Co to jest inteligentny system oświetlenia samochodu i dlaczego jest potrzebny?

Wydawało się, że może być prostsze niż żarówka w samochodzie. Ale w rzeczywistości optyka samochodu ma złożoną strukturę, od której zależy bezpieczeństwo na drodze. Nawet zwykły reflektor samochodowy wymaga odpowiedniej regulacji. W przeciwnym razie światło będzie się rozprzestrzeniać na niewielką odległość od samochodu lub nawet tryb świateł mijania oślepi kierowców nadjeżdżających z przeciwka.

Wraz z pojawieniem się nowoczesnych systemów bezpieczeństwa, nawet oświetlenie przeszło fundamentalne zmiany. Zastanów się nad zaawansowaną technologią zwaną „inteligentnym światłem”: jaka jest jej cecha i zalety takiej optyki.

Zasada działania

Główną wadą wszelkich świateł w samochodach jest nieuniknione oślepienie kierowców nadjeżdżających z naprzeciwka, jeśli kierowca zapomni przejść na inny tryb. Jazda po pagórkowatym i krętym terenie jest szczególnie niebezpieczna nocą. W takich warunkach nadjeżdżający samochód i tak wpadnie w wiązkę pochodzącą ze świateł nadjeżdżających pojazdów.

Inżynierowie z czołowych firm produkujących samochody borykają się z tym problemem. Ich praca została uwieńczona sukcesem, a rozwój inteligentnego światła pojawił się w świecie motoryzacyjnym. Elektroniczny system posiada możliwość zmiany natężenia i kierunku wiązki światła, dzięki czemu kierowca samochodu może wygodnie widzieć drogę, ale jednocześnie nie oślepia nadjeżdżających użytkowników drogi.

Do tej pory istnieje kilka zmian, które mają niewielkie różnice, ale zasada działania pozostaje praktycznie niezmieniona. Ale zanim przyjrzymy się, jak działa program, zróbmy małą wycieczkę do historii rozwoju automatycznego oświetlenia:

• 1898g. Pierwszy samochód elektryczny Columbia był wyposażony w żarówki żarowe, ale rozwój nie przyjął się, ponieważ lampa miała wyjątkowo krótką żywotność. Najczęściej używano zwykłych lamp, które tylko pozwalały na wskazanie wymiarów transportu.
• 1900. W pierwszych samochodach światło było prymitywne i mogło zniknąć przy lekkim podmuchu wiatru. Na początku XX wieku odpowiedniki acetylenowe zaczęły zastępować zwykłe świece w lampach. Zasilane były acetylenem w zbiorniku. Aby włączyć światło, kierowca otworzył zawór instalacji, odczekał aż gaz przepłynie rurkami do reflektora, a następnie podpalił. Taka optyka wymagała ciągłego ładowania.
• 1912g. Zamiast włókna węglowego w żarówkach zastosowano włókno wolframowe, co zwiększyło jego stabilność i wydłużyło żywotność. Pierwszym samochodem, który otrzymał taką aktualizację, jest Cadillac. Następnie rozwój znalazł zastosowanie w innych znanych modelach.
• Pierwsze lampy wahadłowe. W modelu automatycznym Willys-Knight 70A Touring centralne światło zostało zsynchronizowane z obrotowymi kołami, dzięki czemu zmieniało kierunek wiązki światła w zależności od tego, gdzie kierowca miał skręcić. Jedyną wadą było to, że żarówka stała się mniej praktyczna w tym projekcie. Aby zwiększyć zasięg urządzenia, konieczne było zwiększenie jego blasku, dlatego nić szybko się wypaliła. Rozwój rotacyjny zakorzenił się dopiero pod koniec lat 60-tych. Pierwszym samochodem produkcyjnym, który otrzymał działający system zmiany wiązki światła, jest Citroen DS.
• 1920. Pojawia się zjawisko znane wielu kierowcom - żarówka z dwoma włóknami. Jeden z nich włącza się, gdy włączone są światła mijania, a drugi, gdy włączone są światła drogowe.
• Połowa ubiegłego wieku. Aby rozwiązać problem z jasnością, projektanci oświetlenia samochodowego powrócili do idei blasku gazowego. Postanowiono wpompować halogen do kolby klasycznej żarówki - gaz, za pomocą którego podczas jasnego blasku przywrócono włókno wolframowe. Maksymalną jasność produktu osiągnięto dzięki zastąpieniu gazu ksenonem, co pozwoliło żarnikowi żarzyć się prawie do temperatury topnienia materiału wolframowego.
• 1958g. W normach europejskich pojawiła się klauzula, która wymagała użycia specjalnych reflektorów, które tworzą asymetryczną wiązkę światła - tak, aby lewa krawędź świateł świeciła poniżej prawej i nie oślepiała nadjeżdżających kierowców. W Ameryce nie uwzględniają tego czynnika, ale nadal używają automatycznego światła, które jest równomiernie rozrzucone na oświetlonym obszarze.
• Innowacyjny rozwój. Korzystając z ksenonu, inżynierowie odkryli kolejny krok, który poprawił jakość blasku i żywotność produktu. Pojawiła się lampa wyładowcza. Nie ma w nim żarnika. Zamiast tego elementu znajdują się 2 elektrody, pomiędzy którymi powstaje łuk elektryczny. Gaz w żarówce zwiększa jasność. Pomimo prawie dwukrotnego wzrostu wydajności, takie lampy miały znaczną wadę: aby zapewnić wysokiej jakości łuk, wymagane jest przyzwoite napięcie, które jest prawie identyczne z prądem zapłonu. Aby zapobiec rozładowaniu akumulatora w ciągu kilku minut, do urządzenia samochodowego dodano specjalne moduły zapłonowe.
• 1991g. W BMW serii 7 zastosowano żarówki ksenonowe, ale jako światła drogowe zastosowano konwencjonalne odpowiedniki halogenowe.
• Bixenon. Rozwój ten zaczął być uzupełniany samochodami premium kilka lat po wprowadzeniu ksenonu. Istotą pomysłu była jedna żarówka w reflektorze, która mogłaby zmieniać tryb świateł mijania / drogowych. W samochodzie taką zmianę można osiągnąć na dwa sposoby. Pierwsza - przed źródłem światła zainstalowano specjalną kurtynę, która po przełączeniu na światła mijania poruszała się tak, że zasłaniała część wiązki, aby nadjeżdżający kierowcy nie byli oślepieni. Drugi - w reflektorze zamontowano mechanizm obrotowy, który przesuwał żarówkę do odpowiedniego położenia względem odbłyśnika, dzięki czemu zmieniała się trajektoria wiązki.

Nowoczesny system inteligentnego oświetlenia ma na celu osiągnięcie równowagi między oświetleniem drogi dla kierowców a zapobieganiem oślepianiu nadjeżdżających uczestników ruchu, a także pieszych. Niektóre modele samochodów mają specjalne ostrzegawcze sygnały świetlne dla pieszych, które są zintegrowane z systemem noktowizyjnym (możesz o tym przeczytać tutaj).

Automatyczne oświetlenie w niektórych nowoczesnych samochodach działa w pięciu trybach, które są uruchamiane w zależności od warunków pogodowych i drogowych. Tak więc jeden z trybów jest uruchamiany, gdy prędkość transportu nie przekracza 90 km / h, a droga jest kręta z różnymi zjazdami i podjazdami. W takich warunkach wiązka światła wydłuża się o około dziesięć metrów, a także staje się szersza. Dzięki temu kierowca może w porę zauważyć zagrożenie, jeśli ramię jest słabo widoczne w normalnym świetle.

Kiedy pojazd zaczyna jechać z prędkością przekraczającą 90 km / h, tryb śledzenia jest aktywowany z dwoma ustawieniami. W pierwszym etapie ksenon bardziej się nagrzewa, moc źródła światła wzrasta do 38 W. Po osiągnięciu progu 110 kilometrów na godzinę ustawienie wiązki światła zmienia się - wiązka staje się szersza. W tym trybie kierowca może widzieć drogę 120 metrów przed samochodem. W porównaniu ze standardowym oświetleniem jest to 50 metrów dalej.

Gdy zmieniają się warunki drogowe i samochód znajduje się w zaparowanym obszarze, inteligentne światło dostosuje światło do niektórych działań kierowcy. Tak więc tryb włącza się, gdy prędkość pojazdu spada do 70 km / h, a kierowca zapala tylne światło przeciwmgielne. W tym przypadku lewa żarówka ksenonowa obraca się lekko na zewnątrz i przechyla się tak, że jasne światło pada na przód samochodu, dzięki czemu płótno jest wyraźnie widoczne. To ustawienie wyłączy się, gdy tylko pojazd przyspieszy do prędkości powyżej 100 km / h.

