О системе адаптивного освещения afs в машине

Устройство и принцип работы системы AFS

Разработка AFS от Volkswagen — решение для адаптивного и динамического головного освещения, которое изменяет направление светового потока. В автомобиле устанавливаются ксеноновые фары с системой регулировки наклона (LWR), специальный датчик AFS и блок управления, связанный с другими модулями транспортного средства для получения данных и изменения угла освещения. Рассмотрим, как работают штатные адаптивные фары:

1. Блок управления получает данные от видеокамеры, датчиков внешней освещенности, ускорения, частоты вращения колес, а также поворота руля.
2. В зависимости от полученных параметров система анализируют тип освещения (городской, магистральный, для поворотов) и текущую дорожную обстановку.
3. Электроника подает управляющий сигнал в систему LWR.
4. Происходит коррекция яркости и угла поворота светового пучка с помощью установленного электродвигателя.

Освещение поворота стандартной оптикой и с помощью AFS

Блок управления AFS активно распознает повороты, стандартное движение в городских условиях и по трассе, а также анализирует информацию с других модулей автомобиля для распознавания плохих погодных условий.

Движение в светлое время суток

При хорошей видимости

При движении в светлое время суток на автомобиле должен быть включен один из следующих световых приборов:

• ближний свет;
• дневные ходовые огни;
• противотуманные фары;

Если на автомобиле есть все перечисленные приборы, то имеет смысл воспользоваться ДХО. Эти огни ярче и потребляют меньше электричества.

При движении также могут быть включены:

габаритные огни.

Запрещается использовать:

противотуманный фонарь.

При недостаточной видимости

Должен использоваться один из следующих световых приборов:

• фары ближнего света;
• фары дальнего света.

При этом дальний свет не может использоваться:

• в населенных пунктах на освещенных дорогах;
• при встречном разъезде транспортных средств;
• при ослеплении водителей попутных или встречных автомобилей.

Дополнительно на автомобиле могут быть включены:

• противотуманные фары;
• противотуманный фонарь;
• габаритные огни;
• дневные ходовые огни.

Примечание. Задний противотуманный фонарь как раз предназначен для использования в условиях недостаточной видимости, однако на практике его используют не более 10 процентов водителей. Остальные, судя по всему, не знают соответствующих правил.

Устройство адаптивных фар

Адаптивные фары представляют собой комплекс оборудования, включающий в себя:

• непосредственно приборы освещения (фары);
• двигатели для их активного передвижения по вертикали и горизонтали, а также вокруг своей оси;
• блоки управления;
• датчики, предназначенные для считывания, обработки и передачи информации об объектах материального мира к фарам.

Устройство адаптивной фары

Сами блоки фар оборудованы исключительно линзованной оптикой, так как рефлекторные отражатели не способны выдавать контролируемый исходящий световой поток. В линзу могут быть установлены как ксеноновые, так и диодные лампы. Галогеновые источники света не практикуются.

Еще несколько лет назад преимущество отдавалось ксенону, однако в последние годы перевес склонился на сторону диодов. По мнению автопроизводителей, такой свет имеет более яркое свечение и более комфортно воспринимается глазом человека.

Вне зависимости от источника света, как ближний, так и дальний пучок находятся в одной линзе, а переключение между режимами происходит за счет специальной шторки.

Двигатели адаптивной установки также вмонтированы в блок фары, они путем механических передвижения линзы в различные стороны создают эффект активно изменяющегося направления светового потока.

Датчики — они же камеры слежения за дорожной обстановкой, передают информацию в блоки управления, которые «дают команду» на изменение направления пучка света.

Свет из адаптивных фар регулируется в зависимости от окружающей обстановки вокруг автомобиля, которая улавливается специальной камерой

Необходимые условия для активации

Автоматическое переключение дальнего света будет работать при следующих условиях:

• включен ближний свет фар;
• низкий уровень освещенности;
• автомобиль двигается с определённой скоростью (от 50-60 км/ч), такая скорость воспринимается как движение по трассе;
• впереди нет встречных машин или других препятствий;
• автомобиль двигается вне населенных пунктов.

Если фиксируются встречные автомобили, то дальний свет автоматически погаснет или изменится угол наклона отражающего модуля фары.

Первой подобную технологию внедрила ]Volkswagen (Dynamic Light Assist). Применение видеокамеры и разных датчиков открыло новые возможности.

Ведущими конкурентами в этой области являются компании Valeo, Hella, All Automotive Lighting.

Подобные технологии имеют название Adaptive Front lighting System (AFS). Компания Valeo представляет систему BeamAtic. Принцип всех устройств схож, но может отличаться дополнительными функциями, среди которых может быть:

• движение по городу (работает на скорости до 55-60 км/ч);
• проселочная дорога (скорость 55-100 км/ч, отличается асимметричным освещением);
• движение по автомагистрали (свыше 100 км/ч);
• дальний свет (Light assist, автоматическое переключение);
• освещение поворотов в движении (в зависимости от комплектации модуль поворачивается на угол до 15° при повороте руля);
• включение освещения при плохих погодных условиях.

Преимущества

• снижение аварийности. Адаптивные фары отлично справляются с освещением проезжей части и прилегающих территорий. Благодаря этому водитель лучше оповещён обо всём происходящем на трассе, что позволяет вовремя среагировать и выполнить необходимые действия для предотвращения ДТП.
• более комфортное управление для водителя. Автоматический свет избавляет водителя от необходимости в переключении режимов работы фар. Оптика, установленная в машине, самостоятельно подстраивается под рельеф местности и условия освещения.
• помощь шофёру на опасных дорожных участках. Адаптивные фары проявляют себя лучше по сравнению со стандартной оптикой на опасных участках дороги (резких поворотах, подъёмах и спусках), а также в условиях минимальной видимости (туман).
• наличие интеллектуальной системы управления. Адаптивный свет в современных бизнес-седанах и других автомобилям подстраивается под определённую дорожную ситуацию без участия водителя. Система принимает верное решение с минимальной вероятностью ошибки на основании данных, полученных от большого количества датчиков. Шофёру только необходимо выбрать режим работы умных фар.

Сканирующие системы освещения

Датчики, сканирующие пространство перед автомобилем (распознавание образов), уже используются в серийных автомобилях. Примером системы распознавания образов является новый тип сенсорной системы, различающей объекты перед автомобилем (разработана компанией Audi). Новая высокочувствительная система способна формировать трехмерное изображение препятствия перед ТС (рис. 14).

Рис. 14. Сканирующая система освещения

В основе технологии — источник модулированного инфракрасного излучения и датчик (он размещен позади лобового стекла на уровне зеркала заднего вида), сделанный из новых фоточувствительных полупроводниковых элементов, известных как фотонные смешивающие устройства (Photonic Mixer Devices, PMD). Эти устройства способны обрабатывать сигналы, возвращенные от множества точек предмета одновременно. По строению похожи на обычные приборы с зарядовой связью (так называемые ПЗС-матрицы), применяющиеся в видео- и фотокамерах. Они используют различие во времени, которое требуется лучам, чтобы вернуться от различных объектов сцены к каждому из чувствительных элементов матрицы PMD.

Для вычисления объемного изображения система сравнивает сигнал от каждого пикселя матрицы с опорным модулированным сигналом, поставляемым схемой излучателя, при этом посторонняя инфракрасная засветка (например, от солнца) отделяется от собственного сигнала.

Поле зрения датчика по горизонтали составляет 32°, а по вертикали – 8°. Частота сканирования препятствий – 200 Гц, что позволяет быстро улавливать изменение дорожной обстановки.

Интеллектуальная светотехника

По мнению специалистов, будущее – за светодиодными фарами.

ЕЩЕ НА первых автомобилях предпринимались попытки сделать фары поворотными, чтобы они освещали ту часть дороги, куда в данный момент водитель направляет свою машину. Но в то время добиться от подобных систем приемлемой точности работы не удалось. Лишь в конце 60-х годов поворотные фары дальнего света стали устанавливать на “Citroёn DS”. Однако тогда эта идея не нашла у других автопроизводителей должной поддержки, поэтому о подобной светотехнике надолго забыли.

В последнее время с развитием электроники идея адаптивного света вновь ожила. В наши дни многие производители применяют ее на своих моделях. Причем известно несколько способов заставить фары светить вбок. Пожалуй, наиболее дешевый и простой – это использование дополнительных источников света, которые могут стоять как внутри основной фары, так и вне ее. К примеру, если водитель поворачивает руль налево, то включается левый, если вправо – правый. Такой системой, в частности, оснащена “Skoda Fabia”.

Более дорогая адаптивная светотехника обычно состоит из биксенонового источника света и поворотного механизма с электронным управлением. В этом случае компьютер оценивает скорость автомобиля, угол поворота руля, крутизну поворота и другие параметры, обрабатывает их и поворачивает прожектор на необходимый угол. Правда, сильно отклониться вбок такая фара не может, поэтому на дорогих автомобилях ее дополняют вышеупомянутой дополнительной секцией бокового света или противотуманкой, которые включаются на небольшой скорости и на крутых виражах.

Также на серийные автомобили постепенно начинает устанавливаться интеллектуальная светотехника, которая всего несколько лет назад была атрибутом лишь экспериментальных моделей. Характерный пример – усовершенствованная система AFS (“Adaptive Front Light System”) новой “Skoda Superb”: в городе, когда скорость движения обычно составляет 15-50 км/ч, электроника “Шкоды” делает пучок света более широким – для лучшей видимости обочин дороги. На автомагистралях, когда автомобиль разгоняется быстрее 90 км/ч, фары начинают светить выше и дальше, чтобы водитель успел раньше заметить опасность. На обычных загородных шоссе активируется смешанный режим. Кроме того, “интеллектуальные” фары также умеют распознавать дождь и соответствующим образом регулировать пучок света.

Специалисты считают, что скорее всего следующий шаг в развитии светотехники – объединение адаптивных фар со спутниковой навигацией и инфракрасной камерой ночного видения. Тогда система освещения сможет заранее подстраиваться под особенности маршрута и всегда обеспечивать лучшую видимость дороги.

Светодиодные системы освещения

Данная технология стремительно движется вперед каждый день, при этом вытесняя с рынка обычные системы освещения. Благодаря светодиодам открывается очень много новых возможностей.

Светодиодные системы освещения имеют высокую интенсивность света, которая в 20 раз превышает обычные источники света.

Превосходство светодиодов несомненно:

• отсутствие технического обслуживания;
• высокая энергоэффективность (экономия до 80 процентов электрической энергии);
• большой срок службы, порядка 10 – 20 лет;
• работа при большом диапазоне температур (от -40 до + 40°С);
• отсутствует риск воспламенения;
• нет ртути;
• высокая устойчивость к вибрациям;
• не выделяют ультрафиолетовое излучение;
• нет мерцания и т.д.

Спектр освещения в светодиодах максимально приближен к солнечному свету. Светодиодные системы освещения удобны тем, что позволят вам сэкономить не только лишь потребление электричества, но и покупку самой лампы.

Ее себестоимость конечно больше, чем у обычной, но если учитывать очень долгий срок службы, то это компенсируется. Вы сможете окупить данное устройство уже за месяц или два.

Светодиодные системы можно разместить в любом месте, куда обычная лампочка не помещается. С ними вы визуально освободите пространство над своей головой и уменьшите потолочную высоту.

Возможности современной системы автомобильной подсветки

Системы адаптивной автомобильной подсветки дороги известны в мире как Adaptive Front lighting System или сокращенно AFS. Эта аббревиатура используется для обозначения устройств с аналогичными функциями от разных производителей.

Несмотря на это, устройство AFS в автомобиле может выполнять различные функции. Весь спектр возможностей включает в себя такие режимы света:

• для проселочной дороги;
• режим автомагистрали;
• городской режим;
• дальний свет;
• динамическая подсветка для поворотов;
• режим для перемещения в неблагоприятных условиях погоды.

Режимы работы AFS

Каждый режим адаптивного освещения реализуется при достижении транспортным средством определенной скорости. Рассмотрим их более детально.

Устройство и принцип работы системы AFL

Разработка AFL от компании Opel — комбинированный вариант управления освещением, который реагирует на угол поворота руля и включает в работу дополнительные лампочки в фарах. Главная особенность системы заключается в том, что AFL начинает отслеживается угол поворота руля и изменять направление света только на высоких скоростях движения. Во всех остальных случаях маневрирования электронный блок просто включает дополнительную лампочку подсветки.

Адаптивный головной свет от Opel

В адаптивных фарах AFL используются специальная оптика, которая обеспечивает одинаковую интенсивность света при дальнем и ближнем режиме работы. К дополнительным свойствам системы необходимо добавить:

• изменение угла световых пучков от адаптивных фар на 15 градусов;
• улучшение освещенности дороги на поворотах на 90%;
• увеличение безопасности движения на перекрестках благодаря боковому свету;
• защита от ложных срабатываний при смене ряда движения.

Адаптивные фары обеспечивают яркий и интенсивный световой поток и позволяют забыть про ручное управление освещением. Больше не нужно думать о встречных машинах и переключении режима работы света. Главный недостаток AFL — дороговизна и сложность ремонта фар при повреждениях.