Суть, принцип работы и преимущества адаптивного освещения

Разновидности систем

Если говорить об используемых лампах, то тогда стоит акцентировать внимание на адаптивных светодиодных фарах, биксеноновых и ксеноновых

  • AFS;
  • AFL.

Про них следует рассказать отдельно, чтобы понять суть, принцип работы и отличительные особенности каждой из систем автомобильной адаптивной оптики.

AFS

Самой распространённой в настоящее время считается именно система AFS, которую изначально разрабатывали для немецкого автомобильного концерна Volkswagen. Аббревиатура расшифровывается как Adapting Front Lightning System. В настоящее время это общепринятое обозначение, которое используют в обозначении технологий от различных производителей.

В случае с AFS принцип работы основывается на том, что оптики автомобиля адаптивно меняет своё положение в зависимости от возникающих изменений и условий эксплуатации автотранспортного средства. Специальный блок управления реагирует на то, как меняется угол поворота рулевого колеса. Компьютер подаёт управляющие сигналы на исполнительные устройства, тем самым подстраивая фары.

При этом для каждой из фар предусмотрен свой определённый угол, на который они могут поворачиваться. Для машин, эксплуатируемых в условиях правостороннего движения, внешняя фара обладает меньшим углом поворота, а внутренняя большим.

Изменения вносятся в зависимости от того, какую информацию передают основные датчики, отвечающие за положение руля, скорость машины и курсовую устойчивость.

Ключевой особенностью системы AFS является тот факт, что функционировать она может только при условии применения исключительно биксеноновой оптики.

Также к достоинствам AFS можно отнести способность приборов освещения поворачиваться в вертикальной и горизонтальной плоскости. Это крайне актуально на дорогах, имеющих холмистые участки. Поднимаясь вверх по склону, свет направляется вниз, что не даёт слепить водителей встречных машин. При спуске происходит подъём потока света, чтобы водитель лучше видел участок дороги впереди него.

Если говорить про связь с системой курсовой устойчивости, то при активации ESP компьютер понимает, что система включена, а потому адаптивная оптика никак не реагирует на хаотичные движения рулевого колеса, отключаясь. Когда ESP деактивируется, адаптивные фары снова включаются в работу.

Современные фары, основанные на системе AFS, характеризуются возможностью реагировать на свет фар от встречных машин. При срабатывании специального датчика электромоторчик начинает быстро опускать световой поток вниз на несколько градусов, чтобы не ослепить встречный транспорт. Разминувшись, оптика возвращается в прежнее положение.

AFL

Альтернативой AFS выступает система AFL, которая является фактически разновидностью ранее рассмотренного варианта. Расшифровывается понятие как Adaptive Forward Lightning. Подобный тип системы устанавливается на последние модели марки Opel.

Отличие заключается в том, что здесь используется принцип комбинированного адаптивного освещения. Узел работает на только путём изменения положения фар при повороте рулевого колеса, но также дополнительно использует вспомогательные лампы. Когда машина движется на высокой скорости, принцип сохраняется аналогичным, как и в AFS.

При снижении скорости до отметки около 70 километров в час и ниже, активируются дополнительные лампы. Их основной задачей является расширение угла освещения. Это актуально, когда происходят повороты на участках с узким покрытием и при пересечении перекрёстков.

В AFL системах дополнительные фонари располагаются в левой и правой фаре, и работают независимо друг от друга. К примеру, если автомобилисту приходится резко повернуть в правую сторону, включается дополнительная правая лампа. А при левом повороте активируется левый вспомогательный осветительный прибор.

BMW Adaptive LED

Система адаптивного освещения дороги AFS

Система адаптивного освещения дороги AFS в Toyota Land Cruiser Prado

Направление света во время движения автомобиля всегда было основной характеристикой, обеспечивающей нормальную видимость и соответственно безопасную езду в ночное время.

И на относительно ровных участках дороги вполне хватает традиционного (неподвижного) положения фар. Но если дорожное полотно часто меняет свое направление, вместе с этим  меняется направление светового потока. При этом начинают возникать обширные неосвещаемые зоны.

Причем автомобиль уже входит в поворот, но свет еще направлен несколько в другую сторону, не освещая внутреннюю часть дуги поворота. Получается, что световой луч не успевает за маневром автомобиля, поскольку не может изменяться направление светового луча.

Именно решить проблему правильного направления света решает система адаптивного освещения дороги AFS.

Как работает система адаптивного освещения?

Фары, которые используются в системе адаптивного освещения, не имеют жесткой привязки к конструкции кузова.  Они могут двигаться как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. Движение фар задается при помощи шаговых электродвигателей. Шаговые электродвигатели устроены таким образом, чтобы изменять положение вала в зависимости от интенсивности поступления электрических импульсов.

