und/oder kontinuierliche Überschreitung einer horizontalen Straßenausleuchtung von 10 lux

70

15.2.3.3. Autobahnlicht

Das Autobahnlicht bietet die folgenden Eigenschaften: l Verbesserte Sichtweite von bis zu 120 m ohne

Blendung anderer Verkehrsteilnehmerl Doppelt so hohe Lichtstärke (120 lux) wie

maximal mögliche Lichtstärke des Abblendlichts l Weiter reichende Ausleuchtung von 60 Metern

Die Modi des Autobahnlichts (Klasse E) bieten dem Fahrer dank ihrer höheren Lichtstärke und eine höher liegenden HellDunkelGrenze bessere Sicht nach vorn. Damit andere Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden, wird es nur auf Straßen mit baulich getrennten Richtungsfahrbahnen oder ausreichendem seitlichem Abstand zu Gegenverkehr aktiviert – typische Merkmale von Autobahnen.Neue Technologie auf Grundlage von Sensoren wie Kamerasystemen oder Satellitennavigation kann auch unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit exakte Informationen liefern, um zu ermitteln, ob die Kriterien für eine Autobahn erfüllt sind.

l Die Modi des Autobahnlichts (Klasse E) dürfen nur aktiviert werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit 70 km/h überschreitet und automatisch erkannt wird, dass die Straßengegebenheiten einer Autobahn entsprechen.

Bei den nachfolgend aufgeführten Modi der Klasse E wird die HellDunkelGrenze der Geschwindigkeit angepasst.


Autobahnlicht – Lichtkegel auf der Straße

Die Fahrgeschwindigkeit übersteigt 100 km/h, die HellDunkelGrenze ist für maximale Leuchtreichweite auf 0,59 % (0,34°) eingestellt.Die Fahrgeschwindigkeit übersteigt 90 km/h, die HellDunkelGrenze ist für eine mittlere Leuchtreichweite auf 0,78 % (0,45°) eingestellt.Die Fahrgeschwindigkeit übersteigt 80 km/h, die HellDunkelGrenze ist auf 1 % (0,57°) heruntergezogen, damit der Gegenverkehr nicht geblendet wird.

71

Autobahnlicht – H/V-Verstellung

-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°

-1%

LH-Achse RH-Achse

-2%

120 lux 120 lux

15.2.3.4. Schlechtwetterlicht

Das Schlechtwetterlicht ist stärker fokussiert, um z. B. Regen besser zu durchdringen, und eine geringere Nahfeldbeleuchtung, um Spiegelungen auf nassen Straßen zu vermeiden.

Aktiviert werden darf das Schlechtwetterlicht (WModi) nur, wenn die Nebelscheinwerfer (falls vorhanden) ausgeschaltet sind einer oder mehrere der folgenden Faktoren automatisch erkannt werden:l Nässe der Straße

-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°

-1%120 lux

LH-Achse

L-Modul 3° nach rechts bewegt R-Modul 5° nach rechts bewegt

RH-Achse

60 lux-2%

Schlechtwetterlicht – H/V-Verstellung

Schlechtwetterlicht – Lichtkegel auf der Straße

l Der Scheibenwischer ist eingeschaltet und seit mindestens zwei Minuten in Dauer oder Automatikbetrieb

72

15.2.4. Zusatzregelungen für AFSSysteme

l Der Fahrer muss das AFS immer in den Neutralzustand versetzen und wieder in den Automatikbetrieb schalten können.

l Aus einem Modus der Klassen C, V, E oder darf das Abblendlicht nur dann so verstellt werden, dass daraus ein Kurvenlichtmodus (Klasse T) wird, wenn mindestens einer der folgenden Faktoren (oder gleichwertige Indikatoren) ermittelt werden:

Einschlagwinkel der Lenkung Bahn des Schwerpunkts des Fahrzeugs

l Eine Anzeigeeinrichtung zum Hinweis auf einen Ausfall des AFS ist vorgeschrieben.

l Bei adaptivem Fernlicht muss eine Anzeigeeinrichtung den Fahrer darauf hinweisen, dass die Adaption des Fernlichts aktiviert ist. Diese Information muss angezeigt bleiben, solange die Adaption aktiviert ist

l Ein AFS darf nur in Verbindung mit einer ScheinwerferReinigungsanlage eingebaut werden, wenn der SollLichtstrom der Lichtquellen dieser Einheiten höher als 2000 lm pro Seite beträgt und die Lichtquellen zum Abblendlicht (Klasse C) beitragen.

l Das adaptive Fernlicht muss ausgeschaltet werden, wenn die Beleuchtungsstärke des Umgebungslichts 7000 lx überschreitet.


73

Das blendfreie Fernlicht (Glare-Free High Beam, GFHB), auch Adaptive Driving Beam (ADB) genannt, ist die nächste Entwicklungsstufe der voll adaptiven Beleuchtungstechnik Full AFS.

Definition nach ECE R48 Rev. 9:„Adaptives Fernlicht“ bezeichnet ein Fernlicht des AFS, das das Leuchtmuster je nach Vorhandensein von vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen anpasst, um die Fernsicht des Fahrers zu verbessern, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu beeinträchtigen, abzulenken oder zu blenden.

Blendfreies Fernlicht (GFHB)1616.1. Gründe für das blendfreie Fernlicht

Um die Straßenausleuchtung einen weiteren Schritt voranzubringen, mussten die folgenden Probleme gelöst werden:

l Konventionelles Fernlicht blendet in vielen Situationen den Gegenverkehr und kann daher in dieser Form nicht dauerhaft eingeschaltet bleiben

l Fahrer verwenden das Fernlicht meist nur zögerlich und sind daran gewohnt, häufig zu früh auf Abblendlicht zurückzuschalten

l Der Abstand zwischen Fahrzeugen bedingt, dass das Abblendlicht in den meisten Fahrsituationen keine optimale Ausleuchtung nach vorn bietet.

