что такое адаптивные фары в автомобиле
Адаптивные фары: как это работает?
Хоть раз в жизни, но у водителя появляется желание, чтобы фары светили ярче и по-другому совсем! Когда же возникает такое желание? Когда водитель управляет автомобилем, кружа по горному серпантину. В России не слишком-то много горных районов и свечение фар не устраивает водителя, когда он сворачивает с «благоустроенного» шоссе на проселочную дорогу. Так и хочется, чтобы фары изогнулись и показывали, что там впереди, т.е. за поворотом. О чем бы ни мечтали граждане, все равно их желаниям не суждено сбыться. Фары светят так, как заложено законами физики. Ситуацию меняет система адаптивного головного освещения.
Ой, сейчас все подумают, что адаптивные фары заставляют изгибаться световой поток. Нет. Они сами поворачиваются, тем самым показывая, как выглядит очередной вираж на автодороге. Кроме того, луч света уводится в повороте со встречной полосы. Вот на такое щадящее действие способны такие фары. Теперь уже их свет не будут слепить других участников движения. На что же еще способны новые фары? Во-первых, на освещение «перпендикуляра» перекрестка. Во-вторых, с их помощью можно заглянуть в пешеходную зону, освещая всех ее обитателей и их действия. В-третьих, не стоит забывать о проселочной автодороге, которая станет заметно светлее и не преподнесет неприятных сюрпризов. Все преимущества не могут не радовать граждан автолюбителей и сотрудников страховых компаний. Последние уже даже поучаствовали в составлении статистики. Согласно ней авто с поворотными фарами попадают в дорожно-транспортные происшествия на 40% реже, чем все остальные.
Как работают адаптивные фары в режиме «Поворот»? Его включение происходит на любой скорости при вращении руля. Допускается ассиметричность угла поворота (до 15° включительно).
Ни для кого не секрет, что угол поворота адаптивных фар зависит от вращения руля. Так-то это так, но не так жестоко и не напрямую. Шаговый электродвигатель отвечает за поворот светового блока с отражателями. Поворот происходит на точно заданную цифру. Команду шаговому электродвигателю дает бортовой компьютер. Последний, кстати сказать, руководствуется данными, полученными от датчиков. На их величину влияет угол поворота рулевого колеса, скорость авто, его положение относительно вертикальной оси и многое другое. Посредством таких данных достигается корректность работы фар. В заносе включается сигнал о начале работы ESP. Порой, руль дергают беспорядочное число раз, и, не из-за наличия изгибов на автодороге. При такой ситуации адаптивная фара не будет работать. Система отключится, и, фары будут светить строго прямо. Не редко автомобиль приходится водить в экстремальных условиях, к примеру, при проливном дожде. Как поведут себя фары в таком случае? Они примут положение, которое позволит минимизировать ослепление световым потоком водителей, идущих навстречу. Свет отражается от мокрой автодороги.
Предусмотрен режим «Пешеходная зона» для фар. Он работает на скоростях 3-30 км/час. Освещение края автодороги и обочины на 8° в каждую сторону позволяет избежать ДТП с участием пешеходов.
Компания «Хелла» придумала и вовсе одну из продвинутых систем под названием AFL. К ней прилагаются фары освещения поворотов. С их помощью компания добилась освещения крутых перекрестков, на которых ситуация обстоит хуже некуда: то и дело норовят выскочить пешеходы и оказаться под колесами. Их появление не станет неожиданностью. Свет от фар достаточно яркий, а как только ситуация на дороге изменяется, так сразу они отключаются.
Как только скорость авто достигает отметки более 100 км/час, так сразу включается режим «Автомагистраль». Длина светового пучка – 140 м. Выше обычного направлены лучи фар ближнего света. Так как конфигурация светового потока изменилась, то и водители перестали слепнуть.
Адаптивные фары присутствуют у топовых автомобилей. Если водитель захочет, то сможет прикупить себе такие отдельно, заказав в ближайшем автосалоне. Правда, ему следует помнить об их дороговизне (от 15 тыс. рублей и выше). При движении по ночной трассе без них не обойтись, а поэтому и не стоит экономить!
Адаптивные фары: что это, как работают, плюсы и минусы
Устройство головного освещения автомобиля — это один из важнейших элементов системы пассивной безопасности транспортного средства. Современные машины все более активно комплектуются передовыми технологиями, это касается и системы устройства света фар. Наиболее продвинутой на сегодняшний день считается система адаптивного механизма работы головного освещения авто.