Плавность поворота достигается за счет применения редуктора с червячной передачей.

Шаговые электрические двигатели подключены к блоку управления, на который стекается информация от нескольких датчиков.  Система получает информацию от следующих датчиков:

  • Датчика поворота руля
  • Датчика скорости автомобиля
  • Датчика положения автомобиля по отношению к вертикали
  • От системы курсовой устойчивости авто
  • От системы стеклоочистителей.

Как только датчик изменения угла руля передает сигнал изменений, система адаптивного освещения дороги AFS реагирует на это включением шаговых двигателей, которые поворачивают фары на определенный угол. Причем левая и правая фара поворачиваются не на одинаковый угол.

Та фара, которая расположена по внутреннему радиусу поворота, изменяет свое положение на один угол.  Дальняя фара поворачивается на другой угол. Таким образом, при повороте автомобиля получается наиболее эффективное освещение участка дороги без возникновения малоосвещенных зон.

Система не реагирует на незначительные, но частые изменения положения руля. В этом случае срабатывает датчик курсовой устойчивости автомобиля, который не дает системе активироваться. Но как только руль поворачивается на определенный угол, система активируется, и фары тоже поворачиваются.

Если по курсу оказывается встречный автомобиль и система адаптивного освещения дороги AFS обнаруживает сильный источник света, автоматика срабатывает, и фары перемещаются в вертикальном направлении. Т.е. получается, что луч света начинает светить ниже, чем ему положено. Таким образом, не ослепляется водитель встречного автомобиля. Как только встречный источник света пропадает из зоны видимости системы, фары возвращаются в штатное положение.

Система адаптивного света реагирует на работу стеклоочистителей. Как только начинают работать стеклоочистители, двигатели опускают фары ниже и поток света меньше отражается от капель воды, которые находятся в воздухе.

Система реагирует и на спуски-подъемы. Когда автомобиль спускается вниз, двигатели располагают фары таким образом, чтобы они светили чуть выше штатного положения. Когда автомобиль идет на подъем, фары опускаются ниже стандартной оси освещения.

Подобное перемещение светового луча позволяет не только водителю лучше видеть дорогу, но и меньше слепить водителей, автомобили которых двигаются навстречу.

Система адаптивного освещения дороги AFS достаточно адекватно реагирует на изменение дорожной остановки.

По утверждениям экспертов видимость на дороге увеличивается до 30%. При этом система работает очень плавно, не вызывая у водителя дискомфорта от изменений направления светового луча.

Пока подобная система освещения редко устанавливается в штатной комплектации на автомобили. Производителями она рассматривается, как некая дополнительная опция. Однако, скорее всего, за этими системами будущее в автомобилестроении.

Где и как включаются фары

Относительно расположения органов управления головным светом у автопроизводителей сложилась традиция, устанавливать их в одно из трех мест:

  1. На приборную панель, справа от руля.

  2. На приборную панель слева от руля.

  3. На подрулевом переключателе поворотов.

Такое решение несколько усложнило процесс управления световыми приборами, но позволило сэкономить пространство на торпеде.

В отдельный ряд можно отнести современные модели с сенсорными панелями управления.

На авто типа Tesla и аналогах практически все функции и настройки находятся в одном месте.

Ближнего света

Хотя расположение органов управления может различаться, найти кнопку включения и выключения ближнего света фар в большинстве случаев не составит труда. Для этого необходимо найти тумблер или поворотную ручку, возле которой изображена пиктограмма в виде медузы с лапками, опущенными вниз.

Этот значок одинаковый на всех автомобилях, независимо от марки.

В большинстве случаев первое деление (крайнее левое) на поворотной ручке выполнено в виде ноля или надписи OFF, что означает выключенное состояние всех внешних оптических приборов.

Второе положение ручки означает включение габаритных фонарей, необходимых для обозначения габаритов транспортного средства в стояночном положении и при плохой видимости.

И только третье положение переключателя зажигает оптику ближнего света.

На некоторых современных образцах имеется автоматический режим управления светом фар, активирующийся четвертым положением переключателя (AUTO).

В этом режиме ближний свет включится вечером при срабатывании датчиков, определяющих уровень освещенности дорожного полотна или просто при начале движения.

Эта пиктограмма означает положение выключателя для запуска противотуманных фар и задних противотуманных габаритных фонарей.

Дальнего света

Так сложилось, что переключение между оптикой ближнего и дальнего света не реализовывают на одной поворотной ручке. Практически на всех моделях для запуска дальних фар выделена отдельная функция на подрулевом рычаге.

