Out of the Dark: The Future of Automotive Scheinwerfer

Acura Präzision Bewegung Scheinwerfer Detail

Erstellt von Auto und Fahrer für Toyota

Fahrzeugbeleuchtung ist an seiner transformierende Stufe, da die US-Regierung rechteckige und runde Sealed-beam-Einheiten in der Mitte der 80er Jahre dereguliert. Bis 2019 zwei wichtige sicherheits Prüfstellen (NHTSA und IIHS) wird Scheinwerfer Leistung in ihre Gesamtbewertung von Neuwagen und Auszeichnung ehrt die wirksamste Faktor. Was ist jetzt ein paar Brocken der Unterschrift Schmuck und aufwendige Reflektoren ist wahrscheinlich zu bekommen heller, intelligenter und billiger, und wir besuchten Osram Sylvania, ein Tier-2-Lieferanten und einer der wenigen Automobilbeleuchtung Hersteller in den USA verlassen, in seinem Werk New Hampshire um herauszufinden, was am Horizont ist.

Halogen

Osram-Sylvania-SilverStar--ULTRA

Hochintensitätsentladungs ​​(HID) Scheinwerfer, in dem Gas Xenon ist verwendet, um einen präzise fokussierte, bläulich-weißen Lichtbogen zu einem Bruchteil der Wattzahl von Glühlampen, die zum Erstellen, sind teuer genug, dass sie optional bleiben auch im Premium Segment. Es ist schon mehr als 20 Jahre her, seit BMW der ersten HID Scheinwerfer auf die E32 7-Serie und der 1996 Lincoln Mark VIII mit HIDs die erste amerikanische Auto wurde eingebaut, noch Halogenlampen sind so kostengünstig und effektiv, dass Mainstream-Autohersteller sie nicht vollständig verlassen kann .

Etwa 80 Prozent des Marktes stützt sich auf diese wenig unter Druck Wolfram-Glühlampen. Ihre Kosten Einzelhandel reicht von $ 10 bis $ 30 pro Lampe, verglichen mit ungefähr $ 100 pro HID (und mehr hundert oder mehr für LEDs), aber sie sind nicht so schlecht, sagt Osram Sylvania. Die heutigen Halogenlampen sind unter extrem engen Toleranzen gefertigt. Kameras an jeder Station in Osram Sylvania-Werk werfen automatisch fehlerhaftes Produkt, dass 15 Jahre nicht mehr vor versandt worden wäre, uns gesagt. Die Top-Line-Lampen sind auch mit Xenon-Gas und beschichtet in blauen Farbton gefüllt HIDs zu imitieren, obwohl ihr verkürzte funktionelles Leben sie für den Aftermarket einschränkt. Da haben Halogenlampen standardisierte Kunststoffdosen und direkt von der Autobatterie-statt erfordern einen AC-Inverter für ein HID-Setup-sie sind leicht zu ersetzen laufen. Irgendwann werden sie als Acetylen-Lampen als antik sein, nur noch nicht.

LED

Osram-LED-F-150-Scheinwerfer

Innerhalb von vier Jahren prognostizierten Osram Sylvania, dass LED-Scheinwerfer werden in 20 Prozent aller Neuwagen eingebaut werden. Der Toyota Corolla und Ford Explorer kommen mit Standard-LED-Low-Strahlen und als Kraftstoff-Effizienz Vorschriften verschärfen, LED-Scheinwerfer wird eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung des Energieverbrauches spielen. Tatsächlich zeichnen sie jeweils zwischen 15 und 18 Watt Leistung, im Vergleich zu 55 bis 65 Watt aus einem Halogen und 42 Watt aus einer HID. Ihre Antwort aus dem Off zu voller Stärke bekannt als „Anstiegszeit“ -ist nur eine Millisekunde. Eine Glühlampe ist 250-mal langsamer, was LEDs besonders vorteilhaft für die Bremsleuchte macht. Es ist keine Frage, dass LED-Scheinwerfer sind heller (3000 Lumen bei Abblendlicht im Vergleich zu 800 Lumen für Halogen, obwohl dies von dem optischen System variiert verwendet) und Ausgangslicht bei einer Farbtemperatur näher am Tageslicht (5500 Kelvin gegenüber 4500 für HID und 2500- 3000 für Halogen).

