Принцип работы автомобильных адаптивных фар и их разновидности

Как только появились первые автомобили, сразу же актуальным вопросом стало обеспечение надлежащего уровня видимости при езде на машине в тёмное время суток.

На первых машинах использовались предельно простые, местами примитивные приспособления. Одним из таких выступала керосиновая лампа. Постепенно технологии начали развиваться, на авто начали устанавливать оптику.

Нельзя сказать, что нынешний уровень освещения для автомобилей достиг своего предела. У современных фар есть свои преимущества, но также имеются и некоторые очевидные недостатки. С целью их устранения разработчики придумывают новые технологии, позволяющие устранить минусы и добавить другие плюсы.

Одним из самых главных шагов в этом направлении за последнее время стало появление адаптивной оптики. Многие до сих пор не понимают, что это такое и как оно работает.

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.

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).

Как устроен и работает адаптивный свет

Закономерно и интересно узнать, как работают автомобильные адаптивные фары и на чём базируется их функционирование.

Вне зависимости от того, кто разрабатывает подобную оптику с технологией адаптации, все системы работают всегда примерно с одинаковым набором базовых возможностей.

1. Работа в городских условиях. Режим городского света активируется, когда транспортное средство движется со скоростью до 55 километров в час. Световые потоки отличаются ёмким распространением, имеют светотеневую черту с горизонтальным положением, направлена на небольшое расстояние. При обнаружении объектов во время вхождения в повороты подключаются дополнительные лампочки.
2. Просёлочная дорога. Этот режим актуален при езде за городом, когда скорость движения варьируется от 55 до 100 километров в час. Это классический вариант ближнего света. Но в случае с адаптивной технологией есть определённое отличие. Световой поток имеет некоторое смещение в правую сторону (если мы говорим про правостороннее движение), нежели в левую. Это необходимо для лучшего слежения за обочиной.
3. Режим автомагистрали. Такая функция включается при увеличении скорости авто до 100 километров в час и больше. Основной упор делается на повышенной дальности работы ближнего света, который включается для обеспечения дополнительной безопасности при движении.
4. Дальние фары. Никаких существенных отличий от классического дальнего света здесь нет. При этом водителю не приходится всякий раз переключаться на ближний. Управление реализуется с помощью адаптивных или вертикальных светотеневых граней.
5. Адаптация в поворотах. Самая популярная функция, присутствующая практически на всех авто, где штатно стоит адаптивный узел фар. Модуль оптики способен менять угол разворота на 15 градусов. Изменение происходит в зависимости от скорости авто и направления поворота рулевого колеса.
6. Режим неблагоприятной погоды. В случае сильных осадков, снега или дождя, а также в тумане водителям стоит включить специальный режим. Его характерной особенностью является ёмкое светорассеивание. Снижается количество бликов и видимость на дороге улучшается.

Изменение угла наклона и поворота оптики обусловлено наличием в конструкции адаптивных фар специального электромоторчика повышенной точности работы.

Разновидности систем

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

Но всё же основное разделение идёт на 2 системы:

• 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.

Ключевые преимущества

Чтобы подвести определённые итоги, стоит взглянуть на основе преимущества, характерные для адаптивных автомобильных фар.

1. В большинстве систем, которые являются адаптивными, используются фары саморегулирующегося типа. Это означает, что в них предусмотрен специальный датчик, способный по мере необходимости менять направление потока света вниз.
2. Улучшается прохождение поворотов. Такое преимущество обусловлено способностью адаптивной оптики реагировать на изменения положения рулевого колеса и самих колёс транспортного средства, буквально следуя за машиной.
3. Свет направлен непосредственно на дорожное полотно, что позволяет снизить риски ослепления водителей встречных транспортных средств.
4. В конструкции адаптивов используются датчики света. Они призваны реагировать на свет фар от встречных машин. При распознавании электромоторчик опускает световой поток вниз, а затем возвращается в исходное положение.
5. Система в автоматическом режиме быстро и эффективно меняет режим и интенсивность работы освещения обочины и дороги, в зависимости от скорости движения и других параметров.
6. Повышается общий уровень безопасности движения при попадании на машине в сложные погодные условия. Система адаптирует оптику под дождь, снег и туман, водителю не нужно самому постоянно переключаться и искать оптимальное положение.
7. У водителей появляется больше возможностей увидеть пешеходов, которые идут по обочине или начинают переходить дорогу в неположенном месте. Это существенно снижает количество ДТП с печальным исходом.
8. Адаптивные фары способствуют тому, что водители лучше и быстрее реагируют на различные внештатные дорожные ситуации. У них больше времени и шансов, чтобы затормозить, совершить манёвр или же наоборот, нажать на педаль газа.
9. Такие системы, согласно проведённым статистическим исследованиям, положительно влияют на общее число ДТП, поскольку способны лучше их предупреждать.
10. Свет настраивается максимально быстро и точно исходя из конкретной дорожной ситуации. В ручном режиме порой водитель не успевает своевременном переключиться.

Исходя из всего сказанного ранее, можно сказать, что адаптивная автомобильная оптика создана для повышения уровня безопасности и улучшения комфорта водителей всех автотранспортных средств. Ведь адаптивные фары положительно влияют не только на водителя транспортного средства, на котором они установлены, но и на владельцев машин, движущихся навстречу, позади или за ними.

Автомобильные компании стремятся к совершенствованию и модернизации всех систем, включая оптику. Причём на достигнутом останавливаться они не собираются. Основные усилия направлены именно на снижение аварийности и предупреждение дорожно-транспортных происшествий. Адаптивные фары являются серьёзным шагом на пути к этой цели. Но многое всё же зависит от самого водителя и его культуры вождения. Нужно уважать не только себя, но и всех остальных участников дорожного движения, коими являются автомобилисты, мотоциклисты, велосипедисты и пешеходы.