Причем тумблер или поворотная кнопка могут располагаться на приборной панели, но дальний свет всегда включается переключателем поворотов.

Для этого при включенном ближнем свете рычаг необходимо толкнуть вперед от себя. Таким образом переключатель фиксируется в дальнем положении, а на табло приборной панели загорится синяя пиктограмма медузы с прямыми лапками.

Этот индикатор на всех автомобилях имеет одинаковую форму и яркий синий цвет, выделяющий его среди других индикаторов

Это важно, так как водитель должен быть проинформирован о том, что фары его транспорта могут ослепить других участников движения

Рекомендуем: Габаритные и ходовые огни: в чем их отличия

Если потянуть рычаг на себя в крайнее ближнее положение, то дальний свет включится, даже если все другие оптические приборы выключены. Однако это положение нефиксированное и если отпустить рычаг, то он отпружинит обратно в среднее положение, а фары погаснут. Эта функция используется исключительно в качестве сигнальной для того, чтобы кратковременными нажатиями можно было мигать фарами другим участникам движения.

Что такое система адаптивного освещения в автомобиле?

Система адаптивного освещения транспортного средства создана для увеличения безопасности во время движения. Умные фары, установленные на машины, больше не требуют ручной регулировки, поскольку все изменения происходят автоматически. Система интегрирована с различными модулями автомобиля и управляется электронным блоком, который обрабатывает информацию о внешней среде и изменяет режим работы и яркость оптики.


Динамический адаптивный свет

Рассмотрим наиболее распространенные примеры, когда стандартных режимов головного света недостаточно:

  1. Водитель едет ночью по трассе с включенным дальним светом. Когда навстречу движется машина, необходимо переключать свет на ближний режим, чтобы не создавать аварийную ситуацию. Адаптивные светодиодные фары смогут самостоятельно изменить освещенность без участия человека.
  2. Резкие повороты всегда сопровождаются рисками в ночное время. Во время маневра свет не может охватить весь участок дороги, поэтому водитель управляет автомобилем исходя из видимости и интуиции. Но конструкция адаптивной системы позволяет осветить весь путь следования.

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.

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.

Использовать модификацию светильников с функцией астротаймера (локальная система управления)

Астротаймер, в зависимости от настроек, может самостоятельно включаться, выключаться и диммироваться в определенный момент времени, например на время сумерек, или за час до заката, или через 2 часа после рассвета, или при установке других значений.

Данные параметры устанавливаются либо на заводе перед отгрузкой заказа, или при монтаже изделий на месте их использования.

Рис.2. Пример программирования режимов работы таймера

Подобное решение позволяет экономить на подключении дополнительных устройств и повышает отказоустойчивость системы по причине снижения числа используемых компонентов.

Будущее адаптивных фар

На сегодняшний день инженеры стараются и уже создают системы адаптивного освещения для следующих ситуаций:

При движении в городской черте, на скорости до 55 км/ч, световой пучок имеет небольшое расстояние, вся сила освещения перенаправляется в боковые стороны. Так легче заметить пешехода или препятствие на пути.

Передвижение по проселочным дорогам имеет свою специфику и заключается она во включении ближнего света фар, только правая фара будет делать больший обхват нежели левая. Скорость движения считается от 55 км/ч до 100 км/ч.

Свет при перемещении по автомагистрали должен добивать на как можно дальнее расстояние, для чего фары фокусируют пучок света вдаль, уменьшая его боковые границы. Режим автомагистрали включается при скоростях свыше 100 км/ч.

Освещение на поворотах заключается в поворачивании светового пучка в сторону поворота автомобиля. Благодаря этому удается раньше увидеть препятствие на дороге или движущегося пешехода.

Система помощи при плохих погодных условиях (туман, дождь) поворачивает свет от фар ближе к земле, имитируя тем самым работу противотуманных фар. Так же для уменьшения бликов от влаги в воздухе мощность фар уменьшается.

Подведя итого хочется восхититься инженерами, которые придумали и реализовали такие фары. Потому что при движении ночью с таким освещением заметно уменьшается усталость, появляется возможность раньше увидеть опасности на дороге.

В целом автомобиль становиться более безопасным и дружелюбным к водителю. И если вживую на такие фары посмотреть, то они кажутся просто произведение искусства, блеском напоминают драгоценные камни. И если вы в восторге от таких нововведений, как и я, тогда просто подпишитесь на рассылку и рекомендуйте интересные статьи своим друзьям через интернет и социальные сети.

