Intelligente Heckleuchten am Auto

Aalen 19.30 Uhr. Röhrendes Motorengeräusch dringt vom Parkdeck des Optoelektronik Gebäudes zwischen Aalen und Wasseralfingen. Ist hier ein illegales Autorennen im Gang? Nein, Bernd Herrmann demonstriert seinem Professor und den gespannten Mitstudenten die Ergebnisse seiner Diplomarbeit über intelligente Heckleuchten, die er bei Audi in Ingolstadt gewonnen hat.

Herrmann beschleunigt mit der geballten Kraft von 180 PS den Audi Allroad und bringt das Versuchsfahrzeug rechtzeitig mit einer Vollbremsung wieder zum Stehen. Schneller als jeder Fahrer dies könnte hat der in der Heckleuchte integrierte Mikrocontroller die Gefahrensituation erkannt und signalisiert dies nachfolgenden Fahrzeugen mit hellem gelbem Warnblinken.

Ein Sensor misst die negative Beschleunigung bei heftigem Bremsen und überträgt dem Mikrokontroller die zugehörigen Daten. Dieser muss nun erkennen können, ob die Beschleunigungskräfte durch abruptes Bremsen oder bei der Fahrt über ein Schlagloch entstanden sind. Durch eine intelligente Auswertung des Beschleunigungssignals sorgt der Mikrocontroller dafür, dass in letzterem Fall der Warnblinker nicht ausgelöst wird.

Bei einer Notbremsung zählt jede Zehntelsekunde, die die Reaktionszeit des nachfolgenden Fahrers verkürzt. Dies ist auch der Grund, warum die „intelligente “ Heckleuchte mit Leuchtdioden (LEDs) ausgestattet ist. Normale Glühlampem brauchen nach dem Einschalten etwa eine viertel Sekunde, um ihre volle Leuchtkraft zu erreichen; bei LEDs ist dies praktisch sofort der Fall. Ein Rechenbeispiel zeigt, dass bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h allein durch die Verwendung von LEDs als Bremsleuchte durch die schnellere Reaktion 5,5 m Bremsweg eingespart werden können. Dies kann entscheidend dazu beitragen, einen Auffahrunfall zu vermeiden.

Die von Bernd Herrmann entwickelte Heckleuchte besteht aus 120 einzelnen LEDs, die individuell von einem Mikrocotroller geschaltet und in ihrer Helligkeit gesteuert werden können. Dadurch lässt sich eine Reihe neuer Funktionen realisieren. Die große Helligkeitsreserve der Leuchte, die weit über der konventioneller Leuchten liegt, erlaubt es, die Funktionen von Rückleuchte, Blinkleuchte und Nebelschlussleuchte in einem Modul zu realisieren. Sobald entsprechende Sensoren zur Verfügung stehen, lässt sich die Lichtstärke auch automatisch und stufenlos an die Sichtverhältnisse anpassen, wobei dann auch eine durch Verschmutzung der Leuchte verringerte Helligkeit ausgeglichen werden kann.

Viele Möglichkeiten der innovativen Heckleuchte sind bisher angedacht worden. So lässt sich z.B. die Bremskraft durch die Größe der Leuchtfläche anzeigen. Beliebige Muster, Piktogramme, Buchstaben und ähnliches, die sich auf der Heckleuchte darstellen lassen, geben neue Impulse für ein firmenspezifisches Produktdesign. Ob diese Eigenschaft auch im Fahrbetrieb nutzbringend angewandt werden kann, ist allerdings noch zu prüfen. Sicher ist: Der von Bernd Herrmann geschaffene Prototyp besitzt die Flexibilität, diese und viele noch ausstehende Fragen anhand von Versuchsfahrten erfolgreich zu klären.

„Die Optik und Optoelektronik nimmt in der Automobilwelt stark an Bedeutung zu“, meint Hermanns Betreuer Dr. Wulf von Audi. Dies belegen auch weitere Diplomarbeiten im Studiengang Optoelektronik. So berichtet Co-Betreuer Prof. Dr. Kettler von der FH Aalen von intelligenten Scheinwerfersysteme, die sich automatisch ein- und ausschalten, bei Kurvenfahrten „um die Ecke“ leuchten und die Leuchtweite an die Fahrtgeschwindigkeit anpassen. Andere Untersuchungen waren optischen Sensoren gewidmet, die Eis auf der Fahrbahn erkennen, als Einparkhilfen dienen, oder den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug messen. Auch die Vernetzung von Fahrzeugkomponenten mit Lichtwellenleitern, bei der mehrere Kilogramm Gewichtsersparnis durch Ersatz von Kupferkabeln möglich sind, war Thema mehrerer Arbeiten im Studiengang Optoelektronik.

Kontakt:
Prof. Dr. Albrecht Kettler
Tel. 07361/568-232 
Albrecht.Kettler@fh-aalen.de