74

16.2. Valeo BeamAtic® Premium-System

Das erste ADBSystem von Valeo heißt BeamAtic® Premium. Es wurde 2010 als XenonVersion eingeführt und lässt sich auch auf andere Lichtquellen ausweiten.

Ziel von Valeo BeamAtic® Premium ist eine automatische Ausleuchtung, die Hindernisse bis zu einer Distanz von 80 m sichtbar macht. Insbesondere verbessert das System die Sicht zu den Seiten hin, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu blenden.

Kamera ECU

Beleuchtungskontrollsystem

Kamera

LED-Fahrer Frontscheinwerfer

Beleuchtungsstrategie

Bildverarbeitung:Fahrzeugerfassung

LED-Schaltung

Schrittmotoren&

LED-Kontrolle

Fahrzeugparameter:Geschwindigkeit,Gierrate, ...

16. Blendfreies Fernlicht (GFHB)

Grundlage des blendfreien Fernlichts ist ein normales Fernlichtsystem. Allerdings überwacht das System die Straße vor dem Fahrzeug mithilfe von Kameras und Bildverarbeitungssystemen und passt die Lichtverteilung je nach Position von vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen an.

Blockdiagramm des ADB-Systems

75

Wenn das Bildverarbeitungssystem ein entgegenkommendes oder vorausfahrendes Fahrzeug registriert, wird ein Schirm im Inneren des Scheinwerfers bewegt und deckt einen Teil des Lichtkegels ab. Dadurch gelangt kein Licht in das Gebiet, in dem sich der andere Verkehrsteilnehmer befindet. Die Abdeckung des Lichtkegels wird dabei dem Fahrweg des anderen Verkehrsteilnehmers nachgeführt, damit dieser kontinuierlich vor Blendwirkung geschützt ist.

So erhält der Fahrer jederzeit die ideale Scheinwerferreichweite und kann Gefahren schneller und besser erkennen, ohne andere Verkehrsteilnehmer abzulenken oder zu gefährden.

Valeo BeamAtic® Premium erfasst sowohl Gegenverkehr als auch vorausfahrende Fahrzeuge.

Kein Gegenverkehr, gesamtes Fernlichteingeschaltet

Verteilung des Fernlichts angepasst, damit der Gegenverkehr nicht geblendet wird

Gegenverkehr

Adaptives Fernlicht bei Gegenverkehr

76

Kein vorausfahrenderVerkehr, gesamtes Fernlicht eingeschaltet

Verteilung des Fernlichts angepasst, damit der vorausfahrende Verkehr nicht geblendet wird

Vorausfahrender Verkehr

Adaptives Fernlicht bei vorausfahrendem Verkehr

77

16.2.1. Valeo BeamAtic® PremiumAnwendungen

Blendfreie Fernlichtsysteme von Valeo sind seit 2010 für eine Reihe von VolkswagenModellen erhältlich, darunter für den Passat.

Die neueste Generation befindet sich im VW Golf VII.

Seit den frühesten Anwendungen mit XenonLichtquellen wurden die blendfreien Fernlichtsysteme von Valeo laufend weiter verbessert, um die Ausleuchtung der Straße zu optimieren. Es gibt jedoch einige wichtige Gründe, die eine fortgesetzte Weiterentwicklung dieser Systeme erforderlich machen.

Scheinwerfer für Volkswagen Passat mit ADB-Technik

Scheinwerfer für Volkswagen Golf VII mit ADB-Technik

Scheinwerfer für Volkswagen Golf VII mit ADB-Technik

78

16.3. Eigenschaften eines guten blendfreien Scheinwerfersystems

Es gibt sechs Kriterien, an denen man Leistungsfähigkeit und Funktionalität eines GFHBSystems bewerten kann:

1. Erkennung von Fußgängern und Hindernissen

Die Erkennung von Fußgängern und Hindernissen ist ein Merkmal, das ein GFHBSystem von herkömmlichem Abblendlicht unterscheidet.

2. Stabiler Lichtkegel unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze:

Einer der Nachteile der marktüblichen GFHBSysteme auf Xenonbasis ist der Umstand, dass der komplette Lichtkegel seitlich versetzt wird, um ihn dem Fahrweg des anderen erkannten Fahrzeugs nachzuführen. Dieser Umstand ist natürlich im Steuersystem des Moduls berücksichtigt. So wird die seitliche Bewegung der Scheinwerfer im GFHBModus begrenzt, so dass das System im Wesentlichen nur auf relativ geraden Straßen aktiv ist. Ein GFHBSystem, dessen Lichtkegel unterhalb der HellDunkelGrenze – also dort, wo er keine Blendwirkung erzeugt – stabil bleibt, böte unabhängig von Kurven eine gute Ausleuchtung der Straße vor dem Fahrzeug.

3. Stabiler Lichtkegel oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze:

Die seitliche Bewegung des Lichtkegels oberhalb der HellDunkelGrenze könnte als unerwünscht betrachtet werden, weil die am besten beleuchteten Bereiche nicht in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegen. Ein stabiler Lichtkegel oberhalb der HellDunkelGrenze hätte den Vorteil, dass das Licht unabhängig von der Position des erkannten Fahrzeugs entlang der Straße gelenkt wird.

4. Lichtabstrahlung:

Aktuelle Systeme verdunkeln Bereiche, indem sie das erkannte Fahrzeug mit zwei symmetrischen Lichtkegeln einfassen, deren seitliche obere Bereiche verdeckt werden. Dadurch ist das Licht auf beiden Seiten nur halb so stark wie beim herkömmlichen Fernlicht. Ein GFHBSystem mit gleicher Lichtstärke wie ein Fernlichtkegel außerhalb des verdunkelten Bereichs würde bessere Leistung zeigen.