Następną opcją jest włączanie świateł. Uruchamia się przy małej prędkości (do 40 kilometrów na godzinę przy skręcaniu kierownicą pod dużym kątem) lub podczas postoju z włączonym kierunkowskazem. W takim przypadku program włącza światło przeciwmgielne po tej stronie, po której nastąpi skręt. To pozwala zobaczyć pobocze drogi.

Niektóre pojazdy są wyposażone w system inteligentnego oświetlenia Hella. Rozwój działa zgodnie z następującą zasadą. Reflektor wyposażony jest w napęd elektryczny i żarówkę ksenonową. Kiedy kierowca przełącza światła mijania / drogowe, soczewka w pobliżu żarówki porusza się tak, że światło zmienia kierunek.

W niektórych modyfikacjach zamiast ruchomej soczewki występuje pryzmat z kilkoma twarzami. Po przejściu do innego trybu świecenia element ten obraca się, zastępując odpowiednią twarz żarówką. Aby model był odpowiedni dla różnych rodzajów ruchu, pryzmat dostosowuje się do ruchu lewostronnego i prawostronnego.

Inteligentna instalacja świetlna musi koniecznie mieć jednostkę sterującą, do której podłączone są niezbędne czujniki, na przykład prędkość, sterowanie, łapacze światła nadjeżdżającego itp. Na podstawie otrzymanych sygnałów program dostosowuje reflektory do żądanego trybu. Bardziej innowacyjne modyfikacje są nawet synchronizowane z nawigatorem samochodu, dzięki czemu urządzenie jest w stanie przewidzieć z wyprzedzeniem, który tryb będzie wymagał aktywacji.

Optyka Auto LED

Ostatnio popularne stały się lampy LED. Wykonane są w postaci półprzewodnika, który świeci, gdy przepływa przez niego prąd. Zaletą tej technologii jest szybkość reakcji. W takich lampach nie trzeba podgrzewać gazu, a zużycie energii elektrycznej jest znacznie niższe niż w przypadku odpowiedników ksenonowych. Jedyną wadą diod LED jest ich niska jasność. Aby go zwiększyć, nie można uniknąć krytycznego nagrzania produktu, co wymaga dodatkowego układu chłodzenia.

Zdaniem inżynierów ten rozwój zastąpi żarówki ksenonowe ze względu na szybkość reakcji. Ta technologia ma kilka zalet w porównaniu z klasycznymi urządzeniami oświetleniowymi do samochodów:

1. Urządzenia są przewymiarowane, co pozwala producentom samochodów na ucieleśnienie futurystycznych pomysłów z tyłu ich modeli.
2. Działają znacznie szybciej niż halogeny i ksenony.
3. Możesz stworzyć wielosekcyjne reflektory, z których każda komórka będzie odpowiedzialna za swój własny tryb, co znacznie ułatwia projektowanie układu i czyni go tańszym.
4. Żywotność diod LED jest prawie identyczna z żywotnością całego pojazdu.
5. Takie urządzenia nie wymagają dużej ilości energii, aby się świecić.

Osobną pozycją jest możliwość zastosowania diod LED, aby kierowca wyraźnie widział drogę, ale jednocześnie nie oślepiał nadjeżdżających pojazdów. W tym celu producenci wyposażają system w elementy do mocowania nadjeżdżającego światła, a także w położenie samochodów z przodu. Ze względu na dużą szybkość reakcji, tryby są przełączane w ułamku sekundy, co zapobiega sytuacjom awaryjnym.

Wśród inteligentnej optyki LED są następujące modyfikacje:

• Standardowy reflektor składający się maksymalnie z 20 stałych diod LED. Po włączeniu odpowiedniego trybu (w tej wersji jest to najczęściej bliski lub daleki blask), aktywowana jest odpowiednia grupa elementów.
• Reflektor Matrix. Jego urządzenie zawiera dwa razy więcej elementów LED. Są również podzielone na grupy, ale elektronika w tej konstrukcji jest w stanie wyłączyć niektóre sekcje pionowe. Z tego powodu światła drogowe nadal świecą, ale obszar w obszarze nadjeżdżającego samochodu jest zaciemniony.
• Reflektor Pixel. Składa się już z maksymalnie 100 elementów, które są podzielone na sekcje nie tylko w pionie, ale także w poziomie, co rozszerza zakres ustawień wiązki światła.
• Reflektor pikselowy z sekcją laserowo-fosforową, która jest aktywowana w trybie świateł drogowych. Podczas jazdy po autostradzie z prędkością przekraczającą 80 km / h elektronika włącza lasery, które trafiają na odległość do 500m. Oprócz tych elementów system wyposażony jest w czujnik podświetlenia. Gdy tylko padnie na niego najmniejsza wiązka z nadjeżdżającego samochodu, światła drogowe są wyłączane.
• Reflektor laserowy. To jest najnowsza generacja świateł samochodowych. W przeciwieństwie do odpowiednika LED, urządzenie generuje o 70 lumenów więcej energii, jest mniejsze, ale jest bardzo drogie, co nie pozwala na wykorzystanie rozwoju w autach budżetowych, które najczęściej oślepiają innych kierowców.

