Fényévekre a halogéntől: így fejlesztik az új autók LED-fényszóróit
Azt gondolhatnánk, hogy autófényszórót fejleszteni kizárólag éjszaka lehet, ezért a világítástechnikával foglalkozó mérnökök nappal pihennek. Valójában azonban már régóta fénycsatornákban és szimulátorokon zajlik ez a munka.
A Volkswagen fénycsatornája a márka fejlesztőközpontjában található. A részleg vezetője, Mathias Thamm szerint Németországban, Mexikóban, Brazíliában és Kínában is foglalkoznak fényforrásokkal, mindenhol figyelembe veszik a helyi igényeket, illetve lehetőségeket, értve ez alatt a formatervezést és a beszállítókkal való együttműködést. A felsoroltakon kívül felületoptimalizálással, illetve teszteléssel is foglalkoznak a fényszórók funkcióinak fejlesztésekor.
Az autófejlesztés komplex feladat, ezért a fényszórószakértőknek szem előtt kell tartaniuk, hogy miként kerülhet be egy-egy új technológia az autóba, illetve hogyan lehet alkalmassá tenni azt a sorozatgyártásra.
Az utóbbi évtizedekben gyorsuló ütemben váltották egymást a műszaki megoldások a korábban évtizedekig egyeduralkodó halogén, az átmenetileg alkalmazott xenon, majd a LED, később a mátrix-LED, aztán a nagy felbontású HD-technológia közt, ami szintén újfajta megoldásokat tett szükségessé ezen a területen.
A fejlesztőknek nemcsak az európai, kínai vagy éppen az Egyesült Államokban érvényes előírásokat kell betartaniuk, amikor az ezekre a piacokra szánt termékeiket megtervezik, de a Volkswagen-csoport saját előírásait is. Ez utóbbiról sokat elárul, hogy 170 oldalt tesz ki. A folyamat során a beszállítókkal való együttműködés is fontos, egyúttal érzékeny kérdés, mert ügyelni kell a márka know-how-jának, egyebek mellett a vezérlőszoftverek nem nyilvános részeinek megőrzésére.
A mai autófényszórók a városi, a kanyar- vagy kereszteződésvilágítástól az automatikus tompításon és fényáram-szabályozáson át a káprázásmentes távolsági fényig elég sok funkciót nyújtanak. Ezeket nem csupán egymással kell összehangolni, de az autó egyéb rendszereinek, illetve érzékelőinek működésével is.
A Volkswagen 100 méter hosszú, 15 méter széles, illetve 5 méter magas fénycsatornája után összehasonlító tesztvezetésre indultunk. A próbát egy halogén fényszóróval felszerelt Polóval kezdtük, noha a márka kínálatában már nincs ilyen, hiszen a kisautóba is LED-fényforrást szerelnek.
A hagyományos megoldás egyenletes fényelosztása mellett feltűnő volt a fénycsóva jellegzetesen sárgás színe, az összehasonlításként vezetett LED-es rendszerhez képest kisebb fényárama, valamint az, hogy sokkal rövidebb fénynyalábot bocsátott ki.
Érdemes óvatosan megítélni ezeket a paramétereket, mert miközben a mért fényáram gyakran alig különbözik, kékesebb színe miatt a LED-et lényegesen világosabbnak és fényesebbnek érzékeljük. A szintén Polóba szerelt mátrix, vagyis több önállóan vezérelhető fénykibocsátó egységből álló LED-fényszórók esetében még inkább kiütközik a korszerű megoldások előnye.
Ez a legegyszerűbb mátrixrendszer a Volkswagen teljes kínálatában, hiszen oldalanként csupán nyolc fénydióda található a lámpatestekben, ennek ellenére hatékonyan és kellemesen világít. A Tiguan drágább megoldása jobb és kifinomultabb, de az igazi szenzáció az az új HD LED lesz, amely a ráncfelvarrott Touaregben debütál majd, hiszen ez elképesztően egyenletes fényelosztás mellett biztosít csúcsvilágítást. A VW évekkel ezelőtt mutatta be az első mátrix-LED-rendszerét, most pedig akár 19 200, egyenként vezérelhető mikro-LED világít mindkét oldalon a legújabb fényszórókban.
