Характеристика адаптивного освещения
Адаптивное освещение — это устройство, в задачу которого входит улучшение режима работы головного света с помощью интеллектуальной системы управления поворотом фар. Когда автомобиль движется по извилистой траектории, изобилующей поворотами, степень информативности освещения заметно падает. Это происходит потому, что неподвижные фары светят только в одном направлении, а взгляд водителя в это время устремлен немного в сторону. Особенно заметной недостаточность освещенности чувствуется при движении в незнакомых условиях — в сельской местности, на дороге сложной конфигурации и т.п.
Классический головной свет предполагает использование только двух вариантов — ближнего и дальнего режима подсветки. Адаптивное освещение подстраивается под существующую обстановку и расширяет возможности автомобильных фар, позволяя сделать акцент на обочину дороги или на другие элементы, расположенные в стороне от оси полотна. Это снижает опасность совершения аварий, наездов на людей или животных, неподвижные препятствия.
Принцип работы и предназначение
Адаптивный свет — прерогатива машин премиум-класса, обычные модели пока не обеспечены такой функцией. Система выполняет анализ дорожной ситуации и автоматически подстраивает направление светового пучка под условия движения авто. Принцип работы адаптивного освещения заключается в изменении положения фар. Они поворачиваются в ту же сторону, куда движется руль, но в определенных пределах и пропорциях. Может быть реализовано до 6 режимов адаптивной подсветки:
- городской;
- движение по грунтовой дороге;
- магистраль;
- режим дальнего света;
- динамическая подсветка поворотов;
- режим освещения в непогоду.
Изначально работа системы обеспечивалась включением дополнительной лампочки, направленной в сторону поворота. Позже была введена динамическая корректировка положения фар, которые с помощью поворотного модуля получали нужное направление. Происходит движение в горизонтальной плоскости, причем, фары, обращенные в сторону поворота, изменяют положение на 15°, а вторые — на 7,5°.
Как это работает? Принцип работы системы адаптивного освещения
Все начинается с датчиков поворота, которые сообщают системе о том насколько повернут руль, а также датчиков скорости, сообщающих о вашей скорости. Также в учет берется информация о положении автомобиля относительно вертикальной оси, и данные от системы курсовой устойчивости и стеклоочистителей. То есть как вы понимаете адаптивные фары реагируют не только на изменение положения руля или положение транспортного средства на проезжей части, учитываются также погодные условия и скорость движения.
Следует отметить, что в системе адаптивного освещения используется исключительно биксенон в качестве источника света. Поворот фар осуществляется шаговыми двигателями с малой дискретностью. Блок-фара способна поворачиваться максимальный на 15°. При этом углы поворота каждой из фар (левая и правая) — будут разными. Если машина совершает поворот налево — левая фара совершает полный поворот на 15°, правая фара – только на половину этого, то есть примерно на 7°. Если поворот правый все повторяется с точностью наоборот. Такая разница нужна для того чтобы предотвратить ослепление водителей, которые находятся на дороге, на которую вы поворачиваете. Также разработчиками были предусмотрены разные режимы работы адаптивных фар (ближний/дальний). Характерно то что система адаптивного освещения умеет распознавать «подруливание», при котором фары не поворачиваются. Однако если поворот рулевого колеса существенный и длится больше установленного минимума датчики сразу же сообщают об этом блок-фара поворачивается. Также следует отметить, что каждый раз в зависимости от того или иного условия угол поворота фар будет разным, следовательно, и площадь освещения. Если датчики обнаруживают яркий свет, компьютер отдает команду опустить фары и повернуть их на определенный градус. Источником яркого света, как вы понимаете, чаще всего является встречный автомобиль, который в случае отсутствия коррекции будет попросту ослеплен светом ваших фар. После того как вы разминулись со «встречкой» датчик это фиксирует и фары снова поворачиваются на нужный для обеспечения максимально эффективного освещения угол.
В плохих погодных условиях происходит то же самое, система контролирует включение «дворников», после чего фары опускаются на необходимый угол с целью обеспечить эффективное освещение подобно противотуманкам. Современные системы адаптивного освещения автомобилей отличаются высокий точностью и плавностью работы независимо от погодных условий и дорожной обстановки.
Автоматическое регулирование наклона фары
Чтобы исключить ослепление встречных водителей фарами автомобиля, современные легковые автомобили оснащаются фарами с устройством автоматического регулирования наклона фар (рис. 10).
