Система 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:

    • статическая регулировка. Улучшенное освещение обочины в поворотах осуществляется включением отдельной лампочки со стороны внутреннего радиуса поворота. Данный режим работает, только когда включен ближний свет фар, а скорость автомобиля не превышает 50 км/час. После завершения маневра и возвращения руля в центральное положение лампочка гаснет;

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.

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.

Такой характер светового пятна позволяет хорошо осветить обочины и тротуары, минимизировав тем самым риск внезапного появления на проезжей части пешеходов.

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.

Для чего нужны адаптивные фары и как они работают?

Всё чаще и чаще можно услышать об адаптивных фарах и их отличиях перед классической оптикой. Сегодня мы расскажем, что же такое адаптивные фары, каков принцип их работы и чем они отличаются от обычных.

В первую очередь, адаптивные фары отличаются от обычных тем, что лучи света направляются в ту же сторону, что и колеса авто. Это дает большое преимущество водителям авто, оснащенных такими фарами, ведь только водитель въезжает в поворот, а он уже полностью просматривается. Да, раньше это было чем-то из области фантастики – «умные» фары, способные следовать за поворотом руля. Сегодня же это доступная опция для всех автовладельцев.

История происхождения

Еще в далеком 1930 году пытались создать «умные» фары, а «первопроходцем» была компания Cadillac и ее новая модель V16. Но на тот момент система была не до конца доработанной и имела множество недостатков, устранить которые стало возможным лишь с помощью современной электроники.

Это интересно! Citroën 2CV 1948 года был первым, где использовались адаптивные фары для подсветки поворота. На тот момент управлять изменением угла направления света по горизонтали можно было с помощью специального рычага в салоне авто.

Именно стремительное развитие вычислительной техники в 90-х годах, послужило мощным толчком для развития адаптивной системы освещения. С течением времени стало возможным приводить адаптивные фары в движение при помощи электромеханических приводов. Автоматика подарила возможность максимально корректировать угол поворота и наклон фар. Но даже сегодня система адаптивного освещения не прекращает развиваться и совершенствоваться, благодаря чему она получает дополнительные возможности и «навыки».

Принцип работы

Адаптивные фары, а если быть точнее – система адаптивного освещения включает в себя бортовой компьютер и ряд датчиков, которые реагируют как на поворот руля, так и на другие изменения в движении автомобиля, такие как скорость движения, расположение авто относительно вертикальной оси. Даже активация стеклоочистителей влияет на работу адаптивных фар: при их включении фонари сначала опускаются, а потом возвращаются в исходное положение.

Сами фары оборудованы специальным электромотором, который и отвечает за поворот первых в правильном направлении. Данный мотор является сверхточным, ведь угол поворота может быть либо очень маленьким, либо отличаться для разных фар: правая фара при повороте направо может поворачиваться на 15° (это ее максимальная точка), и это притом, что угол поворота левой имеет лишь половину этой величины.

Адаптивные фары, независимо от завода-производителя, имеют одно общее название – AFS (Adaptive Front-lighting System). Вся система адаптивного освещения дороги полностью компьютеризована, что делает ее действия более плавными и точными.

Это интересно! BMW, Toyota, Skoda, Opel начиная с 2003 года устанавливают систему AFS на свои авто.

Особенностью такой системы является возможность фар также поворачиваться и по вертикали, а не только по горизонтали. Такая опция очень полезна при езде по холмистой местности: когда вы поднимаетесь по склону, то фары опускаются, чтобы не слепить водителей встречных авто, а при спуске – приподнимаются и тем самым освещают следующий участок дороги. Также AFS взаимодействует с EPS (система курсовой устойчивости). Это значит, что когда срабатывает EPS, то фары перестают реагировать на хаотичные повороты руля.

Еще одним большим плюсом этой системы является то, что датчики реагируют на свет фар приближающегося автомобиля. В такой ситуации электромотор опускает фары вниз на несколько градусов, тем самым предотвращая ослепление водителя «встречки», а после возвращает фары в прежнее положение.

Интересно, что опущенные адаптивные фары работают точно так же, как и противотуманки: свет рассеивается в полуметре от поверхности дороги, при этом не «выхватывая» отдельные капли из воздуха.

В наличии есть и более сложные системы AFS, которые обозначаются как AFL (Adaptive Forward Lighting). Такие системы оборудуются дополнительными фонарями как в правой, так и в левой фаре, а срабатывают они при резком повороте руля. Такие фонари работают отдельно друг от друга. Так, например, когда водитель резко поворачивает вправо, то автоматически срабатывает дополнительный правый фонарь, при повороте влево – левый, соответственно.

Адаптивные фары способны работать в нескольких режимах:

— магистральный – фары светят достаточно ярко и мощно, но при этом опускаются при приближении встречного авто;

— загородный – очень схож с ближним светом;

— городской – его особенностью является расширенное световое пятно.

Интересно знать! Согласно статистике, автомобили, которые оснащены AFS или AFL, на 40% реже попадают в ДТП, чем авто, оснащенные стандартными фарами.

