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– Assistierte Lichttechniken (2018) –

Technologieübersicht Lichtassistenzsysteme

Wer heute ein Fahrzeug kauft, sollte gut informiert sein: Nicht nur über die klassischen mechanischen Merkmale muss entschieden werden, sondern seit einigen Jahren insbesondere über die Vielzahl der angebotenen Assistenzsysteme. Aufgrund der massiven technologischen Fortschritte im Bereich der Lichteinrichtungen stellt dieses Segment keine Ausnahme dar. 

Die Entwicklungen in diesem Bereich sind hierbei noch lange nicht ausgereizt. So werden in wenigen Jahren Systeme verfügbar sein, welche mit Hilfe des Frontscheinwerfers Fahrspuren, Kurvenradien oder Gefahrenbereiche individuell auf den Boden projizieren und dynamisch mitführen können.

Die Fahrzeughersteller bieten inzwischen zahlreiche Lichtfunktionen und -assistenten an. Die meisten Systeme sind optional und daher aufpreispflichtig. Da ist es gut zu wissen, welche Assistenten es gibt und welche Funktionen sie erfüllen:
  • Automatisches Abblendlicht

    Das automatische Abblendlicht (Lichtautomatik) ist als eine der ältesten Lichtassistenten mittlerweile in allen Fahrzeugklassen entweder bereits serienmäßig oder zumindest als Sonderausstattung zu finden. Die Schaltung unterstützt den Fahrer, in dem sie das Abblendlicht automatisch an- bzw. ausschaltet; ein Vergessen durch den Fahrer bei Dämmerung oder Tunnelfahrten wird so unterbunden. Die Regelung  geschieht im einfachsten Fall durch Fotodioden, welche das einfallende Umgebungslicht auswerten und hierdurch unzureichende Lichtverhältnisse bestimmen können. Bei fortschrittlicheren Systemen werden zudem weitere Daten wie z.B. des Regensensors oder die Geschwindigkeit zur Beurteilung verwendet. So ist es möglich, auch in Situationen das Abblendlicht zuzuschalten, welche nicht durch die Fotodiode erkannt werden, wie zum Beispiel bei Regen.

    intelligente_lichttechnik_11_105x76.jpgNebel wird häufig nicht erkannt und als Folge das Abblendlicht nicht aktiviert. Hier muss der Nutzer zwingend manuell eingreifen und für ausreichende Sichtbarkeit sorgen. Problematisch ist hier der Umstand, dass bei heutigen Fahrzeugen immer häufiger keine Fahrlichtanzeige im Fahrzeug zu finden ist und der Fahrer nicht weiß, ob die Lichtautomatik die Situation richtig erkannt hat oder nicht. 

    Der Fahrer darf sich daher auf die Lichtautomatik nicht voll verlassen und ist dafür verantwortlich, das Abblendlicht mit zugehöriger Begrenzungs- und Schlussbeleuchtung bei schlechten Sichtverhältnissen eingeschaltet zu haben.

    Die Lichtautomatik kann ein Entladen der Starterbatterie aufgrund eines versehentlich angelassenen Lichts sicher verhindern.

  • Abbiegelicht

    Als Abbiegelicht wird ein Lichtsystem bezeichnet, welches bei geringen Geschwindigkeiten den unmittelbaren seitlichen Bereich vor dem Fahrzeug ausleuchtet. Es ist immer mit einem aktiven Abblendlicht gekoppelt und wird entweder durch Betätigung des Blinkers oder ab einem bestimmten Lenkwinkel aktiviert. Die seitliche Ausleuchtung ist insbesondere im innerstädtischen Bereich von Vorteil, um querende Fußgänger früher erkennen zu können. Technisch wird das System auf verschiedene Arten realisiert: 

    intelligente_lichttechnik_13_105x134.jpgAbbiegelicht via Nebelscheinwerfer: Einfache Systeme aktivieren zur besseren Seitenausleuchtung lediglich den jeweiligen Nebelscheinwerfer rechts oder links. Diese kostengünstige Umsetzung stellt allerdings nur einen Kompromiss dar; diese Scheinwerfer sind nicht für diesen Einsatzzweck optimiert. Entsprechend mäßig ist somit nicht nur die Ausleuchtung zur Seite, sondern auch die Leuchtweite.

    intelligente_lichttechnik_14_105x100.jpgAbbiegelicht integriert im Hauptscheinwerfer: Besser sind Systeme, welche das Abbiegelicht direkt in den Hauptscheinwerfer integriert haben: Hier wird das Licht gezielt und differenziert auf den Boden geworfen. Dies wird meist durch separate LED (Leuchtdioden) ermöglicht, die bei Bedarf zugeschaltet werden. Seitlicher Abstrahlwinkel und Leuchtweite sind besser als bei der Lösung mittels Zuschalten der Nebelscheinwerfer. Durch die höhere Position der Hauptscheinwerfer ist der Winkel zur Straße günstiger, die Blendgefahr sinkt.

    intelligente_lichttechnik_12_105x137.jpgIm Scheinwerfer integrierte Systeme weisen gegenüber zweckentfremdeten Nebelscheinwerfern deutliche Vorteile auf und sind die bessere Option. Als Käufer sollte man daher darauf achten, ob man tatsächlich ein dediziertes Abbiegelicht bezahlt oder lediglich für die Freischaltung einer Zusatzfunktion für vorhandene Scheinwerfer.

    Gibt es nicht die Bestellmöglichkeit eines separaten Abbiegelichts, sollte dennoch wenigstens die Realisierung über Nebelscheinwerfer gekauft werden. Gerade im innerstädtischen Bereich ist jedes zusätzliche Licht, welches hilft andere Verkehrsteilnehmer früher zu erkennen und somit Unfälle zu vermeiden, eine sinnvolle Ergänzung.

  • Stadtlicht
    intelligente_lichttechnik_15_105x136.jpgDas sogenannte Stadtlicht berücksichtigt die besonderen Anforderungen innerorts, so kann durch Verbreiterung des Lichtkegels die seitliche Ausleuchtung verbessert werden, um zum Beispiel Fußgänger, Kinder oder Hindernisse früher erkennen zu können.

  • Kurvenlicht

    Die Idee, bei Kurvenfahrten auch in die Kurven hinein zu leuchten, ist bereits sehr alt. Vor 100 Jahren kamen erste mitlenkende Scheinwerfer bzw. Linsen auf dem Markt. Im Gegensatz zum Abbiegelicht wird nicht nur der unmittelbare seitliche Bereich erleuchtet, sondern durch eine relativ geringe Winkeländerung des kompletten Abblendlichtes ein „Hineinsehen“ in Kurven erreicht.

    Bisherige Systeme bestimmten ausschließlich über den Lenkwinkel die nötige Verstellung der Linsen. Durch den Einzug von Kamerasystemen können durch optische Auswertung des Straßenverlaufs die Kurven schon ausgeleuchtet werden, bevor der Fahrer in diese eingelenkt hat, auch kann das Kurvenende erkannt und das Licht entsprechend angesteuert werden. Die Kopplung des Lichtsystems mit der Frontkamera oder auch dem GPS ist unabhängig von der verwendeten Lichttechnik, dennoch sind diese neusten technischen Innovationen nahezu ausschließlich in Verbindung mit LED-Scheinwerfern zu finden.

    Kurvenlicht via schwenkbarer Linsen/Scheinwerfer: Bisher wurden Kurvenlichter ausschließlich über mechanische Bewegungen der Scheinwerfer bzw. der Linsen umgesetzt. In heutigen Systemen wird dieser Aufwand nur noch in High-End-Systemen getrieben, deutlich häufiger kommen zuschaltbare LED-Segmente zum Einsatz. In erster Linie wird der Lenkwinkel als Regelgröße zur Ansteuerung verwendet. 

    Als sicherheitskritisches Bauteil werden an das Lichtsystem hohe Anforderungen gestellt. Dem entsprechend aufwändig ist es, die beweglichen Elemente nicht nur präzise, sondern auch zuverlässig in der Funktion auszulegen. Die Kosten sind hoch, so dass schwenkbare Linsen oder Scheinwerfer lediglich in höheren Fahrzeugklassen umgesetzt wurden. 

    Kurvenlicht via Zuschalten von Lichtsegmenten: Da bei LED-Systemen nicht nur eine einzelne Lichtquelle – wie bei Halogen oder Xenon – zur Verfügung steht, kann eine Kurvenausleuchtung durch gezieltes Zuschalten einzelner LED erzielt werden, welche jeweils einzelne Bereiche im seitlichen Lichtkegel des Fahrzeuges ausleuchten. 

    intelligente_lichttechnik_16_105x136.jpgSysteme, welche auch in der Kurve eine Hell-Dunkel-Abgrenzung aufweisen, können besonders überzeugen: So ist es möglich auch bei Gegenverkehr das Kurvenlicht zu nutzen, ohne eine Blendgefahr für Andere zu sein. Dies ist allerdings nach wie vor durch schwenkbare Linsen am besten möglich, weshalb auch bei modernsten LED-Scheinwerfern in der Oberklasse noch weiterhin hierauf gesetzt wird. 

    Werden lediglich einzelne LED-Segmente zugeschaltet, ist der Vorteil des Kurvenlichts nicht mehr so deutlich sichtbar. Diese Matrix-LED-Systeme der günstigeren Bauart können zwar einzelne Segmente ansteuern, jedoch sind aber diese Bereiche, welche durch LED einzeln ausgeleuchtet werden können, bisher noch zu groß, um diese auch bei Gegenverkehr einsetzen zu können. Dieser Umstand könnte sich schon in naher Zukunft ändern. Hochauflösende LED-Systeme werden ein sehr feines Raster aufweisen, wodurch es möglich sein wird, eine sehr genaue, auf den Straßenverlauf und die Verkehrssituation abgestimmte Fahrbahnausleuchtung zu erzielen.

