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Autobeleuchtung : Die Zukunft des Autos ist hell

Ein LED-Matrix-Scheinwerfer im neuen Golf Bild: Hersteller

Ob intelligentes Fernlicht, der Scheinwerfer als Filmprojektor oder eine neue Zeichensprache. Die Fahrzeugentwickler tüfteln am Licht – dank neuer Techniken ist einiges möglich.

          6 Min.

          Rechne immer mit der Dummheit der anderen. Dieser Imperativ der automobilen Weisheit, der Eltern und Fahrlehrern flüssig über die Lippen kommt, will heißen: Man kann das Recht noch so sehr auf seiner Seite wissen, der menschliche Irrtum und seine Konsequenzen lassen sich nicht wegrationalisieren. Deshalb wollen nicht nur die Zeichen am eigenen Auto und Körper gedeutet werden, sondern auch die der übrigen Verkehrsteilnehmer. Bestes Beispiel ist der Fußgänger, der die Straße an einem Zebrastreifen überqueren will, auf den gerade ein Auto zusteuert. Rechtlich ist die Sache klar, und dennoch ist es ein Reflex, dem Fahrer durch die Frontscheibe in die Augen zu blicken. Sehen und gesehen werden ist eher eine Frage der Sicherheit als der Ästhetik. Was aber, wenn kein Fahrer mehr hinter dem Steuer sitzt, in dessen Blick wir uns versichern können? Entwickler versuchen, Antworten im Licht zu finden.

          Anna-Lena Niemann
          Redakteurin in der Wirtschaft.

          So erprobt zum Beispiel die Konzernforschung von Volkswagen, wie mit Licht kommuniziert werden kann. Dass das grundsätzlich geht, macht die Lichthupe in rudimentärer Form seit Jahrzehnten vor. In Zukunft werden die Kommandos aber komplexer. Farben, Lichtverläufe, Symbole, die auf und vor das Auto gestrahlt werden, Scheinwerfer, die wie Augen mit leuchtenden Pupillen ausgestattet sind, jemandem zublinzeln und folgen können – eine neuartige Sprache werde das, sagen die Ingenieure und Designer. Im Technik-Kompetenz-Zentrum steht deshalb ein sogenannter Lichtdemonstrator. Basierend auf dem Wolfsburger ID-Modell und intern Neo genannt, der im kommenden Jahr auf den Markt kommen soll, blinkt und funkelt und warnt er hier, heißt seinen Fahrer mit weißem Augenaufschlag willkommen und verwandelt bei starken Bremsmanövern dank hauchdünnem Oled gleich seine ganze Heckscheibe in ein rot leuchtendes Achtung mit Ausrufezeichen. Je autonomer die Maschinen werden, desto menschlicher sollen sie funktionieren. Denn auch wenn diese Kommunikation noch nonverbal ist, ein bisschen K.I.T.T. für jedermann schwingt schon mit.

          Aber zurück in die Gegenwart, denn bevor Autos ihr Licht zum Sprechen bringen, erfüllt es bekanntlich einen ganz anderen, aber ebenso ehrbaren Dienst. Etwas banal klingt es – sie machen hell, was eigentlich dunkel ist – doch die Technik, die das ermöglicht, ist es nicht.

          Blinker könnten bald über die Karosserie hinauswachsen. Bilderstrecke
          Autobeleuchtung : Die Zukunft des Autos ist hell

          Anfangs lautete das Credo vor allem: mehr. Insbesondere Scheinwerfer sollten heller werden, die Umgebung weiter und breiter ausstrahlen. Ein erster großer Erfolg war die Halogenleuchte. Sie feierte Anfang der sechziger Jahre ihr Debüt. Über die Jahre wurde sie stetig weiterentwickelt. Von der ersten Generation, der H1, über die H4 bis zur H7, die noch heute verbaut wird, haben sich die Lichtmengen deutlich erhöht. Schaffte die H4 noch 1000 Lumen, sind es bei der H7 bereits 1500. Konkurrenz bekam sie erst 1991, als BMW mit dem 7er eine vollkommen neue Lichttechnik vorstellte. Aus den Leuchtfäden der Halogenlampen wurden Glaskolben mit komplexem Gasentlademechanismus, die das Edelgas Xenon zum Leuchten bringen. Die 3200 Lumen starken Xenon-Systeme mussten erstmals über eine Reinigungsanlage für die Scheinwerfer und Leuchtweitenregulierung verfügen, um auszuschließen, dass andere Verkehrsteilnehmer zu stark geblendet würden. Doch Xenon hat zwei Nachteile: Anschaffung und Wartung sind teuer.

