When Stephan Berlitz explains how the new Audi Matrix LED headlights in the Audi A8 work, he likes to compare it to the game of kings: “You have to imagine it like a game of computer chess,” says the Head of Development for Lighting Functions and Innovations at Audi. For example: “The camera says: bishop to h8. And the control system says: Okay, we’ll switch off there.” The analogy is easy to visualize, but how the system actually works isn’t quite so straightforward.

Behind the latest chapter in automotive lighting technology now being opened by Audi lies a highly complex system. It begins with the headlights, whose high beam units each consist of 25 individual LEDs with a light output of 100 lumens per watt. These are individually controlled, dimmable in 64 steps and in conjunction with reflectors and upstream lenses can illuminate a grid of 50 squares. According to Audi lighting engineers’ calculations, this produces roughly a billion different options for optimum light distribution. Then there’s a camera that constantly monitors the road ahead. As soon as it detects a vehicle, a high-speed control unit crunches the data to determine the parts of the grid in which glare could occur and, in fractions of a second, dims or deactivates the associated LEDs. The system can pick out up to eight different road users. Once the oncoming traffic has passed the grid square in question, the high beam reverts to full power, illuminating even the darkest roads to near day-light levels.

But Audi Matrix LED headlights can do a lot more. The LEDs also act as cornering lights by directing the focus of the beam toward the bend even before the driver starts to turn the steering wheel. This is made possible by predictive route data supplied by the integrated MMI navigation system: Unlike previous cornering light systems, when driving through a quick succession of S-bends the new headlights illuminate not just the next bend but the one after as well. Another safety function is provided by the so-called marker lights, connected to the optional night vision assistant: As soon as pedestrians appear in a critical zone ahead of the vehicle, individual LEDs flash on and off three times, highlighting them and alerting both pedestrians and driver.

Mission-critical to the production of Audi Matrix LED headlights is the fact that they have no mechanical components. For the first time, the actuator motors and doors needed in conventional headlights have been replaced by intelligent software. Stephan Berlitz: “The actual distribution of the light is predefined by the grid of 50 squares; we optimized the function according to where, when and how much light is needed.” At the heart of the new system is an algorithm-based control unit, likewise developed by the Light and Visibility department, which is already capable of making the good old high beam switch redundant. Berlitz: “Theoretically, all the driver needs to do is set the light switch to automatic and the electronics take care of the rest.” But so far legislators have taken a different view and Audi is way ahead of its time. Dr. Wolfgang Huhn, Head of the Light and Visibility department, explains the four rings’ lead in lighting technology with another analogy: “While the competition is still working with typewriters, we are using a modern printer.”

عندما قام ستيفان بيرلتز بشرح كيفية عمل مصابيح أودي Matrix LED الجديدة في أودي A8 رغب بمقارنتها مع لعبة الملوك: “عليك أن تتخيلها وكأنها لعبة شطرنج على الكمبيوتر” هذا ما أفاد به رئيس تطوير وظائف الإضاءة والابتكار لدى أودي. ويقول على سبيل المثال “تقول الكاميرا حرك الوزير إلى مربع h8، ويقول نظام التحكم: تم العلم، سنقوم بالإغلاق هنا.” قد يبدو من السهل التخيل وفهم الكلمات، لكن واقعية عمل هذا النظام أمر غير سهل.

لقد شرعت أودي مؤخراً بفتح أبواب عالم جديد لنظام معقد في تقنية الإضاءة. بدأ المسار في المصابيح الأمامية بوحدات شعاع تتكون من 25 مصباح LED منفردة بقوة 100 لومنز لكل واط. يمكن التحكم بكل منها، وقابلية التخفيض في 64 خطوة مع عاكسات وعدسات مثبتة نحو الأعلى يمكنها إضاءة شبكة من 50 مربعاً. ووفقاً لحسابات مهندسي الإضاءة لدى أودي يعطي هذا قرابة مليار خيار لأفضل توزيع للإضاءة. هنالك أيضاً كاميرا تقوم بشكل مستمر بمراقبة الطريق، وعند تحسسها لمركبة قادمة تقوم وحدة التحكم الفائقة السرعة بتحليل البيانات لتحديد توزيع الإضاءة المناسب على شبكة المصابيح، ويتم خلال أجزاء من الثانية تخفيض أو إغلاق وحدات LED المرتبطة بالشبكة. يمكن لهذا النظام التقاط لغاية ثمان سيارات مختلفة تستخدم الطريق. عند مرور السيارات القادمة يقوم مربع الشبكة بإعادة تحليل البيانات وعودة مستوى الإنارة العالي لأقصى قوة ليضيء أكثر المناطق ظلمة.

هذا ليس كل ما تقدمه مصابيح أودي Matrix LED، بل هنالك المزيد، حيث يمكنها أداء وظيفة مصابيح المنعطفات من خلال توجيه تركيز المصباح نحو المنعطف قبل بداية السائق بإدارة عجلة القيادة. لقد أصبح ذلك ممكناً من خلال توقعات بيانات المسار التي يوفرها نظام MMI للملاحة: طريقة عمل مصابيح المنعطفات الجديدة تختلف تماماً عن الطريقة التقليدية، فعند القيادة على منعطف بشكل الحرف S لا تقوم هذه المصابيح بإضاءة المنعطف التالي، بل الذي يليه أيضاً. ميزة سلامة أخرى هي مصابيح العلامة المتصلة مع مساعدة الرؤيا الليلة الاختيارية: عند ظهور شخص على طرف الطريق ضمن المنطقة الحساسة للسيارة، تقوم مصابيح LED فردية بالوموض ثلاث مرات لتنبيه السائق والشخص على جانب الطريق.

من المهام الحاسمة في إنتاج مصابيح أودي LED هي عدم وجود مكونات ميكانيكية. وتم لأول مرة استبدال المحركات الدافعة والأبواب المتطلبة في أنظمة الإضاءة التقليدية ببرنامج ذكي. يقول ستيفان بيرلتز “يتم تحديد توزيع الضوء الواقعي مسبقاً من خلال شبكة تشمل 50 مربعاً، ونقوم بأفضل تسخير للوظيفة وفقاً إلى مدى وتوقيت الحاجة إلى الضوء”. يكمن في قلب هذا النظام الجديد وحدة الحلول الحسابية التي تم تطويرها من قبل دائرة الضوء والرؤيا وهي قادرة على توفير الإضاءة العالية بوفرة، ويقول “نظرياً، كل ما على السائق عمله هو اختيار وضع التلقائي لمفتاح الإضاءة وسيقوم النظام بتولي كافة الأمور”. لكن ولغاية اليوم قامت جهات وضع التشريعات بأخذ نظرة مختلفة، وأصبحت أودي سابقة لوقتها. يشرح الدكتور ولفغانغ رئيس دائرة الإضاءة والرؤيا تقنية هذه السيارة الرائدة في تقنية الإضاءة مع التقنيات الأخرى قائلاً “بينما لا يزال التنافس في العمل مع آلات الطباعة، نقوم في أودي باستخدام الطابعات الحديثة”.

Audi A8 fuel consumption urban/extra-urban/combined (in l/100 km): 15.7–10.6/ 8.7–6.3/ 11.3–7.9. CO2 emissions combined (in g/km): 264–184.

استهلاك أودي A8 للوقود في المدينة/ خارج المدينة/ المدمج (في 100/ لتر كلم): 15.7–10.6/ .7­­–6.3/11.3–7.9 انبعاث غاز الكربون المدمج (غرام/كلم): 264–184.