Что такое адаптивное освещение – Адаптивный свет — Энциклопедия журнала «За рулем»

Адаптивный свет — Энциклопедия журнала «За рулем»

Адаптивный свет — система головного освещения, автоматически изменяющая направление светового потока фар синхронно с направлением движения автомобиля. Система была разработана конструкторами компании Volkswagen AG и получила название Advanced Frontlighting System или сокращенно AFS. Адаптивным светом опционально оснащаются некоторые модели автомобилей Volkswagen Phaeton, Volkswagen Touareg, Volkswagen Passat и другие. Системы адаптивного освещения выпускаются и другими компаниями, в частности — компанией «Хелла». Ее система AFL отличается от AFS тем, что в нее включена дополнительная пара вспомогательных фар, включающихся при резком повороте руля и освещающая правую и левую стороны дороги по ходу автомобиля.

Обоснование применения система адаптивного света

При управлении автомобилем, оснащенным обычной системой головного освещения, в ночное время или в условиях плохой видимости водитель лишен возможности получать полную визуальную информацию. Обочина дороги, предметы на ней остаются вне зоня ясной видимости. Внезапно выбежавшее на дорогу животное, крупный предмет (ветка, ствол дерева) могут привести к аварийной ситуации. Однако, жестко закрепленные фары, даже если они правильно отрегулированы, освещают ограниченное пространство впереди автомобиля и в гораздо меньшей степени — пространство по сторонам от направления движения машины.

Систему адаптивного освещения можно сравнить с фонариком, которым пользуется пешеход. Если фонарик жестко закрепить на одежде или головном уборе пешехода, освещаться будет только пространство перед идущим человеком. Это аналог традиционной системы головного освещения. Если взять фонарик в руку, то он будет освещать путь, по которому движется пешеход, в том числе повороты, изгибы тропинки, потенциально опасные и плохо различимые в темноте объекты. Это аналог адаптивной системы освещения автомобиля. На мотоциклах и скутерах с фарами, вмонтированными в головной обтекатель (спортбайки) или в передний щиток (скутеры) система освещения работает так же, как и на автомобилях с прямолинейным светом. На мотоциклах и скутерах с фарами, установленными на рулевой колонке (большинство мотоциклов общего назначения, чопперов, эндуро и других) или на руле (скутеры Vespa и другие), система освещения работает, как условно адаптивная, поскольку световой луч от фары поворачивается одновременно с поворотом руля. Специалистами страховых европейских агентств отмечается, что автомобили, оборудованные адаптивной системой освещения, попадают в аварийные ситуации на 40% реже, чем автомобили с прямолинейным, традиционным светом.

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.

Перспективы развития системы адаптивного света

Специалистами компании Volkswagen AG разрабатывается система адаптивного освещения следующего поколения. Ее особенность заключается в том, что адаптивным станет любой режим освещения. Всего таких режимов предусмотрено четыре. Первый — освещение для автомагистралей, самое мощное, при котором задействованы все источники света блок-фар. Второй режим — освещение для загородных шоссе, при котором включается свет, соответствующий нынешнему ближнему. Третий — освещение для движения в городских условиях, ближний свет меньшей силы, но с расширенным световым пятном. И наконец, четвертый режим — освещение в условиях плохой погоды, соответствует освещению дороги противотуманными фарами. Новая система адаптивного света предусматривает больше степеней свободы поворота фар, более точное управление и дополнительные комбинации включения световых приборов в зависимости от дорожной обстановки.

«За рулем» об адаптивном свете

wiki.zr.ru

Что такое система адаптивного освещения? Устройство и характерные особенности адаптивных фар

Езда в ночное время в условиях недостаточного освещения считается очень опасной и непредсказуемой. Те, кто часто ездит вечером или ночью знают, что на дороге в это время суток может произойти все что угодно, при этом вовремя среагировать на это происшествие довольно сложно, а иногда невозможно.

Большую, однако не главную роль в вопросе безопасности движения в ночное время играют конечно же фары головного света, от эффективности которых зависит очень много. Почему не главную роль? Потому что какими бы не были яркими и эффективными фары главную роль безусловно играет сам автомобилист, его внимание и его умение быстро реагировать в условиях ограниченной видимости. Причем статичные фары, назовем их классическими, не всегда способны обеспечить надлежащий уровень освещения и довольно часто даже ксеноновые фары с отличным светом не спасают автомобилиста от неприятностей на дороге.

Дело в том, что закрепленные фары, которые находятся в одном положении независимо от положения кузова нередко не справляются со своей задачей, например, при проезде неровных участков дороги или во время движения по извилистой дороге. В дневное время в погожий день прямые участки дороги не доставляют никаких проблем, все как следует просматривается и на любое, даже внезапно возникшее препятствие всегда можно вовремя отреагировать. Другое дело — дорога с многочисленными поворотами и перекрестками, которые при статичном расположении фар в темное время просматриваются очень плохо. В любую минуту из неосвещенного участка тротуара на пешеходный переход или просто проезжую часть может выйти пешеход, или может находиться большой предмет, оставленный на обочине. В любом из вариантов вероятность ДТП очень высокая.

