Адаптивное освещение

Видео демонстрация работы системы AFS

Словно глаза хищной птицы, фары «всматриваются» в поворот, следуя за движением рулевого колеса. Максимальный угол поворота в любую сторону составляет 15 градусов, при этом фары слегка «косят». Фара, находящаяся с внешней стороны поворота (то есть, в левом повороте это будет правый прожектор), поворачивается на половину угла. Это позволяет расширить световое пятно в повороте и лучше осветить обочины дороги.

AFS срабатывает как при ближнем, так и при дальнем свете, однако устанавливается она только вместе с биксеноновыми устройствами.

Как работает поворотная фара? Специальный шаговый электродвигатель поворачивает весь световой блок вместе с отражателем. Этот миниатюрный электромотор смещает блок на точно заданные сверхмалые расстояния. Однако «дирижер» всей системы — компьютер, на который поступает различная информация: угол поворота рулевого колеса, скорость, данные от ESP (системы поддержания курсовой устойчивости) и даже работы стеклоочистителей. Срабатывание ESP означает, что автомобиль находится в нестабильном состоянии, а беспорядочное руление не обязательно повторяет изгибы дороги. В такой ситуации система отключается и свет направляется только по прямой, чтобы не мешать водителю. А если пойдет дождь, от датчика стеклоочистителей поступит соответствующее сообщение и фары будут поворачиваться на меньший угол, чтобы исключить ослепление светом, отражающимся от мокрого дорожного покрытия.

Водитель, хотя и замечает движение светового пятна, не отвлекается от процесса управления: смещение света всегда остается плавным и естественным. Кроме того, у AFS есть ещё одна особенность: это дополнительные фары освещения поворотов. Круто поворачивая ночью на неосвещенном перекрестке, водитель практически не видит происходящего в темноте, а это может быть опасно для переходящих улицу пешеходов. Поэтому при малых скоростях и сильном повороте руля или при включенных «поворотниках» на стороне поворота включается небольшая яркая дополнительная фара, освещающая пространство сбоку автомобиля. После проезда перекрестка фара автоматически выключается.

В ближайшем будущем инженеры Volkswagen планируют внедрить новую концепцию адаптивного света. В частности, появятся четыре варианта работы ближнего света: освещение для автомагистралей (яркое и мощное), загородное освещение (соответствует сегодняшнему ближнему свету), городской свет (меньшей, чем сегодня дальности, но с расширенным световым пятном), а также освещение в плохую погоду (соответствующее сегодняшним противотуманным фарам). Все это будет к тому же поворачиваться. И тогда на «дорожной карте» точно не останется темных пятен.

По материалам www.volkswagen.de

Поворачиваем свет: от приводных фар до адаптивных световых систем

Без чего не может обойтись современный автомобиль? Без мотора, тормозов? Правильно, но машина без фар тоже не может быть допущена на дороги общего пользования. От этой, казалось бы, вовсе не обязательной детали зависит безопасность движения в условиях недостаточного освещения. И потому прогресс в области головного света автомобилей не останавливался ни на минуту с тех пор, как сам автомобиль появился на свет. Но недостаточно сделать свет ярким: водителю будет неплохо видно какую-то часть пути, но он ослепит остальных участников движения, да и резкая светотеневая граница может сыграть злую шутку, скрыв что-то важное. Как всего этого избежать? Сделать так, чтобы свет был управляемым.

Понимание этого факта пришло к автомобилестроителям достаточно быстро. Уже после Первой мировой войны, в 1918 году, был принят первый стандарт для ламп головного света автомобилей — IES/SAE. Он предусматривал измерение освещенности в пяти точках перед машиной. К этому моменту уже сформировалось разделение головного света на «ближний» и «дальний».

Прогресс в области организации дорожного движения был быстрым: уже к 1926 году SAE (Сообщество автомобильных инженеров, существующее с 1905 года) приняло новую версию теста головного освещения, с замером освещенности уже в десяти точках. В 1955-м компания Cibie предложила асимметричный рефлектор и асимметричное распределение светового потока.

Авторитет компании был очень высок, ведь она зарекомендовала себя на тот момент как ведущий разработчик систем освещения, да и ее инициативы имели поддержку у французского правительства. Уже в 1957 году SAE принимает асимметричное распределение света как европейский стандарт. В США ситуация складывается иначе: NHTSA (Национальное управление безопасностью движения на трассах) не поддержала европейские инициативы. Именно с тех самых пор оптика американских и европейских машин существенно различается.

Тридцатые годы были богаты на интересные конструкции, позволяющие управлять световым пучком на ходу. Собственно, деталь, известная сейчас как «корректор фары», появилась еще в 20-е. С помощью механического или гидравлического привода можно было поднять или опустить фары прямо на ходу.

Вакуумный корректор оптики позволял менять длину зоны освещения в зависимости от нагрузки на мотор. При едва открытой дроссельной заслонке фары светили «в пол», а если нажать на педаль как следует — работали как прожектор. Такой конструкцией могли оснастить почти любую машину, строгих технических регламентов еще не было.

В использовании автоматически поворачивающихся фар можно рассмотреть еще один элемент адаптивности. Вспомните Зикмунда и Ганзелку, путешественников, объехавших Африку, Центральную и Южную Америку в 1947–1950 годах на автомобиле Tatra 87. Эта модель, как и ее предшественница Tatra 77, имела поворотную центральную фару, которая была связана с управляемыми колесами и облегчала поездки по неосвещенным извилистым дорогам.

Tatra 87 с центральной поворотной фарой

А в 1968-м на знаменитом Citroen DS появились «оптика будущего» — фары дальнего света поворачивались под углом до 80 градусов в поворотах, а пучок ближнего света в зависимости от скорости поднимался или опускался.

В 1957 году компания Bosch выпускает первые в мире блок-фары, объединившие в себе фару ближнего и дальнего света и модуль габаритных огней, а Carello SpA — первый асимметричный отражатель.

В последующие годы развитие автомобильной оптики пошло по пути увеличения светимости и КПД излучателя, а также улучшения КПД системы направления. Рассеиватели с призматическими линзами позволили получать нужную форму светового пучка на фарах с большим углом наклона поверхности относительно дороги и сложной формой. А в 90-е внедрение компьютерного моделирования позволило перейти на рефлекторы свободной формы и безлинзовую оптику с более высоким КПД. В более дорогих конструкциях стали применять «прожекторную» линзу. Схема с трехосным эллипсоидом (она же — «линза») позволяет применять объемные источники света и наиболее полно использовать световой поток.

Обычные лампы накаливания последовательно заменили на галогенные, обеспечивающие лучшую отдачу и ресурс, а затем и на газоразрядные источники света, в просторечии — «ксенон». К концу 90-х годов начались и первые эксперименты со светодиодным освещением.

Настоящий прорыв случился в 2003, когда компания Opel на модели Signum предложила опцию AFL — Adaptive Front Lighting. В зависимости от дорожной ситуации фары головного света этой машины могли использовать шесть (!) режимов и изменять направление светового потока на угол до 15 градусов. Тут не было привычного ближнего и дальнего света и управление светом было полностью автоматизировано. На скоростях ниже 50 км/ч работал режим «городского» освещения с широким световым лучом малой интенсивности и автоматической подсветкой поворотов и перекрестков. В таком режиме хорошо видно пешеходов на тротуарах и удобно маневрировать.

AFL — Adaptive Front Lighting

На скоростях выше 50 км/ч включаются режимы освещения для трассы. Световой поток очень асимметричен, с явно выделенной зоной освещения обочины и при этом с широкой зоной освещения перед машиной. На скоростях выше 100 км/ч режим снова меняется, в этом случае фары светят еще дальше. Но при появлении встречных машин форма светового пучка автоматически изменяется для уменьшения ослепления. И последний режим предназначен для движения по трассе в дождливую погоду: он имеет два варианта светового потока — для разной интенсивности дождя. Для реализации работы такой схемы понадобилось установить линзованную оптику с дополнительным моторчиком управления формой луча и приводом поворота.

Opel AFL 2:
1) Световой прожектор ближнего/дальнего света.
2) Оптика боковой подсветки.
3) Силовой модуль.
4) Блок управления регулировкой фар.
5) Блок регулировки дальнего света

Очень скоро за Opel последователи и другие немецкие производители. На недорогих машинах «адаптивный» функционал часто реализовали по упрощенной схеме, только подсветкой поворотов с помощью противотуманных фар с широким световым лучом или дополнительными лампочками. А иногда адаптивное освещение сочеталось с обычными галогенными лампами.