5. Kontinuierliche, exakte Nachverfolgung von erkannten Fahrzeugen:

Die Fähigkeit eines GFHBSystems, andere Fahrzeuge präzise einzufassen, trägt wesentlich zum Fahrkomfort bei. Die seitliche Winkelverstellung des abgedunkelten Bereichs sollte fein genug abgestuft sein, um die Nachführung fließend wirken zu lassen.

6. Verdunkelung mehrerer unterschiedlicher Bereiche:

Aktuell produzierte Systeme können nur einen Bereich abdunkeln. Wenn zwei oder mehr Fahrzeuge erkannt werden, muss das System also einen Bereich abdunkeln, der beide Fahrzeuge umfasst, Ein System, das in der Lage ist, mehrere unterschiedliche Bereiche zu verdunkeln, könnte das Sichtfeld optimal ausleuchten – insbesondere den Bereich zwischen den erkannten Fahrzeugen.


79

Multibeam

16.4. Blendfreie Fernlicht-systeme auf LED-Basis

Die LEDTechnologie markiert den neuesten Entwicklungsschritt für blendfreie Fernlichtscheinwerfer.

Im Vergleich zu Halogen und Xenon bieten LEDs zahlreiche Vorteile, darunter:

l Hohe Lichtausbeute (in Lumen pro Watt)

l Lange Lebensdauer, die die Lebensdauer des Fahrzeugs selbst übertrifft

l Flexibilität bei Konstruktion und Gestaltung des optischen Systems: der Lichtkegel wird durch diverse LEDs erzeugt, und jede davon kann mit bestimmten optischen Systemen gekoppelt werden

LEDs sind ein gleichwertiger Ersatz für XenonScheinwerfer und können diese sogar übertreffen. Um die Merkmale verschiedener LEDSysteme zu veranschaulichen, wird am Beispiel von fünf unterschiedlichen Konzepten ein und dasselbe Szenario durchgespielt: Dem Testfahrzeug kommt ein Fahrzeug entgegen, das sich in einem Abstand von 80 m befindet, also gerade außerhalb der Reichweite des Abblendlichts.

Je nach Position des horizontal drehbaren Schirms im Inneren des Scheinwerfers wird die HellDunkelGrenze verschoben, so dass der Lichtkegel für Abblendlicht, Autobahnlicht, Fernlicht, GFHB (Lförmig) und als flacher Kegel mit linearer HellDunkelGrenze geformt wird.

Dem Hauptmodul lassen sich eines oder mehrere Zusatzmodule hinzufügen, um die projizierte Lichtmenge für den Abblendlicht- oder Fernlichtkegel zu steigern. (Anwendung bei Ford: S-Max, Galaxy)

Im blendfreien Fernlichtmodus schwenkt der gesamte Lichtkegel in Abhängigkeit von der Position erkannter Fahrzeuge um eine vertikale Achse. Das MultibeamSystem ist ähnlich kompakt wie Xenonlicht und ermöglicht eine exakte seitliche Positionierung der vertikalen HellDunkelGrenzen.

Multibeam-Modul

80

Dynamic Shadow

Bei den zuvor beschriebenen Systemen hat der Schirm zur Herstellung der vertikalen HellDunkelGrenze eine feste Position im Lichtkegel. Dadurch muss der Lichtkegel geschwenkt werden, um die HellDunkelGrenze dem erkannten Fahrzeug nachzuführen.

Das „Dynamic Shadow“Modul verfügt über einen seitlich beweglichen Schirm, der die vertikale HellDunkelGrenze ohne Bewegung des Lichtkegels verschieben kann und damit einen Lichtkegel erzeugt, der auf der aktuellen Fahrtrichtung liegt, während der verdunkelte Bereich so weit wie erforderlich verschoben werden kann.

Wenn der Schirm vollständig eingezogen ist, entsteht ein normaler Fernlichtkegel. Für das Abblendlicht verfügt dieses GFHBModul über ein separates Scheinwerfermodul.


Sail Beam

Das größte Manko von adaptivem Xenonlicht ist der Umstand, dass der gesamte Lichtkegel geschwenkt werden muss. Wenn beispielsweise ein entgegenkommendes Fahrzeug in einer Rechtskurve passiert wird, werden die Lichtkegel nach links geschwenkt, um das erkannte Fahrzeug einzufassen und Blendwirkung zu verhindern. Dadurch wird jedoch weniger Licht in die Kurve projiziert.

Um diesem Problem zu begegnen, werden beim „Sail Beam“ die Lichtkegel mit statischer HellDunkelGrenze durch zwei weitere, symmetrische Lichtkegel ergänzt, die jeweils von einem der Scheinwerfer projiziert werden.

Diese Lichtkegel, deren Form an ein Segel erinnert, projizieren den Großteil ihres Lichts oberhalb der HellDunkelGrenze nach vorn. Sie haben eine vertikale HellDunkelGrenze, sind seitlich schwenkbar und positionieren die Lichtkegel so, dass sie das erkannte Fahrzeug auf beiden Seiten einfassen. Die hellsten Bereiche liegen so nahe wie möglich am unteren Innenwinkel der Lichtkegel, damit erkannte Fahrzeuge möglichst eng von möglichst starkem Licht eingefasst werden. Da das Abblendlicht starr ist, gelten für den Verstellweg der „Sail Beam“Lichtkegel keine Einschränkungen außer der Zeit, die beim Zurückschalten auf Fernlicht zur Wiederausrichtung benötigt wird.

Dynamic ShadowSail Beam-Modul

81

Pixel Lighting

Jeder der im „Matrix Beam“System eingerichteten beleuchteten Bereiche kann als Makropixel angesehen werden, das durch die Kombination einer TeilbereichsLED und einer eigenen Optik gebildet wird. Die Anzahl dieser Makropixel ist daher durch das Volumen des Scheinwerfers begrenzt.

Um die Auflösung zu verbessern, muss die Aktivierung und Deaktivierung der Makropixel von der Aktivierung und Deaktivierung eines LEDElements abgekoppelt werden – ganz wie bei einem Videoprojektor, dessen Lichtquelle immer leuchtet, unabhängig davon, ob die Pixel des projizierten Bildes sichtbar sind oder nicht.