Оглавление:
Что такое адаптивные фары
Несмотря на достаточно давнюю историю создания, адаптивными фарами оборудуется довольно небольшой процент автомобилей, чаще всего это премиальные марки, либо экземпляры в топовых комплектациях. В основном это представители немецкого, японского и корейского производства.
Адаптивные фары предназначены для освещения наиболее необходимого пространства впереди автомобиля в зависимости от дорожной ситуации. Однако для реализации такой функции требуется серьезное и достаточно дорогостоящее оборудование. Поэтому элементы адаптивной фары имеют конструкцию, отличающуюся от простого осветительного оборудования. Соединив все эти элементы воедино, создателям удалось максимального эффективно использовать осветительное оборудование авто.
Устройство адаптивных фар
Адаптивные фары представляют собой комплекс оборудования, включающий в себя:
Устройство адаптивной фары
Сами блоки фар оборудованы исключительно линзованной оптикой, так как рефлекторные отражатели не способны выдавать контролируемый исходящий световой поток. В линзу могут быть установлены как ксеноновые, так и диодные лампы. Галогеновые источники света не практикуются.
Еще несколько лет назад преимущество отдавалось ксенону, однако в последние годы перевес склонился на сторону диодов. По мнению автопроизводителей, такой свет имеет более яркое свечение и более комфортно воспринимается глазом человека.
Вне зависимости от источника света, как ближний, так и дальний пучок находятся в одной линзе, а переключение между режимами происходит за счет специальной шторки.
Двигатели адаптивной установки также вмонтированы в блок фары, они путем механических передвижения линзы в различные стороны создают эффект активно изменяющегося направления светового потока.
Датчики — они же камеры слежения за дорожной обстановкой, передают информацию в блоки управления, которые «дают команду» на изменение направления пучка света.
Свет из адаптивных фар регулируется в зависимости от окружающей обстановки вокруг автомобиля, которая улавливается специальной камерой
Как работают адаптивные фары
Самопроизвольное или анархичное перемещение пучка света не имело бы ни какого смысла. Поэтому главный принцип работы адаптивных фар состоит в изменении освещаемого пространства в зависимости от направления движения авто, а также от угла поворота рулевой колонки.
Принцип работы адаптивных фар автомобиля
Максимальную пользу адаптивные фары приносят:
Пример работы адаптивных фар: уловив препятствие в виде пешехода на дороге, они осветили и его, и дорогу
Во всех вышеуказанных дорожных ситуациях, фары, меняя угол поворота, освещают лишь полезное для водителя пространство. В некоторых автомобилях предусмотрена возможность самостоятельного включения дополнительных световых приборов (если ими оборудовано авто) при поворотах свыше 90 градусов. В таких случаях световой пучок будто бы заглядывает за поворот, или как говорят «за угол».
Вместе с тем, угол, на который возможен поворот линзы, строго ограничен техникой. В горизонтальном направлении он не превышает 16 градусов, по вертикали — 10. При этом обе фары машины изменяют градус не синхронно. Так, при движении машины с правым поворотом, ближняя к повороту фара изменит градус на все 15, тогда как другая только на 7-8.
В таком положении фар при осуществлении маневра для водителя будет максимально освещена правая обочина, а также часть дорожного полотна, устремляющаяся в поворот.
Сравнение работы обычных фар и адаптивных фар на поворотах
Аналогичная ситуация будет возникать и в случае изменения направления авто в противоположную сторону.
Этот же принцип работы адаптивных фар будет действовать и при изменении положения авто в вертикальной плоскости. Так при подъеме в гору, фары устремятся кверху, с целью осветить как можно больший отрезок пути. При спуске с горки, линзы слегка опустятся книзу.
При попадании на ухабистый отрезок дороги, фары не будут хаотично двигаться вверх и вниз, в таком случае они будут освещать дорогу относительно наиболее ровного участка поверхности.
Работа адаптивных фар по спусках и подъемах относительно других автомобилей
При попадании машины в занос техника также заблокирует поворотные механизмы, чтобы не мешать водителю выбраться и без того не самой приятной ситуации.
Кроме этого, адаптивные фары самостоятельно определяют момент, когда имеется необходимость переключить ближний свет на дальний и наоборот. В городе фары могут изменять плотность светового пучка, а также добавить освещения правой стороне, с целью наибольшего контроля за возможным появлением пешеходов.
