Hogyan fejlesztik a fényszórókat? Hogyan hozható létre a tökéletes fény? Ennek kiderítésére látogattuk meg a Mercedest és a VW-t. Íme, az elmélet és a gyakorlat!
Gondolhatnánk, hogy fényszórót fejleszteni inkább csak a baglyok, mint a pacsirták idejében, azaz kizárólag éjszaka lehet – a világítástechnikával foglalkozók fényes nappal csak pihennek. Ez igaz lenne, ha nem létezne fénycsatorna és fényszimulátor. De ma már mindkettő rendelkezésre áll. Utóbbira majd később térünk rá, előbb a Volkswagen csapatával együtt meglátogatjuk a fényszórófejlesztő központ fénycsatornáját. Mathias Thamm vezeti a „Tökéletes Világítás Központot”, amelynek már a neve is jelzi, hogy mennyire fontos ez a téma a konszernen belül. A járművek világításával nemzetközi csapatok foglalkoznak Németországban, Mexikóban, Brazíliában és Kínában is, és mindenhol figyelembe veszik az adott piacok igényeit és lehetőségeit, értve ez alatt a fejlesztést, a formatervezést és a beszállítókkal való együttműködést is.
Fontos feladatok még ezek mellett a funkciók fejlesztése, a szimulációk elvégzése, a felületoptimalizálás és a tesztelés. És eközben a háttérben mindig figyelembe kell venni, hogyan is kerül be a technológia az autóba és a gyártásba? Ugyanakkor a fejlesztés egyre gyorsabban halad, ami a halogén, a xenon, a LED, a mát- rix LED és a nagy felbontású HD-technológia közötti, egyre rövidülő időközökből is látszik.
Az ötlettől a műszaki leírásig
És hogyan működik ez valójában? Alexander Thiel: „Az egész a fényszóró ötletével kezdődik, ahol különböző elképzelések merülnek fel. Mindenképpen be kell tartanunk a törvényeket és előírásokat, amelyek közül több jelentősen eltér Európában, Kínában és az Egyesült Államokban.” És akkor ott van még a Volkswagen saját előírásait tartalmazó könyve, amelyet a benne lévő 170 oldalnyi részletes információval nem véletlenül hívnak így – és amelyből kiderül, hogy az autógyártók miért nem dobnak csak úgy, egyik pillanatról a másikra bármit a piacra. Ehelyett komplex fejlesztési munkát végeznek együttműködésben a beszállítókkal, ahol azonban a gyártók ma már nagyon ügyelnek a know-how megőrzésére. Például a világításhoz használt szoftverekre.
A korábbi világítási rendszerekkel ellentétben a programok egyre fontosabbá válnak. Hiszen a fényszórók már számos olyan funkciót nyújtanak, a kanyar-, a városi vagy keresz- teződésvilágítástól az automatikus tompításon és fényerő-szabályozáson át egészen a vakításmentes távolsági fényig, amelyek mind igénylik az együttműködést egymással és az autó egyéb rendszereivel.
A modern rendszerek az érzékelőtechnológia igényes összehangolását igénylik. A fénycsatorna (100 m hoszszú, 15 m széles, 5 m magas, a 100 méteren legfeljebb 5 centiméteres magasságkülönbséggel) meglátogatása után egy összehasonlító vezetés során tapasztaljuk meg, hogyan is néz ki mindez a gyakorlatban. A tesztet egy halogén fényszórókkal felszerelt Polóval kezdjük – a VW kínálatában már nincs ilyen, mert ezeket mára teljesen lecserélték LED-ekre. Az egyenletes fényelosztás mellett feltűnő a fénycsóva jellegzetesen sárgás színe, valamint az összehasonlításként vezetett LED-es rendszerhez képest tapasztalható alacsonyabb fényerő és hatótávolság.
Ezek megítélésében azonban óvatosnak kell lenni, mert miközben a mért objektív fényáram gyakran alig különbözik, a LED-et – kékesebb színe miatt – lényegesen erősebbnek és fényesebbnek érzékeljük. A Polóban a mátrix LED-ekkel a világítási mutatvány még jobban működik. A VW-nél ez a létező legegyszerűbb mátrixrendszer. Egyenként csupán nyolc LED-del működik, de már nagyon hatékonyan és kellemesen világít. A Tiguan drágább rendszere természetesen még jobb és még kifinomultabb. Az új HD LED-es lámpa, amely a ráncfelvarrott Touaregben debütál majd, elképesztően egyenletes elosztású fény mellett kínál csúcsvilágítást. A VW évekkel ezelőtt mutatta be az első mátrix LED-rendszert, most pedig már 19 200 darab, egyenként vezérelhető mikro-LED világít mindkét oldalon.
Ellentétben a Mercedes digitális fényszórójával, amelynél a nagy erejű LED fényét 1,3 millió mozgatható mikrotükör irányítja a kívánt fényerővel a kívánt helyre. De már a típuskínálat alsó végén, a modellfrissítésen átesett A-osztályban is különleges képességeit bizonyítja az új, többcsóvás LED-rendszer, amely tízezred másodpercenként értékeli a helyzetet és 255 fényerősségi fokozatban vezérli a LED-eket.
Hogyan kerül ilyesmi a Mercedes autójába? Minden a tervezéssel kezdődik, ezt követi a digitális tesztelés (a HD-szimulátorban, amire mindjárt rátérünk), majd a próba a speciálisan átalakított karosszériájú valódi autókon, a sorozatgyártás jóváhagyása, és végül a gyártás.
A folyamat felgyorsítására született meg a fényszimulátor is, amelynek fejlesztését a repülő- és egyéb szimulátorok inspirálták. A munka 2014–2015-ben kezdődött. A cél a világítástechnika digitális értékelése volt napszaktól és időjárástól függetlenül akár összehasonlításban is, a saját szoftver tökéletesítése, valamint a fényszóró viselkedésének értékelése valós hardverhasználat nélkül. Az előnyök: kevesebb károsanyag-kibocsátás, gyorsaság, az eredmények bárhonnan hozzáférhetőek, a funkciótesztek és a minősítéshez szükséges szimuláció is elvégezhető tisztán virtuális, azaz digitális környezetben. A szimulátor valójában egy keresztben félbevágott E-osztály, amelynek valódi pilótafülkéjéből a szélvédőn keresztül egy félköríves képernyőre nyílik kilátás, amit speciális vetítőberendezések világítanak meg. A Zeiss Velvet projektorok általában a planetáriumokban varázsolják fölénk a csillagos égboltot, ennek megfelelően képesek arra, hogy mélyfekete háttér előtt precíz fényrajzolatokat jelenítsenek meg, méghozzá maximális kontraszt és pontos színábrázolás mellett.
Oktató jelleggel: rajzolás fénnyel
A virtuális fényvezérlő egységekkel kombinált bonyolult szimulációs szoftver együttesen valósághű benyomást kelt. Ezt saját tapasztalatból mi is megerősíthetjük. Kiválóan alkalmas így arra, hogy változó körülmények között kimutassa az egyes világítási rendszerek lehetőségeit és korlátait. Ennél azonban érdekesebb, hogy speciális feladatokra is képes, például hamis színekben megjeleníteni a fényáramlásokat azért, hogy megerősítse a szubjektív benyomásokat. Vagy olyan grafikus ábrázolásokat felrajzolni, amelyek megmutatják, hogy a fényáramot éppen hogyan szabályozzák, hová koncentrál fényt, hol és mit takar ki az elektronika, vagy épp azt, hogy pontosan milyen mért értékek alapján kalkulál a rendszer.
Így már érthetővé válik, mennyire gyorsan és pontosan kell működnie mindennek az érzékelőktől kezdve a számítógépeken át a több LED-es vagy mikrotükrös fényszórókig azért, hogy a kívánt fénymennyiség valós időben eljusson oda, ahová kell. Ha lehetne, ki sem szállnánk a szimulátorból, annyira izgalmas az információknak ez a magasabb szintje, ami azt mutatja meg, mennyire intenzíven dolgoznak a világítási rendszerek a háttérben.
Ez az erőfeszítés a gyakorlatban is kifizetődik, amint azt az éjszakai vezetés során az A-osztály Multibeam és az EQS HD-fényszórója is bizonyítot- ta. A Mercedes felárért már az alap- kivitelhez is kínál csúcsminőségű fényszórót, amely egyenletes megvilágítást és az extra fényes kiegészítő LED-eknek köszönhetően hatalmas hatótávolságot nyújt. A HD-fény még egyenletesebb – ugyanakkor, amikor kell, helyzetfüggőbb lehet, és speciális kijelzőkkel is támogatást nyújt. Veszély esetén figyelmeztet, vagy segítő vonalakat rajzol az útra. Mindez azonban mit sem változtat azon a tényen, hogy már a Multibeam is kiváló teljesítményt nyújt, ami igazolja a laboratóriumban és a valóságos körülmények között elvégzett fejlesztőmunka tökéletes összehangoltságát.
Szöveg: Jörn Thomas/GM
Fotók: gyártók