Valeo zieht hierfür eine Lösung in Betracht, bei der der Lichtkegel durch eine LCDMatrix geformt wird. Da LEDs im Gegensatz zu XenonLichtquellen keine Infrarotstrahlung emittieren, lässt sich die Leistung der Lichtquelle erhöhen. Dadurch eröffnet sich eine Reihe von Möglichkeiten.

Diese hochauflösenden Systeme werden so effektiv wie ein „Matrix Beam“System sein, aber dank höherer Präzision alle sechs voranstehend genannten funktionellen Kriterien erfüllen.

Matrix Beam

Trotz ihrer hohen Effizienz weisen die voranstehend beschriebenen Systeme nach wie vor einige funktionelle Mängel auf. Erstens wird immer nur ein Bereich abgedunkelt. Wenn zwei oder mehr Fahrzeuge entdeckt werden, deckt dieser Bereich also beide Fahrzeuge ab, so dass zwischen beiden Fahrzeugen schlechte Sicht herrscht.

Zweitens entspricht die Menge des Lichts, das oberhalb der HellDunkelGrenze an beiden Seiten des abgedunkelten Bereichs projiziert wird, nicht mehr wie beim normalen Fernlicht der Summe von linkem und rechtem Lichtkegel, da der Lichtkegel auf der gegenüberliegenden Seite verdeckt wird.

Beim „Matrix Beam“System, das auf Audi zurückgeht, wird jedem Sektor des Sichtfelds ein eigener LEDChip zugeordnet, der je nach Gegenlicht beleuchtet oder abdunkelt. Der verdunkelte Bereich wird also durch die vorübergehende Deaktivierung eines oder mehrerer LEDChips in jedem Scheinwerfer erzeugt. Bewegliche Teile werden für diese Lösung nicht benötigt. Bei dieser Lösung bleibt die bestmögliche Ausleuchtung des nicht verdunkelten Bereichs erhalten, und wenn die Lücke zwischen zwei aufeinander folgenden abgedunkelten Bereichen größer ist als ein Teilbereich, lassen sich auch mehrere Bereiche gleichzeitig abdunkeln.

TECHNOLOGIE ABBLENDLICHT MULTIBEAM SAILBEAM MATRIX BEAM PIXEL LIGHTINGDYNAMICSHADOWKRITERIUM

Erkennung von Fußgängern und Hindernissen

Stabiler Lichtkegel unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze

Stabiler Lichtkegel oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze

Lichtausstoß gleich wie bei Fernlicht

Präzise Verfolgung des erkannten Fahrzeugs

Verdunkelung mehrerer unterschiedlicher Bereiche

Bewertungskriterien für blendfreies Fernlicht

Matrix-Modul Pixel Lighting

82

Laser können durch den stark fokussierten Lichtstrahl eine sehr hohe Lichtstärke erreichen.

Ihre inhärenten Eigenschaften machen Laser zu einer guten Wahl für erste Anwendungen als Hochleistungs-Punktstrahler sowie in Zukunft vielleicht auch für größere Lichtkegel.

Da Laser monochromatische Lichtquellen sind, müsste das Licht erst in weißes Licht umgewandelt werden, ehe sie für Scheinwerfer nutzbar wären. Ähnlich wie bei weißen LEDs wird auch bei aktueller Lasertechnik eine blaue Laserquelle verwendet, die eine gelbe Phosphorschicht anregt, so dass ein sehr helles weißes Licht entsteht,

Für Lichtquellen auf Laserbasis wird eine Laserdiode verwendet, die Licht im Nah-Ultraviolett-Bereich und im blauen Bereich des Spektrums (Wellenlängen von 405–450 nm) abstrahlt.

Potenzial der Lasertechnik für Automobil-scheinwerfer

17.1. Erkenntnisse aus LED-Technik bringen weiße Laser voranBei allen Lichtquellen wird stets daran geforscht, Effizienz, Farbstabilität und Zuverlässigkeit zu verbessern.

Im Laufe der vergangenen Jahre wurden große Verbesserungen bei LEDs erzielt – die Erfahrungen daraus kommen den Herstellern nun bei der Konzeption von laserbasierten Lichtquellen zugute.

So ist bekannt, dass die Wärmeableitung und die Integration der Phosphorschicht in das LEDGehäuse von maßgeblicher Bedeutung für Lebensdauer und Farbstabilität sind.

Bei extremen Temperaturen verschlechtert sich die Effizienz von LEDChip und Phosphorschicht, so dass sich das abgestrahlte Wellenlängenspektrum verschiebt und die Lebensdauer erheblich sinkt.

Weißlicht-Verteilung

Lasermodul

Laserstrahl Remote-Phosphor

Das blaue Laserlicht wird auf der Phosphoroberflächein weißes Licht umgewandelt

Aufbau eines laserbasierten Projektors

17

83

Abblendlicht

FernlichtNebellicht

Beam types

Laser-Punktstrahl

20018016014012010080604020 400380360340320 500480460440420300280260240220 m

Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, verwendet man für die meisten modernen HochleistungsLEDs eine sogenannte „Remote Phosphor“Architektur.

Dabei ist die Phosphorschicht räumlich vom Chip getrennt, und die Optik ist so modifiziert, dass die Lichtextraktion aus der LEDStruktur verbessert wird.

Für laserbasierte Lichtquellen wird ein ähnliches „Remote Phosphor“Konzept angewandt. Dabei wird die Phosphorschicht möglichst weit von der Laserquelle entfernt angebracht, so dass Wärmeeinwirkungen und mögliche Farbverschiebungen minimiert werden.

Laserbasierter Punktstrahler

Laserbasierte Lichtquellen könnten im Reflexionsmodus betrieben werden. Dabei würde die Phosphorschicht auf eine reflektierende Oberfläche aufgetragen, die gleichzeitig als Wärmetauscher dienen und die Wärme von der Phosphorschicht wegleiten könnte.