Принцип работы адаптивных фар в зависимости от скорости передвижений и условий поездки
При приведении в действие функции стеклоочистки, пучки света автоматически на период этой процедуры будут опущены электроникой книзу.
Помимо неоценимой помощи водителю авто, оборудованном «умным» светом, разработчики позаботились и о других автомобилистах. Находясь на трассе или в городе, свет настроен таким образом, чтобы не слепить водителей встречного транспорта, вовремя переключить ближний свет, а если потребуется, то и отвернуть основной пучок в противоположную сторону. Естественно, что не в ущерб хозяину.
Плюсы и минусы адаптивных фар
Исследовав устройство, а также принципы работы адаптивных фар, можно смело утверждать, что положительных качеств в них гораздо больше нежели отрицательных.
Основной задачей при создании такого света было обеспечить максимальную безопасность водителя и пассажиров в условиях ограниченной видимости. С этой целью разработчики справились на 100%.
В сравнении с обычным световым оборудованием, владельцы «умных» фар имеют меньший процент попадания в ДТП в среднем на 40%. Данные цифры подтверждены на основании официальной статистики. Наиболее безопасны адаптивные фары и для других участников дорожного движения (встречный транспорт, пешеходы).
Наличие адаптивной оптики позволяет водителю передвигаться в более комфортных условиях, что особенно актуально на дальних расстояниях. Освещение слепых зон и участков дает возможность автолюбителю управлять авто без лишнего напряжения для глаз. Присутствие электронных помощников также не потребует лишних движений на постоянное переключение световыми режимами.
В целом, адаптивный свет лучше справляется с негативными погодными явлениями (снег, дождь, туман, сумерки).
Сравнение освещения адаптивными фарами и обычными (область пунктиром)
Наличие адаптивных фар само по себе придает статуса автомобилю, выделяет его из общего потока, обеспечивает привлекательный внешний вид.
Обратной стороной медали будет высокая стоимость содержания и обслуживания таких фар. Как известно, более сложные механизмы являются менее надежными, в связи с чем требуют пристального внимания и аккуратного использования.
Из отзывов владельцев следует, что даже незначительные сбои в системе работы фар, делают невозможным их эффективное использование. Такие проблемы также чреваты постоянным появлением ошибок на дисплее приборной панели, а выход из строя отдельной детали может повлиять на замену целого элемента.
Электронные блоки управления, установленные в подкапотном пространстве более подвержены влиянию влаги, перепадам температуры.
Но в целом, водители, которые на первое место ставят комфорт и безопасность, высоко ценят наличие такой продвинутой системы безопасности автомобиля. Порою экономия на собственной безопасности может сыграть злую шутку. Поэтому, имея возможность приобрести автомобиль с установленными на нем адаптивными фарами, не стоит себе отказывать в этом.
Более того, возможности адаптивных фар продолжают увеличиваться, уже сейчас некоторые дорогостоящие модели наделены световым оборудованием, интегрированным с компьютером авто, который способен различать опасности на дороге и предупреждать водителя, подавая различные сигналы.
Как это устроено: Адаптивный свет
Первый автомобиль, оснащенный системой адаптивного света, появился в 1968 году. Это был Citroen DS и на нем стоял свет от Cibie. По задумке такие фары должны были помогать водителям вовремя замечать препятствия ночью. Фары, которые поворачиваются вслед за движениями рулевого колеса — вероятно, лучшее изобретение инженеров компании Cibie. В одном из предыдущих постов мы рассказывали, что всего эта французская компания, ныне являющаяся частью концерна Valeo, получила более 400 патентов. Многие из них были прорывными и стали началом целых направлений производства автокомпонентов. К такой инновации относится и уже упомянутое изобретение, положившее начало тому, что мы знаем сегодня как адаптивный свет.
Опыт Cibie пытались повторить и другие компании, но все сталкивались с одной и той же проблемой — из-за жесткой механической связи фары не всегда успевали освещать дорогу, если автомобиль двигался на большой скорости. Долгое время адаптивный свет был скорее игрушкой, чем инновацией. Но, после объединения Cibie и Valeo, усилия инженеров обеих компаний принесли свои плоды. Системы, делавшие ночное вождение безопасным эволюционировали сумасшедшими темпами. Расскажем, как это было. А в конце статьи, как обычно — конкурс. В этот раз, мы разыграем среди подписчиков сувенирную продукцию — кружку, куртку, безрукавку и поло. Чтобы стать участником, поставьте лайк этому посту и напишите в комментариях, почему вам эта статья понравилась.