Вертикальная регулировка фар выполняется автокорректором фар о котором я рассказывал в предыдущей своей статье, а вот горизонтальная коррекция почка света производится системой адаптивного освещения, как раз о ней мы сегодня и поговорим…

Проблема описанная выше далеко не нова и ее решением уже когда-то занимались мировые автопроизводители. Еще в 30-х годах прошлого века, серийные авто оснащали дополнительным комплектом фар, которые поворачивались за колесами. Такая попытка, увы провалилась, разработчикам пришлось отказаться от этой идеи в связи с массой недостатков, которыми обладала первая адаптивная оптика. Однако со временем вопрос снова был поднят и уже наши современники при наличии современных технологий и электроники, смогли воплотить в жизнь идею создания системы адаптивного освещения.

Адаптивные фары сегодня

Современная оптика только на вид выглядит статичной и неподвижной, на самом деле, это своего рода «глаза», которые следят за всем что происходит на дороге и освещают путь водителю в зависимости о того куда он поворачивает, где находится и под каким углом движется его авто. Адаптивное освещение управляется интеллектуальной программой под руководством компьютера, который анализирует массу факторов после чего производится коррекция положения фар. Таким образом, существенно повысилась безопасность движения, а также на 30-40% улучшилось освещение проезжей части.

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.

Система AFS

Прообразом современной системы адаптивного освещения стала система «AFS» (Advanced Frontlighting System с анг. — система адаптивного освещения поворотов). Данная система предусматривает неподвижность фар, при этом пучок света корректируется поворотом светового блока, который приводит в движение — точный шаговый электродвигатель. Эта система универсальна и легко адаптируется под европейские, японские и корейские автомобили. Статистика неумолима — авто, оснащенные адаптивной системой освещения в три раза реже, попадают в ДТП, по сравнению с аналогичными автомобилями лишенными этой системы. Такая статистика является главным аргументом в пользу адаптивных фар благодаря которому большинство ведущих производителей стараются интегрировать эту систему уже в базовой комплектации своих авто.

Система AFL

Аналог вышеописанной системы адаптивного освещения — система AFL (Adaptive Front-Lighting System), ее отличием является наличие дополнительной пары фар. Активация вспомогательных фар происходит только после резкого поворота рулевого колеса, при этом пучок света направляется в соответствующую сторону дороги. Вспомогательные фары оснащены довольно мощными лампочками, поэтому даже при раздельном включении прекрасно справляются с поставленной перед ними задачей и отлично освещают опасные участки дороги. По сути такая компоновка совмещает в себе статический боковой свет с функцией динамического управления основными фарами. На сложных и неровных участках дороги и в узких переулках такая система дает массу преимуществ. Во время движения по магистралям на крутых виражах основные фары системы AFL поворачиваются на большой угол, величина которого зависит от скорости движения ТС. Важно отметить что, как и современные системы, AFL поворачивает правый и левый световой пучок на разный угол, тем самым расширяя диапазон светового сектора. Управление процессом осуществляет контроллер, который анализирует информацию, поступающую от датчиков скорости и датчиков поворота руля. Во время проезда перекрестков и узких участков на малых скоростях активируется дополнительная боковая фара, которая реагирует на включенный указатель поворота и поворот руля. Подсветка включается мгновенно, как только водитель начинает поворот.

В будущем прогнозируется появление системы адаптивного освещения нового поколения, позволяющая сделать адаптивным каждый из четырех режимов.

• Первый режим — магистраль. В этом режиме световой пучок будет вытягиваться в длину и будет самым мощным среди всех. В этом режиме будут задействованы все источники света блок-фар.
• Второй режим — загородное шоссе. Данный режим будет схож с обычным ближним светом.
• Третий режим — городской. Режим предусматривает ближний свет меньшей мощности, однако с более широким световым пятном.
• Четвертый режим — плохая погода. Такой режим будет усовершенствованным аналогом противотуманок.

Кроме того, инновационная система адаптивного освещения должна иметь дополнительные комбинации световых режимов, которые можно будет подобрать вручную в зависимости от той или иной дорожной обстановки.

farainfo.ru

Умные фары: как работает адаптивный свет

Технологии, используемые в автомобильных осветительных приборах, развиваются бурными темпами. Еще недавно бал правили галогенные лампы, а сегодня уже и ксенон не является синонимом мощности светового луча: светодиодные фары светят лучше. При этом светодиоды позволили внедрить технологию умного освещения, которая обеспечивает отличную видимость в темное время суток и при этом не слепит водителей встречных машин

ФАРЫ. ХОРОШИЕ И РАЗНЫЕ

В последние годы автопроизводители активно внедрют в свои модели системы адаптивного освещения. Начало было положено системой фиксированного освещения поворота: при включении указателя поворота или при начале маневра на автомобиле со стороны поворота включался дополнительный источник света, освещающий изгиб дороги под углом 40°. Дальнейшим развитием данной системы стала технология динамического освещения: при повороте руляона обеспечивала синхронный поворот модуля фары на 15° во внешнюю сторону и на 8° в сторону внутреннюю. Но все это уже вчерашний день —  сегодня автоконцерны предлагают интеллектуальные системы адаптивного освещения Adaptive Front Lighting System со светодиодными модулями. 

 

Так, на магистрали водитель может использовать только дальний свет — при обнаружении попутного или встречного автомобиля камера передаст сигнал в блок управления фарами, который оптимизирует световой поток так, чтобы не ослеплять других участников движения. При движении по второстепенным дорогам на скорости от 55 до 100 км/ч активируется режим асимметричного распределения светового пучка, обеспечивающий хорошую освещенность, но препятствующий ослеплению водителей встречных автомобилей. Также в арсенале Adaptive Front Lighting System варианты света для неблагоприятных погодных условий, настройки светового пучка для движения в жилых кварталах, свет, адаптирующийся к условиям парковок…

Блок управления анализирует ситуацию и выключает соответствующий сектор светодиодов.