Während die Lichtausbeute von LEDs mittlerweile 100 lm/W (Lumen pro Watt) erreicht hat, generiert ein Laser aktuell (2015) bereits etwa 170 lm/W.

84

Signalleuchten sind wichtig für die Fahrzeugsicherheit. Sie ermöglichen die Langstreckenkommunikation mit anderen Fahrzeugen, indem sie Positionen und Richtungswechsel anzeigen.

SignalleuchtenDie Produktlinie der Signalleuchten umfasst ein breites Spektrum von KombiHeckleuchten über Kotflügelleuchten und Kofferraumleuchten bis hin zu Stoßfängerleuchten.

Wie Beleuchtungssysteme zur Beleuchtung haben sich auch Signalleuchten seit den ersten Lampen stark weiterentwickelt und umfassen heute modernste lasergeätzte und lichtleiterbasierte Produkte.

Herkömmliche Lampen sind kostengünstig und werden nach wie vor für die meisten Signalleuchten verwendet. Doch es ist sehr wahrscheinlich, dass LEDs die Glühlampen in Zukunft komplett ersetzen werden.

Die Technologie macht rasante Fortschritte, und auch organische LEDs (OLEDs) sind als weitere potenzielle Lichtquelle für Signalleuchten denkbar. Die Zukunft wird zeigen, welche Technologie sich durchsetzt.

Valeo hat erstmals 2005 eine Heckleuchte mit LEDTechnik für den Volkswagen Golf V eingeführt.

18

Heckleuchte für Volkswagen Golf V mit LED-Technik

85

18.1. Die Zeichen stehen auf großflächigen LED-EinsatzSignalleuchten haben sich von herkömmlichen Begrenzungsleuchten mit Wolframlampen enorm weiterentwickelt. Ein wichtiger Faktor dabei war die LEDTechnik.

LEDs bieten zahlreiche Vorteile:l Schnelles Ansprechenl Hohe Lichtausbeute / geringere Leistungsaufnahmel Längere Lebensdauerl Keine InfrarotAbstrahlung nach vornl Flexibleres Designl Geringere Abmessungen für effizientere Raumnutzungl Dimmbarkeit

Designer machen sich diese Fortschritte bei der LEDTechnik zunutze.Für die Optik von LEDSystemen werden Linsen, Lichtleiter, Reflektoren eingesetzt. Diese Flexibilität eröffnet verschiedenste Gestaltungsmöglichkeiten für einzigartige, markentypische Leuchtendesigns.

Da kein Infrarotlicht abgestrahlt wird, lassen sich LEDs sehr dicht unter der äußeren Linse anbringen, so dass eine geringe Einbautiefe erforderlich ist und verschiedenste Formen realisiert werden können.

18.2. Bahnbrechende Gestaltungsmöglichkeiten für Lichtsignaturen an Front und Heck dank MikrooptikOptische Computersimulationen ermöglichen die Gestaltung von komplexen Lichtleitern. Valeo hat eine neue mikrooptische Technologie auf Grundlage von LEDs und Lichtleitern eingeführt, mit der gleichmäßig leuchtende Oberflächen kreiert werden können.

Diese mikrooptische Technologie ermöglicht noch größere gestalterische Freiheit, zum Beispiel ein unterschiedliches Erscheinungsbild von Leuchten bei Tag und bei Nacht. Auch komplex geformte Außenleuchten an Front und Heck können damit gestaltet werden.

Vorteile der mikrooptischen Technologiel Differenzierte Gestaltungl Vollständig oder teilweise leuchtende Oberflächenl Homogen leuchtende Oberflächen für Lichtsignaturenl Einsatz für Front und Heckleuchten (Positionslicht)l Kompatibilität mit StandardLEDs und Kunststoffen

(PMMA, PC)l Signalfunktionen (MehrfachLED, EinzelLED oder

Wolframlampen) lassen sich hinter der Leuchtoberfläche anordnen

86

BREMSLEUCHTEN 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20°NACH OBEN

10° 12 12

5° 6 12 42 12 6

0° 21 54 60 cd 54 21

5° 6 12 42 12 6

10° 12 12

NACH UNTEN

H

V

HECKLEUCHTEN 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20°NACH OBEN

10° 0.8 0.8

5° 0.4 0.8 2.8 0.8 0.4

0° 1.4 3.6 4 cd 3.6 1.4

5° 0.4 0.8 2.8 0.8 0.4

10° 0.8 0.8

NACH UNTEN

H

V

FAHRTR.-ANZEIGER 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20°NACH OBEN

10° 10 10

5° 5 10 35 10 5

0° 17.5 45 50 cd 45 17.5

5° 5 10 35 10 5

10° 10 10

NACH UNTEN

H

V

18. Signalleuchten

l ECE R06 (Fahrtrichtungsanzeiger).

18.3. Photometrie für Signalleuchten

Wie Scheinwerfer müssen auch Signalleuchten photometrischen Spezifikationen entsprechen.

Die photometrischen Grenzwerte und alle Messbedingungen werden durch ECERegelungen festgelegt.

Minimale und maximale Lichtstärke sind für diverse Messrichtungen festgelegt, und die minimale Lichtstärke ist als Prozentanteil des erforderlichen Minimums in der Achse jeder Lampe definiert (100 % in Richtung H = 0 und V = 0).

Die wichtigsten photometrischen Vorschriften sind nachstehend aufgeführt:

l ECE R07 (Begrenzungs, Schluss, Bremsleuchten)

Bremsleuchten

Heckleuchten

87

l ECE R38 (Nebelschlussleuchten)

Die Lichtstärke entlang der H und VAchsen zwischen 10° nach links/rechts und 5° nach oben/unten darf nicht unter 150 cd liegen.

Die Lichtstärke des Lichts, das in alle Richtungen abgestrahlt wird, in denen die Leuchte(n) sichtbar ist bzw. sind, darf bei einer Einheit mit unveränderlicher Lichtstärke 300 cd und bei einer Einheit mit variabler Lichtstärke 840 cd nicht übersteigen.

l ECE R23 (Rückleuchte)

Die Lichtstärke entlang der Bezugsachse darf nicht unter 80 cd liegen.

Die Lichtstärke des Lichts, das in alle Richtungen abgestrahlt wird, in denen die Leuchte(n) sichtbar ist bzw. sind, darf maximal 300 cd in Richtungen in oder oberhalb der horizontalen Ebene betragen sowie 600 cd zwischen der horizontalen Ebene und einem Winkel von 5° nach unten und 8000 cd unterhalb eines Winkels von 5° nach unten.

NEBELSCHLUSSL. 10° 5° 0° 5° 10° NACH OBEN

5° 150

75 75

0° 150 150 cd 150

75 75

5° 150

NACH UNTEN 150

H

V

PARKLICHT 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20°NACH OBEN

10° 0.4 0.4

5° 0.2 0.4 1.4 0.4 0.2

0° 0.7 1.8 2 cd 1.8 0.7

5° 0.2 0.4 1.4 0.4 0.2

10° 0.4 0.4

NACH UNTEN

H

V

TAGFAHRLICHT 20° 10° 5° 0° 5° 10° 20° NACH OBEN

10° 80 80 80

5° 40 80 280 80 40

0° 100 280 360 400 cd 360 280 100

5° 40 80 280 80 40

NACH UNTEN

H

V

H

V

RÜCKFAHR- 45° 45° 30° 10° 0° 10° 30° SCHEINWERFER ext. int. NACH OBEN 10° nach oben 10 15 10 5° 15 20 25 20 15 0° 15 25 50 80 cd 50 25 15 5° nach unten 15 25 50 80 50 25 15 NACH UNTEN

l ECE R77/7 (Parkleuchten)

l ECE R87 (Leuchten für Tagfahrlicht für Kfz)

Die Lichtstärke des von jeder Leuchte abgestrahlten Lichts darf in der Bezugsachse nicht unter 400 cd liegen.

88

18.4. Signalgebung wird intelligenter!

Neben herkömmlichen Signalleuchten werden allmählich neue Technologien auf den Markt gebracht – eine davon ist das Notbremssignal.

Heutige Fahrzeuge verfügen dank besserer Bremstechnik über eine höhere Bremsleistung. Dadurch hat sich die Verkehrssicherheit erheblich verbessert, aber zur Vorbeugung von potenziellen Auffahrunfällen muss in Kombination damit eine neue Art von Signalgebung eingesetzt werden, um andere Verkehrsteilnehmer effizienter zu warnen.

Das Notbremssignal ist ein System, das hinterherfahrenden Verkehrsteilnehmern anzeigt, dass das Fahrzeug vor ihnen – gemessen an den aktuellen Fahrbedingungen – stark abbremst.

Das Notbremssignal wird durch gleichzeitiges Blinken aller Bremsleuchten und Fahrtrichtungsanzeiger mit einer Frequenz von 4 Signalen pro Sekunde (nur mit LEDs realisierbar) gegeben.

Plötzliches Bremsen!

VORDERES FAHRZEUG

Warnlichtlampen blinken schnell, umdas folgende Fahrzeug zu warnen

FOLGENDES FAHRZEUG

Die Warnung ermöglicht dem Fahrerangemessen zu reagieren

Das Notbremssignal wird automatisch aktiviert und deaktiviert, und zwar in Abhängigkeit von den folgenden Faktoren:

l Prognose aufgrund einer durch starkes Abbremsen verursachten Verzögerung von 6 m/s pro Sekunde oder stärker (22 km/h pro Sekunde).

l Volle Regelung durch das Antiblockiersystem bei einer Fahrgeschwindigkeit von mehr als 50 km/h.

Das Notbremssignal muss deaktiviert werden, wenn die Verzögerung unter 2,5 m/s pro Sekunde gefallen ist (9 km/h pro Sekunde) oder wenn das Antiblockiersystem nicht mehr voll regelt.

18. Signalleuchten

89

Alle OE-Beleuchtungssysteme bedürfen einer Zulassung, für die strenge Regelungen gelten. Dies betrifft nicht nur die Lichtquelle selbst, sondern auch den Projektor sowie den Einbau des Projektors ins Fahrzeug.

Damit die Leistung des Systems lange erhalten bleibt, müssen bei der Wartung des Beleuchtungs-systems einige Regeln beachtet werden.

Wartung von Beleuchtungs-systemen

19.1. Auswahl der Lichtquelle

Die Position der Lichtquelle wirkt sich maßgeblich auf die Lichtprojektion auf die Straße aus. Als Lichtquelle gilt hier die Fläche, auf der Licht von der Quelle abgestrahlt wird. Es kann sich also um einen Glühfaden, einen Lichtbogen oder einen LEDChip handeln.

Schon kleine Positionsabweichungen können zu enormen Unterschieden bei der Lichtprojektion führen. Daher sind alle Lichtquellen exakt spezifiziert, besonders die Toleranzen hinsichtlich der Positionierung der Lichtquelle in der Lampe.

Neben der Position des Glühfadens in der Lampe müssen auch die Achse der Lampe selbst sowie ihre Bezugsebene exakt auf das Projektionselement eingestellt werden. Dies ist einer der Gründe dafür, dass Xenon und LEDUmrüstsätze nicht gesetzlich erlaubt sind, denn sie sind nicht offiziell zugelassen und führen zu einer komplett anderen Lichtverteilung im Projektor.

19

90

Hochspannung

Beim Starten der Xenonlampe arbeiten Vorschaltgerät und Zünder mit 20.000 Volt (20 kV). Daher muss vor Wartungsarbeiten sichergestellt sein, dass das System vollständig abgeschaltet ist.

Bei manchen Fahrzeugen mit Komfortfunktionen kann die Beleuchtung beim Entriegeln oder Türöffnen eingeschaltet werden. Angesichts der Vielzahl von Fahrzeugen und Systemen auf dem Markt bietet nur eine abgeklemmte Batterie zuverlässigen Schutz vor einer 20 kV-Entladung.

19.3. Einbau von XenonlampenXenonlichtquellen benötigen zur Zündung eine hohe Spannung. Je nach Xenongeneration können die Einbauregeln leicht variieren, aber einige grundlegende Maßnahmen müssen vor Arbeiten an Xenonsystemen in jedem Fall ergriffen werden.

19.2. Einbau der Lichtquelle

Warnhinweis für den Einbau vonHalogen- und Xenon-Lampen

19. Wartung von Beleuchtungssystemen

Verbrennungsgefahr

l Vor dem Einbau der Lampe Stromversorgung abschalten

l Lampe vor der Handhabung abkühlen lassen

Verletzungsgefahr durch Glassplitter bei Bruch

l Bei der Handhabung einer Lampe Schutzbrille und handschuhe tragen

l Lampen mit Kratzern oder Brüchen in der Verglasung nicht verwenden

Gefahr eines elektrischen Schlags

l Vor Inspektion, Ein oder Ausbau Stromversorgung abschalten

l Lampe nur vor direktem Wasser und Witterungseinfluss geschützt und in einer geschlossenen Vorrichtung verwenden

l Gefahr von Verletzung, Brand oder Sachschäden durch unerwartetes Lampenversagen

l Angegebene Stromstärke und Spannung nicht überschreiten

l Die Verglasung nicht mit bloßen Händen anfassen

l Nur Vorschaltgeräte mit passenden Nennwerten verwenden

l Lampe nur im ordnungsgemäß eingebauten Zustand einschalten

l Brennbare Materialien nicht in der Nähe der Lampe aufbewahren

l Lampe erst nach Abschluss des Einbaus einschalten

91

19.3.1. Einbau von Vorschaltgerät und Zünder

Einbau von Vorschaltgerät und Zünder

Nahaufnahme von Stecker und EMV-Kabel

Xenonlampen werden im Betriebszustand mit Hochspannung und hoher Stromstärke bei einer Frequenz von 200 Hz geregelt. Diese Signale können andere Fahrzeugkomponenten durch elektrische Interferenzen stören.

Um den Vorschriften zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu entsprechen, ist das gesamte System vom Vorschaltgerät bis zum Lampenstecker geschirmt.

Um elektromagnetische Störungen an anderen elektronischen Komponenten im Fahrzeug zu vermeiden, muss darauf geachtet werden, dass die Stecker und Kabel richtig angeschlossen sind.

92

19.4. Einstellung in der Werkstatt

Der Neigungswinkel ist im Hinblick auf die Lichtprojektion 25 m vor dem Fahrzeug festgelegt. In einer Werkstatt muss eine solche Distanz zur Einstellung von Front oder Nebelscheinwerfern jedoch nicht vorhanden sein.

Ein spezielles Werkstattgerät von Valeo ermöglicht die automatische Erkennung und Einstellung des Neigungswinkels. Damit solche optischen Geräte jedoch einwandfrei funktionieren, gelten für ihre Aufstellung strenge Bedingungen.

20 cm bis 50 cm

+

-

+

-Position 1

Position 2

19. Wartung von Beleuchtungssystemen

Gründe für Valeo:l Diagnose in < 1 Minutel Leicht und anwenderfreundlichl Beleuchtungsdiagnose als neue

Einnahmequelle

Die Lösung von Valeo für vollständige Beleuchtungs-diagnose

93

19.4.1. Messbedingungen

Der gesetzlich vorgeschriebene Untergrund (+/ 1 mm auf 1 m), auf dem die Messung stattfinden soll, muss möglichst eben und horizontal sein, damit sichergestellt ist, dass die Messungen des Neigungswinkels für das Abblendlicht reproduzierbar sind. Außerdem muss die Fläche für die Messung gekennzeichnet werden.

Die Umgebungstemperatur bei den Messungen muss zwischen 10 und 30 °C liegen.

-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°-12° -9° -6° -3° -VV +3°° +6° +9° +12°

-1%60 lux

LH-Achse RH-Achse

60 lux-2%

19.4.2. Fahrzeugvorbereitung

Die Reifen müssen auf den vom Hersteller angegebenen Druck für volle Beladung aufgepumpt werden.

Das Fahrzeug muss mit allen Betriebsflüssigkeiten (Kraftstoff, Wasser, Öl) befüllt und mit sämtlichem vom Hersteller angegebenen Zubehör und Werkzeug beladen sein.

Der Kraftstofftank muss zu mindesten 90 % seines Fassungsvermögens befüllt sein.

Die Feststellbremse muss gelöst sein, und das Getriebe muss sich im Leerlauf befinden.

19.4.3. Messung der Einstellung bei AFS

Bei AFS wird die Einstellung wie bei herkömmlichen Scheinwerfern gemessen.

Allerdings müssen die Messungen im Neutralzustand stattfinden, damit das System auf herkömmliches Abblendlicht geschaltet ist.

Gründe für Valeo:l Diagnose in < 1 Minutel Leicht und anwenderfreundlichl Beleuchtungsdiagnose als neue

Einnahmequelle

94

Mit dem Regloscope™ können Sie eine Komplettdiagnose der Frontscheinwerfer anbietenLaser-Positionierung l Einfache Ausrichtung

Gegengewicht-Systeml Problemlose Handhabung

Fotodioden-Zentriervorrichtungl Optimale Benutzerführung bei der Ausrichtung mit leicht verständlichen

Anweisungen auf dem Display

LCD-Bildschirml Einfache visuelle Darstellungen und EchtzeitAnzeige von Messwerten

Integrierter Druckerl Zum Ausdruck einer Zusammenfassung als Beleg für eine

ordnungsgemäße Durchführung

2 Modil Vorbeugende Kontrolle l Scheinwerfereinstellung

4 Messungen für 1 Komplettdiagnosel Höheneinstellung.l Lichtstärkel Blendwirkungl Einstellung der QuerbewegungPräzise Einstellung mit Erkennung ausgefallener Lampen und defekter Komponenten für weitere Umsatzmöglichkeiten

Beleuchtungssysteme

Regloscope™

95

20OE-Beleuchtungssysteme unterliegen zahl-reichen Vorschriften in den jeweiligen Ländern.

