Что такое адаптивное освещение автомобиля и система света фар afs

Что такое адаптивное освещение автомобиля и система света фар afs

Адаптивный свет

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.

Содержание

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.

Читать еще:  Обзор фар дополнительного ближнего и дальнего света, руководство по установке

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.

Skoda Superb Combi American Express › Бортжурнал › Система адаптивного освещения. Как это работает.

Система адаптивного освещения

Одной из “изюминок” Škoda Superb являются биксеноновые фары с системой освещения поворота и системой адаптивного освещения дороги (AFS). Данные системы впервые появились на автомобиле Škoda. Система может быть дополнена функцией освещения поворота передних противотуманных фар, которая известна по моделям ŠkodaRoomster и ŠkodaFabia II. В соответствии со стандартами для ксеноновых фар передние фары оснащаются системой автоматической регулировки наклона (LWR). Кроме того, на модели Škoda Superb данная система была дополнена функцией превентивного динамического управления.

Система освещения поворота и система адаптивного освещения дороги (AFS)

Система освещения поворота является частью системы адаптивного освещения дороги (AFS).
Благодаря данной системе фары могут освещать повороты малого и большого радиуса за счёт
автоматического отклонения пучка света фар в соответствии с углом поворота рулевого колеса. Кроме того, изменение направления пучка ближнего/дальнего света фар может управляться системой адаптивного освещения дороги (AFS). В этом случае направление пучка света регулируется в зависимости от условий движения с помощью так называемых режимов
освещения (например, движение в городе или по магистрали). Управление перечисленными системами осуществляется блоком управления системы адаптивного освещения дороги.
Для поворота и коррекции пучка света одной фары используются два шаговых электродвигателя. Один из них поворачивает проекционную линзу газоразрядной лампы, другой наклоняет её. Оба шаговых электродвигателя расположены в передних фарах.

Условия включения системы освещения поворота и режимов системы AFS.

– Переключатель освещения находится в положении auto.
– Включен ближний/дальний свет фар (на основании данных полученных от датчика освещённости в результате низкой интенсивности окружающего света).
– Функция «туристическое освещение» отключена.
– Скорость движения автомобиля более 10 км/ч — освещение поворота.
– Скорость движения автомобиля более 15 км/ч — режимы системы AFS.

Режимы освещения и функции системы AFS

Междугородний режим ©.
Освещение дороги перед автомобилем в данном режиме напоминает обычный ближний свет фар. Междугородний режим является режимом по умолчанию, т. е. он включен всегда, если не выбран другой режим на скоростях 0-15 км/ч и 50-90 км/ч.

Междугородний режим в дождливую погоду (C1).
В данном режиме уменьшается эффект ослепления водителей движущихся навстречу автомобилей, который возникает в результате отражения лучей света от влажной дороги. Граница освещения становится шире и короче (проекционная линза фары со стороны водителя поворачивается влево и наклоняется, проекционная линза фары со стороны переднего пассажира только наклоняется).
Условия включения режима освещения в дождливую погоду:
– переключатель освещения находится в положении auto;
– низкая интенсивность окружающего света;
– скорость движения автомобиля составляет 15–70 км/ч;
– стеклоочистители работают более 2 минут;
– функция «туристическое освещение» отключена.
Режим освещения в дождливую погоду отключается в следующих случаях.
1. Скорость движения автомобиля превышает 70 км/ч.
2. Стеклоочистители не работают более 8 минут.
3. Переключатель освещения находится в положении «ближний свет фар».

Городской режим (V).
Городской режим освещения предназначен для лучшего освещения прилегающих к траектории движения автомобиля элементов дороги, например, тротуаров, перекрестков, пешеходных переходов и пр. Благодаря этому повышается безопасность движения по городским улицам. В данном режиме граница освещения расширяется. Во избежание ослепления водителей движущихся навстречу автомобилей граница освещения укорачивается, т. е. проекционная линза фары со стороны водителя поворачивается влево и наклоняется, проекционная линза фары со стороны переднего пассажира остаётся в изначальном положении*. К преимуществу городского режима освещения следует отнести его эффективность при движении по плохо освещенным улицам деревень и небольших городов. Режим задействуется при скорости движения автомобиля 15-50 км/ч.

Читать еще:  Вибрация рулевого колеса при езде: причины и методы устранения неисправности

Режим движения по магистрали (E).
При движении с высокой скоростью, например, по магистрали, необходимо, чтобы перед автомобилем был освещён больший участок дороги чем, например, при движении по городу. Благодаря этому у водителя есть больше времени для принятия решения, объезда препятствия и пр. В режиме движения по магистрали граница освещения удлиняется, но таким образом, что полоса движения освещается больше (проекционные линзы обеих фар подняты, а проекционная линза фары со стороны водителя немного повернута влево)*. Данный режим разделён на несколько подрежимов (E2, E1, E), сменяющих друг друга, начиная со скорости 90 км/ч. Световой пучок обеих фар удлиняется с ростом скорости. Однако в сравнении друг с другом граница освещения обеих фар отличается.
Переход из городского режима освещения в режим движения по магистрали осуществляется постепенно, чтобы водитель освоился с ним. Наибольшая эффективность режима освещения при движении по магистрали достигается, когда скорость автомобиля превышает 120 км/ч.