Но в течение пяти лет технологии адаптивного освещения в полном объеме уже стали доступны как опция даже на машинах гольф-класса. Цена подобного решения пока остается высокой, но надежда на ее широкое внедрение и более широкое применение остается. И связано это в первую очередь с развитием светодиодной головной оптики.

Светодиоды как источник света привлекали инженеров давно, но при кажущейся простоте конструкции оказалось куда сложнее обеспечить хороший теплоотвод от полупроводникового источника света, чем совладать с требующими высокого напряжения газоразрядными лампами. В серийной машине эта технология появилась только в 2008 году — на модели Audi R8.

Основное преимущество светодиодов — именно в простоте и компактности источника света. Не нужно сложных блоков розжига, источник света имеет идеальную форму светового пучка. И к тому же светимость настолько высока, что весь световой поток приходится на поверхность в пару квадратных сантиметров. Конечно, существует и не адаптивная светодиодная оптика, как, например, на модели Mercedes S-Class W222 «в базе», но большая часть автопроизводителей оценили возможности технологии в полной мере, и их светодиодные фары оказались изначально адаптивными, ведь для этого светодиоды подходят идеально. Достаточно в каждой фаре головного света разместить два-три десятка светодиодов с распределенными зонами освещения, и вот уже появляется возможность освещать только нужные зоны на дороге. Количество режимов освещения у таких фар уже может быть намного больше шести базовых, а качество освещения еще выше за счет возможностей регулирования светотеневой границы и подсветки потенциально опасных объектов с помощью интеллектуальной системы распознавания образов.

Первые «матричные» фары Audi Matrix LED появились на флагмане марки Audi A8 в 2013 году. 25 светодиодов дальнего света объединены в пять групп, каждая со своей линзой и трудятся вместе с блоком ближнего света, габаритных огней и всепогодного освещения, это еще примерно 45 светодиодов разной мощности. У каждого светодиода ближнего и дальнего света 64 уровня яркости, что позволяет формировать огромное количество вариантов светового луча.

Первая серийная матричная фара Audi A8

Внутри система принудительного охлаждения, блок контроля и управления этой высокой инженерией. Для реализации всего функционала матричной оптики задействованы радар, навигационная система, фронтальная инфракрасная камера и датчики освещения, система ESP. Система может отслеживать до восьми машин в «трассовом» режиме, не ослепляя их водителей встречным светом. Она распознает пешеходов, знаки, неподвижные объекты на дороге и разметку. И, разумеется, подсвечивает повороты, не слепит в дождь, на спусках, подъемах и при маневрировании. Ехать ночью за рулем такой машины не сложнее, чем днем.

Появление подобной системы на Mercedes CLS в 2014 году ознаменовало дальнейшее увеличение характеристик системы. В первую очередь за счет увеличения светимости диодов — их тут в системе дальнего света «всего» 24 штуки, но зона освещения расширена с 300 метров у Audi до 485. А в следующем поколении матричной оптики Mercedes количество светодиодов увеличилось до 84 штук. Подобные фары стоят на новейшем Mercedes E-class W213.

Не нужно думать, что подобная оптика – привилегия машин ценой в несколько миллионов. Вот на Astra последнего поколения (не продается в России, — прим.ред.) матричная оптика предлагается в качестве опции. И судя по всему, вскоре цена значительно снизится — такая опция будет доступна для большинства автомобилей С-класса на рынке.

А более простые варианты адаптивного освещения на основе LED-технологий будут еще дешевле. Так «просто» адаптивными светодиодными фарами уже оснащается маленькая Mazda 2, пока в качестве опции. А в ближайшем будущем стоит ожидать изменений в европейском законодательстве. Подобная опция, резко повышающая безопасность движения ночью не остается без внимания. Ее наличие уже учитывается в рейтингах безопасности автомобилей, а в таких странах как Швеция и Норвегия есть уже инициативы по обязательной комплектации машин только адаптивным освещением.

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.

Оставьте комментарий