Die E-Kennzeichnung (ECE-Prüfzeichen) gibt mithilfe einer Kennzahl an, in welchem Land das System zugelassen wurde.

Vorschriften und Kennzeichnung

E1 Deutschland

E2 Frankreich

E3 Italien

E4 Niederlande

E5 Schweden

E6 Belgien

E7 Ungarn

E8 Tschechische Republik

E9 Spanien

E10 Serbien

E11 Vereinigtes Königreich

E12 Österreich

E13 Luxemburg

E14 Schweiz

E15 (frei)

E16 Norwegen

E17 Finnland

E18 Dänemark

E19 Rumänien

E20 Polen

E21 Portugal

E22 Russische Föderation

E23 Griechenland

E24 Irland

E25 Kroatien

E26 Slowenien

E27 Slowakei

E28 Weißrussland

E29 Estland

E30 (frei)

E31 Bosnien-Herzegowina

E32 Lettland

E33 (frei)

E34 Bulgarien

E35 (Kasachstan)

E36 Litauen

E37 Türkei

E38 (frei)

E39 Aserbaidschan

E40 Die ehemalige jugoslawische

Republik von Mazedonien

E41 (frei)

E42 Europäische Union

E43 Japan

E44 (frei)

E45 Australien

E46 Ukraine

E47 Südafrika

E48 Neuseeland

E49 Zypern

E50 Malta

E51 Republik Korea

E52 Malaysia

E53 Thailand

E54 (frei)

E55 (frei)

E56 Montenegro

E57 (frei)

E58 Tunesien

Jeder Genehmigung wird eine Genehmigungsnummer zugeteilt. Ihre ersten beiden Ziffern bezeichnen die Änderungsserie mit den neuesten, wichtigsten technischen Änderungen, die zum Zeitpunkt der Erteilung der Genehmigung in die Regelung aufgenommen sind.

96

Die Angaben im Beleuchtungs-system katalog von Valeo21

2014

24, rue Salomon de Rothschild - 92288 Suresnes - FRANCETél. : +33 (0)1 57 32 87 00 / Fax : +33 (0)1 57 32 87 87Web : www.carrenoir.com

VALEOLOGOBL24/11/2010

RÉFÉRENCES PANTONE

PANTONE 375 C

PANTONE 5415 C

ÉQUIVALENCES QUADRI

C 45% J 100%

C 50% N 55%

LIGHTING AND SIGNALLING

ÉCLAIRAGE ET SIGNALISATION

ILUMINACIÓN Y SEÑALIZACIÓN

ILUMINAÇÃO E SINALIZACÃO

ILLUMINAZIONE E FANALERIA

VERLICHTING EN SIGNALERING

BELEUCHTUNG

OŚWIETLENIE I SYGNALIZACJA

SVĚTLOMETY A BLIKAČE

FÉNYSZÓRÓK ÉS EGYÉB VILÁGÍTÓ TESTEK

СВЕТООПТИКА И СВЕТОСИГНАЛИЗАЦИЯ

FAR VE SINYAL

ΦΩΤΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ

*La technologie automobile, naturellement

WANT TO KNOW MORE?

a h

2014

Tech’CareVermittlung von TechnikkompetenzUmfangreiche Palette von Technik und Supportleistungen von Ihrem Multispezialisten

Schulung

Valeo Techniksupport Technik-Promoter

WerkzeugeSchulung zu allen ProduktlinienFür Pkw und

NutzfahrzeugeTheorieschulung und PraxisübungenELearning auf ValeoTechassist.com

Vollständiger Katalog an Technikschulungen

ClimFill® – KlimaservicegerätRegloscopeTM – Scheinwerfer einstellgerätFastfill® – VakuumFüllgerät für Kühlsysteme Bremsflüssigkeitstester – DOTSiedepunkttester

Professionelle Diagnose- und Wartungsgeräte

Unsere Werkstatt-Strategie als Multi-SpezialistProduktvorführungenWerkzeugvorführungenSchulungenHilfe/Unterstützung

valeo-techassist.comTechnische ServiceMitteilungen

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Der Markt für Beleuchtungssysteme

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Automotive technology, naturallywww.valeoservice.com

Valeo Service70, rue PleyelCedex 93285 - Saint Denis - FranceTel. : (+33)149 453 232Fax : (+33)149 453 201

Fahrzeug und Komponentenhersteller entwickeln laufend neue Technologien, um das Sichtfeld zu verlängern und zu verbreitern, damit gefährliche Situationen unter allen Fahrbedingungen schneller erkennbar sind. Als Experte für Beleuchtungs sys teme hat Valeo bei der Entwicklung und Bereitstellung innovativer Lösungen mit höherer Effizienz, besserem Design und geringerem Energieverbrauch schon immer eine Vorreiterrolle eingenommen. Valeo Service freut sich, Ihnen im Rahmen seiner Sammlung von technischen Dokumenten das Technische Handbuch zu Beleuchtungssystemen 2015 zu präsentieren.Dieses Buch wird Ihnen ein besseres Verständnis von Beleuchtungs systemen und ihrer Bedeutung für die Sicher heit im Straßenverkehr bieten und deckt Themen von der menschlichen Sicht über die Entwicklung von Lichtquellen, Gesetze, Grundkenntnisse der Fotometrie bis hin zu den neuesten Technologien ab.

Beleuchtungssysteme

Automotive

Transcript of Beleuchtungssysteme