«Умный» свет фар в условиях города.

В условиях тумана оптимизируется и форма, и мощность луча.

СВЕТИТ, НО НЕ СЛЕПИТ

В 2016 году компания Valeo предложила для Audi A3 концепцию не ослепляющего дальнего света Adaptive Driving Beam (ADB), заключающуюся в адаптации светового пятна в соответствии с дорожными условиями, а недавно представленная технология Valeo Matrix Beam, предназначенная для рынка запасных частей, стала развитием концепции ADB. Принцип технологии заключается в том, что в блоке фары используются светодиодные сегменты, каждый из которых управляется собственной микросхемой. Контроль дорожной ситуации ведет видеокамера, установленная в автомобиле, а блок управления фарами головного света может отключать отдельные сегменты фар, которые могут создать неудобства водителям автомобилей встречного или попутного направления. Водитель автомобиля с такими фарами постоянно имеет в зоне видимости хорошо освещенный участок дороги. При этом оптимизируется не только профиль светового пучка, но и его мощность. 

Хочу получать самые интересные статьи

5koleso.ru

Как работают адаптивные фары

Дата публикации: 22 октября 2018.
Категория: Автотехника.

Качественное освещение дорожного полотна во время езды является очень важным условием для автовладельца. При этом важно не только видеть то, что происходит непосредственно перед машиной, но также обочину, встречные транспортные средства и многое другое. В связи с этим активно продолжается совершенствование систем освещения ТС, самой успешной из которых признана адаптивная оптика.

Фары этого типа – это не отдельные элементы, а целая система освещения, которая оснащена массой датчиков и соединена с бортовым компьютером. Благодаря этому можно сказать, что этот автокорректор способен приспосабливаться к конкретным условиям и обеспечивать автовладельцу наилучшую видимость. Осветительные приборы способны занимать разные позиции в зависимости от положения колеса и условий езды.

Устройство и принцип действия адаптивных фар

Многие полагают, что эта система была создана совсем недавно, но, впервые она была установлена на автомобиле Citroen 2CV еще в 1948 году. Тогда разработчикам пришла в голову идея, что водитель может управлять поворотом фар в зависимости от направления движения колес. В те времена такие манипуляции выполнялись при помощи обычного механического рычага вручную.

Современные модели оснащены более совершенными устройствами, в которых установлены специальные датчики (частоты вращения колес, точного угла поворота «баранки», продольного ускорения, а также освещения). Дополнительно в них устанавливается видеокамера, которая позволяет получать информацию о других ТС, пешеходах животных и прочих объектах.

Полезно! Даже если автовладелец включает стеклоочиститель, адаптивная оптика начинает работать по-другому: сначала фары немного опускаются, а потом возвращаются в исходную позицию.

Внутри самих фар находится небольшой электрический мотор шагового типа, который и отвечает за их способность поворачиваться по точно заданным параметрам. Также учитывается в какую сторону поворачивается машина. Если она двигается вправо, то соответствующая фара повернется на свой возможный максимум (15 градусов), в то время, как левому световому элементу будет достаточно 7-8 градусов. Как только от датчика на электронный блок управления поступает нужный сигнал, происходит его обработка и необходимый исполнительный механизм активируется.

Полезно! Такая система носит название AFS (Adaptive Front lighting System), которое остается неизменным независимо от конкретного производителя автомобильной оптики.

Так как система полностью компьютеризирована и должна взаимодействовать с EPS (курсовой устойчивостью авто), то в ней могут быть установлены только биксеноновые лампы. При этом установка обеспечивает плавное перемещение лучей по дорожному полотну, полностью соответствуя положению колес. Поэтому переживать, что она будет отвлекать водителя не стоит. Если автовладелец теряет управление, то система получает соответствующий сигнал от EPS и перестает «обращать внимание» на манипуляции с рулевым колесом, чтобы не создавать еще больше хаоса в сложной ситуации.

Фары способны двигаться в стороны, вверх или вниз. Это удобно при движении по холмистым участкам дороги. При этом в системе есть датчики, которые опускают световые элементы, как только на горизонте появляется встречное транспортное средство с включенными огнями. Это позволяет не слепить других участников дорожного движения. При этом это далеко не все возможности адаптивной системы.

Режимы освещения

Система может работать в нескольких режимах:

• Городской свет. Режим активируется при скоростном режиме до 55 км/ч. Свет в этом случае не отличается большой дальностью, светотеневая черта располагается горизонтально, что позволяет получить более широкий луч света. Поэтому автовладелец лучше видит пешеходов и оценивает ситуацию при повороте.
• Загородный режим. Активируется при скорости от 55 до 100 км/ч. В этом режиме включается ближний свет ассиметричного характера (правая сторона освещается лучше, чем левая).
• Автомагистраль. В данном режиме освещение переключается при движении со скоростью более 100 км/ч. Происходит активация ближнего света, но, с большей дальностью, благодаря чему автовладелец может безопаснее передвигаться как про прямой, так и при поворотах.
• Дальний свет. В этом случае речь идет о стандартном дальнем освещении, однако переключаться на ближний свет не нужно. Фары двигаются либо вертикально, либо в адаптивном режиме.
• Адаптивный режим. Это самая оптимальный тип, при котором фары начинают работать в полной мере и поворачиваются вслед за рулевым колесом.
• Иллюминация. Этот режим рекомендуется активировать в условиях плохой погоды (например, если идет сильный дождь, начался снег или стоит туман). В этом случае свет будет более емким и рассеянным. Благодаря пониженной дальности иллюминации отсутствуют блики, которые часто появляются при высокой влажности.

Стоит отметить, что адаптивная оптика продолжает совершенствоваться. Благодаря этому появляются новые версии такого освещения.

Система AFL

Данное название расшифровывается как Adaptive Forward Lighting. Такая оптика отличается от привычной AFS тем, что по сути представляет собой комбинированную технологию. Корректировка освещения осуществляется те только благодаря поворотному механизму фар, но и за счет дополнительных ламп.

Пока автомобиль движется на довольно большой скорости, адаптивная система работает в стандартном режиме. Но, как только водитель замедляется до 70 км/ч, то происходит активация AFL. За счет этого подключаются дополнительные лампы, которые значительно увеличивают угол освещения дорожного полотна. Это особенно удобно при совершении поворотов на перекрестках или на узких витиеватых улочках. При этом система не запускается самостоятельно, без лишней на то необходимости (например, при перестроении авто или совершении маневров).

В заключении

Крупные автопроизводители (в их число входят Volkswagen, Opel, Skoda, Toyota и многие другие) уже дано начала встраивать в автомобили адаптивную оптику. Это объясняется статистическими данными, согласно которым транспортные средства с установленными AFS или AFL на 40% реже попадают в дорожно-транспортные происшествия. Поэтому не исключено, что в будущем эта разработка будет только больше совершенствоваться.

avto-moto-shtuchki.ru

Система адаптивного освещения дороги

Проблема хорошей видимости при движении автомобиля возникла чуть ли не одновременно с ним самим. В свое время для обеспечения этого использовались как керосиновые лампы, так и другие, порой достаточно экзотические, источники света. Однако даже сложившаяся в настоящее время система освещения не является окончательной, она постоянно меняется и совершенствуется. В качестве примера этому может служить система адаптивного освещения.

Как и что надо освещать?

Проблема безопасности движения, особенно при плохой видимости, а также в сумерках и темноте, непосредственно связана с освещением дороги, по которой движется машина. Но тут существует сразу несколько взаимоисключающих моментов:

• дорога должна быть освещена на значительном расстоянии впереди транспортного средства, чтобы водитель мог своевременно предпринять меры по предотвращению опасности;
• должна быть освещена обочина, позволяя своевременно обнаружить находящихся вблизи проезжей части пешеходов и животных;
• интенсивность света должна быть такова, чтобы не слепить водителей встречного транспорта;
• яркость света должна быть разной в условиях города и загородной дороги.

Классическая система головного освещения предусматривает разделение на ближний и дальний свет, которые святят только прямо, но у каждого из них свое назначение. Если ближний свет предназначен для подсветки обочины и дороги на небольшом расстояния впереди, а также используется при разъезде встречных автомобилей и движении в городе, то дальний свет включают при движении на загородных трассах, освещают дорогу далеко впереди себя.

Адаптивное освещение дороги

Над проблемой создания безопасных условий при движении в темноте работали и работают многие производители.

Речь идет о том, что используется адаптивное освещение, которое может быть реализовано следующими способами:

1. использовать дополнительную лампочку для подсветки при маневрировании (при скорости до семидесяти км/час). Подобная лампа включается при повороте руля или изменении положения поворотника;
2. применять поворачивающиеся фары. У такого головного адаптивного освещения поворотов фара поворачивается в зависимости от скорости движения вслед за рулем на пятнадцать-двадцать два градуса при повороте наружу и до семи градусов при повороте внутрь;
3. задействовать оба способа адаптивного освещения.

Как реализована работа данных систем

В настоящее время разными производителями реализованы несколько различающихся вариантов головного адаптивного освещения, из которых можно упомянуть AFS и AFL.

Как работает AFS

Подобная система разработана для автомобилей семейства Volkswagen. В ней реализован принцип изменения положения фары. Система AFS построена на том, что компьютер при маневре транспортного средства изменяет положение фар в соответствии с переменой положения руля. Поворот каждой фары осуществляется на свой угол, для внутреннего поворота он больше, для внешнего – меньше.

Для оценки величины требуемого изменения в положение фар система головного освещения AFS пользуется результатами измерения многочисленных датчиков, имеющихся на авто – положения руля, скорости, курсовой устойчивости и т.д. Например, изменяющиеся данные от датчика ESP (курсовой устойчивости) свидетельствует, что машина находится в состоянии маневрирования, а значит, AFS отключится, и фары не будут повторять изгибы дороги. Свет будет направляться только прямо.

Работает AFS только с биксеноновыми устройствами как на дальнем, так и на ближнем свете.

О работе AFL

Система адаптивного освещения AFL применяется на авто семейства Opel. Она представляет собой комбинированный вариант. Для обеспечения адаптивного освещения в системе AFL, так же как и в AFS, используется поворот фар при изменении положения руля, но кроме этого существуют дополнительные лампочки подсветки.

При движении машины на высокой скорости система головного освещения AFL отслеживает повороты руля, в соответствии с которыми поворачивает фары. Однако при скоростях ниже семидесяти километров в час AFL при выполнении маневров включает дополнительную лампочку, имеющую широкий угол подсветки. Благодаря этому подсвечиваются повороты, и маневрирование в узких местах и на перекрестках становится гораздо безопасней.

Дополнительным преимуществом AFL может служить зависимость от скорости — при маневрировании или перестроении на автостраде система AFL не включится. Использование биксеноновых фар обеспечивает одинаковое освещение на ближнем и дальнем свете, т.к. для этого задействована одна лампочка. Переключение с дальнего света на ближний AFL производит автоматически.

Обеспечение безопасности при движении транспортного средства всегда является одной из основных задач производителей. Особенно это становится актуальным в темное время. Одним из вариантов решения подобной проблемы стало создание различных вариантов адаптивного головного освещения, позволяющих водителю значительно улучшить видимость в ночное время.

znanieavto.ru

Адаптивное освещение автомобиля: детальный обзор

 

Постоянное развитие и совершенствование научно-технического прогресса коснулось различных аспектов нашей жизни. Сегодня многие технические моменты отлично используются в автомобилях, в разы повышая комфорт и безопасность управления ими. Сегодня одними из таких инноваций в современных транспортных средствах являются адаптивные фары, для создания которых была разработана система адаптивного освещения.

Адаптивные фары в машине

Такие фары в последнее время стали набирать немалую популярность, что обусловило рост числа автомобилей с адаптивными фарами. Наша статья позволит вам разобраться в том, какие преимущества имеет система адаптивного освещения, предназначенная для автомобиля.

Что это за система

Система адаптивного освещения, разработанная для фар автомобиля, по своей работе очень сильно напоминает поведение человека. Это касается ситуации, когда человек поворачивает сначала глаза, а потом остальное тело. Такая же ситуация обстоит и с фарами автомобиля, оснащенного такого рода приспособлениями.

Обратите внимания! Подобная организация подсветки выходит за привычную нам организацию ближнего и дальнего света фар, поскольку предполагает свой режим работы для определенных условий движений.

Освещение адаптивными фарами дороги

Такие комплексы с каждым днем становятся все совершеннее, благодаря добавлению в нее новых функций для расширения возможностей уже существующих режимов освещения. В результате система адаптивного освещения для автомобиля представляет собой такое устройство, которое обеспечивает дополнительную подсветку дороги на поворотах. Данная система также получила название AFS.
Раньше AFS для своей работы использовала принцип головного активного света (например, в моделях компания Volkswagen), то сегодня ее возможности значительно расширились благодаря внедрению в установку видеокамер. В свою очередь система, разработанная для управления дальним светом, предоставляет транспортному средству способность двигаться с действующим в постоянном режиме дальним светом без ослепления остальных водителей.
По своей сути, данная система представляет собой электронное устройство, которое включает в себя следующие элементы:

• входные устройства. Они предоставляют системе данные, на основании которой она способна распознавать разнообразные режимы движения;
• блок управления. Здесь, при помощи конкретного программного обеспечения, происходит обработка сигналов;
• исполнительные механизмы. Они получают обработанные сигналы от блока питания и выполняют работу по созданию того или иного типа освещения. К исполнительным механизмам относятся, к примеру, модули ксеноновых фар. В результате полученного сигнала модуль будет проворачиваться в любой плоскости (горизонтальной или вертикальной).

Обратите внимание! Сегодня ведущими разработчиками данного типа автомобильного освещения считаются компании Hella, Valeo, а также All Automotive Lighting.

Система для адаптивного освещения фар

Между линзой и фарой в устройстве AFS установлен экран определенной формы и размера. С его помощью можно получить луч, который будет иметь заданную светотеневую границу. В ксеноновой фаре возможно установка дополнительной галогеновой лампы, что позволяет в разы улучшить освещение обочины дороги при поворотах.

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.

Обратите внимание! Исключение составляет только система BeamAtic от Valeo.

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.

Характеристики режимов работы системы

Городской свет включается на скорости до 55 км/ч. Для него характерна горизонтальная светотеневая граница, небольшая дальность, а также широко распространенный световой луч. В данном режиме включаются дополнительные фары и лампы. Такой режим дает возможность обнаружить на обочине дороги идущих пешеходов при повороте или движении автомобиля;

Городской свет

 

Режим света для поселочной дороги активируется при скоростях, находящихся в диапазоне от 55 до 100 км/ч. Это стандартный ближний свет, для которого характерна асимметричность. При нем правая часть дороги освещена качественнее, чем левая;

Свет для проселочной дороги

Режим света для автомагистрали включается в ситуации, когда скорость автомобиля превышает 100 км/ч. При такой скорости включается ближний свет фар с увеличенной дальности. Он дает возможность безопасно перемещаться прямолинейно, а также на высокой скорости входить в повороты.

Свет для автомагистрали

Динамическое освещение считается самым востребованным. Здесь свет реализуется за счет различного угла поворота рулевого колеса, а также скорости машины. При этом фары способны обращаться до 15° по горизонтали.

Динамическое освещение

Дальний свет

Режим для дальнего света функционирует по типу стандартного дальнего света. Но здесь нет необходимости переключения фар на ближний тип подсветки. Управление дальним светом обеспечивается двумя вариантами:

• адаптивная светотеневая граница;
• вертикальная светотеневая граница.

Обратите внимание! Для реализации обоих способов необходима видеокамера. Она, при обнаружении в поле зрения машин, подает сигнал, который поступает на электронный блок управления.

В данном случае AFS регулирует работу фар так, чтобы световой луч заканчивался до едущего на встречу транспортного средства. При этом электроника ведет учет рельефа дороги (например, спуски или подъемы). Если впереди отсутствует движение, то фары светятся обычным светом. Эти параметры характерны для способа управления адаптивной светотеневой границей.
Другой вариант (светотеневая вертикальная граница) считается более современным решением. Здесь совмещается максимально допустимый световой поток и отсутствие риска ослепить других участников движения. При обнаружении машины, устройство автоматически затеняет его и ведет.
Последний режим света, который реализуется при неблагоприятных факторах погодных условий, создается при максимально обширном рассеивании светового потока фар.

Свет для неблагоприятных погодных условий

Реализуемый таким образом свет создает минимальные условия для бликов, которые могут возникнуть при освещении частиц влаги при уменьшении дальности подсветки.

Преимущества использования адаптивного устройства фар

AFS по сравнению с обычным освещением, которое дает фары автомобилей, обладает следующими преимуществами:

• позволяет эффективно менять режимы подсветки дороги и обочин при различных скоростях;

Освещение дороги адаптивными фарами

• повышение безопасности дорожного движения даже в условиях плохой погоды;
• дает возможность увидеть пешеходов, перемещающихся по обочине;
• уменьшает риск ослепления автомобилей, едущих на встречу по соседней полосе;
• увеличивает скорость реакции водителя на различные дорожные ситуации;
• предупреждает дорожно транспортные происшествия, которые случаются часто из-за недостаточного освещения;
• быстрый настрой подсветки дороги под конкретные ситуации

Как видим, использование подобной системы в разы повысит комфортность езды на транспортном средстве.

Заключение

Современные технологии делают нашу жизнь намного удобнее и безопаснее. Это отлично видно на примере системы, которая реализует в автомобиле адаптивное освещение дороги. Благодаря такой «умной» подсветке управление транспортным средством становится значительно проще и удобнее. При этом снижается риск дорожно-транспортных происшествий. все преимущества системы вы сможете оценить уже сразу же после установки.

 

1posvetu.ru

Адаптивный головной свет: история, настоящее, будущее

Как сделать, чтобы фары автомобиля, во-первых, всегда светили туда, куда он едет, и во-вторых, при этом не слепили других водителей? На этот вопрос инженеры пытаются ответить уже почти сотню лет. Простота идеи компенсируется сложностью ее реализации.

Адаптивный свет

Чтобы фары светили куда надо

Сначала разберемся с первой частью проблемы. Самым ранним техническим решением, призванным направить свет фар в повороты, а не на обочины, стали поворотные фары, имеющие механическую связь с рулевым управлением, — логичное, в общем, решение. Одним из первых таких автомобилей был американский Willys-Knight 70A Touring 1928 года с третьей дополнительной фарой перед решеткой радиатора, закрепленной на травéрсе, соединенной с рулевым механизмом.

Другое, более оригинальное решение было применено в 1935 году на мелкосерийной чехословацкой Tatra 77А: рефлектор третьей, центральной фары мог поворачиваться при помощи хитроумной электромагнитной системы.

Вообще, Tatra 77A уникальный автомобиль, заслуживающий отдельного обзора: обтекаемый кузов (Cx=0,212), заднемоторная компоновка, атмосферный 3,4-литровый V8 из магниевого сплава с верхним расположением клапанов, киль-плавник на крыше сзади. 

Параллельно с работой над экзотическими поворотными фарами инженеры автомобильных компаний по всему миру решали и более простую задачу: сделать так, чтобы фары светили в одинаковом направлении независимо от загрузки автомобиля. Так, на Citroёn 2CV в 1948 году появился ручной корректор фар, на Panhard Dyna Z в 1954 году — автоматический. Начиная с семидесятых годов корректоры фар стали обязательными для автомобилей в Германии и ряде других стран Западной Европы. А вот усложняющие конструкцию автомобиля поворотные фары так и остались экзотикой на несколько десятков лет.

В 1967-м более сложная система поворотных фар была представлена французами на обновленной версии Citroёn DS. Благодаря механической связи с подвеской автомобиля фары не только поворачивались вправо или влево, но и меняли свой наклон относительно горизонтальной оси в зависимости от положения колес относительно кузова.

Хитрые поворотные фары Citroёn затем устанавливал как на следующие версии DS (например, на DS21 1972 года — на фото), так и на другие свои модели, скажем, на футуристическое купе SM. 

Впрочем, с развитием электроники идея поворотных фар вышла на новый виток развития. Одним из пионеров стала Hella, выпустившая в 2003 году систему Dynamic Bend lighting. Основываясь на показаниях датчика поворота рулевого колеса, система поворачивала прожекторы фар при помощи электромоторов.

Технически реализовано это было следующим образом: линзованный прожектор фары был установлен на раму, поворачивающуюся относительно вертикальной оси в диапазоне +/‒15 градусов — этого достаточно для эффективной работы в поворотах радиусом до 200 метров. Например, при входе в поворот радиусом 190 метров зона, освещенная стандартными фарами ближнего света, составляет около 30 метров. Новая технология увеличила этот показатель до 55 метров.

Вот так выглядит схема фары Dynamic Bend lighting на Opel Signum 2003 года. Цифрой 1 здесь обозначен поворотный би-ксеноновый модуль, 2 — виражная фара, 3 — модуль светоотдачи, 4 — управляющий модуль, 5 — блок розжига. 

А вот так — собственно поворотный модуль. 

Таким образом, водитель получил возможность лучше видеть траекторию движения и больше времени для объезда препятствия или торможения в случае необходимости. Но и это еще не всё: система от Hella учитывала и скорость движения — скорость поворота фар на высокой скорости была выше, а на низкой они двигались медленнее.

А что же с ситуацией, когда водитель включил поворотник или стоит на светофоре с повернутыми колесами? В Hella подумали и об этом — в таком режиме система светила и за поворот, и прямо!

Помимо Opel Signum, такие фары устанавливались на A8 (в модификации D3).

Чтобы не слепили встречку (но при этом все равно могли заглядывать за поворот)

Смысл систем изменения положения фар заключается в том, чтобы обеспечить водителю лучшую видимость. Вместе с тем развитие технологий, а именно появление линзованных прожекторов и более мощных источников света, в том числе HID, или газоразрядных ламп (так называемый «ксенон»), увеличили риск ослепления встречных водителей мощным лучом света. Научно доказано, что после однократного ослепления дальним светом зрение водителя восстанавливается полностью лишь через 48 часов. Очевидно, что подобное негативно влияет на безопасность движения. Причем вопрос этот настолько актуален, что, к примеру, в Великобритании даже появилась инициативная группа Glaremare, продвигающая идею законодательного ограничения яркости фар.

Классическим решением этой проблемы всегда считалось переключение с яркого дальнего света на менее эффективный, но не слепящий ближний. В том числе переключение автоматическое: первые фоторезисторные системы были представлены в 1952-м компанией General Motors на новых моделях Cadillac, Buick и Oldsmobile (система называлась Autronic Eye). К началу двухтысячных наибольшее распространение получили системы, основанные на камерах со светочувствительными КМОП-матрицами.

Видите странный предмет, напоминающий фонарь, на торпедо между рулем и лобовым стеклом этого великолепного Cadillac Coupe deVille 1955 года? Это датчик освещенности Autronic Eye. К нему прилагался еще блок усилителя размером с крупный автомобильный аккумулятор, располагавшийся в районе заднего сиденья, и несколько других компонентов.

Вместе с тем в плохих погодных условиях от водителя все равно требовалось включать дополнительные противотуманные фары. То есть такие автоматические системы нельзя было назвать технически изящным решением проблемы безопасного движения в условиях недостаточной видимости.

Таким решением стала разработанная инженерами Hella в 2006 году система AFS (Advanced Front Lighting System). В ее основу легла технология проекционного типа, получившая фирменное обозначение Vario. Впервые он был реализован в версии VarioX, где «X» обозначает ксеноновый источник света; позднее появился VarioLED — со светодиодным источником.

Модуль VarioX выглядит вот так. Цифрой 1 обозначен цилиндр, изменяющий световой пучок. А вот тут драйвовчанин Berryman разбирает модуль с пристрастием. 

Принцип работы следующий: между источником света (изначально — HID-лампой) и линзой располагается цилиндр, вращающийся вокруг продольной оси при помощи шагового электродвигателя. Внешняя поверхность цилиндра имеет переменную форму, что позволяет видоизменять световой пучок.

На скорости до 55 км/ч, пучок имеет четко выраженную и недалеко расположенную горизонтальную границу, чтобы не слепить других водителей. Расширенная форма пучка перед автомобилем позволяет лучше замечать пешеходов и велосипедистов.

Загородный свет включается в диапазоне 55–100 км/ч — это аналог традиционного ближнего света с тем отличием, что проекционный модуль генерирует асимметричный световой пучок, чтобы не слепить встречный поток. Граница светового пучка поднимается чуть выше, чем в городе, — для лучшей видимости. При разгоне выше 100 км/ч — в скоростном режиме — модуль обеспечивает необходимый световой пучок для прямолинейной езды и поворотов на высокой скорости.

Первые фары с AFS были штатно установлены на Mercedes E-Класс 2006-го и Opel Insignia 2008-го модельного года (на фото). 

Дальний свет принципиально не отличается от такового на традиционных фарах с HID-лампой и линзовым пакетом, но не требует от водителя никаких действий для переключения в скоростной или загородный режим для предотвращения ослепления встречных автомобилей. На помощь тут приходит штатный датчик освещенности, размещенный на обратной стороне салонного зеркала заднего вида.

В плохих погодных условиях, ориентируясь на показания штатного датчика дождя и работу дворников, если те включены более двух минут подряд, система адаптирует световой пучок таким образом, чтобы рассеивание луча в каплях воды или снеге не слепило водителя. То есть затемняет участок непосредственно перед автомобилем.

Само собой, проекционный модуль, так же как и в системах Dynamic Bend, размещается в поворотной раме, что позволяет сочетать изменение формы светового пучка с поворотом фар на угол до 15 градусов в каждую сторону.

Несмотря на кажущуюся безупречность системы AFS, инженеры Hella изначально учитывали ее ограничения. Так, датчик дождя нельзя считать полноценным определителем погоды, потому что он не может отличить дождь от, например, брызг из-под колес другого автомобиля. Было очевидно, что только оптический сенсор может помочь определить снижение контрастности, характерное для условий недостаточной видимости.

В 2009 году изящество и функциональность системы AFS были дополнены оптической цифровой камерой с блоком обработки изображения. Принцип работы следующий: размещенная на лобовом стекле камера распознает встречные и попутные автомобили на дистанции до 850 метров. На основе этой информации динамически корректируется световой пучок. Помимо детекции других автомобилей, камера определяет и профиль дороги, помогая изменять вертикальное положение светового пучка на подъемах и спусках.

Впервые система AFS с камерой была установлена на Mercedes-Benz E-класса 2009 года (W212). 

Использование управляющего проекционным модулем высокопроизводительного процессора, распознающего другие транспортные средства, позволяет оптимизировать работу дальнего света и предотвратить ослепление встречных водителей. Каким образом?

Световой пучок просто генерируется так, что в нем не засвечивается сектор (максимум — на 1 люкс), в котором находится встречный автомобиль. Образуется своего рода световой туннель, причем его формирование происходит динамически с учетом передвижений встречного/попутного автомобиля.

Добро пожаловать в эпоху светодиодов

В 2010 году система AFS была усовершенствована — вместо газоразрядных ламп были впервые применены светодиоды. Данная система была установлена на Audi A8. А в 2013-м электронно-механическая система AFS уступила место полностью электронной системе без подвижных элементов с аналогичным функционалом. Это стало возможным благодаря применению пяти рефлекторов и 25 светодиодов (по пять на чип/рефлектор). Каждый из светодиодов контролировался индивидуально и предназначался для освещения определенного сегмента дороги, причем их можно было не только включать и выключать, но и затемнять.

Вот она, первая серийная реализация LED Matrix для Audi A8 2013 года. 

Просто отключая те или иные чипы или меняя уровень яркости (от 0 до 100 %), эта система позволяла распознавать одновременно до восьми объектов на дороге и динамически менять форму и интенсивность светового пучка. Таким образом, разработанная инженерами Hella система стала еще более функциональной.

Следующим ключевым этапом в развитии систем адаптивного головного света стала так называемая матричная система HD84, созданная в Hella совместно с Daimler AG и впервые представленная на Mercedes-Benz E-Класса W213 в 2016 году. Роль источника света в этой системе отведена специальному трехстрочному блоку из 84 светодиодов (на каждую фару).

Примечательно, что при разработке этих фар впервые была применена силиконовая линза — она способна выдерживать высочайший уровень яркости и позволяет достигать большей точности при производстве, чем традиционная оптика.

Ключевые принципы работы этой системы остались теми же: динамическая адаптация светового пучка в соответствии с трафиком, погодой и дорожными условиями. На свободной дороге вы все так же получаете максимум видимости и освещенности. Сегменты светового пучка, в которых обнаруживаются встречные или попутные автомобили, автоматически отключаются за доли секунды. Система способна отслеживать движение нескольких автомобилей одновременно.

Новая система контроля погодных условий снижает уровень отражений во время дождя, уменьшая яркость конкретных светодиодов. И еще один важный факт: матричная система HD84 стала первой полностью электронной динамической системой поворотного света в мире.

Настоящее и будущее: матричные фары с лазерным дальним светом и жидкокристаллические фары

В 2018 году компания Hella представила еще одну разработку, снова воплощенную на новом флагманском седане Audi A8 (да, и снова Audi A8!). Помимо того что в каждой фаре размещается двухстрочный источник света на 32 светодиода, фары дополнены и лазерными источниками света, которые включаются после достижения 70 км/ч, позволяя водителю различать объекты на дистанции до 600 метров — вдвое дальше по сравнению со светодиодным дальним светом.

Эта технология лазерных источников света носит название LARP – Laser Activated Remote Phosphor, то есть активирующийся лазером люминофор. Иногда эту технологию также называют «фазерной» (от фосфор+лазер). Уровень яркости таких источников света гораздо выше, чем у светодиодов. Владельцы новой Audi A8 (на фото) могут убедиться. 

При этом Hella не останавливается на достигнутом. В настоящий момент в компании разработаны жидкокристаллические фары — это настоящий прорыв в области автомобильных систем головного света. Источником света тут является модуль из 25 высокомощных светодиодов, расположенных в три ряда. Между ним и проекционной линзой находится жидкокристаллический дисплей с разрешением в 100×300 пикселей с возможностью изменения цвета и яркости каждого отдельного пикселя.

Если вы с нами с самого начала этого блога, то наверняка уже видели ролик — мы публиковали его в нашем посте об истории автомобильного света.

Полученная при помощи видеокамеры и оптических датчиков скорости и расстояния (лидаров) информация обрабатывается микропроцессором, после чего попадает в блок управления, генерирующий до 60 команд регулировки пикселей в секунду по каждому отдельному пикселю. Фактически в этих фарах все зависит от программного обеспечения. Инженерам это дает практически неограниченную свободу действий. Например, помимо моментальной адаптации системы головного света к дорожным условиям, прямо на дорожное покрытие можно будет проецировать траекторию наилучшего вхождения в поворот в виде стрелок-указателей. А в новом Volkswagen Touareg, представленном этой весной, наша система IQ.Light — LED matrix headlamps (уже 128 светодиодов) научилась спасать от ослепления не только встречные и впереди идущие машины, но и собственного водителя: перед попаданием света фар на дорожные знаки видеокамера автомобиля посылает в систему освещения сигнал о временном снижении яркости светодиодов. Больше того, высокоточная система позволяет нивелировать даже свет, отражаемый от мокрой поверхности дороги.

Безопасное настоящее и еще более безопасное будущее — вот то, над чем в компании Hella работают не покладая рук уже 119 лет.

Будем рады ответить на все вопросы о системах адаптивного головного света — и ждем ваших комментариев!

К списку новостей

autogoda.ru