Что такое система умного света в машине и зачем она нужна?

Казалось, что может быть проще лампочки в машине. Но на самом деле оптика авто имеет сложное строение, от чего зависит безопасность на дороге. Даже обычная фара автомобиля нуждается в том, чтобы ее правильно отрегулировали. В противном случае свет будет распространяться либо на небольшое расстояние от автомобиля, либо даже ближний режим будет слепить водителей встречного транспорта.

С появлением современных систем безопасности даже освещение претерпело коренные изменения. Рассмотрим передовую технологию, которая называется «умный свет»: в чем ее особенность и достоинства подобной оптики.

Принцип работы

Основной недостаток любого света в машинах – неизбежное ослепление водителей встречного транспорта, если автомобилист забывает переключиться на другой режим. Особенно опасной в темное время суток является езда по холмистой и извилистой местности. В таких условиях встречная машина в любом случае будет попадать в луч, исходящий от фар встречного транспорта.

Над этой проблемой борются инженеры ведущих компаний по производству автомобилей. Их работа увенчалась успехом, и в автомире появилась разработка умного света. Электронная система имеет способность менять интенсивность и направленность светового пучка так, чтобы водитель автомобиля комфортно видел дорогу, но при этом не слепил встречных участников дорожного движения.

На сегодняшний день существует несколько разработок, которые имеют незначительные отличия, но принцип работы остается практически неизменным. Но прежде чем рассмотрим, как функционирует программа, сделаем небольшой экскурс в историю развития автосвета:

• 1898г. Первый электромобиль Columbia был оснащен лампочками с нитью накаливания, но разработка не прижилась, потому что у лампы был крайне маленький срок службы. Чаще всего использовались обычные светильники, которые позволяли лишь обозначить габариты транспорта.
• 1900-е годы. На первых автомобилях свет был примитивным, и мог исчезнуть при небольшом порыве ветра. В начале ХХ века на смену обычным свечам в светильниках пришли ацетиленовые аналоги. Они работали от ацетилена, находящегося в резервуаре. Чтобы включить свет, водитель открывал вентиль установки, дожидался, пока газ по трубкам поступит в фару, а затем поджигал его. Такая оптика нуждалась в постоянной перезарядке.
• 1912г. В лампочках вместо угольной нити стали использовать вольфрамовую, что повысило ее стабильность и увеличило рабочий ресурс. Первый автомобиль, который получил такое обновление – Cadillac. Впоследствии разработка нашла свое применение и в других известных моделях.
• Первые поворотные лампы. В модели авто Willys-Knight 70А Touring центральная лампочка была синхронизирована с поворотными колесами, благодаря чему меняла направление луча в зависимости от того, куда водитель собирался повернуть. Единственным недостатком было то, что для подобной разработки лампочка с нитью накаливания становилась менее практичной. Чтобы увеличить дальнобойность устройства, нужно было повышать ее свечение, из-за чего нить быстро перегорала. Поворотная разработка укоренилась только в конце 60-хгг. Первый серийный автомобиль, получивший работающую систему изменения направленности луча, – Citroen DS.
• 1920-е годы. Появляется привычная многим автомобилистам разработка – лампочка с двумя нитями накала. Одна из них активируется, когда включается ближний свет, а другая – когда дальний.
• Середина прошлого века. Чтобы решить проблему с яркостью, разработчики автомобильного света вернулись к идее свечения газа. В колбу классической лампочки решили закачать галоген – газ, с помощью которого вольфрамовая нить восстанавливалась во время яркого свечения. Максимальная яркость изделия была достигнута благодаря замене газа на ксенон, который позволял нити накалиться практически до температуры плавления вольфрамового материала.
• 1958г. В европейских стандартах появился пункт, который требовал использовать особенные отражатели, создающие ассиметричный световой пучок – чтобы левый край светил ниже правого и не слепил встречных автомобилистов. В Америке не учитывают этот фактор, а продолжают использовать автосвет, который равномерно рассеивается по освещаемому участку.
• Инновационная разработка. С применением ксенона инженеры открыли еще одну разработку, улучшившую качество свечения и рабочий ресурс изделия. Появилась газоразрядная лампа. В ней нет нити накаливания. Вместо этого элемента стоят 2 электрода, между которыми создается электрическая дуга. Газ, находящийся в колбе усиливает яркость. Несмотря на повышение эффективности почти в два раза, у таких ламп был существенный недостаток: для обеспечения качественной дуги требуется приличное напряжение, которое практически идентично току в зажигании. Чтобы аккумулятор не разряжался за считанные минуты, в устройство автомобиля добавили специальные модули розжига.
• 1991г. BMW 7-Series устанавливали ксеноновые лампы, но в качестве дальнего света использовались обычные галогеновые аналоги.
• Биксенон. Этой разработкой начали комплектоваться премиальные автомобили спустя несколько лет после внедрения ксенона. Суть идеи заключалась в том, чтобы в фаре стояла одна лампочка, которая могла менять режим ближнего/дальнего света. В автомобиле такое переключение могло обеспечиваться двумя способами. Первый – перед источником света устанавливалась специальная шторка, которая при переходе на ближний свет перемещалась так, что закрывала часть луча, чтобы встречные водители не были ослеплены. Второй – в фаре устанавливался поворотный механизм, который перемещал лампочку в соответствующее положение относительно отражателя, благодаря чему менялась траектория луча.

Современная система умного света направлена на достижение баланса между освещением дороги для автомобилиста и предотвращением ослепления встречных участников движения, а также пешеходов. В некоторых моделях авто имеются специальные предупреждающие световые сигналы для пешеходов, которые интегрированы в систему ночного видения (о ней можно прочитать здесь).

Автоматический свет в некоторых современных машинах работает в пяти режимах, которые срабатывают в зависимости от погодных условий и особенностей дороги. Так, один из режимов срабатывает, когда скорость транспорта не превышает 90км/ч, а дорога извилистая с различными спусками и подъемами. В таких условиях световой пучок удлиняется приблизительно на десять метров, а также становится более широким. Это позволяет водителю вовремя заметить опасность, если обочина плохо просматривается при обычном свете.

Когда автомобиль начинает ехать со скоростью, превышающей 90 км/ч, активируется режим трассы с двумя ступенями настройки. На первой ступени ксенон разогревается сильнее, мощность источника света увеличивается до 38 Вт. При достижении порога в 110 километров/час настройка светового луча меняется – пучок становится шире. Такой режим может позволять водителю видеть дорогу на 120 метров впереди авто. По сравнению со штатным светом это на 50 метров дальше.

Когда условия на дороге меняются, и машина оказывается в туманной области, умный свет будет настраивать свет в соответствии с некоторыми действиями водителя. Так, режим включается, когда скорость транспорта снижается до 70 км/ч, а водитель зажигает задний противотуманный фонарь. В таком случае левая ксеноновая лампочка немного поворачивается на внешнюю сторону и наклоняется так, чтобы яркий свет бил под переднюю часть авто, благодаря чему полотно хорошо просматривается. Эта настройка выключится, как только транспорт разгонится до скорости выше 100 км/ч.

Следующая опция – подсветка поворота. Она активируется на небольшой скорости (до 40 километров в час при повороте рулевого колеса на большой угол) или во время остановки с включенным поворотным сигналом. В этом случае программа включает противотуманку на стороне, куда будет выполняться поворот. Это позволяет просматривать обочину дороги.

Некоторые автомобили оснащаются системой умного света Хелла. Разработка работает по следующему принципу. В фаре установлен электропривод и ксеноновая лампочка. Когда водитель переключает ближний/дальний свет, линза возле лампочки перемещается так, чтобы луч менял свое направление.

В некоторых модификациях вместо смещающейся линзы стоит призма с несколькими гранями. При переходе на другой режим свечения этот элемент проворачивается, подставляя соответствующую грань к лампочке. Чтобы модель подходила для разных типов дорожного движения, призма подстраивается под лево- и правостороннее движение.

Установка умного света обязательно имеет блок управления, к которому подключаются необходимые датчики, например, скорости, поворота руля, улавливатели встречного света и т.д. На основании получаемых сигналов программа подстраивает фары под нужный режим. Более инновационные модификации даже синхронизируются с автомобильным навигатором, благодаря чему устройство способно заранее предугадать, какой режим нужно будет активировать.

Светодиодная оптика авто

В последнее время популярностью стали пользоваться светодиодные лампы. Они выполнены в виде полупроводника, который светится, когда через него проходит электричество. Преимущество у такой технологии – скорость срабатывания. В таких лампах не нужно разогревать газ, а потребление электричества намного ниже, чем у ксеноновых аналогов. Единственный недостаток светодиодов – небольшая яркость. Чтобы ее повысить, не избежать критического нагрева изделия, из-за чего требуется дополнительная система охлаждения.

По мнению инженеров, эта разработка придет на смену ксеноновым лампочкам благодаря скорости срабатывания. По сравнению с классическими осветительными приборами для машин данная технология имеет несколько преимуществ:

1. Устройства негабаритные, благодаря чему автопроизводители могут воплощать футуристические идеи в кузове своих моделей.
2. Срабатывают намного быстрее, чем галогенки и ксеноны.
3. Можно создавать многосекционные фары, каждая ячейка которой будет отвечать за свой режим, что намного облегчает конструкцию системы и делает ее дешевле.
4. Срок работы светодиодов практически идентичен рабочему ресурсу всего автомобиля.
5. Для свечения такие устройства не требуют большого количества энергии.