БУ автоматического регулирования наклона фар определяет посредством двух сенсоров на передней и задней осях автомобиля, установленных на одной стороне, степень загрузки автомобиля. Эта информация передается в БУ, который изменяет напряжение в серводвигателях. Последние, автоматически поворачиваясь, в зависимости от нагрузки на автомобиль, обеспечивают оптимальное освещение дороги.
Рис. 10. Схема системы автоматического регулирования наклона фар: а — автомобиль не нагружен; б — автомобиль нагружен; 1 — серводвигатель автоматического наклона фар; 2 — блок управления автоматического угла наклона фар; 3, 4 — сенсоры загрузки
Устройство и работа системы адаптивного света
Система адаптивного освещения автомобиля управляется бортовым компьютером, считывающим информацию с датчиков угла поворота руля, скорости автомобиля, положения автомобиля относительно вертикальной оси, системы курсовой устойчивости (ESP) и даже работы стеклоочистителей (для определения изменения дорожных условий при начавшемся дожде или снегопаде). В блок-фарах адаптивного освещения применяются только биксеноновые источники света. Сами фары оснащены шаговыми двигателями с малой дискретностью, перемещающими корпус блок-фары во все стороны максимум на 15 градусов. При этом величина поворота каждой из двух блок-фар разнится. При повороте налево левая блок-фара поворачивается на полный угол, правая — на половину этого угла (например, на 15 и 7 градусов соответственно). При повороте направо на меньший угол поворачивается левая фара. Это уменьшает опасность ослепления водителей, которые едут по дороге, на которую сворачивает автомобиль. Адаптивное освещение работает в режимах и ближнего, и дальнего света. При постоянном подруливании (рысканье) датчик ESP сообщает бортовому компьютеру, что изменения направления движения нет — фары светят прямо, система адаптивного освещения отключена. Как только водитель выкручивает руль вправо или влево на большой угол, включается система адаптивного света — блок-фары поворачиваются шаговыми двигателями, луч света меняет направление. При этом внутренняя по отношению к центру описываемой автомобилем окружности фара поворачивается на больший угол и освещает пространство, прилегающее к центральной части дуги, внешняя фара освещает внешнюю часть дуги и частично центральную часть дороги. Площадь освещенного пространства увеличивается — водитель получает полную визуальную информацию о дорожной обстановке. При возникновении прямо по курсу мощного встречного источника света, компьютер дает команду шаговым двигателям повернуть блок-фары по вертикальной оси вниз. В результате луч света несколько опускается, предотвращая эффект ослепления водителя встречной машины. Как только автомобили разминутся, фары возвращаются в исходное положение. Такая же команда на изменение направления светового потока поступает при работе стеклоочистителей. Световой луч опускается ниже, чем в описанном выше случае — фары начинают работать, как противотуманные. Световой поток при этом распространяется на высоту не более полуметра, «под туман», чтобы свет не отражался от микрокапель водно-воздушной взвеси, из которой состоит туман. Во время дождя и снегопада эффект от «противотуманного» света существенно ниже, но все же изменение направления светового потока по вертикали существенно снижает риск ослепления водителя отраженным от капель дождя светом. Адаптивная система изменяет направление светового потока и по горизонтали, и по вертикали. Например, на длинном спуске световой луч приподнимается, освещая противоположный подъем, а на крутом подъеме — опускается, чтобы не ослепить водителей встречных автомобилей, поднимающихся на гору с обратной стороны. Работа компьютеризированной системы адаптивного света отличается высокой плавностью. Единственным заметным эффектом применение адаптивного света является явное улучшение освещенности дороги во всех режимах движения и при любой дорожной обстановке. Усовершенствованная система AFS и некоторые конкурирующие системы, в частности, AFL отличаются от описанной тем, что оснащаются дополнительными фарами бокового освещения. Эти небольшие фары, оснащенные достаточно мощными источниками света, включаются раздельно при резком повороте руля, освещая при повороте направо правую часть дороги, при повороте налево — левую. Как только руль принимает нейтральное положение, а траектория движения автомобиля выпрямляется, задействованная в боковом освещении фара — левая или правая — выключается.
Принцип работы системы AFS
Адаптивное освещение системы AFS является продуктом, созданным немецкими специалистами из Volkswagen, предполагающим возможность смены направления излучаемого фарами автомобиля светового потока. Для того, чтобы данная опция работала максимально эффективно, в машине должны быть установлены ксеноновые фары, имеющие возможность регулировок наклона. Устройство и принцип работы адаптивного света AFS выглядит следующим образом:
- в автомобиле размещается основной блок управления данной системой, который принимает сигналы от различных базовых устройств – камер, датчиков определения уровня освещенности, рулевого колеса;
- проанализировав все данные, блок определяет необходимый тип освещения, а также обстановку на дороге;
- после этого электроника отправляет соответствующий сигнал на головные фары;
- система корректирует яркость излучаемого света, а также угол, под которым происходит падение светового пучка.
Для активации данного сервиса достаточно переместить переключатель управления светом автомобиля в положение Auto. После этого ассистент автоматически будет распознавать повороты, освещенность трассы и принимать решения о корректировки необходимых параметров.
Как работает система адаптивного освещения?
Какая бы компания не разработала технологию, фары адаптивного освещения зачастую наделены следующими базовыми функциями:
Городской свет. Подключается, когда скорость автомобиля не превышает 55 км/час. Характеристики режима:
емкое распространение иллюминации;
светотеневая черта, имеющая горизонтальное положение;
малая дальность;
подключение дополнительных ламп (обнаруживают объекты во время совершения поворотов).
Свет проселочной дороги. Рекомендуется задействовать во время осуществления путешествия за городом, когда скорость авто достигает 55-100 км/час. Это привычный простому обывателю ближний свет. Основное отличие – определенное смещение в правую часть, которая освещается несколько лучше, нежели левая.
Освещение на автомагистрали
Начинает функционировать тогда, когда скорость транспорта превышает 100 км/час
В таких условиях крайне важно осторожно двигаться по прямой, но при этом не забывать о возможной опасности на поворотах. Ближний свет, обладающий повышенной дальностью, обеспечивает дополнительную безопасность.
Дальний свет
Ничем не отличается от привычного дальнего освещения, но при этом не нужно переключаться на ближний
Здесь имеется два способа управления световыми лучами: вертикальной или адаптивной светотеневой гранью.
Адаптивное освещение поворотов. Наиболее популярная функция, модуль фары сменяет свой угол поворота на 15 градусов в зависимости от того, насколько изменилась скорость автомобиля и от того, куда повернулось рулевое колесо.
Иллюминация в неблагоприятную погоду. Если на улице снег, густой туман или дождь, то рекомендуется подключить особый режим, который отличается наиболее емким рассеиванием света. За снижение количества бликов, возникающих в условиях повышенной влажности, отвечает пониженная дальность иллюминации.
На изображении показаны различные режимы работы адаптивного освещения
ВИДЫ СИСТЕМ
До появления полноценной системы адаптивного освещения автомобили комплектовались так называемыми помощниками в управлении светом фар. Первая система такого типа были призвана направлять световой пучок вслед за поворотом рулевого колеса. У VW такая опция называлась Active Front-lighting System и могла работать в двух режимах:
динамическая регулировка. Конструкция фар с системой AFLS имеет поворотный модуль, позволяющий поворачивать корпус ламп в горизонтальной плоскости. Модуль фар, расположенный ближе к внутреннему радиусу, поворачивается на 15º, тогда как во внешней к повороту фаре световой пучок корректируется на 7.5º. Работа динамического режима достигается за счет сервопривода модуля головного света, датчиковой аппаратуры и блока управления, посылающего управляющие импульсы исполнительным механизмам.
Адаптивные фары являются прерогативой авто премиум-класса, а вот модели поскромнее оснащаются именно функцией динамического освещения зоны поворота.
Управление дальним светом
Вторым подвидом адаптивного освещения можно назвать функцию управления дальним светом, которая может работать как в паре с галогенными лампами (к примеру, Light Assit), так и с ксеноновыми фарами (Dynamic Light Assist). Принцип работы Light Assit построен на автоматическом включении и выключении режима дальнего света.
Выбор режима освещения осуществляется блоком управления, который считывает информацию из датчика скорости, датчика освещения и камеры, расположенной в верхней части лобового стекла. Камера дает возможность определить свет фар приближающихся навстречу и движущихся по смежной полосе автомобилей, что позволяет автоматически выключить дальний свет и не ослепить водителей других ТС. После разъезда или обгона блок управления возвращает дальний свет фар.