Поворотный свет AFS
В начале 2000 года под брендом Valeo на рынке появилась система адаптивного головного освещения — AFS. Первая версия системы опиралась на принципы динамического адаптивного света — при повороте рулевого колеса, фары поворачивались на определенный угол. В отличие от первых разработок Cibie, руль не был жестко связан с фарой. При повороте обеспечивалось оптимальное освещение. Во время движения на больших скоростях использовалась функция Fixed Bending Lights (FBL) — фары автомобиля поворачивались на угол до 45 градусов при повороте руля. Первым автомобилем, оснащенным системой FBL был Porsche Cayenne с дополнительным эллиптическим модулем внутри фары.
Система FBL хорошо работала на средних и высоких скоростях, но не обеспечивала должный уровень освещения в городе. Решением проблемы стало новое изобретение инженеров Valeo — систему статичного поворотного света Corner. При повороте руля или включении сигнала поворота на небольшой скорости включался свет в противотуманной фаре — с той стороны, в которую повернули руль. Сегодня подобные световые модули можно встретить в противотуманных фарах — например, в BMW X3, или непосредственно в самой фаре — в Citroën C5.
Тем временем, эволюция продолжалась. При скоростном движении по трассе на помощь водителю пришла функция динамического поворотного света — Dynamic Bending Lights (DBL). Специальный модуль освещения направлял световой луч в сторону в зависимости не только от угла поворота руля, но и от скорости автомобиля. Система DBL помогла увеличить видимость на поворотах в два раза.
Таким образом, первое поколение адаптационных систем позволило улучшить видимость, направляя освещение на дорогу, и небольшими шагами изменяя отклонения луча с помощью электродвигателей с электроприводом.
Поворотный свет с автоматическим переключением Full AFS
Следующий этап эволюции системы адаптивного света — автоматическое переключение между режимами в зависимости от дорожной обстановки и погодных условий. Новая система появилась в 2004 году и называлась Full AFS — она была полностью автоматической. Инженеры Valeo создали конструкцию, которая не ослепляла встречных водителей и обеспечивала комфортное ночное вождение.
Full AFS впервые установили на Audi Q7 2009 года выпуска. Инновация использовалась в полной комплектации автомобиля и проходила под названием Tri-Xenon. Система сочетала в себе функции дальнего света, ближнего света и светодиодные дневные ходовые огни.
Система Full AFS автоматически переключалась в разные режимы в зависимости от местности и погодных условий. «Разные режимы» — это сочетания нескольких типов освещения — ближнего и дальнего света с одновременным поворотом фар в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также автоматическое прицеливание и разделение света.
Система Full AFS непрерывно адаптировала освещение от фар в соответствии с текущей обстановкой. Информацию о внешнем мире она получала с помощью датчиков, которые определяют условия окружающего освещения, уровень света от встречных автомобилей и степень освещенности дороги.
Если скорость автомобиля ниже 55 км/ч и при этом дорога проходит среди зданий, но не имеет уличного освещения, включался «городской режим», который предотвращает ослепление других участников дорожного движения. Кроме этого, расширенное освещение ближнего поля позволяло заблаговременно заметить пешехода на краю дороги.
Если стеклоочиститель работал в течение двух минут, а датчики показывали повышенную влажность, то включается режим плохой погоды. Он помогал избежать «зеркального» эффекта на поверхности асфальта. При этом создавалось более широкое рассеивание света и тем самым улучшалась видимость в условиях дождя, тумана или снега.
Неослепляющий дальний свет GFHB
Система Full AFS помогла обеспечить хорошую видимость ночью и при этом не ослеплять водителей встречных автомобилей, но не была совершенной. Например, если речь шла о скоростном движении на извилистых участках дороги. В таких случаях приходилось вручную переключать дальний свет на ближний, чтобы не ослеплять других водителей.
Для решения этой проблемы инженеры Valeo разработали новое поколение системы адаптивного света — Glare-Free High Beam, что переводится дословно как «неослепляющий дальний свет». Это изобретение стало следующим этапом в развитии адаптивного света.
Новая система состояла из фронтальной камеры, мощного программного обеспечения, а также интеллектуальной светотехники. GFHB могла автоматически затемнять те области на дороге, в которых находятся встречные автомобили. Это было удобно в первую очередь тем, что позволяло всегда использовать дальний свет.
Когда камера обнаруживала другие машины, система автоматически затемняла зону, в которой находились встречные авто. При этом, затемненный сектор не был статичным — он перемещался вслед за встречной машиной. Зона непосредственно перед автомобилем, в свою очередь, постоянно освещалась стандартным ближним светом. Первая версия GFHB под названием BeamAtic® Premium была запущена в 2010 году — для ксеноновых фар.
Вот как это работало: когда камера «ловила» встречный автомобиль, специальный экран внутри фары закрывал часть светового потока. Причем затенялась именно та область на трассе, где находился встречный автомобиль. Этот же алгоритм включался, если автомобиль ехал в одном направлении с вашей машиной. Система Valeo Glare-Free High Beam устанавливается на автомобили Volkswagen c 2010 года.
Следующий этап развития неослепляющего света стал реальным благодаря массовому распространению светодиодов — так называемых, LED-технологий. В таких системах используется не один светодиод, а матрицы — светодиодные блоки, в состав которых входит от 10 элементов. Светодиоды помогли повысить яркость света и срок службы фар. Кроме того, LED-технологии значительно улучшили режимы работы фар на затяжных поворотах — освещение адаптировалось под радиус, и перекрестках — свет становился более рассеянным.
Базовой технологией в адаптивных светодиодных фарах стал многолучевой режим работы — Multibeam. Здесь освещение зависит от вращающегося экрана, который расположен внутри фары. Экран позволяет плавно переводить свет в разные режимы — габаритные, дневные ходовые огни, ближний и дальний свет или автоматический GFHB. Такая система используется на автомобилях Ford в моделях S-Max, Galaxy, Edge.
Еще один модуль GFHB-системы, использующийся уже в ксеноновых фарах это парусный свет — Sail Beam. Изобретение помогло нивелировать существенный недостаток ксеноновой адаптивной системы: для затемнения свое положение меняла сама фара, которая не могла быстро вернуться в исходное положение. В системе Sail Beam в фарах установлены независимые модули света, направленные над уровнем горизонта. Эти модули работают в режиме дальнего света и создают тень для встречного автомобиля, а ближний свет освещает дорогу независимо от них.
Модуль Dynamic Shadow (динамическая тень) оснащен боковым подвижным экраном, который и создает тень. Если экран полностью закрыт — включен обычный режим дальнего света. Если он приоткрывается — появляются затемненные участки. Эта система не связана с ближним светом и работает независимо от него.
Несмотря на использование светодиодов, у модулей, описанных выше все же есть некоторые недостатки. Например, если навстречу движутся два автомобиля, то система затеняет всю область между ними. Из-за экрана, который закрывает свет фары, нельзя создать сразу две темные области. Эту проблему позволил решить инженерный гений Valeo. Так появился модуль Matrix Beam — сегодня его можно увидеть на автомобилях Audi. Здесь конкретный светодиодный модуль отвечает за свою область на дороге. Благодаря тому, что система может автоматически отключать один или несколько чипов, управляющих светодиодными матрицами, появляется возможность затенять сразу несколько участков дороги. Единственное ограничение — количество установленных матриц, а оно, в свою очередь, ограничено объемом фары.
Преодолеть это инженерное препятствие позволил модуль пиксельного света — Pixel Lighting. Луч света здесь формируется с помощью матрицы жидкокристаллического дисплея. В отличие от ксенона, в такой системе нет инфракрасного излучения, что дает возможность в несколько раз увеличить мощность источника света. Пиксельный модуль может генерировать несколько независимых друг от друга затененных областей.
Вершина технологий адаптивного света на сегодняшний день — лазерные фары. Сейчас инженеры ведут активные разработки в этом направлении. Лазерный свет гораздо интенсивнее и ярче благодаря тому, что свет распространяется в виде узкого концентрированного луча. Для сравнения, если светодиоды генерируют свет яркостью 100 лм/Вт, то мощность лазерного освещения превышает 170 лм/Вт. Это значит, что совсем скоро можно ожидать на автомобилях фары, способные светить до 500 метров в режиме дальнего света. Но, естественно, это не предел. Эволюция продолжается.
Ну, теперь, как обычно — конкурс! Кстати, результат прошлого розыгрыша — тормозных колодок — уже опубликован в предыдущем посте. В этот раз, мы разыграем среди подписчиков сувенирную продукцию — кружку, куртку, безрукавку и поло. Чтобы стать участником, поставьте лайк этому посту и напишите в комментариях, почему вам эта статья понравилась.