A Mercedes más utat választott. A márka digitális fényszórójában egy nagy teljesítményű LED fényét 1,3 millió mozgatható mikrotükör irányítja a kívánt fényárammal a kívánt területre. Már a modellfrissítésen átesett A osztályba is összetett megoldás került, hiszen az új, többcsóvás LED-rendszer tízezred másodpercenként értékeli a környezeti tényezőket és 255 erősségi fokozatban vezérli a fénykibocsátó diódákat.
A mai Mercedesek fényszóróinak fejlesztése is a tervezéssel kezdődik, amit digitális tesztelés követ egy HD-szimulátorban, majd próba a speciálisan átalakított karosszériájú valódi autókon. Mindezek után hagyják jóvá a sorozatgyártást, és így kerül be végül a megvásárolható autókba egy-egy új fényforrás.
A Mercedes fényszimulátorát a repülőgép- és egyéb szimulátorok inspirálták. A rendszer fejlesztése 2014–2015-ben kezdődött, a cél pedig az volt, hogy a napszaktól és az időjárástól függetlenül is értékelni tudják egy-egy fejlesztés alatt álló fényforrás, illetve a vezérléséhez használt szoftver működését még azelőtt, hogy elkészítenék a prototípust.
Ezzel a megoldással csökkenteni tudták a károsanyag-kibocsátást, ráadásul a folyamat gyorsabb, az eredmények pedig bárhonnan hozzáférhetők. A funkciótesztek, illetve a minősítéshez szükséges szimuláció is elvégezhető a virtuális környezetben.
A Mercedes fényszimulátorát egy keresztben félbevágott E osztály felhasználásával építették fel. Az autó vezetőüléséről egy félköríves képernyőre nyílik kilátás, amit speciális vetítőberendezések világítanak meg. A Zeiss Velvet projektorok általában a planetáriumokban varázsolnak csillagos égboltot a közönség feje fölé, egyúttal alkalmasak arra is, hogy mélyfekete háttér előtt precíz fényrajzolatokat jelenítsenek meg maximális kontraszt és pontos színábrázolás mellett.
A virtuális fényvezérlő egységekkel kombinált szimulációs szoftver valósághű benyomást kelt. Akár változó körülmények közt is megmutatja az egyes világítási rendszerek lehetőségeit és korlátait, illetve képes akár hamis színekben is megjeleníteni a fényáramlásokat, hogy megerősítse a szubjektív benyomásokat. Olyan grafikus ábrázolásokat rajzolhatnak fel vele a fejlesztők, amelyek megmutatják, hogy a fényáramot éppen hogyan szabályozzák, hová koncentrál fényt, hol és mit takar ki az elektronika – vagy épp azt, hogy pontosan milyen mért értékek alapján kalkulál a rendszer.
Így már érthetővé válik, mennyire gyorsan és pontosan kell működnie mindennek az érzékelőktől kezdve a számítógépeken át a több LED-es vagy mikrotükrös fényszórókig azért, hogy a kívánt fénymennyiség mindig eljusson oda, ahová kell. Ha lehetne, ki sem szállnánk a szimulátorból, annyira izgalmas az információknak ez a magasabb szintje, ami azt mutatja meg, mennyire intenzíven dolgoznak a világítási rendszerek a háttérben.
Ez az erőfeszítés a gyakorlatban is kifizetődik, amint azt az éjszakai vezetésnél az A osztály Multibeam és az EQS HD-fényszórója is bizonyítja. A Mercedes felárért már az alapmodellhez is kínál csúcsminőségű fényszórót, amely egyenletes megvilágítást, az extra fényes kiegészítő LED-ek miatt hatalmas hatótávolságot nyújt. A HD-fény még egyenletesebb megvilágítást biztosít, ugyanakkor szükség esetén speciális kijelzőkkel is támogatást nyújt az autó vezetőjének. Például veszély esetén figyelmeztet, vagy segédvonalakat rajzol az útra. Az ennél egyszerűbb Multibeam-rendszer teljesítménye is kiváló, ami igazolja a laboratóriumban és valós körülmények között végzett fejlesztőmunka értelmét.
Forrás: autóMAGAZIN