Несмотря на то, что система AFL сравнительно недавно появилась на рынке, она продолжает совершенствоваться. Уже сейчас эксперты имеют несколько новых доработок к данной системе и планируют в ближайшем будущем воплотить их в реальность.

Преимущества адаптивного света

1. Большинство систем, которые принадлежат к адаптивному освещению, имеют саморегулирующие фары. Это значит, что такие фары имеют дополнительный выравнивающий датчик, который при необходимости направляет свет вниз, на дорогу, а не вверх, как это случается с автомобилями, укомплектованными стандартными фарами.

2. ак уже говорилось ранее, адаптивные фары направляют лучи света в сторону поворота колес, тем самым освещая дорогу впереди. Эта функция очень полезна на поворотах.

3. Направленность света в таких фарах идет непосредственно на дорогу, тем самым понижая риск ослепить водителя авто, который двигается по встречной полосе.

4. Адаптивные фары имеют датчики света, которые реагируют на свет встречных машин, после распознавания которых поступает сигнал, и фары опускаются на пару градусов.

Мы еще много можем написать о преимуществах адаптивных фар и об их практичности, но вы должны помнить, что основным их преимуществом является то, что они могут отлично обезопасить езду в ночное время суток.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

EFC ›
Блог ›
Как устроены адаптивные фары и в чем их преимущество

Адаптивные фары отличаются от обычных тем, что направляют лучи света в ту сторону, куда поворачивают колеса. Благодаря «умным» фарам, поворот полностью просматривается уже в тот момент, когда водитель только начинает поворачивать руль. Фары, которые буквально «следуют» за поворотом руля, – раньше это казалось фантастикой, а уже сейчас эта дополнительная опция доступна для многих автомобилей.

Устройство и принципы работы адаптивных фар

Система адаптивных фар включает в себя бортовой компьютер, датчики, реагирующие на поворот руля и другие показатели изменения движения автомобиля. Среди них: скорость, положение автомобиля относительно вертикальной оси и даже стеклоочистители. Последние влияют на адаптивные фары следующим образом: при активации стеклоочистителей фонари опускаются, а затем возвращаются на прежний уровень.
Впервые адаптивные фары для подсветки поворота появились на Citroen 2CV 1948 года. Водитель управлял изменением направления света по горизонтали при помощи механического рычага в салоне

Сами фары оснащены шаговым электромотором, который поворачивает их в нужном направлении. При этом он работает сверхточно — угол поворота может быть ничтожно мал, а также может быть разным для правой и левой фары: при повороте направо правая фара поворачивается на максимум (который составляет 15 градусов), тогда как угол поворота левой составляет половину от этого значения. В конструкции AFS используются исключительно биксеноновые лампы. А благодаря тому, что систем компьютеризирована, все ее действия точные и при этом плавные: световые лучи своими перемещениями не будут отвлекать водителя от дороги.

Важной особенностью этой системы является то, что фары могут поворачиваться не только по горизонтали, но и по вертикали. Эта функция особенно полезна при движении по холмистой местности — при подъеме фары опускаются, чтобы не ослепить встречного водителя, а на спуске, наоборот, приподнимаются, освещая таким образом следующий участок дороги.

AFS имеет связь с системой курсовой устойчивости — при срабатывании EPS фары перестают реагировать на движение руля, чтобы избежать лишних манипуляций при хаотичном кручении «баранки». Система вновь активируется, если водитель повернет руль на достаточно большой угол.

Mercedes-Benz предлагает владельцам автомобилей марки систему управления не только ближним, но и дальним светом фар

Еще одна полезная функция этой системы — датчики могут реагировать на свет фар встречного автомобиля при его приближении. В этой ситуации электромотор приводит в движение фары и опускает их вниз на несколько градусов, предотвращая таким образом ослепление водителя впереди. После фары принимают прежнее положение.

Кстати, опущенные вниз адаптивные фары работают аналогично противотуманкам: свет рассеивается в полуметре от поверхности дорожного полотна, не «выхватывая» из воздуха отдельные капли.

Отличия AFL и AFS

Существуют и более сложные системы AFS, они имеют иное обозначение AFL .Такие оснащаются дополнительными фонарями в правой и левой фаре, которые срабатывают при резком повороте руля. Они работают раздельно: если водитель резко выкручивает вправо, то автоматически включается правый дополнительный фонарь, освещая траекторию движения автомобиля, при повороте налево – соответственно, левый.

 BMW, Toyota, Skoda и Opel[ устанавливают систему AFS на свои автомобили с 2003 года

Также адаптивные фары могут работать в нескольких режимах. Первый будет особенно полезен для тех, кто часто оказывается на темных магистралях. Он и получил такое название — магистральный. В этом режиме фонари светят мощно и ярко, опускаясь при приближении встречного автомобиля. Второй режим называется загородным и является аналогом ближнего света. AFS также имеет свой режим для города — его особенностью является расширенное световое пятно. Это весьма эффективно для движения по плохо освещенным улицам — фонари буквально «выхватывают» из темноты обочины и тротуары, а также незаметных пешеходов. Эксперты оценивают систему адаптивных фар как крайне эффективную: по статистике, автомобили, оснащенные AFS или AFL, попадают в ДТП на 40% реже, чем автомобили со стандартными фарами.

Несмотря на то, что эта система является сравнительно новой разработкой, специалисты продолжают еще совершенствовать. Так, не исключается появление адаптивных «стопов» — планируется, что они будут предупреждать едущего позади водителя не только о торможении автомобиля, но и о том, с каким усилием водитель нажимает на педаль тормоза: если водитель применил экстренное торможение, то фары загорятся ярче.

В ближайшем будущем автомобильную оптику могут ожидать еще большие изменения. Не исключено, что вместо двух фонарей автомобили будущего получат светоизлучающую оптоволоконную систему, при помощи которой будут «общаться» бортовые компьютеры встречных машин.

Система адаптивного освещения

Система адаптивного освещения выходит за рамки традиционного ближнего и дальнего света фар, т.к. предлагает для конкретных условий движения свой режим освещения. Системы адаптивного освещения постоянно совершенствуются: добавляются новые функции, расширяются возможности имеющихся режимов освещения.

Первые системы адаптивного освещения обеспечивали дополнительное освещение в поворотах, например система активного головного света от Volkswagen. Широкие возможности для регулирования светового луча открылись с использованием видеокамеры. Система управления дальним светом позволяет двигаться с включенным дальним светом постоянно, при этом, не ослепляя других водителей.

Ведущими разработчиками систем адаптивного освещения являются компании Hella, All Automotive Lighting, Valeo.

Система адаптивного освещения, являясь электронной системой, включает входные устройства, блок управления и исполнительные механизмы. Входные устройства представляют информацию, на основании которой система распознает различные режимы движения:

Информация Входное устройство
Скорость движения Датчики частоты вращения колес
Направление движения Датчик угла поворота рулевого колеса
Профиль дороги Датчик продольного ускорения
Интенсивность освещения Датчик освещения
Наличие объектов (транспортные средства, пешеходы, животные) на дороге Видеокамера

Сигналы от входных устройств передаются в электронный блок управления, где с помощью специального программного обеспечения производится их обработка. В результате активируются соответствующие исполнительные механизмы – модули ксеноновых фар. Модуль может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскости. Между источником света и линзой устанавливается экран, форма и размеры которого позволяют получить световой луч с заданной светотеневой границей. В ксеноновой фаре может устанавливаться дополнительная галогенная лампа для лучшего освещения поворотов и обочины.

Системы адаптивного освещения у разных производителей имеют одно общее название Adaptive Front lighting System, AFS. Исключение составляет система BeamAtic от Valeo. Несмотря на общее название функции систем могут различаться. В современной системе адаптивного освещения может быть реализовано до шести режимов освещения (функций):

  1. городской свет;
  2. свет проселочной дороги;
  3. свет автомагистрали;
  4. дальний свет;
  5. динамическое освещение поворотов;
  6. свет в неблагоприятных погодных условиях.

Режим городского света реализуется на скорости до 55 км/ч. Он характеризуется небольшой дальностью, горизонтальной светотеневой границей и широким распространением светового луча. В режиме городского света задействуются дополнительные ламы в фарах. Позволяющие обнаруживать пешеходов на обочине дороги при движении и поворотах.

Свет проселочной дороги применяется вне города на скорости от 55 до 100 км/ч. По своей сути это обычный ближний свет фар, который имеет ассиметричный характер (правая часть освещена лучше, чем левая).

При скорости автомобиля свыше 100 км/ч включается режим света автомагистрали. Данный режим освещения представляет собой ближний свет фар увеличенной дальности, что позволяет безопасно двигаться прямолинейно и в поворотах на высокой скорости.

Режим дальнего света фар работает как обычный дальний свет, но не требует от водителя переключения на ближний свет. В управлении дальним светом реализуется два подхода (способа): адаптивная или вертикальная светотеневая граница.

Оба способа управления дальним светом предполагают наличие видеокамеры. При обнаружении транспортных средств камера подает сигнал в электронный блок управления. Система регулирует фары так, что световой луч заканчивается до транспортного средства. В работе системы также учитывается рельеф дороги (подъемы, спуски). При отсутствии движения впереди реализуется обычный дальний свет фар.

Более совершенным решением является дальний свет фар с вертикальной светотеневой границей. В данной системе сочетается максимально высокий световой луч, наилучший обзор и неослепление других участников движения. Если система обнаруживает встречный или попутный автомобиль. Она автоматически затеняет обнаруженное транспортное средство и сопровождает его в движении. Технически это реализовано с помощью вращающего цилиндра, расположенного между источником света и линзой. Цилиндр имеет электромеханический привод. На цилиндре по окружности расположены световые экраны различной формы, позволяющие реализовать сложную светотеневую границу.

Самым распространенным режимом адаптивного освещения является динамическое освещение поворотов. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля модуль фары поворачивается в горизонтальной плоскости на угол до 15°.

Для улучшения видимости в неблагоприятных погодных условиях (дождь, туман, снег) создан соответствующий режим освещения, обеспечивающий более широкое рассеивание света фар. При этом для минимизации бликов от частиц влаги в воздухе уменьшена дальность освещения.