В системе Dynamic Light Assist переключение между ближним и дальним светом осуществляется за счет изменения положения модуля лампы в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Тест-драйвы, которые читают с этой статьей:
Интересные новости по теме
Toyota предотвратит кражи катализаторов
Воровство катализаторов по всему миру приняло какие-то угрожающие масштабы. Нечистые на руку люди, прознав о том, что в них содержатся драгоценные металлы, начинают активно заниматься вандализмом чужих машин ради добычи ценного компонента 14 мая 2021
Мультимедийным системам пришел конец
Мультимедийные системы в автомобилях часто страдают ограниченными возможностями. Взять, к примеру, штатные системы навигации — обновления сюда поступают не так оперативно, а порой их вообще приходится загружать вручную. 25 марта 2021
Затянул фары в пленку – техосмотр не пройдешь!
Казалось бы, благая вещь – защитная пленка на фары — камушки и прочий шлак не страшны. Однако скоро нам всем придется от нее отказаться 12 марта 2021
Audi пересмотрит смысл автомобильных фар
Немецкий концерн собирается сделать задние фонари полноценным средством коммуникации с соседями по потоку 04 декабря 2020
Финны придумали умную систему очистки фар
Компания Canatu из Финляндии, занимающаяся разработкой передовых решений для автомобильных интерьеров, представила систему обогрева светодиодной оптики 12 ноября 2020
Основатель Rimac назвал неэффективной коробку передач электрического Porsche Taycan
Мате Римак — основатель специализирующейся на производстве гиперкаров хорватской компании Rimac, — считает неэффективной концепцию двухскоростной трансмиссии, которая, к слову, применена в электромобиле Porsche Taycan 31 июля 2020
Сенсорные экраны признали причиной повышения смертности на дорогах
Тачскрины представляют опасность, поскольку они заставляют водителей больше отвлекаться от дороги. Эти выводы теперь подтвердили в Министерстве транспорта Великобритании, где признали сенсорные экраны виновными в смертях и серьезных травмах в ДТП 17 июля 2020
Правительство покроет расходы при переводе машины с бензина на метан
Правительство планирует увеличить субсидии на перевод автомобилей с бензина на сжатый природный газ (метан) с 30 до 60% от суммы расходов на конвертацию. С таким предложением выступил министр энергетики Александр Новак 16 июня 2020
Газовый фактор
Центральная фара автомобиля “Willys-Knight 70A Touring” поворачивалась вместе с передними колесами.
Ацетиленовые светильники неплохо освещали дорогу, но чтобы зажечь их, требовалось немало усилий.
ОДНАКО при дальнейшем увеличении мощности источников света конструкторы снова столкнулись с проблемой надежности. Дело в том, что яркость лампы накаливания напрямую зависит от температуры вольфрамовой нити, а та при чрезмерном нагреве начинает интенсивно испаряться, оседая на стекле колбы темным налетом. В результате лампа быстро выходит из строя.
Решение нашлось лишь в середине прошлого века, когда колбу стали заполнять особым газом – “галогеном”, обладающим свойством восстанавливать вольфрамовую нить. Тем самым значительно продлевался срок ее службы. В результате по сравнению с обычной лампой галогенная стала компактнее, мощнее, а ее ресурс увеличился практически вдвое.
И это был не предел. Дальнейшие исследования показали, что если в качестве наполнителя использовать не галоген, а газ ксенон, то температуру в колбе можно повысить почти до точки плавления вольфрама. Иными словами – добиться от лампы накаливания максимально возможной яркости.
Кроме того, свойства ксенона позволили создать принципиально новый источник света – газоразрядную лампу. Традиционной нити накаливания в ней нет. Ее заменяет электрическая дуга, возникающая между двумя электродами. Ксеноновые лампы потребляют меньше электроэнергии и при этом светят примерно вдвое ярче обычных. А поскольку хрупкой нити в “газоразрядках” нет, то и из строя они выходят гораздо реже.
Казалось бы, у ксеноновых фар одни плюсы, и дни обычных ламп сочтены. Но не все так просто. Для того чтобы заставить ксеноновую лампу светиться, необходимо создать на электродах напряжение 20-25 киловольт и даже больше. Примерно как в системе зажигания. Поэтому в электрооборудование автомобиля приходится добавлять специальные модули – так называемые блоки розжига.