Aber der größte Nachteil, jetzt und in der Zukunft, ist ein hoch Produktionskosten. Die Autohersteller in LEDs investieren meiden standardisierte Einrichtungsgegenstände. Auf dem Explorer, zum Beispiel, ist der LED-Scheinwerfer tatsächlich seitlich montierte und reflektierte nach vorne wie in einem Toyota Prius auf den Projektor-Stil LEDs gegenüber. Audi und Acura aufreihen einzelne LEDs wie polierte Edelsteine, Lexus stapelt sie in ein Dreieck auf dem RC-F und der Ford F-150 setzt LEDs in einem Stil erinnert an dicken Eiswürfel Blöcke. Jeder LED-Scheinwerfer erfordert custom-Leiterplatten mit mehr als 130 Komponenten, kundenspezifische Aluminiumkühlkörpern, individuellen Reflektoren und einer benutzerdefinierten Auflösung (die Anzahl der LEDs pro Einheit) -und das ist, bevor sie in eine fertige, individuell gestalteter Scheinwerferanordnung montiert ist .

Da Autohersteller ihre Modelle zu aktualisieren oder überarbeiten alle drei bis sechs Jahren, Beleuchtung Hersteller nicht mehr die Kosten der Umrüstung großen Montagelinien für tragen, was letztlich sind proprietär, Low-Volume-Produkte. Menschliche Hände in statische- und feuchtigkeitsgesteuerten Reinräumen steuern, um einen erheblichen Teil der LED-Herstellungsverfahren, die von den ersten Verdrahtungsanschlüssen der endgültigen Schraubenaufnahmen, die weite Grenzen Produktionskapazität und erhöhen die Kosten pro Einheit. Zum Beispiel, Kurbeln Osram Sylvania aus mehr als 100 Millionen Halogenlampen im Jahr, 24 Stunden am Tag. Es kann nur 130.000 LED-Scheinwerfer für die F-150 machen. Wenn LEDs Rohstoffe sein sollen, Autohersteller müssen mehr dieser Lichtkomponenten standardisieren.

LED Matrix

Audi A8 LED-Matrix-Scheinwerfer

LED-Matrix-Scheinwerfer, die aktiv Schatten und beleuchten Abschnitte der Fahrbahn sind derzeit illegal in den USA Osram Sylvania können erwartet NHTSA die Technologie im nächsten Jahr zu genehmigen, obwohl die Agentur einen formellen öffentlichen Vorschlag als Teil des rulemaking Prozesses nicht erteilt hat, das verzögern der Roll-out. Wir werden uns nicht auf einen Zeitrahmen setzen, aber besser Matrix-Scheinwerfer sind bereits auf dem Weg. Autos wie der nächste Audi A8 wird 1024 einzelne LED-Pixel auf einem einzigen Chip haben, wie auf der aktuellen Euro-spec Auto zu fünf verglichen. Wenn mit intelligenter Software gekoppelt und empfindlichen Infrarotkameras, diese High-Definition-Scheinwerfer werden in der Lage sein, bestimmte LEDs zu aktivieren Fußgänger zu beleuchten, während ihrer Gesichtern Verdunklung oder Geschwindigkeitsbegrenzungszeichen erhellen ohne Wohnzimmer jemanden überfluten. Wie ein LED-TV, eine höhere Pixelzahl wird ein Scheinwerfer die Schärfe und Klarheit verbessern, sondern nur so weit.

Laser

BMW-Laser-Licht

Laser-Scheinwerfer kann, dass die nächste Schritt sein, wenn die US-Markt Sicherheit und Regulierungsfragen können in einer angemessenen Höhe der Zeit sortiert werden. Der BMW i8 verwendet drei Osram Sylvania Laserdioden, der Strahl blaues Licht durch einen keramischen Leuchtstoffplättchen, um die Strahlen zu einer einzelnen weißen „Punktquelle“ in der Lage Umwandeln eine breite Spanne von Licht bis 1969 Fuß bis zu projizieren. Das ist 10-mal die Leuchtdichte (die Anzahl der Candela pro Quadratmeter, oder im Wesentlichen, wie ein heller eine Oberfläche in einem bestimmten Winkel auf das menschliche Auge sieht) als ein LED-Scheinwerfer. Bisher BMW wird mit Hilfe von Lasern für die hohe Balken, und die Next-Gen-Lichter nur eine Laserdiode bei einem Drittel des Preis verwenden.

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Mit Laserlicht, kleinere Öffnungen ermöglichen es Entwickler mehr Flexibilität und Ingenieure die Möglichkeit, den Strahl als Scheinwerfer zu ändern, wie Fußgänger zu beleuchten (BMW auch nutzt diese Technologie in Übersee, die so genannten Dynamic Light Spot auf Nicht-Laser-Nebellampen). In Zukunft können die besten Scheinwerfer eine Kombination aus Laser verwenden und eine LED-Matrix-Technologie. Aber seit langem Regelungen-und die hohen Kosten für maßgeschneiderte Scheinwerfer unterstützen Designs-wird auch weiterhin die meisten von uns in einem relativ dunklen Ort zu halten.

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