Функция «туристическое освещение».
При управлении автомобилем в стране с движением по другой стороне водители движущихся навстречу автомобилей будут ослеплены. Причиной этого является распределение и направление пучка света фары со стороны переднего пассажира. Во избежание этого в автомобиле и предусмотрена функция «туристическое освещение». При задействовании данной функции проекционные линзы обеих фар наклоняются, что приводит к укорачиванию границы освещения. Кроме того, они слегка поворачиваются влево* на различный угол.

Адаптивный свет автомобиля

До недавнего времени в арсенале водителей имелось всего два режима освещения: ближний и дальний свет. Но в силу того, что фары строго зафиксированы в одном положении, они не могут гарантировать освещение всего пространства дороги. Обычно фары освещают полотно перед машиной и в некоторой степени — по сторонам движения.

Инженеры концерна VolkswagenAG впервые разработали и применили для оснащения автомобилей новую систему освещения авто, получившую название адаптивного света. Суть функционирования этой системы заключается в том, что направление света фар динамически изменяется сообразно направлению движения самого транспортного средства. Как отмечают специалисты ГК FAVORITMOTORS, данная разработка высоко ценится среди автовладельцев. Сегодня легковые автомобили марок Mercedes, BMW, Opel, Volkswagen, Citroen, Skoda и многих других оснащены адаптивным освещением.

Зачем нужна AFS современному автомобилю?

При езде в условиях плохой видимости (ночью, в дождь, снег или туман) водитель не может получить полной видимости дорожного пространства, используя традиционные фары ближнего и дальнего света. Часто неожиданные препятствия в виде большой ямы или упавшего дерева могут повлечь за собой ДТП, поскольку не видны водителю заранее.

Система AFS стала своего рода аналогом обычного фонарика, который держит в руках пешеход, отправившийся в путь в темное время суток. Человек имеет возможность управлять лучом света и может видеть дорогу, заранее предусматривая пути обхода возникающих препятствий. Тот же принцип положен в функционал системы адаптивного света: малейшее изменение поворота руля автомобиля меняет направление светового потока фар. Соответственно, водителю даже в зоне плохой видимости будут хорошо видны все нюансы дорожного покрытия. А это увеличивает уровень безопасности в несколько раз по сравнению с автомобилями, не оснащенными адаптивным светом.

Устройство и принцип работы AFS

Управление адаптивным светом берет на себя бортовой компьютер. Его функции заключаются в приеме множества показателей:

  • от датчиков поворота рулевой рейки (как только водитель тронул руль);
  • от датчиков скоростного режима;
  • от датчиков положения автомобиля в пространстве;
  • сигналов от ESP (системы устойчивости авто по выбранному курсу);
  • сигналов от действий стеклоочистителей (чтобы учесть наличие плохих погодных условий).

Проанализировав все поступившие данные, бортовой компьютер подает команду разворота фар на необходимый угол. В современных AFS применяются исключительно биксеноновые источники освещения, при этом их движение ограничивается максимальным углом до 15 градусов. Однако каждая фара в зависимости от команд компьютеризированной системы может поворачиваться по своей траектории. В работе адаптивного света учитывается и безопасность едущих навстречу водителей: фары поворачиваются таким образом, чтобы не слепить их.

Если водитель часто меняет положение руля, то датчики адаптивного освещения дают компьютеру информацию о том, что кардинального изменения направление движения нет. Поэтому фары будут светить только прямо. Если же водитель резко выворачивает руль, то немедленно будет вновь активирована работа AFS. Для удобства езды адаптивный свет может быть направлен не только по горизонтали, но и по вертикали. Например, при езде на затяжном подъеме или спуске.

Режимы работы адаптивного света

Сегодня транспортные средства оборудуются инновационным многорежимным адаптивным светом. То есть, в зависимости от ситуации, фары смогут работать в более комфортном для водителя режиме:

  • Магистральный — при езде по неосвещенным трассам и магистралям в ночное время суток фары будут светить максимально ярко, чтобы обеспечить хорошую видимость. Однако при приближении встречного транспортного средства их яркость будет понижаться, а сами фары — опускаться, чтобы не слепить.
  • Загородный — применяется для езды по неровным дорогам и выполняет функции обычного ближнего света.
  • Городской — актуален в крупных населенных пунктах, когда уличное освещение не может предоставить полной визуальной картины движения; фары же гарантируют распространение большого светового пятна на всем пути движения.
Читать еще:  Блок предохранителей ваз 2109 карбюратор

На сегодняшний день статистика ДТП говорит сама за себя: автомобили, оснащенные AFS, становятся участниками аварий на 40% реже, чем авто с обычными фарами.

Применение AFS

Адаптивный свет считается достаточно новой разработкой в системе активной безопасности автомобилей. Однако некоторые автопроизводители по достоинству оценили ее применение и стали оснащать AFS все выпускаемые модели.

Например, представленные в автосалоне ГК FAVORITMOTORS легковые автомобили марок Volkswagen,Volvo и Skoda оснащены адаптивным освещением последнего поколения. Это позволяет водителю чувствовать себя комфортно при езде по любым дорогам и в любую погоду.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector