Адаптивный свет (afs): определение, основные режимы работы и существующие виды системы

Устройство и принцип работы системы AFS

Разработка AFS от Volkswagen — решение для адаптивного и динамического головного освещения, которое изменяет направление светового потока. В автомобиле устанавливаются ксеноновые фары с системой регулировки наклона (LWR), специальный датчик AFS и блок управления, связанный с другими модулями транспортного средства для получения данных и изменения угла освещения. Рассмотрим, как работают штатные адаптивные фары:

1. Блок управления получает данные от видеокамеры, датчиков внешней освещенности, ускорения, частоты вращения колес, а также поворота руля.
2. В зависимости от полученных параметров система анализируют тип освещения (городской, магистральный, для поворотов) и текущую дорожную обстановку.
3. Электроника подает управляющий сигнал в систему LWR.
4. Происходит коррекция яркости и угла поворота светового пучка с помощью установленного электродвигателя.

Для включения системы AFS необходимо поставить переключатель в режим Auto. Исходя из скорости движения, система будет изменять параметры света.

Блок управления AFS активно распознает повороты, стандартное движение в городских условиях и по трассе, а также анализирует информацию с других модулей автомобиля для распознавания плохих погодных условий.

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.

Часто задаваемые вопросы

После приобретения автомобиля с адаптивной оптикой, сложно сразу разобраться в принципах работы системы. Мы ответим на самые часто задаваемые вопросы.

1. Что делать, если мигает датчик AFS off Мазда СХ-5?

Опытные автовладельцы говорят, что система иногда выдаёт ошибку после замены аккумулятора или вследствие окисления контактов. Для деактивации датчика можно попробовать выполнить следующие манипуляции:

• отключить ASF;
• заглушить мотор;
• через несколько минут завести автомобиль;
• включить адаптивное освещение;
• снова заглушить и завести двигатель.

Если оптика не заработала, а AFS off на Mazda CX-5 продолжает гореть, необходимо провести диагностику на СТО.

1. Что такое HBC и для чего она нужна?

Система HBC Мазда СХ-5 автоматически переключает ближний и дальний свет, что позволяет избежать ослепления водителя встречного транспортного средства.

1. Почему горит кнопка AFS?

Активная лампочка AFS указывает на неисправность в системе поворотных фар. Сбой может случиться из-за проблем с проводкой, поэтому машину лучше показать специалистам.

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.

https://youtube.com/watch?v=yBCOVdzPGKI

https://youtube.com/watch?v=rpTQkK1UkII

Характеристики режимов работы системы

Городской свет включается на скорости до 55 км/ч. Для него характерна горизонтальная светотеневая граница, небольшая дальность, а также широко распространенный световой луч. В данном режиме включаются дополнительные фары и лампы. Такой режим дает возможность обнаружить на обочине дороги идущих пешеходов при повороте или движении автомобиля;

Городской свет

Режим света для поселочной дороги активируется при скоростях, находящихся в диапазоне от 55 до 100 км/ч. Это стандартный ближний свет, для которого характерна асимметричность. При нем правая часть дороги освещена качественнее, чем левая;

Свет для проселочной дороги

Режим света для автомагистрали включается в ситуации, когда скорость автомобиля превышает 100 км/ч. При такой скорости включается ближний свет фар с увеличенной дальности. Он дает возможность безопасно перемещаться прямолинейно, а также на высокой скорости входить в повороты.

Свет для автомагистрали

Динамическое освещение считается самым востребованным. Здесь свет реализуется за счет различного угла поворота рулевого колеса, а также скорости машины. При этом фары способны обращаться до 15° по горизонтали.

Динамическое освещение

Дальний свет

Режим для дальнего света функционирует по типу стандартного дальнего света. Но здесь нет необходимости переключения фар на ближний тип подсветки. Управление дальним светом обеспечивается двумя вариантами:

• адаптивная светотеневая граница;
• вертикальная светотеневая граница.

В данном случае AFS регулирует работу фар так, чтобы световой луч заканчивался до едущего на встречу транспортного средства. При этом электроника ведет учет рельефа дороги (например, спуски или подъемы). Если впереди отсутствует движение, то фары светятся обычным светом. Эти параметры характерны для способа управления адаптивной светотеневой границей. Другой вариант (светотеневая вертикальная граница) считается более современным решением. Здесь совмещается максимально допустимый световой поток и отсутствие риска ослепить других участников движения. При обнаружении машины, устройство автоматически затеняет его и ведет. Последний режим света, который реализуется при неблагоприятных факторах погодных условий, создается при максимально обширном рассеивании светового потока фар.

Свет для неблагоприятных погодных условий

Реализуемый таким образом свет создает минимальные условия для бликов, которые могут возникнуть при освещении частиц влаги при уменьшении дальности подсветки.

Безопасность

Высочайший уровень безопасности автомобиля достигнут благодаря каркасу кузова, который стал еще легче и прочнее за счет примененных нами новых материалов.

Mazda6 2015 года официально признана одним из самых безопасных автомобилей: модель получила максимально высокую оценку Euro NCAP – пять звезд. Высочайшая оценка подтверждает эффективность кузова SKYACTIV и новой концепции всеобъемлющей безопасности Mazda.

Автомобиль лидирует и в области активной безопасности. Он оснащен обширным рядом новых прогрессивных технологий, предлагаемых в опциональной комплектации Safety Pack для моделей Sport Nav. Система Lane Departure Warning предупреждает вас о случайном отклонении от полосы движения, автоматически помогая вернуть автомобиль на прежний курс. Новая система Driver Attention Alert отслеживает ваш стиль вождения и предупреждает о необходимости отдыха. Адаптивные светодиодные головные фары (Adaptive LED headlights) регулируют дальний свет в зависимости от дорожной ситуации (например, реагируют на автомобили, движущиеся впереди или навстречу). Интеллектуальная система торможения в городе Smart City Break Support автоматически включает торможение, если расстояние до идущего впереди автомобиля становится рискованным. Разработанная Mazda система Radar Cruise Control также поддерживает безопасную дистанцию до идущего впереди автомобиля, избавляя вас от излишних волнений за безопасность тех, кто находится в салоне.

Получил максимальную оценку пяти звезд по рейтингу безопасности Euro NCAP

Инновационная система Lane-keep Assist, входящая в опциональный пакет Safety Pack для моделей Sport Nav, путем мониторинга положения автомобиля на дорожной полосе повышает безопасность движения в интенсивном транспортном потоке на автомагистрали.

В случае отклонения от полосы система сначала включает звуковой сигнал, а затем автоматически корректирует рулевое управление, помогая вернуть автомобиль на полосу движения.

Система Driver Attention Alert (DAA), входящая в опциональный пакет Safety Pack для моделей Sport Nav, распознает изменения в вашем стиле вождения, вызванные усталостью. Система ведет непрерывный мониторинг стиля вождения и при распознавании признаков усталости включает световой сигнал в поле зрения водителя, напоминающий о необходимости отдыха.

Новые интеллектуальные адаптивные светодиодные головные фары (ALH), входящие в опциональный пакет Safety Pack для моделей Sport Nav, реагируют на любые находящиеся впереди объекты, создавая великолепную видимость в любых условиях освещенности. Во избежание ослепления других участников движения система автоматически переключает дальний свет на ближний, обеспечивая при этом превосходную видимость.В новом режиме Highway (при движении на высокой скорости) система меняет направление света фар, чтобы обеспечить видимость на большое расстояние, а в режиме ближнего света создает наилучший обзор на перекрестках. Автомобиль получил также систему адаптивного переднего освещения AFS, меняющую направление света при совершении поворота, что повышает безопасность вождения в темное время суток.

Система RCTA также входит в опциональный пакет Safety Pack для моделей Sport Nav. Система активируется при движении автомобиля задним ходом, например, при выезде с места парковки, и при обнаружении автомобилей, движущихся в поперечном направлении, включает предупредительный сигнал. Звуковой сигнал и мигающий индикатор в дверном зеркале проинформируют вас, если расстояние до препятствия становится небезопасным. Если пространство позади автомобиля свободно, сигнал выключается, позволяя автомобилю продолжить движение задним ходом.

Для чего нужна AFS?

Традиционные фары, при всех их недостатках, всё же вполне обеспечивают приемлемый уровень освещения на ровных участках дороги. Но на извилистых участках трассы, изобилующих поворотами, подъёмами и спусками, ситуация резко ухудшается.

Входя в поворот, водитель не видит всей дороги, и это очень опасно. Фары освещают лишь то, что находится в текущий момент прямо перед автомашиной, оставляя в темноте обширные участки дороги, на которых может находиться пешеход, припаркованное авто, велосипедист и т.д. Как следствие, резко возрастает опасность аварии. Для её устранения и была создана система AFS.

«Умные» фары, управляемые бортовым компьютером, могут поворачиваться в вертикальной и горизонтальной оси, благодаря чему слепых неосвещённых зон при поворотах становится существенно меньше.

Принцип работы

Общий вид AFS BMW 7 Активное рулевое управление включается в работу вместе с запуском двигателя. Режимы работы системы AFS зависят от текущей скорости автомобиля, угла поворота рулевого колеса и типа дорожного покрытия. Таким образом, системе удается оптимально изменять передаточное отношение (усилие от рулевого колеса) в в зависимости от режима движения автомобиля.