Полезные советы
Схемы для подключения
Принципы работы устройств
Главные понятия
Счетчики от Энергомера
Меры предосторожности
Лампы накаливания
Видеоинструкции для мастера
Проверка мультиметром

Что это такое

Для начала нужно понять, что такое современные адаптивные фары в автомобилях и какими особенностями отличается адаптивное освещение на нынешних автотранспортных средствах.

Каждый человек, даже никогда не сидевший за рулём, прекрасно знает о важности эффективного и качественного освещения дороги. Этот фактор имеет непосредственное влияние на безопасность, и возможность попасть в дорожно-транспортное происшествие

Для современной машины важно обеспечить несколько ключевых моментов:

  • Нужно дополнительно подсвечивать обочину. Это позволяет вовремя заметить пешеходов, перебегающих дорогу животных, либо иные препятствия и объекты.
  • Для водителя требуется чётко видеть происходящее на дороге впереди него. Причём не на расстоянии 2-3 метра, а намного дальше. Иначе автомобилист попросту не успеет отреагировать и вовремя нажать на тормоз, либо совершить манёвр.
  • При хорошем освещении дороги и обочины, свет не должен становиться проблемой для водителей встречного транспорта. То есть слепить их.
  • В случае движения за пределами города, где отсутствует уличное освещение, а также наблюдается меньший поток машин, яркость работы фар должна быть выше.

Классическая система оптики в машине состоит из фар ближнего и дальнего света. Такой механизм позволяет переключаться с одного режима на другой. При этом направление свечения у них всё равно одинаковое. Дальнюю оптику включают в основном за городом, чтобы видеть большой по продолжительности участок дороги по ходу движения. В городе и при плотном трафике активируется ближний свет.

И теперь логично разобраться в том, что же такое адаптивный свет и чем работа таких фар отличается от классического механизма.

Здесь предусмотрен совершенно иной подход к работе иллюминации, поскольку оптика подстраивается или адаптируется под конкретные текущие условия. Отсюда и название системы. Причём разработчики регулярно совершенствуют узел, добавляют новые режимы, технологии и возможности.

Принцип работы адаптивных фар

Адаптивным светом можно назвать элементы автомобильного освещения, которые в автоматическом режиме подстраиваются под текущие условия перемещения транспортного средства. Это происходит по мере набора или уменьшения скорости, при входе в повороты или в зависимости от уровня внешнего освещения. Когда машина поворачивает в сторону, луч света движется за направлением руля.

Всё чаще в заводской комплектации на автомобили устанавливаются адаптивные ксеноновые фары и биксеноновые аналоги. Они демонстрируют лучшую эффективность работы в сравнении с классической схемой ближний-дальний.

Такая система включает в себя 3 основных узла.

  • Специальные устройства. Они отвечают за обработку данных, которые позволяют системе распознать положение и характер движения транспортного средства. Эти контроллеры следят за углами, освещением, поведением и положением колёс, учитывают параметры с видеокамер, фиксируют продольное ускорение и пр. Это не только датчики, но и разного рода вспомогательные элементы, которые работают на благо всей адаптивной оптики.
  • Управляющий и контролирующий блок. Именно на него приходит вся информация, которая обрабатывается электроникой. Блок управления, считав данные и проанализировав их, передаёт дальше команду на исполнительные механизмы.
  • Исполнительные механизмы. Они уже отвечают за то, чтобы выполнить команду блока управления.

Первые адаптивные фары, разработанные автоконцерном Volkswagen, начали улучшать видимость дорожного полотна для водителя при входе в повороты. Лучи направлялись не прямо, как в обычных фарах, а поворачивали вместе с самой машиной в зависимости от изменяемого угла.

Затем в состав адаптивной оптики включили видеокамеры, что позволило обеспечить регулировку и контроль над световыми лучами. Последующие усовершенствования позволили системе автоматически менять освещение, чтобы не слепить встречный транспорт.

Передовыми разработчиками, которые развивают технологию адаптивного света и внедряют новые возможности, выступают компании Valeo, Hella и AAL (All Automotive Lightning).

Каков итог?

У итальянской компании давно есть свои интересы на рынке осветительных приборов для автомобилей. Принадлежащая ей с 1998 года торговая марка Carello хорошо известна в Европе. В портфолио компании много передовых вариантов матричных технологий и лазерного дальнего света. Так, она поставляет матричную оптику для Audi, а также матричную оптику с «лазерным» дальним светом для нового BMW i8.

Почему такая таинственность? Есть подозрение, что Magneti Marelli нарушает давнюю монополию Hella на поставку оптики для Mercedes-Benz, а немецкая компания старается лишний раз не подчеркивать этот факт, никак не афишируя нового технологического партнера. Тем более что у Hella вряд ли закончились перспективные идеи.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий