Automatická regulace sklonu světlometů – jak to funguje a proč je to potřeba

Osvětlovací zařízení vozidel jsou navržena tak, aby zajišťovala bezpečnost provozu a snadnou obsluhu v kteroukoli denní dobu a za různých podmínek silničního a terénního provozu, jakož i na parkovištích a zastávkách.

Mezi osvětlovací zařízení patří světlomety, obrysová světla, přední a zadní světla, osvětlení SPZ, osvětlení interiéru a zavazadlového prostoru, osvětlení motorového prostoru a odkládací schránky, jakož i osvětlení ovládacích panelů, různé číselníky atd.

1. Systémy adaptivního osvětlení

Výrobci automobilů se začali pokoušet otáčet světlomety automobilů za volantem ihned poté, co se objevily samotné světlomety. Mechanické spojení světlometů a volantu však neumožňovalo korelovat úhel natočení paprsků s rychlostí pohybu.

Nyní se myšlenka rohového osvětlení oživuje na nové, elektronické úrovni. Nejjednodušším řešením je přídavné obrysové světlo, které se rozsvítí při otočení volantu nebo zapnutí směrovky do rychlosti 70 km/h. Podobné světlomety mají například Audi A8 (první použití) a Porsche Cayenne. Dalším krokem jsou natáčecí světlomety. V nich se světlomet s přihlédnutím k rychlosti pohybu, úhlu natočení volantu a úhlové rychlosti vozu kolem svislé osy (snímač natočení) otáčí za volantem v rozmezí 15. 22° směrem ven a 7° dovnitř. BMW jsou vybavena takovými světlomety,

Mercedes, Lexus, Opel Astra. Třetí možnost pro adaptivní světlo je kombinovaná. Při vysokých rychlostech je aktivní pouze natáčecí světlomet a při pomalých zatáčkách nebo při manévrování se aktivuje statické osvětlení (má větší úhel pokrytí – až 90°). Opel Signum je takovými světlomety vybaven.

Příkladem systému adaptivního osvětlení je systém Adaptive Front-Lighting System (AFL), který umožňuje světlometům přizpůsobit se vozovce. Tento systém kombinuje dynamické ovládání světlometů se statickým ovládáním bočních světel na křižovatkách a v úzkých klikatých průjezdech. Při použití silničního osvětlení pokrývá výrazně větší úhel než při použití konvenčního systému (obr. 1).

Obr. 1. Silniční osvětlení s konvenčním (a) systémem a adaptivním (b) systémem

Na dálnici se takové světlomety dokážou natočit do zatáčky pod úhlem až 15° v závislosti na rychlosti vozu a úhlu natočení volantu. V tomto případě jsou levý a pravý světelný paprsek natočeny pod různými úhly (obr. 2).

Obr. 2. Úhly natočení světlometů adaptivního systému při odbočování vlevo (a) a vpravo (b)

Pohon je ovládán ovladačem, který analyzuje rychlost vozidla a úhel natočení volantu (obr. 3).

Obr. 3. Adaptivní světlomet: 1 — optický prvek potkávacího/dálkového světla; 2 – pohon; 3 – šneková převodovka; 4 – elektromotor; 5 – lampa; 6 — mechanismus pro otáčení optického prvku

Při rychlosti do 40 km/h se při průjezdu křižovatkami a úzkými průjezdy aktivuje přídavný světlomet. Rozsvítí se, když se zapne blinkr a volant se začne otáčet.

Příkladem adaptivního (bočního) osvětlení je statické osvětlení pomocí LED ve vozech Audi A8 (obr. 4). U tohoto systému je ve světlometu instalován reflektor se čtyřmi LED, které se zapínají kromě potkávacích světel.

Obr. 4. Adaptivní statické boční osvětlení: a — adaptivní osvětlení není zapnuto; b – adaptivní osvětlení je zapnuto

Předpokladem pro rozsvícení přídavných LED je, aby blinkr fungoval při rychlosti maximálně 40 km/h nebo aby byl volant natočen pod dostatečně velkým úhlem při rychlosti nepřesahující 70 km/h.

2. Systémy vypínání dálkových světel a regulace sklonu světlometů

Aby nedocházelo k oslňování protijedoucích řidičů, mohou být osobní vozy vybaveny automatikou systém deaktivace dálkových světel. Rozpoznání situace na silnici před vozem se provádí pomocí dálkové videokamery umístěné na základně vnitřního zpětného zrcátka, pevně namontovaného na čelním skle.

Systém poskytuje řidiči lepší viditelnost v noci, protože dálková světla zůstávají vždy rozsvícena, pokud to situace na silnici a dopravní podmínky dovolují (obr. 5, a). Pokud systémová kamera rozpozná vůz jedoucí směrem nebo před ním, dálková světla se včas vypnou, aby neoslepovala účastníky silničního provozu (obr. 50, b). Když rozpoznané vozidlo opustí detekční zónu systému, automaticky se rozsvítí dálková světla (obr. 50, c).

Obr. 5. Princip činnosti automatického systému vypínání dálkových světel v případě protijedoucího vozidla: a, b — svítí dálková světla; c – dálkové světlo je vypnuté

Na základě osvětlení vozovky systém rozpozná provoz v obydlených oblastech a městech a vypne dálková světla. Po opuštění obydlené oblasti nebo města se dálková světla opět automaticky zapnou. Systémový software je schopen detekovat hustou mlhu, která také způsobí vypnutí dálkových světel.

Dokonalejší je automatická korekce dosahu paprsku světlomety Takový systém plynule přepíná potkávací a dálková světla v závislosti na skutečných podmínkách prostředí a stavu vozovky. Speciální videokamera v řídící jednotce rozpoznává protijedoucí a předjíždějící vozidla. Funkce automatické korekce dosahu světlometů ve své práci také zohledňuje navigační data a přijímá z nich informace o úsecích trasy umístěných před vozem.

Pokud systém detekuje auto jedoucí v protisměru, zmenší se dosah světlometů, dokud se zcela nepřepnou do režimu potkávacích světel (obr. 6). Tím se zabrání oslnění protijedoucích řidičů. Po projetí protijedoucího vozidla, pokud to stav vozovky neumožňuje, se dosah světlometů opět zvýší na režim dálkových světel.

Obr. 6. Osvětlení vozovky v přítomnosti protijedoucího vozu s automatickým nastavením dosahu světlometů

Navigační systém také poskytuje informace o blížících se křižovatkách. V tomto případě se zapne dodatečné osvětlení křižovatky (obr. 7).

Obr. 7. Osvětlení vozovky na křižovatce bez přídavného osvětlení (a) a s přídavným osvětlením (b)

Jedním z moderních systémů osvětlení je aktivní světlo, používané například ve vozech Touareg. Jeho hlavní vlastností je, že neoslepuje protijedoucí řidiče. Xenonové projektorové světlomety umožňují jízdu se stále zapnutými dálkovými světly. Světlomety se automaticky přepnou na potkávací světla, jakmile kamera instalovaná pod čelním sklem (která sleduje i značení) zaznamená protijedoucí nebo projíždějící provoz. Světlomety mají speciální elektricky poháněnou clonu, která umožňuje zablokovat světelný paprsek a vytvořit požadovanou linii omezení (obr. 8).

Obr. 8. Osvětlení vozovky s aktivním světlem

Elektronický systém sám hlídá vozovku a pohybuje závěsem tak, aby protijedoucí vůz byl vždy ve stínu. Systém automaticky hlídá několik vozů najednou, takže řidič může bezpečně jet po venkovské silnici se zapnutými dálkovými světly, což zvyšuje bezpečnost provozu. Doba odezvy systému je 350 ms. Provoz a interakce bezpečnostních systémů probíhá prostřednictvím nové rychlejší sběrnice FlexRay (10 Mbit/s).

3. Osvětlovací soustavy s adaptivním světelným okrajem

Podstatou takového systému je, že přicházející (a zároveň procházející) proudění je sledováno videokamerou instalovanou pod stropem kabiny. Druhá část systému je umístěna ve světlometu automobilu. Pohyblivé reflektory, řízené vysokorychlostním krokovým motorem, změní šířku a směr světelného toku v milisekundách. Zároveň se úhly sklonu a šířka světelného paprsku mění v závislosti na aktuální situaci na silnici. Paprsek světla ze světlometů dopadne pouze na asfalt, ale ne do očí protijedoucího řidiče a ne do zrcátka někoho, kdo jede stejným směrem (obr. 9). Videokamera, která detekuje potenciální překážku, vydá příkaz k jejímu osvětlení.

Obr. 9. Směr paprsku světlometů s adaptivním omezením světla

4. Automatické nastavení sklonu světlometů

Aby nedošlo k oslnění protijedoucích řidičů světlomety automobilů, jsou moderní osobní vozy vybaveny světlomety s automatickým zařízením pro regulaci sklonu světlometů (obr. 10).

Automatická řídicí jednotka sklonu světlometů určuje úroveň zatížení vozidla pomocí dvou snímačů na přední a zadní nápravě vozidla, instalovaných na stejné straně. Tyto informace jsou přenášeny do řídící jednotky, která mění napětí v servomotorech. Ten se automaticky natáčí v závislosti na zatížení vozidla a zajišťuje optimální osvětlení vozovky.

Obr. 10. Schéma automatického systému regulace sklonu světlometů: a – vůz není naložený; b – auto je naloženo; 1 — servomotor pro automatickou regulaci sklonu světlometů; 2 — řídicí jednotka pro automatický dosah světlometů; 3, 4 — snímače zatížení

5. Systém nočního vidění

Systém nočního vidění je navržen tak, aby řidiči poskytoval informace o podmínkách jízdy v noci. Systém umožňuje rozpoznat všechny druhy překážek, účastníky silničního provozu, chodce na neosvětlené vozovce a také další trajektorii trasy.

Systém pomáhá odlehčit řidiči za podmínek špatné viditelnosti a tím zvyšuje bezpečnost jízdy. Noční vidění je v současnosti k dispozici jako volitelná výbava u prémiových osobních vozů. Princip fungování systému je založen na záznamu infračerveného (tepelného) záření objektů speciální kamerou a jeho promítání na displej ve formě obrazu ve stupních šedi.

Existují dva typy systémů nočního vidění: pasivní a aktivní.

Pasivní systémy Kamery pro noční vidění zachycují tepelné záření vycházející z předmětů pomocí termokamery (termokamery). Jakékoli předměty (živé i neživé) mají určitou teplotu a vydávají teplo. V závislosti na teplotě se mění intenzita záření. Díky přítomnosti termovizních přístrojů se převádí na obraz viditelný našim očím. Termokamera zaznamenává infračervené záření z objektů na vzdálenost až 300 m Mají vysokou úroveň kontrastu a nízké rozlišení obrazu.

Pasivní systémy nočního vidění:

• Asistent nočního vidění od Audi;
• Night Vision od BMW;
• Noční vidění od General Motors;
• Inteligentní systém nočního vidění od společnosti Honda.

Aktivní systémy noční monitorování (obr. 11) využívají doplňkový zdroj infračerveného světla instalovaný na voze. Vyznačují se vysokým rozlišením obrazu a dosahem cca 150. 250 m.

Známé aktivní systémy nočního vidění jsou:

• Asistent nočního vidění od Mercedes-Benz;
• Noční pohled z Toyoty.

Jako filtr se používá speciální sklo skládající se z nejtenčích vrstev materiálů jako je MgF.₂Na₃AlF₆, ZnS, TiO₂,Ta₂O₅,Nb₂O₅. Světelné vlny různých délek při průchodu mnoha vrstvami mění fázi a na výstupu se přidávají tak, že buď zhasnou, nebo zvýší intenzitu.

Obr. 11. Uspořádání osvětlovacího systému s infračerveným zářičem

Výsledkem je, že filtr propouští světlo striktně od vlnové délky 780 nm. Světlomet s takovým sklem se zdá být vypnutý, ale pouze pro oko. Protijedoucí řidiči uvidí pouze potkávací světlo, zatímco infračervené záření je vnímáno „třetím okem“ – videokamerou instalovanou za zrcadlem v kabině. Výsledný obraz prochází digitálním zpracováním, které zvyšuje čistotu obrazu. Poté se zobrazí na samostatném monitoru nebo přímo na čelním skle.

Systém je schopen nejen zobrazovat objekty na displeji palubní desky, ale také provádět výběry. Když například elektronika určí, že před vozem je osoba a ta je mimo trajektorii vozu, označí se jeho silueta žlutým rámečkem (obr. 57). Jakmile si systém uvědomí, že se v dráze vozu nachází osoba, její postava se zvýrazní v červeném rámečku a zazní varovný zvuk.

Obr. 12. Výběr zobrazovaných objektů

Infračervený reflektor osvětlí vozovku na 300 m Adaptivní a infračervené osvětlení (obr. 13) se používá u Audi A8, BMW řady 5 atd. Přední světlomety takových vozů, vybavené xenonovými výbojkami, se přizpůsobují nejrůznějším jízdním podmínkám a. pomoci řidiči lépe vidět cestu.

Obr. 13. Silniční osvětlení s adaptivním a infračerveným systémem: 1 – základní světlo; 2 — městské osvětlení („nízké“); 3 — mlhové osvětlení; 4 — dálniční světlo; 5 — osvětlení zatáček na dálnici; 6 — osvětlení zatáček

Při rychlosti vozidla do 50 km/h se v automatickém režimu aktivuje „městský režim“, přičemž paprsek světla osvětlí prostor před vozem relativně blízko (poloha 2) a zvýrazní velký prostor v okolí a vlevo. Se zvyšující se rychlostí se zvyšuje i dosah potkávacích světel. Od rychlosti 110 km/h funguje „dálková světla“. (Uvozovky nejsou náhodné, v novém systému ztrácí tradiční dělení těchto pojmů smysl.)

Pro určení začátku zatáčky je instalován citlivý gyroskopický senzor, při spuštění se paprsek mírně otočí ve směru zatáčky. Pokud řidič zapne blinkr při nízké rychlosti (do 70 km/h) nebo systém detekuje prudký manévr řízení, pak se rozsvítí boční světlo, které vám umožní vidět, co se děje vlevo nebo vpravo.

Když vůz jede v mlze, mlhová světla (poloha 3) se automaticky zapnou. Aby se zabránilo oslňování protijedoucích řidičů, je vybaveno dálniční osvětlení (položka 4) s infračerveným zářičem.

6. Skenovací osvětlovací systémy

Senzory snímající prostor před vozem (rozpoznávání vzorů) se používají již v sériových autech. Příkladem systému rozpoznávání vzorů je nový typ senzorového systému, který rozlišuje předměty před vozem (vyvinutý Audi). Nový vysoce citlivý systém je schopen vytvořit trojrozměrný obraz překážky před vozidlem (obr. 14).

Obr. 14. Skenovací osvětlovací systém

Technologie je založena na zdroji modulovaného infračerveného záření a senzoru (umístěném za čelním sklem na úrovni zpětného zrcátka) vyrobeného z nových fotocitlivých polovodičových prvků známých jako Photonic Mixer Devices (PMD). Tato zařízení jsou schopna zpracovávat signály vrácené z více bodů na objektu současně. Jejich struktura je podobná běžným zařízením s nábojovou vazbou (tzv. CCD matrice) používaným ve videokamerách a fotoaparátech. Využívají rozdílů v době, kdy se paprsky vrátí z různých objektů ve scéně ke každému ze snímacích prvků pole PMD.

Pro výpočet objemového obrazu systém porovnává signál z každého pixelu matice s referenčním modulovaným signálem dodávaným obvodem emitoru, zatímco vnější infračervené světlo (například ze slunce) je odděleno od vlastního signálu.

Zorné pole senzoru je horizontálně 32° a vertikálně – 8°. Frekvence snímání překážek je 200 Hz, což umožňuje rychle detekovat změny situace na silnici.

0 29. června 2016

Proč potřebujete nastavení světla a jak to funguje?

• Proč potřebujete nastavení světla a jak to funguje?
• Co je ovládání dosahu světlometů?
• Manuální ovládání dosahu světlometů
• Automatické nastavení sklonu světlometů
• Výhody a nevýhody ručních a automatických korektorů
• Běžné problémy s ovládáním dosahu světlometů

Naprosto všichni majitelé aut budou souhlasit s tím, že řídit auto v noci je ve srovnání s dnem docela obtížné. A nejde zde jen o to, že kvůli nedostatku denního světla je snížená viditelnost na silnici.

• Co je ovládání dosahu světlometů?
• Manuální ovládání dosahu světlometů
• Automatické nastavení sklonu světlometů
• Výhody a nevýhody ručních a automatických korektorů
• Běžné problémy s ovládáním dosahu světlometů

—>Dalším zdrojem problému jsou starší auta, která nemají ovládání dosahu světlometů. I když zdrojem problému mohou být i moderní auta. Například korektor světlometů je rozbitý nebo jej majitel automobilu používá nesprávně, nebo jej zpravidla nepoužívá (v případě ručního korektoru).

Co je ovládání dosahu světlometů?

Korektor světlometů je mechanismus, který udržuje optickou osu světlometů v požadované rovině vůči dráze. To znamená, že i když je karoserie zkosená, což je dost pravděpodobné, pokud auto jede vysokou rychlostí, silnice bude dobře osvětlená.

Je to legrace! Ještě v roce 1990 vydala německá legislativa vyhlášku, podle níž byla instalace regulace dosahu světlometů povinná na všechny vozy. A teprve od roku 1999 musí být všechna auta vyrobená v Evropě vybavena systémem regulace dosahu světlometů.

V souladu s principem činnosti existují dva typy řídicích jednotek dosahu světlometů:

— nucená akce (manuální);

Manuální ovládání dosahu světlometů

Regulátor sklonu světlometů s nuceným chodem je ovládán osobně řidičem, odtud pochází jeho další název – manuální regulace sklonu světlometů. Tento typ korektoru je instalován na většině levných automobilů, a proto je s ním mnoho majitelů automobilů obeznámeno. K aktivaci korektoru stačí otočit kolečkem, což je jiný název pro otočný přepínač. Vzhledem k tomu, že elektromechanický pohon ovládání dosahu světlometů se používá častěji než ostatní, zvážíme to.

Věděl jsi? První zaměřovače světlometů se objevily na autech již v 50. letech, ale byly jimi vybaveny pouze luxusní vozy.

Otočný přepínač má zpravidla digitální nebo grafické značení, které určuje polohu světlometů. Takže v závislosti na plnosti stroje a změně jeho sklonu se provádějí úpravy.

To znamená, že pokud vzadu seděli 3 lidé a kufr byl naložený do posledního místa, je zcela jasné, že se zadní část vozu prohne a přední se zvedne, což povede k tomu, že světlomety budou svítit příliš vysoko. To zase způsobí, že budete oslňovat protijedoucí řidiče. Abyste tomu zabránili, musíte otočit kolo tak, aby světlo šlo níže.

Otočením spínače se vyšle požadovaný signál do převodového motoru, který zase natočí světlomet do požadované polohy. Ale přesto můžete na silnici často narazit na auto, jehož světlomety buď něco hledají pod koly, nebo zasněně koukají do hvězdné oblohy. Ano, řidič potřebuje jen pár sekund, aby napravil svou chybu, ale přesto to bude provedeno, jak se říká, „od oka“. Automatizace to zvládne mnohem lépe.

Automatické nastavení sklonu světlometů

Tento typ ovládání dosahu světlometů je pokročilejším systémem pro ovládání polohy čáry omezení. Automatické vyrovnávání se používá u xenonových i halogenových světlometů.

Pokud vezmete halogenové světlomety, pak korektor funguje v závislosti na poloze těla. V případě xenonových světlometů je korektor pokročilejší. Udržuje světlo na stejné úrovni v závislosti na zatížení a jízdních podmínkách (zatáčení, zrychlování, jízda po nerovném povrchu, brzdění). Vzhledem k tomu, že xenonové světlomety vydávají světlo s vysokou intenzitou, je pro ně použití automatické regulace sklonu světlometů zásadní.

Mechanismus tohoto korektoru zahrnuje:

— snímače světlé výšky;

— elektronická řídicí jednotka;

Zpravidla jsou v systému instalovány 2-3 snímače světlé výšky: 1-2 v přední části vozu a 1 vzadu pomocí bezkontaktního snímače úhlu natočení volantu. Informace ze snímačů jsou odesílány do elektronické řídicí jednotky pro ovládání dosahu světlometů a poté jednotka provádí řídicí akce na aktuátorech – rotačních modulech xenonových světlometů. Následně je díky práci automatického korektoru světlo z xenonových světlometů vždy pod kontrolou a neoslepuje protijedoucí řidiče.

Výhody a nevýhody ručních a automatických korektorů

Výhody:

1. Manuální regulátor sklonu světlometů se snadno používá a není drahý.

2. Manuální korektor umožňuje zvolit optimální výšku světlometu v závislosti na situaci na silnici.

3. Systém automatického nastavování sklonu světlometů rychleji reaguje na změny polohy těla.

Nevýhody:

1. Vyžaduje neustálé seřizování.

2. Řidiči velmi často zapomínají nastavit výšku světlometů.

3. Tento systém korektorů je dražší než manuální.

Mechanismus automatického nastavení umožňuje ovládat osvětlení světlometů tak, aby řidiči zaručil nejen dobrou viditelnost vozovky, ale také neoslepoval protijedoucí řidiče.

Zajímavé vědět! První manuální nastavovače světlometů se nazývaly statické a jejich možnosti byly přísně omezené. Polohu reflektorů bylo možné změnit pouze před cestou. To znamená, že vůz byl naložen a teprve poté na základě změn došlo k úpravě úhlu polohy. A teprve v 70. letech bylo možné upravit polohu předního světla, aniž byste opustili auto.

Běžné problémy s ovládáním dosahu světlometů

Jako každý mechanismus, ovladač dosahu světlometů automobilu dříve nebo později začne selhávat nebo přestane fungovat. Co by to mohlo způsobovat? Stejně jako u většiny moderní elektroniky, Senzory jsou považovány za nejzranitelnější místo v konstrukci řídicích jednotek dosahu světlometů. Řidiči si často stěžují, že se na palubní desce jejich vozu rozsvítí čidlo poruchy ovládání dosahu světlometů. K tomu dochází hlavně tehdy, když se zlomí držák držící senzor. Vzhledem k tomu, že snímač upravuje sklon světlometů na základě světlé výšky, vysílá chybné informace a v důsledku toho chybu v činnosti korektoru.

Další důvod nesprávné činnosti korektoru může být skrytý v kontaktním zapojení. Pokud se kontakty poměrně často zakysávají, jejich vodivost klesá. A v důsledku toho vznikají podobné problémy, když ovládání dosahu světlometů přestane normálně fungovat. Pamatujte, že přesné ovládání dosahu světlometů prospívá nejen vaší bezpečnosti, ale také bezpečnosti ostatních motoristů, které po cestě míjíte.

Přihlaste se k odběru našich kanálů na sociálních sítích, jako je Facebook, Vkontakte, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter a Telegram: všechny nejzajímavější automobilové události se shromažďují na jednom místě.