什麼是自適應大燈？ 工作原理和目的
Содержание
隨著自動駕駛汽車的出現，道路交通事故的風險增加了。 每一輛新車，即使是預算模型，都會根據現代駕駛員不斷增長的需求進行調整。 因此，汽車可以獲得更強大或更經濟的動力裝置、改進的懸架、不同的車身和各種電子設備。 由於道路上的汽車是潛在的危險源，因此每個製造商都為其產品配備了各種安全系統。
該列表包括主動和被動安全系統。 這方面的一個例子是安全氣囊（更詳細地描述了它們的結構和工作原理 在另一篇文章中）。 但是，某些設備可同時用於安全和舒適系統。 此類別包括汽車頭燈。 沒有戶外照明，就不會再向我們展示任何車輛。 該系統讓您即使在黑暗中也能繼續駕駛，因為車前的定向光束使道路清晰可見。
現代汽車可以使用不同的燈泡來改善道路照明（標準燈泡在這方面做得很差，尤其是在黃昏時）。 他們的品種和工作被詳細描述。 這裡... 儘管頭燈的新元素顯示出最佳的光性能，但它們仍然很不理想。 出於這個原因，領先的汽車製造商正在開發不同的系統，以實現安全和高效照明之間的最佳平衡。
這種發展包括自適應光。 在經典車輛中，駕駛員可以切換近光燈或遠光燈，以及打開尺寸（關於它們執行的功能，閱讀 另）。 但是這種切換在很多情況下並不能提供良好的道路能見度。 例如，城市模式不允許使用遠光燈，在近光燈照明下，道路往往很難看清。 另一方面，切換到近光燈通常會使路緣不可見，這會導致行人離汽車太近，司機可能不會注意到他。
一個實用的解決方案是製造在路緣照明和迎面而來的交通安全之間取得完美平衡的光學器件。 考慮自適應光學的設備、品種和特性。
什麼是自適應大燈和自適應照明？
自適應光學系統是一種根據交通情況改變光束方向的系統。 每個製造商都以自己的方式實現這一想法。 根據設備的修改，大燈獨立地改變燈泡相對於反射器的位置，打開/關閉某些 LED 元件或改變道路某段照明的亮度。
此類系統有多種修改，它們的工作方式不同，適用於不同類型的光學器件（矩陣、LED、激光或 LED 類型）。 這種設備工作在自動模式下，不需要手動調整。 為了高效運行，該系統與其他運輸系統同步。 發光元件的亮度和位置由單獨的電子單元控制。
以下是標準燈失效的幾種情況：
- 在城外的高速公路上行駛允許駕駛員使用遠光燈。 在這種情況下，一個重要的條件是沒有迎面而來的車輛。 然而，一些司機並不總是注意到他們是在燈照明的遠距離模式下駕駛，而使迎面而來的交通參與者（或前車司機的鏡子）蒙蔽了雙眼。 為了在這種情況下提高安全性，自適應燈會自動切換燈。
- 當汽車駛入急彎時，經典的前大燈會專門向前照射。 出於這個原因，駕駛員對彎道周圍的道路不太了解。 自動燈對方向盤轉動的方向做出反應，並相應地將光束引導到道路通向的地方。
- 汽車上山時的情況類似。 在這種情況下，光線向上跳動並且不會照亮道路。 如果另一輛車向您駛來，刺眼的光線肯定會使駕駛員失明。 在克服傳球時觀察到相同的效果。 前照燈中的附加驅動器可讓您改變反射器或照明元件本身的傾斜角度，以便始終盡可能多地觀察道路。 在這種情況下，系統使用一個特殊的傳感器來檢測道路的坡度並相應地調整光學器件的操作。
- 在城市模式下，在夜間駕駛通過一個沒有燈光的十字路口時，駕駛員只能看到其他車輛。 如果您需要轉彎，則很難注意到道路上的行人或騎自行車的人。 在這種情況下，自動化會激活一個額外的聚光燈，照亮汽車的轉彎區域。
各種修改的特點是為了激活某些功能，機器的速度必須對應於某個值。 在某些情況下，這有助於司機遵守定居點範圍內允許的速度限制。
起源史
自 1968 年以來，能夠改變光束方向的大燈技術首次應用於標誌性的雪鐵龍 DS 車型。 這輛車採用了一個適度但非常原始的系統，將大燈反射器轉向方向盤。 這個想法是由法國 Cibie 公司（成立於 1909 年）的工程師實現的。 今天，這個品牌是法雷奧公司的一部分。
儘管當時由於前燈驅動器和方向盤之間的物理連接很僵硬，該設備遠非理想，但這一發展構成了所有後續系統的基礎。 多年來，電動車頭燈一直被歸類為玩具而不是有用的設備。 所有試圖利用這一想法的公司都面臨著一個無法改進系統的問題。 由於前大燈與轉向裝置的緊密連接，燈在適應彎道方面仍然很晚。
在萊昂·西比爾創立的法國公司成為法雷奧的一部分後，這項技術迎來了“第二次風”。 系統改進得如此之快，以至於沒有製造商能夠提前發布新產品。 由於將這種機制引入到車輛的室外照明系統中，夜間行車變得更加安全。
第一個真正有效的系統是 AFS。 2000 年，這款新產品以 Valeo 品牌出現在市場上。 第一個修改也有一個動態驅動器，它對方向盤的轉動做出反應。 只有在這種情況下，系統才沒有剛性機械連接。 大燈轉向的程度取決於汽車的速度。 第一款配備此類設備的車型是保時捷 Cayenne。 這種類型的設備被稱為 FBL 系統。 如果汽車高速行駛，大燈最多可以向轉彎方向轉動 45 度。
過了一會兒，系統收到了一個新東西。 新奇被命名為角落。 這是一個額外的靜態元素，用於照亮汽車將要行駛的轉彎區域。 通過打開稍微遠離中央光束的適當霧燈來照亮交叉路口的一部分。 這個元素可以在轉動方向盤時激活，但在打開轉向燈後更頻繁。 這種系統的類似物經常出現在一些模型中。 這方面的一個例子是 BMW X3（一個外部燈元件被打開，通常是保險槓中的霧燈）或雪鐵龍 C5（一個附加的前照燈安裝的聚光燈被打開）。
該系統的下一個演變涉及速度限制。 DBL修改決定了汽車的速度並調整了元素發光的亮度（汽車移動得越快，大燈照得越遠）。 此外，當汽車高速進入一個長彎時，弧的內部被照亮，以免使迎面而來的車輛的駕駛員致盲，而外部弧的光束跳動得更遠，並朝著轉彎偏移。
自 2004 年以來，該系統得到了進一步發展。 出現了完整的 AFS 修改。 這是一個全自動選項，不再基於駕駛員的行為，而是基於各種傳感器的讀數。 例如，在道路的筆直路段上，駕駛員可以通過機動繞過小障礙物（洞或動物），而無需打開轉向燈。
作為工廠配置，這種系統已經在奧迪 Q7 (2009) 中找到。 它由不同的 LED 模塊組成，這些模塊根據來自控制單元的信號點亮。 這種類型的大燈能夠垂直和水平轉動。 但即使是這種修改也不是完美的。 例如，它使在城市夜間行車更安全，但是當汽車沿著蜿蜒的道路高速行駛時，電子設備無法獨立切換遠光燈/近光燈 - 駕駛員必須自己這樣做，以免使其他道路使用者失明。
下一代自適應光學器件稱為 GFHB。 該系統的本質如下。 夜間的汽車可以在遠光燈打開的情況下不斷移動。 當迎面而來的車輛出現在道路上時，電子設備會對其發出的光做出反應，並關閉那些照亮道路該區域的元素（或移動 LED，形成陰影）。 得益於這一發展，在高速公路上高速行駛時，駕駛員可以一直使用遠光燈，而不會對其他道路使用者造成傷害。 2010年，該設備首次被納入部分氙氣大燈的裝置中。
隨著矩陣光學的出現，自適應光系統又得到了更新。 首先，LED塊的使用使汽車外部照明更加明亮，光學元件的使用壽命顯著增加。 彎道燈和長彎道的效率提高了，隨著車輛前方其他車輛的出現，光通道變得更加清晰。 這種修改的一個特點是在大燈內移動的反射屏幕。 該元素提供了模式之間更平滑的過渡。 這項技術可以在福特 S-Max 中找到。
下一代是所謂的 Sail Beam 技術，該技術用於氙氣光學。 這種修改消除了這種前燈的缺點。 在這樣的光學系統中，燈的位置發生了變化，但在路段變暗後，該機制不允許元素快速返回其原始位置。 帆燈通過在前照燈設計中引入兩個獨立的光模塊消除了這一缺點。 它們總是指向地平線。 近光燈持續工作，水平光束照向遠方。 當迎面而來的汽車出現時，電子設備將這些模塊推開，從而將光束切割成兩部分，在兩部分之間形成陰影。 隨著車輛的靠近，這些燈的位置也發生了變化。