Отдельный пункт – это возможность использовать светодиоды так, чтобы водитель мог хорошо видеть дорогу, но при этом не ослеплял встречный транспорт. Для этого производители оснащают систему элементами фиксации встречного света, а также положения впереди идущих авто. Благодаря высокой скорости срабатывания режимы переключаются в доли секунды, что предотвращает аварийные ситуации.

Среди светодиодной умной оптики присутствуют следующие модификации:

• Стандартная фара, которая состоит максимум из 20 неподвижно расположенных светодиодов. При включении соответствующего режима (в таком исполнении это чаще всего ближнее или дальнее свечение) активируются соответствующая группа элементов.
• Матричная фара. В ее устройство входит в два раза больше светодиодных элементов. Они тоже разделены на группы, однако электроника в таком исполнении способна выключать некоторые вертикальные секции. Благодаря этому дальний свет продолжает светить, но участок в области встречного авто затемняется.
• Пиксельная фара. Она состоит уже максимум из 100 элементов, которые разделены на секции не только по вертикали, но и по горизонтали, что расширяет диапазон настроек светового пучка.
• Пиксельная фара с лазерно-люминофорной секцией, которая активируется в режиме дальнего света. Во время езды по трассе на скорости, превышающей 80 километров/час, электроника включает лазеры, которые бьют на расстояние до 500м. Помимо этих элементов система оснащена датчиком встречного света. Как только на него попадает малейший луч от встречной машины, дальний свет деактивируется.
• Лазерная фара. Это самая последняя генерация автомобильного света. В отличие от светодиодного аналога устройство генерирует на 70 люменов больше энергии, оно менее габаритное, но при этом стоит очень дорого, что не позволяет использовать разработку в бюджетных автомобилях, которые чаще всего слепят других водителей.

Основные преимущества

Чтобы решить, стоит ли приобретать автомобиль, оснащенный подобной технологией, нужно обратить внимание на преимущество автоматической адаптации оптики под условия на дороге:

• Само воплощение идеи, чтобы свет был направлен не только вдаль и перед машиной, а имел несколько разных режимов, уже огромный плюс. Водитель может забыть выключить дальний свет, что может дезориентировать владельца встречного транспорта.
• Умный свет будет позволять водителю хорошо видеть обочину и трассу на повороте.
• Каждая ситуация на дороге может требовать своего режима. Например, если на встречном транспорте не отрегулированы фары, и даже ближний свет ослепляет, программа может включить дальний режим, но с затемнением секции, которая отвечает за освещение левой части дороги. Это поспособствует безопасности пешеходов, так как часто в подобных обстоятельствах совершается наезд на человека, передвигающегося по обочине в одежде без светоотражающих элементов.
• Светодиоды задней оптики в солнечный день лучше видны, что облегчает контроль скорости транспорту, следующему позади, когда машина тормозит.
• Умный свет также делает более безопасной поездку в местности с плохими погодными условиями.

Если несколько лет назад подобная технология устанавливалась в концептуальные модели, то сегодня она уже активно используется многими автопроизводителями. Примером тому служит AFS, которой оснащается последнее поколение Skoda Superb. Электроника работает в трех режимах (помимо дальнего и ближнего):

1. Город – активируется на скорости в пределах 50 км/ч. Световой пучок бьет недалеко, но достаточно широко, благодаря чему водитель способен хорошо видеть объекты на обеих сторонах дороги.
2. Трасса – эта опция включается при движении по автомагистрали (скорость более 90 километров/час). Оптика направляет пучок выше, чтобы водитель мог дальше видеть объекты и заранее определить, что нужно сделать в конкретной ситуации.
3. Смешанный – фары подстраиваются под скорость автомобиля, а также наличие встречного транспорта.

В дополнение к перечисленным режимам эта система самостоятельно определяет, когда на улице начинается дождь или туман и подстраивается под изменившиеся условия. Это облегчает задачу водителю в управлении машины.

Вот небольшое видео о том, как работают умные фары, разработанные инженерами компании BMW:

Умные фары от BMW

Вопросы и ответы:

Как пользоваться фарами в машине? Режим дальний-ближний свет меняется в случае: встречного разъезда (за 150 метров), когда есть вероятность ослепить встречных или попутных (слепит отражение в зеркале) водителей, в городе на освещенных участках дороги.

Какой свет есть в машине? В распоряжении водителя имеются: габариты, указатели поворотов, стояночные огни, ДХО (дневные ходовые огни), фары (ближний/дальний свет), противотуманки, стоп-сигнал, фонарь заднего хода.

Как в машине включить свет? Это зависит от модели авто. В одних автомобилях свет включается переключателем на центральной консоли, в других – на подрулевом переключателе поворотников.