При начале движения автомобиля включается электродвигатель. Он начинает работать после сигнала от датчика угла поворота руля. Электромотор посредством червячной пары начинает вращать внешнюю шестерню планетарного редуктора. Основная функция внешнего зубчатого колеса – изменение передаточного отношения. При максимальной скорости вращения шестерни оно достигает наименьшего значения (1:10). Все это способствует снижению количества оборотов руля и повышению комфорта при маневрировании на низкой скорости.

Увеличение скорости автомобиля сопровождается замедлением скорости вращения электромотора. Из-за этого постепенно (пропорционально увеличению скорости движения) растет передаточное отношение. Электромотор прекращает вращаться на скорости 180-200 км/ч, при этом усилие от рулевого колеса начинает передаваться непосредственно на рулевой механизм, а передаточное отношение становится равным значению 1:18.

Если скорость автомобиля продолжает увеличиваться, электродвигатель снова запускается, однако в этом случае он начинает вращаться в другом направлении. Значение передаточного отношения при этом может достигнуть 1:20. Рулевое колесо становится наименее острым, его обороты до крайних положений увеличиваются, что обеспечивает безопасное совершение маневров на большой скорости.

Система AFS также способствует стабилизации движения автомобиля при потере сцепления задней оси с дорожным покрытием, а также при торможении на скользких участках дороги. машины сохраняется с помощью системы динамической стабилизации (DSC – Dynamic Stability Control). Именно после сигналов от ее датчиков AFS корректирует угол поворота передних колес.

Еще одна особенность активного рулевого управления – это невозможность его отключения. Данная система функционирует постоянно.

Проверка и регулировка света фар

Проверку и регулировку света фар прово­дите на снаряженном автомобиле (с полно­стью заправленным топливным баком, ком­плектом инструментов и запасным колесом).

Применением размеченного экрана можно регулировать свет только фар с галогеновыми лампами накаливания. Для регулировки света фар с газоразрядными лампами обращай­тесь на специализированный сервис, распо­лагающий оптическими стендами.

Вам потребуются: отвертка с кресто­образным лезвием, ключ «на 10».

Установите автомобиль перпендикулярно гладкой стене (например, в гараже) на рассто­янии 3 м. Положите на сиденье водителя груз массой 75 кг.

Размечаем на стене экран, как показано на рисунке

Продольная плоскость симметрии автомобиля должна проходить по линии 0 на экране. Качните автомобиль сбоку, чтобы самоустановились пружины подвесок.

Измерьте на вашем автомобиле высоту центров фар от земли. Это будет расстояние h (650 мм) на экране.

Установите регулятор электрокорректора света фар на панели приборов в положение, соответствующее нагрузке автомобиля с од­ним водителем.

Включите ближний свет.

Рекомендуется регулировать направле­ние светового пятна для каждой фары в от­дельности. Вторую фару во время регулиров­ки закройте непрозрачным материалом.

1. Откройте капот и, вращая регулировоч­ные винты, отрегулируйте (если расположе­ние световых пятен не соответствует рисунку) положение на экране светового пятна для каждой фары по горизонтали и вертикали.
2. Фары считаются отрегулированными, когда верхние границы левых частей световых пятен совпадают с линией 4, а вертикальные линии 1 и 2 проходят через точки Е1 и Е2 пе­ресечения горизонтальных и наклонных уча­стков световых пятен.
3. Если на автомобиле установлены противо­туманные фары, то направление их пучка света необходимо отрегулировать только по высоте.
4. Вращая регулировочный винт (пока­зан на фото стрелкой), добейтесь, чтобы верхние границы световых пятен находились на линии 4 или чуть ниже ее.

Возможные неисправности освещения и световой сигнализации и способы устранения

• Не горят отдельные лампы фар и фонарей
• — перегорели предохранители
• Проверьте цепь и замените предохранители
• — перегорели нити ламп
• Замените лампы
• — повреждение проводов, окисление их наконечников или ослабление соединений проводов
• Проверьте, замените поврежденные провода, зачистите наконечники
• Указатели поворотов не выключаются автоматически после прохождения поворота
• — повреждение механизма возврата в исходное положение рычага переключателя указателей поворота
• Замените блок переключателей
• Не включается ближний или дальний свет фар
• — перегорели нити ламп
• Замените лампы
• — неисправны выключатели
• Замените подрулевые переключатели
• Не работает стоп-сигнал
• — неисправен выключатель стоп-сигнала
• Замените выключатель
• Не фиксируются рычаги подрулевого переключателя
• — разрушение фиксаторов рычагов
• Замените блок переключателей
• Сигнализатор включения указателей поворота мигает с удвоенной частотой
• — перегорела одна из ламп указателей поворота
• Замените лампу

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