一個可移動的屏幕也用於處理動態陰影。 它的位置取決於迎面而來的車輛的接近。 然而，在這種情況下，也有一個明顯的缺點。 屏幕只能使道路的一部分變暗。 因此，如果對面車道上出現兩輛車，則屏幕同時遮擋了兩輛車的光束。 該系統的另一代被命名為Matrix Beam。 它安裝在一些奧迪車型上。
這個改裝有幾個 LED 模塊，每個模塊負責照亮賽道的特定區域。 系統會關閉該裝置，根據傳感器，該裝置會使迎面而來的汽車的駕駛員失明。 在這種設計中，電子設備能夠根據道路上的汽車數量來關閉和打開不同的單元。 模塊的數量當然是有限的。 它們的數量取決於前照燈的大小，因此如果迎面而來的車流密集，系統將無法控制每輛車的調光。
下一代在一定程度上消除了這種影響。 該開發項目被命名為“Pixel Light”。 在這種情況下，LED 是固定的。 更準確地說，光束已經由矩陣 LCD 顯示器產生。 當一輛汽車出現在迎面而來的車道上時，光束中會出現一個“損壞的像素”（一個黑色方塊，在道路上形成一個黑點）。 與之前的修改不同，此開發能夠同時跟踪和同時對多輛汽車進行遮蔽。
當今最新的自適應光學器件是激光。 這樣的頭燈能夠在500米左右的距離內擊中前方的汽車。 這要歸功於高亮度的集中光束。 在路上，只有遠視者才能認出這個距離的物體。 但是，當汽車沿著直線路段高速行駛時，例如在高速公路上，這種強大的光束將很有用。 考慮到運輸速度很快，當道路情況發生變化時，駕駛員應該有足夠的時間及時做出反應。
目的和運作方式
從系統出現的歷史可以看出，它是為了一個目標而開發和改進的。 在夜間以任何速度行駛時，駕駛員必須不斷監控道路情況：道路上是否有行人，是否有人要在錯誤的地方過馬路，是否有撞到障礙物的風險（例如，瀝青上的樹枝或洞）。 為了控制所有這些情況，優質的光線極其重要。 問題在於，在固定光學器件的情況下，並不總是能夠在不傷害迎面而來的車輛的駕駛員的情況下提供它——遠光燈（它總是比近光燈更亮）不可避免地會使他們失明。
為了幫助駕駛員，汽車製造商提供了各種自適應光學改裝。 這一切都取決於購車者的財務能力。 這些系統不僅在光元件塊上不同，而且在每個裝置的操作原理上也不同。 根據設備類型，駕駛者可以使用以下道路照明模式：
- 城市... 此模式以低速運行（因此得名 - 城市）。 當汽車以每小時 55 公里的最高速度行駛時，大燈會發光。
- 鄉村小路... 電子設備移動照明元件，使道路右側的照明更強，左側處於標準模式。 這種不對稱性可以更早地識別路邊的行人或物體。 這樣的光束是必要的，因為在這種模式下汽車行駛得更快（該功能在 55-100 公里/小時下工作），駕駛員應該更早地註意到汽車途中的異物。 同時，迎面而來的司機不會被蒙蔽。
- 高速公路... 由於賽道上的汽車以每小時100公里左右的速度行駛，那麼燈光的射程應該更大一些。 在這種情況下，使用與前一種模式相同的非對稱光束，這樣對面車道的司機就不會感到眼花繚亂。
- 遠/近... 這些是所有車輛中的標準模式。 唯一的區別是在自適應光學系統中它們會自動切換（駕駛者不會控制這個過程）。
- 轉向燈... 根據汽車轉彎的方式，鏡頭移動，以便駕駛員可以識別轉彎的性質和汽車路徑中的異物。
- 路況不佳... 霧和大雨加上黑暗對行駛中的車輛構成最大的危險。 電子設備決定了燈光的亮度，具體取決於系統和照明元件的類型。
自適應光的關鍵任務是最大限度地減少由於駕駛員在黑暗中無法提前識別危險而與行人或障礙物發生碰撞而導致事故的風險。
自適應大燈選項
最常見的自適應光學類型是：