    Die Ausbauvarianten der vorausschauenden Systeme bieten weitere Vorteile. Durch das proaktive Ausleuchten können besonders enge Kurven besser überblickt und Gefahren früher erkannt werden. Prinzipiell kann eine Kopplung mit GPS bzw. Frontkamera und Scheinwerfer mit jedem Leuchtmittel kombiniert werden; tatsächlich sind diese momentan aber nur bei LED-Systemen der Oberklasse zu finden.

  • Autobahnlicht
    intelligente_lichttechnik_17_105x139.jpgDas Autobahnlicht hilft dem Fahrer, in dem der Lichtkegel möglichst weit vor das Fahrzeug gebracht wird, um eine höhere Sichtweite zu erzielen. Fernlicht ist hier meist unerwünscht, da es den Gegenverkehr jenseits der Leitplanke blenden würde. Die Lichtreichweite wird maximal erhöht, ohne dass eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer auftritt. Mangels unmittelbaren Gegenverkehrs wird zudem die linke Fahrbahnseite stärker ausgeleuchtet.

  • Fernlichtassistent

    Die richtige Nutzung des Fernlichtes bietet einen deutlichen Sicherheitszugewinn. Eine bessere Ausleuchtung der Straße lässt den Fahrer etwaige Gefahren früher und zuverlässiger erkennen. Jedoch wird der auf maximale Reichweite optimierte Lichtmodus deutlich seltener genutzt als es möglich und sinnvoll wäre. Das manuelle Ein- und Ausschalten des Fernlichts stellt eine zusätzliche Aufgabe für den Fahrer dar, viele Fahrer denken nicht daran, das Fernlicht zu aktivieren.

    Um diesen Umstand zu verbessern, werden seit einigen Jahren Systeme angeboten, welche das Fernlicht bei Nacht selbstständig zu- und wieder abschalten. Bei den statischen Fernlichtassistenten werden mit Hilfe einer Kamera vorausfahrende sowie entgegenkommende Fahrzeuge erkannt und das eigene Fernlicht entsprechend gesteuert. Die anteilige Zeit, in welcher aufgrund des Automatismus mit Fernlicht gefahren wird, steigt deutlich an, was zu einem Sicherheitszuwachs führt – auch für den Gegenverkehr, denn die Blendgefahr für den Gegenverkehr sinkt, da ein rechtzeitiges Abblenden nicht vergessen werden kann.

    intelligente_lichttechnik_18_105x140.jpgMit dem dynamischen Fernlichtassistenten wurde eine weitere Entwicklungsstufe erreicht, welche in neueren Fahrzeuggenerationen vermehrt zum Einsatz kommt. Im Wesentlichen führt ein solches System dazu, dass das Fernlicht ständig bei Dunkelheit aktiviert ist. Hierbei darf es natürlich zu keiner Blendung anderer Verkehrsteilnehmer kommen. Um diesen Widerspruch aufzulösen, nimmt der dynamische Fernlichtassistent einzelne Objekte gezielt aus dem Fernlichtkegel heraus durch partielle Abschaltung der entsprechenden Lichtsegmente. Hochauflösende Frontkameras, welche das Vorhandensein eines anderen Verkehrsteilnehmers und seine exakte Position detektieren können, geben diese Informationen an die Scheinwerfersteuerung weiter, welcher die nötigen Bereiche im Lichtkegel aussparen kann. Wurde das bei Xenon-Systemen noch über ein mechanisches Blendensystem realisiert, geschieht dies bei LED-Scheinwerfern über das Abschalten einzelner Segmente. 

    Bei kostengünstigen Systemen geschieht die Aussparung sehr rudimentär und grob. Bei hochauflösenden Matrix-Scheinwerfern ist es heute möglich, die Lichtverteilung so fein zu dosieren, dass nicht nur ein, sondern eine Vielzahl von Objekten gezielt und äußerst exakt vom eigenen Lichtkegel ausgenommen werden können. Der Fahrer bemerkt kaum noch, dass Teile des Fernlichts nicht aktiv sind.

  • Schlechtwetterlicht
    intelligente_lichttechnik_19_105x128.jpgStarker Regen ist eine besondere Herausforderung für den Fahrer: Nicht nur die Sicht ist schlecht, auch die nasse Fahrbahn spiegelt Licht stark. Das intensive Anleuchten der Regentropfen (oder auch Schneeflocken) blendet den Fahrer zusätzlich. Einige Lichtsysteme können darauf reagieren, in dem sie den Lichtkegel verändern. Dieser wird in der Regel etwas näher, zum Fahrzeug hin, verschoben und die Breite erhöht. So steigt die Sicht im Nahbereich an und Hindernisse bzw. Gefahren bei den wetterbedingt niedrigen Geschwindigkeiten werden besser erkannt.

Oft ist eine scharfe Abgrenzung der einzelnen Assistenten nicht möglich. Daher werden Pakete angeboten mit einem Funktionsumfang, der mittels der zur Verfügung stehenden Lichttechnik und Sensorik im Fahrzeug umsetzbar ist.

 


Fotos / Grafiken: ADAC / Hella

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