          Ganz anders sieht es bei der LED aus. Anfang der neunziger Jahre führte die Licht emittierende Diode noch eine unauffällige Existenz als dritte Bremsleuchte, bis Lexus mit dem LS 600h das erste Fahrzeug mit LED-Abblendlicht auf den deutschen Markt brachte. Das war 2007, ein Jahr später folgte Audi mit einem Voll-LED-System und prägte damit nicht nur den lichttechnischen Standard der Automobilbranche, sondern auch das Gesicht der eigenen Marke nachhaltig. Heute gibt es eine ganze Reihe an Modellen mit Voll-LED. Rückleuchten, Blinker, Abblendlicht und Fernlicht können mit den kleinen Dioden die Umgebung illuminieren. Schon eine einzelne 2,5 Watt-LED schafft dabei um die 180 Lumen. Betrachtet man das Scheinwerfersystem als Ganzes, können LED problemlos mit dem Lichtstrom der Xenon-Lampen mithalten.

          Gleichzeitig ist ihre Lebensdauer meist länger als die der Autos. Zudem sind sie sparsam und effizient, ihre Energieersparnis liegt im Vergleich zu Halogen- und Glühbirnensystemen bei etwa sechzig Prozent, rechnet der Zulieferer Hella vor. Wenn künftig immer mehr Elektroautos mit knappen Batterieressourcen auf die Straße sollen, werden die genügsamen Dioden sogar noch wichtiger.

          Etwa doppelt so viel wie normale LED-Scheinwerfer

          Sofern sie nicht vorher von Lasern überstrahlt werden. Die versprechen mehr Lichtintensität und Reichweite auf noch kleinerem Raum, was nicht nur die Techniker, sondern auch die Designer freut. Denn deren Gestaltungsspielraum wird buchstäblich einschränkt, je größer der Platzbedarf der Leuchtsysteme ist. Aus technischer Sicht spricht für die Laser-Scheinwerfer, dass sie punktgenau ausleuchten können. Vor allem bei schnellem Tempo und geraden Strecken ist das verlockend. So sehr, dass BMW und Audi seit 2014 optional Laserlicht anbieten. Zunächst in ihren sportlichsten Modellen, dem i8 und dem R8. Mittlerweile ist die Technik, die im Fernlicht bei höheren Geschwindigkeiten ab 70 km/h dazu geschaltet wird, in immer mehr Modellen verfügbar. Die Münchner Autobauer wollen sie zum Beispiel auch im neuen 3er anbieten, der ab März 2019 auf den Markt kommt. 600 Meter Straße sollen die Hochleistungsspots ausleuchten können, etwa doppelt so viel wie normale LED-Scheinwerfer. Hersteller wie Mercedes und Volkswagen sind dennoch zurückhaltend. Die Technik ist hochkomplex und damit teuer. Wer das Laser-Fernlicht in der R8-Modellreihe dazubuchen möchte, muss 3380 Euro mehr einplanen. BMW lässt sich die Leuchten im i8 mit 6300 Euro bezahlen.

          Im Moment sind die sparsamen Dioden ohnehin die vielfältigere Variante – gerade wenn es um die sicherheitstechnischen Facetten geht. Wie Daten des Statistischen Bundesamtes zeigen, passieren nachts oder in der Dämmerung zwar nur 23 Prozent der Unfälle, auch weil das Verkehrsaufkommen zu dieser Zeit niedriger ist. Doch wenn es kracht, dann schwerer als am Tag.

          Der Anteil tödlicher Unfälle erhöht sich demnach in der Dunkelheit um die Hälfte, die Wahrscheinlichkeit für Unfälle mit Schwerverletzten um zehn Prozent. Natürlich tragen auch übermüdete oder alkoholisierte Verkehrsteilnehmer dazu bei, dass die Zahlen sind, wie sie sind. Trotzdem ist die Frage nach der Sicherheit bei Nachtfahrten nicht losgelöst von der Frage nach der richtigen Beleuchtung zu beantworten. Reagieren kann nur, wer auch sieht.

          Maskieren oder tunneln nennen das die Hersteller

          Doch hell allein reicht nicht mehr, Licht soll auch intelligenter werden. Deshalb entwickeln sich nicht nur die Leuchtmittel weiter, sondern auch die lichtbasierten Assistenzsysteme. Adaptives Kurvenlicht, das der Lenkbewegung folgt, oder Infrarotsysteme, die Menschen oder Tiere in der Nacht erkennen und als farbige Körper auf dem Borddisplay des Fahrers markieren, gehören dazu. Ebenso wie das Dauerfernlicht, das seine Premiere im VW Touareg der zweiten Generation feierte. Damals arbeitete es noch mit einer mechanischen Walze, die sich ähnlich wie das Karussell eines Diaprojektors vor das Xenon-Fernlicht drehte, um das Licht an bestimmten Stellen abzuschirmen. Entgegenkommende Fahrzeuge, Fußgänger oder Radfahrer können gezielt vor dem blendenden Kegel des Fernlichts geschützt werden, ohne dass der Fahrer deshalb auf Helligkeit verzichten müsste. Maskieren oder tunneln nennen das die Hersteller, und mit der LED-Technik ist es noch präziser geworden, weil die Dioden inzwischen als Matrix daherkommen.

          Serienreif sind Fahrzeuge derzeit mit etwa 75 Dioden je Matrix, wobei die genaue Zahl variiert. In Kombination mit einer Kamera auf Höhe der Windschutzscheibe und der passenden Bilderkennungssoftware kann jede einzelne der Dioden digital angesteuert werden. Für ein entgegenkommendes Fahrzeug wird dann ein passgenaues Quadrat einfach schwächer beleuchtet. Selbst Verkehrsschilder können maskiert werden, damit die Refletion den Fahrer nicht blendet. Anhand verschiedener Kriterien wie der Fahrgeschwindigkeit, GPS-Daten und der Helligkeit der Umgebung erkennt die Software zudem, ob sich das Fahrzeug in einer Ortschaft bewegt, wo nach der Straßenverkehrsordnung das Fernlicht immer noch ausgeschaltet werden muss.

          Um so präzise zu arbeiten, wird die Zahl der Dioden in den Scheinwerfern weiter zunehmen, während ihre Größe schrumpft. Zulieferer wie Hella bauen bereits Mikropixel-Chips, die auf vier mal vier Millimetern 1024 Pixel unterbringen. In fünf bis sieben Jahren werden auf gleichem Raum bis zu 30 000 Pixel in Serienreife erwartet. Dass im Wolfsburger Lichttunnel mit dem Prototypen eines LCD-Scheinwerfers, dessen Polarisierungstechnik eher aus dem Unterhaltungssegment bekannt ist, die nächste Stufe visualisiert wird, ist da nur logisch. Einen schwarz-weißen Hollywood-Klassiker kann der Scheinwerfer schon ans Garagentor projizieren.

          Doch abgesehen von diesem Retro-Charme des persönlichen Autokinos ermöglichen solche Techniken, dass Licht über die Karosserie hinauswächst. Wenn Passanten nicht hören, dass ein Auto losfährt, weil der Elektromotor nun mal nicht knattert, können dynamische Pfeile vor den Wagen auf die Fahrbahn geworfen werden. Über die sogenannte Micro-Lens-Technology geht das auch, wenn abgebogen, rückwärts gefahren oder die Fahrertür an einem Fahrradweg geöffnet werden soll. Praktisch ist zudem die Variante, die eigene Fahrzeugbreite mit Lichtstreifen auf die Fahrbahn zu projizieren, um Spurbreiten in Baustellen oder engen Innenstädten besser einschätzen zu können. Und die Rückleuchten können mit integrierten Displays Hinweise an den Hintermann senden.

          Über entsprechende Symbole kann so vor einem Stauende oder Glätte gewarnt werden, entweder weil der Fahrer manuell eine bestimmte Signatur wählt oder weil vernetzt und autonom fahrende Autos autark miteinander kommunizieren. An dieser Stelle greifen Technik und Design deutlich ineinander. So wie im vergangenen Jahrhundert der Wandel von der Streu- zur Klarscheibe ein Segen für die Garde der Designer war, so öffnen LED und LCD nun das gestalterische Spielfeld abermals.

          Damit gleichzeitig kein babylonisches Licht- und Blinkchaos entsteht, ist es wichtig, einheitliche Kriterien festzulegen. Die großen Autobauer kommen deshalb regelmäßig in Gremien zusammen. Trotz aller Konkurrenz um Technik und Design – wenn Licht bald zu einer ganz neuen Sprache werden soll, ist es gut, wenn sich Hersteller und Behörden zumindest auf eine gemeinsame Grammatik einigen können.

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