Но в любом случае, чтобы загореться, такой лампе требуется некоторое время, поэтому на BMW 7-й серии (на которую в 1991 году впервые стали устанавливать ксеноновые фары) для дальнего света применялись традиционные галогенки. Они позволяли в случае необходимости мигнуть фарами. Полноценный “биксенон” (фары, в которых газоразрядные лампы обеспечивают как ближний, так и дальний свет) появился лишь спустя несколько лет, причем дальний свет включался, как правило, одним из двух разных способов. Переключение режимов осуществлялось либо с помощью специальной шторки с электроприводом (она отсекает часть светового потока в режиме ближнего света и при необходимости отодвигается в сторону), либо перемещением лампы внутри корпуса фары относительно отражателя. Правда, на некоторых представительских моделях также иногда встречаются отдельные ксеноновые лампы для ближнего и дальнего света.
В любом случае использование газоразрядных фар значительно увеличивает цену автомобиля, ведь помимо блоков розжига европейские правила по безопасности требуют оснащать такие модели омывателями фар и автоматическими регуляторами уровня (чтобы яркий свет не слепил встречных водителей). Поэтому на доступных машинах ксеноновая светотехника предлагается пока лишь в качестве дополнительного оборудования.
AFLS
Работа Adaptive Front lighting System, а именно таково наименование системы адаптивного освещения, заключается в комплексном анализе дорожной ситуации и автоматическом подстраивании светового пучка под условия движения автомобиля. Участвующие в работе компоненты:
- сервоприводы поворотных модулей ламп;
- ЭБУ;
- датчиковая аппаратура. Датчики частоты вращения колес используются для расчета скорости движения авто, датчик угла поворота рулевого колеса – для понимания системой направления движения, датчик продольного направления – для анализа профиля дороги. В качестве вспомогательных устройств используется датчик дождя и света, который позволяет оценивать интенсивность освещения и наличие осадков (фары занимают положение, минимизирующее эффект бликования мокрого асфальта);
- видеокамера. Постоянный анализ изображения с видеокамеры позволяет фиксировать наличие пешеходов, встречного и попутного транспорта.
Аббревиатура AFLS служит международным обозначениям и используется всеми автопроизводителями, лишь изредка можно встретить название BeamAtic, использующееся Valeo. Система адаптивного освещения является опцией, но даже при наличии таковой задействована она будет только при работе фар в автоматическом режиме. Функция может быть автоматически деактивирована в случае срабатывания системы стабилизации курсовой устойчивости автомобиля (ESP). Необходимо это для предотвращения хаотической смены режимов освещения и смены направления световых лучей, когда водитель пытается интенсивным контраварийным рулением выйти из заноса. Принцип работы AFLS на разных автомобилях очень схож, поэтому главная разница заключается в количестве режимов освещения дороги, а также скорости, на которой будет осуществляться смена вида освещения.
Движение в городе и по дорогам национального значения
Движение авто со скоростью до 55 км/час определяется системой, как езда в городе. Особенности городского режима:
- небольшая дальность светового пятна;
- горизонтальная светотеневая граница;
- максимальная ширина освещенного участка вблизи автомобиля.
Ширина освещенного участка увеличивается за счет включения дополнительных боковых ламп.
Когда скорость автомобиля больше 55 км/час, но не превышает 100 км/час, световое пятно вытягивается и приобретает явную асимметрию, когда обочина освещается лучше полосы встречного движения (какая именно это будет сторона, зависит от того, левый либо правый руль у автомобиля). Можно сказать, что режим движения по проселочным дорогам соответствует обычному ближнему свету.
Управление дальним светом
Способы управления:
- адаптивный контроль. С помощью видеокамеры система регистрирует приближение встречного автомобиля. Блок управления через модуль ламп перенаправляет световой поток таким образом, чтобы расстояние до светотеневой границы уменьшалось пропорционально приближению встречного авто. При этом обочина остается хорошо освещенной дальним светом. Важным моментом является поправка на профиль дороги, которая позволяет избежать ослепления водителей встречных авто даже при движении под горку и на спуск;
- регулировка туннельного типа. Свое название система получила из-за вертикальной светотеневой границы, которая возникает при обнаружении встречных и попутных автомобилей. При обнаружении системой ТС исполнительный механизм затемняет соответствующую зону светового пятна, оставляя при этом максимальную площадь освещения дороги. На данный момент это последнее слово в устройствах адаптивного освещения. На видео наглядно продемонстрирован принцип работы адаптивного освещения BMW.
Адаптивное освещение позволяет не только автоматически управлять дальним/ближним светом фар и заглядывать внутрь поворотов, но и регулировать интенсивность света в зависимости от погодных условий. Функция крайне полезная в туман (сильный дождь, снег), когда за счет автоматического уменьшения дальности световых лучей удается минимизировать блики и избежать эффекта туманной стенки.