- AFS。 從字面上看，這個英文縮寫翻譯為自適應前燈系統。 許多公司以這個名稱發布他們的產品。 該系統最初是為大眾品牌車型開發的。 這種頭燈能夠改變光束的方向。 該功能的工作原理是在方向盤轉動一定程度時激活的算法。 這種修改的特點是它只與雙氙氣光學兼容。 大燈控制單元由來自不同傳感器的讀數引導，因此當駕駛員繞過道路上的某些障礙物時，電子設備不會將大燈切換到轉彎燈模式，燈泡繼續向前發光。
- 橄欖球聯盟。 從字面上看，這個縮寫翻譯為自適應道路照明系統。 該系統可在某些歐寶車型上找到。 這種修改與前一種不同，它不僅改變了反射器的方向，而且還提供了光束的靜態調整。 這個功能是通過安裝額外的燈泡來實現的。 它們在中繼器被激活時打開。 電子設備決定了汽車的行駛速度。 如果這個參數高於 70 公里/小時，那麼系統只會改變大燈本身的方向，這取決於方向盤的轉向。 但是，一旦汽車的速度降低到城市允許的速度，相應的霧燈或位於大燈外殼中的附加燈就會額外照亮轉彎處。
VAG 關注的專家正在積極開發道路自適應照明系統（了解哪些公司是該關注的一部分。 在另一篇文章中）。 儘管今天已經有非常有效的系統，但設備的發展是有先決條件的，預算車中可能會出現一些系統修改。
自適應系統的類型
當今最有效的系統被認為是執行上述所有功能的系統。 但是對於那些買不起這樣的系統的人，汽車製造商也提供了預算選擇。
此列表包括兩種類型的此類設備：
- 動態類型。 在這種情況下，大燈配備了旋轉機構。 當駕駛員轉動方向盤時，電子設備會在與旋轉輪相同的方向上移動燈的位置（很像摩托車上的前燈）。 這種系統中的切換模式可以是標準的——從近到遠，反之亦然。 這種修改的特點是燈不會以相同的角度旋轉。 因此，與外側相比，照亮轉彎內側的前照燈將始終在水平面內以更大的角度移動。 原因是在預算系統中，光束強度不會改變，駕駛員不僅必須清楚地看到轉彎的內部，還要清楚地看到他正在行駛的車道，以及部分路緣石。 該設備基於伺服驅動器運行，該驅動器從控制單元接收適當的信號。
- 靜態類型。 這是一個更預算的選擇，因為它沒有大燈驅動器。 通過打開附加的光元件（例如霧燈或安裝在大燈本身中的單獨透鏡）來提供適應性。 確實，此調整僅適用於城市模式（近光燈打開，汽車以高達 55 公里/小時的速度行駛）。 通常，當駕駛員打開轉彎或將方向盤轉動到某個角度時，額外的燈會亮起。
高級系統包括一項修改，不僅可以設置光束的方向，而且還可以根據道路情況改變燈光的亮度和前燈的傾斜度（如果超過）。 在廉價汽車模型中，從來沒有安裝這樣的系統，因為它的工作原理是複雜的電子設備和大量的傳感器。 在高級自適應燈的情況下，它會從前置攝像頭接收信息，處理該信號並在一瞬間激活相應的模式。
考慮一下設備，以及兩種常見的自動照明系統的工作原理。
AFS的結構和運作原理
如前所述，該系統改變了光的方向。 這是一個動態調整。 在大眾車型的技術文獻中，也可以找到縮寫 LWR（大燈傾斜可調）。 該系統使用氙氣燈元件。 這種系統的設備包括一個單獨的控制單元，它與多個傳感器相關聯。 記錄其信號以確定鏡頭位置的傳感器列表包括：
標準自適應光學根據以下原理工作。 電子控制單元記錄來自連接到設備的所有傳感器以及來自攝像機的信號（其可用性取決於系統修改）。 這些信號允許電子設備獨立確定要激活的模式。
接下來，大燈驅動系統被激活，根據控制單元的算法，驅動伺服驅動器並在適當的方向移動鏡頭。 因此，根據交通狀況校正光束。 要激活系統，您必須將開關移至自動位置。
AFL系統的結構和工作原理
如前所述，這種修改不僅改變了光的方向，而且還用低速的固定燈泡照亮了轉彎處。 該系統用於歐寶汽車。 這些修改的設備沒有根本的不同。 在這種情況下，大燈的設計配備了額外的燈泡。
當汽車高速行駛時，電子設備會固定轉向角度並將大燈移動到適當的一側。 如果駕駛員需要繞過障礙物，那麼燈光會直接照射，因為穩定性傳感器已經記錄了身體位置的變化，並且在控制單元中觸發了適當的算法，從而防止電子設備移動大燈。
在低速時，轉動方向盤只會打開額外的側燈。 AFL 光學器件的另一個特點是與特殊光學器件的兼容性，它們在長距離和短距離模式下同樣明亮。 在這些情況下，光束的傾斜度會發生變化。
以下是該光學器件的更多功能：
- 可將光束的傾角改變至15度，提高爬山或下山時的能見度；
- 轉彎時，道路能見度提高 90%；
- 由於側面照明，駕駛員更容易通過十字路口並及時注意到行人（在某些車型上，使用了燈光警報，對行人眨眼，警告有車靠近）；
- 變道時，系統不切換模式；
- 它獨立控制從近到遠發光模式的轉換，反之亦然。
儘管有這些優勢，但大多數駕駛者仍然無法使用自適應光學器件，因為它們通常包含在昂貴汽車的高級設備中。 除了高昂的成本之外，對於此類光學器件的擁有者來說，修理故障機製或查找電子設備中的故障也將是昂貴的。
AFS 關閉是什麼意思？
當駕駛員在儀表板上看到 AFS OFF 信息時，這意味著前大燈沒有被自動調節。 駕駛員必須在近光燈/遠光燈之間獨立切換。 使用轉向柱開關或中央面板上的相應按鈕激活電子設備。
碰巧系統會自行停用。 在某些情況下，當軟件崩潰時會發生這種情況。 再次按下 AFS 按鈕可消除此問題。 如果沒有幫助，則需要關閉點火開關並重新打開，以便汽車的車載系統進行自診斷。
如果自適應燈光系統出現某種故障，則它不會打開。 阻止電子設備工作的故障包括：
- 與系統相關的傳感器之一發生故障；
- 控制單元錯誤；
- 接線故障（接觸丟失或斷線）；
- 控制單元故障。
要找出故障的確切原因，您需要將汽車進行計算機診斷（有關此程序的執行方式，請閱讀 這裡).
來自不同製造商的類似系統的名稱是什麼？
每個為其汽車配備自適應燈光的汽車製造商都有自己的開發名稱。 儘管該系統在世界範圍內廣為人知，但有三家公司正在從事這項技術的開發和改進：
- 歐寶。 該公司稱其係統為 AFL（附加側面照明）；
- 馬自達。 該品牌將其開發命名為 AFLS；
- 大眾汽車。 這家汽車製造商是第一個將 Léon Sibier 的想法引入量產車的汽車製造商，並將系統稱為 AFS。
儘管這些系統以經典形式出現在這些品牌的車型中，但一些汽車製造商正試圖提高夜間駕駛的安全性和舒適性，稍微更新其車型的光學系統。 但是，這種改裝不能稱為自適應大燈。
什麼是AFLS系統？
正如我們之前指出的，AFLS 系統是馬自達的一項開發。 從本質上講，它與以前的發展幾乎沒有什麼不同。 唯一的區別在於大燈和燈元件的設計特徵，以及對操作模式的輕微修正。 因此，製造商將相對於中心的最大傾斜角設置為 7 度。 根據日本公司的工程師的說法，這個參數對於迎面而來的車輛來說是盡可能安全的。
馬自達自適應光學的其他功能包括：
- 在15度內水平改變大燈的位置；
- 控制單元檢測車輛相對於道路的位置並調整大燈的垂直角度。 例如，滿載時，汽車後部可能會強烈下蹲，而前部可能會上升。 在使用傳統大燈的情況下，即使是近光燈也會使迎面而來的車輛眩目。 該系統消除了這種影響；
- 提供十字路口的轉彎照明，以便駕駛員能夠及時識別可能造成緊急情況的異物。
因此，自適應燈在夜間駕駛時可提供最大的舒適度和安全性。 此外，我們建議查看其中一種系統的工作方式：
問題與解答：
什麼是自適應大燈？ 這些是帶有電子調節光束方向的大燈。 根據系統型號，這種效果是通過打開附加燈或轉動反射器來實現的。
大燈中的 AFS 是什麼？ 全稱是Advanced Frontlighting System。 短語的翻譯 - 自適應前照明系統。 該系統集成在主控制單元中。
你怎麼知道自適應大燈？ 在自適應大燈中，有一個驅動反射器或鏡頭本身。 如果沒有帶機構的電機，那麼大燈是不自適應的。
什麼是自適應氙氣大燈？ 這是一個前照燈，在它的塊中安裝了一個帶有電動機的機構，它根據方向盤的旋轉來旋轉鏡頭（與方向盤旋轉傳感器一起工作）。
