Pixellicht: Der Scheinwerfer im neuen BMW 7er stammt von ZKW.

(Bild: ZKW Group)

| von Alfred Vollmer

Noch vor kurzem war Xenon-Licht das Nonplusultra, dann waren es LEDs und jetzt zeichnet sich nicht nur Pixellicht als neuer Trend ab, aber einmal alles der Reihe nach.

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Dr. Günther Krenn (ZKW Elektronik), hier mit einer Pixellicht-Platine mit 84 Einzel-LEDs, die in Kürze in Serie gehen soll: „Die Funktionalität kommt über die Software, und es entstehen auch überall neue Geschäftsmodelle.“ Alfred Vollmer

„Bisher war die Mechanik unsere Kernkompetenz, aber seit 2013 ist es auch die Elektronik“, berichtet Dr. Günther Krenn, der als General Plant Manager an diesem Standort der ZKW Elektronik GmbH auch für die Entwicklung zuständig ist, über den Wandel in seinem Unternehmen, der natürlich mit konkreten Wünschen der OEMs einhergeht. „Die besondere Stärke unseres Konzerns besteht darin, dass wir die Anforderungen unserer Kunden komplett umsetzen.“ Hierzu hat ZKW am Standort Wiener Neustadt im Mai 2013 ein Elektronik-Kompetenzzentrum mit gut 4000 Quadratmeter Fläche in Betrieb genommen, an dem nicht nur die Elektronik-Fertigung sondern auch die gesamte Elektronik-Entwicklung des Konzerns konzentriert ist. Über 40 Prozent der 170 Arbeitsplätze sind dabei in der Entwicklung. Wie intensiv die Aktivitäten im Bereich Licht-Entwicklung sind, zeigt die Tatsache, dass ZKW Elektronik derzeit in eine 3,5 Millionen Euro teurere Büroerweiterung investiert.

Eckdaten

Nach den Halogen- und Xenonscheinwerfern kamen die LED-Scheinwerfer. Bald kommt das Pixellicht, dann Pixellicht auf DMD-Basis (Digital Mirror Devices) und dann… Weil jetzt Software den Scheinwerfern zu neuen Features verhelfen kann, steht der Markt vor hochinteressanten Veränderungen.

Pixellicht auf DMD-Basis

Ein großes Entwicklungsthema ist derzeit Pixellicht auf Basis von DMD-Bausteinen (Digital Mirror Device) von Texas Instruments. „Wir haben bereits ein seriennahes System eines DMD-Pixellichts in unseren Versuchsfahrzeugen eingebaut und haben die gesamte DMD-Ansteuerung selbst entwickelt“, berichtet Dr. Krenn im Gespräch mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK. „Wir wären in der Lage die ersten DMD-Scheinwerfer sofort in Serien zu bringen.“

Die nächste Entwicklungsstufe sind dann Hauptscheinwerfer, die nach dem dynamischen Laserscanner-Verfahren arbeiten. Dabei scannt ein MEMS-Spiegel eine Fläche ab, wobei ein modulierter Laserstrahl auf den MEMS-Spiegel fällt. Hierfür hat die ZKW Group die entsprechende Elektronik entwickelt, wobei eine besondere Herausforderung in der Synchronisation des Spiegels mit dem Ansteuersignal im Megahertzbereich liegt. „Auch hier haben wir seriennahe Muster und Aufbauten, die in Testfahrten immer wieder die Zuverlässigkeit zeigen“, gewährt Dr. Krenn einen Blick ins Entwicklungslabor. „Das ist aus unserer Sicht eine sehr spannende Technologie, die durchaus ein DMD-Licht ersetzen könnte.“

Pixellicht: Auch für den neuen Opel Insignia entwickelte ZKW den Scheinwerfer.

Auch für den neuen Opel Insignia entwickelte ZKW den Scheinwerfer. ZKW Group

Mit diskreten LEDs ist das Pixellicht bei ZKW bereits in Serie, allerdings mit deutlich wahrnehmbaren Auflösungsgrenzen zwischen den einzelnen Dioden. „Erst mit DMD wird die Lichtgrenze wirklich kontinuierlich“, ergänzt Dr. Krenn.

 

Auf der nächsten Seite lesen Sie, wie sich die Verlustwärme bei LED-Scheinwerfern beherrschen lässt und warum Software auch bei Scheinwerfern eine entscheidende Rolle zukommt.

Verlustwärme beherrschen

Während einfache LED-Scheinwerfer noch mit passiver Kühlung auskommen, ist ZKW zufolge ab dem Pixellicht eine Zwangskühlung über einen Lüfter erforderlich. Gleichzeitig arbeiten die Scheinwerferhersteller daran, den Wirkungsgrad so zu erhöhen, dass gar nicht erst so viel Abwärme entsteht. Das Problem bei der Wärmeabfuhr ist der Preis der Leiterplatte, denn das PCB muss günstig sein, sodass ein möglichst hoher FR4-Anteil gefragt ist, während gleichzeitig der in punkto Wärmetransport so gut geeignete Metallkern so klein wie möglich sein sollte. Bei LED-Systemen nutzt ZKW bis zu vierlagige Leiterplatten, bei DMD-Lasersystemen sind es bis zu sechs Lagen.

Kommunikation

Intelligente Lichtsysteme bestimmen die Zukunft des Automobils, und mit Testfahrzeugen erprobt ZKW die Dauer-Tauglichkeit von Scheinwerfern, auch mit Pixellicht

Intelligente Lichtsysteme bestimmen die Zukunft des Automobils, und mit Testfahrzeugen erprobt ZKW die Dauer-Tauglichkeit von Scheinwerfern. ZKW Group

Bei den ganz einfachen Scheinwerfern erfolgt die Ansteuerung per LIN-Bus, bei den komplexeren per CAN-Bus. „Ethernet ist aber im Kommen“, beobachtet Dr. Krenn. „Wir sehen eine ganz deutliche Tendenz in Richtung TCP/IP, denn mit DMD und Laserscanning hat auch TCP/IP seine Berechtigung. Darauf sind wir aber gut vorbereitet.“ ZKW rechnet damit, dass Frontscheinwerfer in den nächsten Jahren einen Ethernet-Anschluss bekommen.

Schlüsselfaktor Software

Auch beim Scheinwerfer wird das Thema Software immer relevanter. „Bei der Entwicklung der Elektronik macht schon jetzt die Software einen guten Teil des Aufwands aus, Tendenz weiter steigend“, berichtet Dr. Günther Krenn aus seiner Entwicklungspraxis. „Das Thema ‚Feature‘ wird in Zukunft eine wesentlich größere Rolle spielen. Die Funktionalität kommt über die Software, und es entstehen auch überall neue Geschäftsmodelle. Das Fahrzeug kann sich dann mit Software-Updates und Ergänzungen an neue Features anpassen – und das wird den Markt massiv verändern.“

Alfred Vollmer

Chefredakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

(av)

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