Główne zalety

Aby zdecydować, czy kupić samochód wyposażony w tę technologię, należy zwrócić uwagę na zaletę automatycznego dostosowywania optyki do warunków na drodze:

• Samo ucieleśnienie idei, że światło było skierowane nie tylko w dal i przed samochód, ale miało kilka różnych trybów, to już ogromny plus. Kierowca może zapomnieć o wyłączeniu świateł drogowych, co może zdezorientować właściciela nadjeżdżającego pojazdu.
• Inteligentne oświetlenie pozwoli kierowcy mieć dobry widok na krawężnik i tor podczas pokonywania zakrętów.
• Każda sytuacja na drodze może wymagać własnego reżimu. Przykładowo, jeśli reflektory nie są wyregulowane na nadjeżdżających drogach, a nawet światła mijania są oślepiające, program może włączyć tryb świateł drogowych, ale z przyciemnieniem odcinka, który odpowiada za oświetlenie lewej strony jezdni. Przyczyni się to do zwiększenia bezpieczeństwa pieszych, gdyż często w takich okolicznościach dochodzi do kolizji z osobą poruszającą się poboczem jezdni w ubraniu bez elementów odblaskowych.
• Diody LED na tylnej optyce są lepiej widoczne w słoneczny dzień, ułatwiając kontrolę prędkości pojazdów jadących z tyłu po zahamowaniu samochodu.
• Inteligentne światło sprawia również, że podróżowanie w złych warunkach pogodowych jest bezpieczniejsze.

Jeśli kilka lat temu taka technologia została zainstalowana w modelach koncepcyjnych, dziś jest już aktywnie wykorzystywana przez wielu producentów samochodów. Przykładem tego jest AFS, który jest wyposażony w najnowszą generację Skody Superb. Elektronika działa w trzech trybach (oprócz dalekiego i bliskiego):

1. Miasto - aktywowane przy prędkości 50 km / h. Wiązka światła trafia blisko, ale wystarczająco szeroko, dzięki czemu kierowca jest w stanie wyraźnie widzieć obiekty po obu stronach jezdni.
2. Autostrada - ta opcja jest włączona podczas jazdy po autostradzie (prędkość powyżej 90 kilometrów na godzinę). Optyka kieruje wiązkę wyżej, aby kierowca mógł dalej widzieć obiekty i z góry określić, co należy zrobić w danej sytuacji.
3. Mieszane - reflektory dostosowują się do prędkości pojazdu, a także do obecności nadjeżdżających pojazdów.

Oprócz powyższych trybów system ten samodzielnie wykrywa, kiedy na ulicy zaczyna padać deszcz lub mgła i dostosowuje się do zmienionych warunków. Ułatwia to kierowcy kierowanie samochodem.

Oto krótki film pokazujący, jak działają inteligentne reflektory opracowane przez inżynierów BMW:

Inteligentne reflektory BMW

Pytania i odpowiedzi:

Jak używać reflektorów w samochodzie? Tryb świateł mijania zmienia się w przypadku: mijania nadjeżdżających z przeciwka (150 metrów), gdy istnieje możliwość oślepienia nadjeżdżających lub mijania (odbicie w lusterku jest oślepione) kierowców, w mieście na oświetlonych odcinkach drogi .

Jakie światło jest w samochodzie? Kierowca ma do dyspozycji: gabaryty, kierunkowskazy, światła postojowe, DRL (światła do jazdy dziennej), reflektory (mijania/drogowe), światła przeciwmgielne, światło hamowania, światło cofania.

Jak włączyć światło w samochodzie? To zależy od modelu samochodu. W niektórych samochodach światło włącza się przełącznikiem na konsoli środkowej, w innych - na przełączniku kierunkowskazów na kolumnie kierownicy.