Jak to funguje: Adaptivní světlo — Valeo na DRIVE2
První vůz vybavený systémem adaptivních světel se objevil v roce 1968. Byl to Citroen DS a měl světla z Cibie. Myšlenkou bylo, že tyto světlomety pomohou řidičům všimnout si překážek v noci. Světlomety, které se natáčejí, aby sledovaly pohyby volantu, jsou pravděpodobně nejlepším vynálezem inženýrů Cibie. V jednom z našich předchozích příspěvků jsme informovali, že tato francouzská společnost, která je nyní součástí koncernu Valeo, získala více než 400 patentů. Mnohé z nich byly průlomové a staly se počátkem celých oblastí výroby automobilových komponentů. Jednou z takových novinek je již zmíněný vynález, který položil základ tomu, co dnes známe jako adaptivní osvětlení.
Jiné společnosti se pokusily zopakovat zkušenost Cibie, ale všechny se setkaly se stejným problémem: kvůli tuhému mechanickému spojení nestihly světlomety vždy osvětlit vozovku, pokud se vůz pohyboval vysokou rychlostí. Adaptivní osvětlení bylo dlouhou dobu spíše hračkou než inovací. Po sloučení Cibie a Valeo ale úsilí inženýrů z obou společností přineslo ovoce. Systémy, díky nimž byla noční jízda bezpečná, se vyvíjely závratným tempem. Pojďme si říct, jak to bylo. A na konci článku je jako obvykle soutěž. Tentokrát budeme mezi předplatiteli losovat upomínkové předměty – hrnek, bundu, bundu bez rukávů a polo triko. Chcete-li se stát účastníkem, dejte like tomuto příspěvku a napište do komentářů, proč se vám tento článek líbil.
Natáčecí světlo AFS
Začátkem roku 2000 se na trhu objevil systém adaptivního předního osvětlení (AFS) pod značkou Valeo. První verze systému byla založena na principech dynamického adaptivního světla – při natočení volantu se světlomety natáčely pod určitým úhlem. Na rozdíl od prvních návrhů Cibie nebyl volant pevně spojen se světlometem. Při otáčení bylo zajištěno optimální osvětlení. Při jízdě vysokou rychlostí byla využita funkce Fixed Bending Lights (FBL) – světlomety vozu se při natočení volantu natáčely v úhlu až 45 stupňů. Prvním vozem vybaveným systémem FBL bylo Porsche Cayenne, které mělo přídavný eliptický modul uvnitř světlometu.
Systém FBL fungoval dobře ve středních a vysokých rychlostech, ale neposkytoval dostatečné osvětlení ve městě. Řešením problému byl nový vynález inženýrů Valeo – systém statických odbočovacích světel Roh. Při otáčení volantem nebo zapnutí blinkru v nízké rychlosti se rozsvítila kontrolka v mlhovce – na tu stranu, na kterou byl volant natočen. Podobné světelné moduly dnes najdeme v mlhových světlometech – například v BMW X3, nebo přímo v samotném světlometu – u Citroënu C5.
Mezitím evoluce pokračovala. Při jízdě vysokou rychlostí na dálnici pomáhá řidiči funkce dynamického osvětlení zatáček — Dynamická ohýbací světla (DBL). Speciální světelný modul směroval světelný paprsek do strany v závislosti nejen na úhlu natočení volantu, ale také na rychlosti vozu. Systém DBL pomohl zdvojnásobit viditelnost v zatáčkách.
První generace adaptivních systémů tedy umožnila zlepšit viditelnost nasměrováním světla na vozovku a změnou odchylky paprsku po malých krocích pomocí elektromotorů s elektrickým pohonem.
Rohové světlo s automatickým přepínáním Full AFS
Dalším krokem ve vývoji systému adaptivních světel je automatické přepínání mezi režimy v závislosti na situaci na silnici a povětrnostních podmínkách. Nový systém se objevil v roce 2004 a jmenoval se Full AFS – byl plně automatický. Inženýři Valeo vytvořili design, který neoslepoval protijedoucí řidiče a zajistil pohodlnou noční jízdu.
Full AFS byl poprvé nainstalován na Audi Q7 2009. Inovace byla použita v plné konfiguraci vozu a nesla název Tri-Xenon. Systém kombinoval funkce dálkových, potkávacích a LED světel pro denní svícení.
Systém Full AFS automaticky přepínal mezi různými režimy v závislosti na terénu a povětrnostních podmínkách. „Různé režimy“ jsou kombinace několika typů osvětlení – potkávací a dálková světla se současnou rotací světlometů ve vertikální a horizontální rovině, stejně jako automatické zaměřování a dělení světla.
Systém Full AFS průběžně přizpůsobuje osvětlení světlometů aktuální situaci. Informace o vnějším světě získávala pomocí senzorů, které určují okolní světelné podmínky, úroveň světla od protijedoucích aut a míru osvětlení vozovky.
Pokud je rychlost vozidla nižší než 55 km/h a silnice prochází budovami, ale nemá pouliční osvětlení, aktivuje se „městský režim“, který zabraňuje oslnění ostatních účastníků silničního provozu. Rozšířené osvětlení blízkého pole navíc umožnilo si předem všimnout chodce na okraji vozovky.
Pokud stěrač běží dvě minuty a senzory ukazují vysokou vlhkost, aktivuje se režim špatného počasí. Pomohlo to vyhnout se „zrcadlovému“ efektu na asfaltovém povrchu. To vytvořilo širší rozptyl světla, čímž se zlepšila viditelnost za deště, mlhy nebo sněhu.
Antireflexní dálková světla GFHB
Systém Full AFS pomohl zajistit dobrou viditelnost v noci bez oslnění protijedoucích řidičů, ale nebyl dokonalý. Například pokud bychom mluvili o vysokorychlostní jízdě na klikatých úsecích silnice. V takových případech bylo nutné ručně přepnout z dálkových na potkávací, aby neoslepovali ostatní řidiče.
K vyřešení tohoto problému vyvinuli inženýři Valeo novou generaci adaptivního světelného systému – High Beam bez oslnění, což doslova znamená „neoslňující dálkové světlo“. Tento vynález byl dalším krokem ve vývoji adaptivního osvětlení.
Nový systém se skládal z přední kamery, výkonného softwaru a inteligentní technologie osvětlení. GFHB mohl automaticky ztmavit oblasti silnice, kde se nacházela protijedoucí vozidla. To bylo výhodné především proto, že vám to umožnilo vždy používat dálková světla.
Když kamera detekovala další auta, systém automaticky ztmavil oblast, ve které se nacházela protijedoucí auta. Navíc potemnělý sektor nebyl statický – pohyboval se po protijedoucím voze. Prostor přímo před vozidlem byl zase neustále osvětlován standardními potkávacími světly. První verze GFHB s názvem BeamAtic® Premium byla uvedena na trh v roce 2010 – pro xenonové světlomety.
Fungovalo to takto: když kamera „zachytila“ protijedoucí auto, část světelného proudu zablokovala speciální obrazovka uvnitř světlometu. Navíc právě oblast na dálnici, kde se protijedoucí vozidlo nacházelo, byla zastíněna. Stejný algoritmus byl aktivován, pokud auto jelo stejným směrem jako vaše auto. Systém dálkových světel Valeo bez oslnění je na vozech Volkswagen instalován od roku 2010.
Další etapa ve vývoji neoslňujícího světla byla možná díky širokému použití světelných diod – tzv. LED technologií. Takové systémy nepoužívají pouze jednu LED, ale matice – LED bloky, které obsahují 10 nebo více prvků. LED diody pomohly zvýšit jas světla a životnost světlometů. Technologie LED navíc výrazně zlepšily provozní režimy světlometů při dlouhých zatáčkách – osvětlení se přizpůsobilo poloměru a na křižovatkách – světlo se stalo více rozptýleným.
Základní technologií adaptivních LED světlometů je režim více paprsků – Vícepaprskový. Zde je osvětlení závislé na otočné obrazovce, která je umístěna uvnitř světlometu. Obrazovka umožňuje plynule přepínat světlo do různých režimů – obrysová světla, denní svícení, potkávací a dálková světla nebo automatické GFHB. Tento systém je použit ve vozidlech Ford v modelech S-Max, Galaxy, Edge.
Dalším modulem systému GFHB, který se již používá v xenonových světlometech, je plachtové světlo – Sail Beam. Vynález pomohl odstranit významnou nevýhodu xenonového adaptivního systému: aby se ztmavil, světlomet sám změnil svou polohu a nemohl se rychle vrátit do své původní polohy. Systém Sail Beam využívá nezávislé světelné moduly ve světlometech, nasměrované nad horizont. Tyto moduly fungují v režimu dálkových světel a vytvářejí stín pro protijedoucí vozidlo, zatímco potkávací světla osvětlují vozovku nezávisle na nich.
Modul Dynamický stín (dynamický stín) je vybavena boční pohyblivou clonou, která vytváří stín. Pokud je obrazovka zcela zavřená, je zapnutý normální režim dálkových světel. Pokud se mírně otevře, objeví se tmavé oblasti. Tento systém není připojen k potkávacímu světlu a funguje nezávisle na něm.
Navzdory použití LED mají výše popsané moduly stále některé nevýhody. Pokud se například dvě auta pohybují proti sobě, systém zastíní celou oblast mezi nimi. Kvůli cloně, která zakrývá světlo světlometu, není možné vytvořit dvě tmavé oblasti najednou. Inženýrský génius Valeo tento problém vyřešil. Takto se modul objevil Matrixový paprsek – Dnes je to vidět na vozech Audi. Zde je specifický LED modul zodpovědný za vlastní oblast na silnici. Systém dokáže automaticky vypnout jeden nebo více čipů, které řídí matice LED, což umožňuje zastínit několik úseků silnice najednou. Jediným omezením je počet instalovaných matric, který je zase omezený objemem světlometu.
Modul pixelového světla umožnil překonat tuto technickou překážku. Pixelové osvětlení. Světelný paprsek je zde tvořen matricí displeje z tekutých krystalů. Na rozdíl od xenonu tento systém nemá infračervené záření, což umožňuje několikanásobně zvýšit výkon světelného zdroje. Pixelový modul může generovat více stínovaných oblastí nezávisle na sobě.
Laserové světlomety
Vrcholem technologie adaptivního světla jsou dnes laserové světlomety. Inženýři se v současné době aktivně rozvíjejí tímto směrem. Laserové světlo je mnohem intenzivnější a jasnější, protože světlo je distribuováno v úzkém, koncentrovaném paprsku. Pro srovnání, pokud LED generují světlo s jasem 100 lm/W, pak výkon laserového osvětlení přesahuje 170 lm/W. To znamená, že velmi brzy můžeme u vozů očekávat světlomety, které mohou svítit až 500 metrů v režimu dálkových světel. Ale samozřejmě to není limit. Evoluce pokračuje.
No a teď jako obvykle – soutěž! Mimochodem, výsledek posledního losování – brzdové destičky – byl již zveřejněn v předchozím příspěvku. Tentokrát budeme mezi předplatiteli losovat upomínkové předměty – hrnek, bundu, bundu bez rukávů a polo triko. Chcete-li se stát účastníkem, dejte like tomuto příspěvku a napište do komentářů, proč se vám tento článek líbil.
UPD: Shrnuli jsme výsledky soutěže. Chcete-li cenu převzít, napište na adresu [email protected] a uveďte svou poštovní adresu (s PSČ!), telefonní číslo a celé jméno. Představujeme vítěze (pozor, je jich hodně!).