Элементы системы безопасности автомобиля: AFS [ Система активного рулевого управления ]
Узнать о всех системах безопасности автомобилей вы можете в статье: » Системы безопасности автомобиля «
К идеи Active Front Steering [ Система активного рулевого управления ]
Разработчик: Дэвис Дин Карнопп, Bosch, BMW
Система AFS позволяет изменять передаточное отношение рулевого привода в очень широких пределах, — главный инженер проекта доволен произведенным эффектом. — Чувствительностью управляет компьютер, и инженеры могут заложить в него любую программу. В данном случае разработчики системы AFS хотели показать вам, что с помощью системы AFS можем избавиться от извечного противоречия: или «острый» руль на малой скорости и слишком нервные реакции на высокой, или спокойное поведение на большом ходу, но «тупой» руль при парковке. На серийной «пятерке» BMW передаточное отношение рулевого механизма составляет 1:18, и это компромиссный вариант.
Благодаря помощи электромотора системы AFS эта цифра в низкоскоростных режимах снижается до 1:10
Подробно о Active Front Steering ( AFS ) [ Система активного рулевого управления ]
Эпициклическая шестерня имеет возможность вращения. При неподвижной шестерне передаточное число планетарного редуктора равно единице и рулевой вал передает вращение напрямую. Вращение эпициклической шестерни в одну или другую сторону позволяет увеличить или уменьшить передаточное число планетарной передачи, чем достигается изменение передаточного отношения рулевого механизма. Вращение шестерни обеспечивает электродвигатель, соединенный с ее внешней стороной посредством червячной передачи.
Для реализации функций системы активного рулевого управления создана система управления. Электронная система управления включает следующие элементы:
Входные датчики предназначены для измерения параметров работы системы и преобразования их в электрические сигналы. Система AFS в своей работе использует следующие датчики:
Датчик суммарного угла поворота рулевого механизма может не устанавливаться, в этом случае угол рассчитывается виртуально на основании сигналов других датчиков.
Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков, обрабатывает их и в соответствии с заложенным алгоритмом формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Электронный блок управления имеет соединение и осуществляет взаимодействие с блоками управления других систем автомобиля:
Исполнительными механизмами системы AFS являются:
Электродвигатель обеспечивает вращение эпициклической шестерни планетарного редуктора. Электродвигатель оборудован аварийным электромагнитным фиксатором, блокирующим червячную передачу. В исходном положении передача заблокирована. При подаче тока на электродвигатель, срабатывает электромагнит, и фиксатор, преодолевая усилие пружины, освобождает ротор электродвигателя. При возникновении неисправности в системе AFS, прекращается подача тока на электродвигатель, фиксатор блокирует червячную передачу.
Возникновение неисправностей в системе сопровождается срабатыванием сигнальной лампы на панели приборов. При этом на информационном дисплее появляется сообщение системы самодиагностики. Принцип работы системы активного рулевого управления
Система AFS активируется при запуске двигателя. Работа системы заключается в изменении передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости и условий движения.
При совершении маневров на низкой скорости в соответствии с сигналом датчика угла поворота рулевого колеса включается электродвигатель. Электродвигатель через червячную пару передает вращение на эпициклическую шестерню планетарного редуктора. Вращение шестерни в определенном направлении с максимальной скоростью обеспечивает наименьшее передаточное отношение рулевого механизма, которое достигает значения 1:10. При этом руль становиться острым, уменьшается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, чем достигается высокий комфорт в управлении.
С ростом скорости движения выполнение поворотов сопровождается уменьшением частоты вращения электродвигателя, соответственно увеличивается передаточное отношение рулевого механизма. На скорости 180-200 км/ч передаточное отношение достигает оптимального значения 1:18. Электродвигатель при этом перестает вращаться, а усилие от рулевого колеса передается на рулевой механизм напрямую.
С дальнейшим ростом скорости электродвигатель снова включается, при этом вращение производится в противоположную сторону. Передаточное отношение рулевого механизма может достигать величины 1:20. При данном передаточном отношении рулевое управление обладает наименьшей остротой, увеличивается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, тем самым обеспечивается безопасность маневрирования на высоких скоростях.
Если при прохождении поворота фиксируется избыточная поворачиваемость автомобиля (потеря сцепления задних колес с дорогой) система AFS на основании сигналов датчиков системы DSC самостоятельно корректирует угол поворота передних колес. В результате чего сохраняется курсовая устойчивость автомобиля. В случае, когда система активного рулевого управления не может полностью обеспечить устойчивость автомобиля, подключается система динамической стабилизации.
Аналогичным образом система активного рулевого управления стабилизирует движение автомобиля при торможении на скользком покрытии, чем достигается повышение эффективности антиблокировочной системы тормозов ABS и сокращение тормозного пути.
Каждому водителю известно, что включения света фар зачастую бывает недостаточно для адекватной оценки дорожной ситуации в тёмное время суток. Чаще всего такие ситуации возникают при прохождении поворотов, когда отдельные участки дороги оказывается в слепой зоне, то есть не освещенными. В таких случаях водитель может допускать ошибки, приводящие к различным неприятным последствиям. Именно поэтому автопроизводители начали проводить интенсивные исследования в данном направлении. Адаптивное освещение как альтернатива обычному впервые была предложена автоконцерном Volkswagen. Поначалу это было не самое совершенное устройство, но со временем его полезность была признана всеми. Массовое внедрение видеокамер только добавило популярности адаптивным фарам. Способность максимально приспособиться к постоянно изменяющейся дорожной обстановке оказалось весьма востребованной. В качестве примера можно привезти очень распространенную ситуацию, когда на достаточно пустынной трассе водитель едет с включенным дальним светом фар. Если навстречу движется автомобиль, пускай даже относительно редко, приходится практически постоянно переключаться на ближний свет. Использование адаптивного освещения позволяет обходиться без этого раздражающего многих водителей переключения, ослепления других водителей при этом не происходит.
Принцип работы адаптивного освещения дороги.
Функции системы AFS
В переводе с английского словосочетание Advanced Frontlighting System означает «система адаптивного освещения поворотов». По сравнению с обычными фарами это является эволюционным усовершенствованием, поскольку предполагает использование различных методов подстройки под конкретные дорожные условия. Более того, имеется достаточно широкое поле деятельности для компаний, пекущихся о безопасности водителей и пассажиров. Так что можно ожидать, что существующие адаптивные системы освещения будут совершенствоваться и далее.
Что же умеет современная система AFS?
Основной функционал таких устройств — это адаптация вхождения в повороты, а также изменение интенсивности освещения, которое производится автоматически с учётом скорости движения автотранспортного средства. Поскольку в автомобиле при повороте колёс поворот передней части с жёстко установленными фарами происходит с запаздыванием, световой луч не успевает выхватить те участки дороги, которые требуется. Система AFS позволяет решить эту проблему. Она включает три основные компоненты:
Первые версии адаптивных систем освещения AFLS могли только освещать слепые зоны при прохождении поворотов, однако добавление видеокамер предоставило возможность автоматически регулировать интенсивность светового луча. Таким образом, у водителей появляется возможность двигаться с постоянно активированным дальним светом, и при этом не происходит ослепления встречных автомашин. В настоящее время разработкой подобных систем занимается не только крупные автопроизводители, но и отдельные независимые компании. Среди наиболее известных можно выделить Hella, AllAutomotive Lightning, Valeo.
Отметим, что большое количество аварий в темное время суток до появления адаптивных систем освещения происходило именно по причине невозможности получения водителем детальной визуальной информации о состоянии дороги. Внезапное возникновение перед автомобилем дикого животного, велосипедиста или иного крупного предмета резко увеличивали вероятность возникновения аварийной ситуации. Обочина дороги, как правило, освещается недостаточно, поскольку правильно отрегулированные, но жёстко установленные фары предназначены для освещения дороги преимущественно по направлению движения транспортного средства. Работу адаптивного освещения лучше всего проиллюстрировать на примере обычного фонарика. Если его закрепить на голове или одежде, то он будет освещать только тот участок пространства, который расположен непосредственно перед осветительным прибором. Всё, что находится сбоку, остаётся невидимым. Но достаточно взять фонарик в руку, чтобы существенно расширить его возможности. Легкое движение кисти — и вы видите то, что происходит вокруг вас.
Отметим, что если рассматривать мототехнику, то здесь ситуация несколько иная: существует подотряд мотоциклов /скутеров, местоположение фар у которых – передний щиток. В этом случае поворот руля не приводит к немедленному повороту фар, то есть эти ТС можно сравнить с обычным автомобилем. Напротив, на мототехнике, где световые приборы устанавливаются непосредственно на руле (например, скутеры Vespa), его поворот приводит к синхронному повороту светового луча, то есть такие системы можно условно назвать адаптивными. Согласно официальным данным европейских страховых компаний, оборудованные адаптивной оптической системой транспортные средства примерно на 35-40% реже попадают в серьёзные ДТП. Так что система AFS в автомобиле – отнюдь не дань моде, как считают многие даже бывалые автомобилисты.
Устройство, принцип работы
Функционал типичной системы адаптивного освещения включает следующие режимы:
Рассмотрим два наиболее часто используемых варианта использования адаптивного освещения на современных моделях автомобилей.
Система AFS
Большинство автопроизводителей использует именно эту аббревиатуру при конструировании систем адаптивного освещения. Ранее отмечалось, что впервые этот принцип был применён компанией Volkswagen. Первоначально единственной функцией системы было изменение положения головных фар при вхождении в повороты. Расчётом угла поворота световых приборов занимается микропрограмма, подающая соответствующие сигналы на исполнительное устройство в зависимости от угла поворота руля. При этом угол поворота фар будет разным. Тот световой прибор, который расположен с противоположной стороны поворота, поворачивается на меньшее значение угла, чем внутренняя фара. О том, что автомобиль начинает совершать маневр, требующий активации одного из режимов системы, будут свидетельствовать показания следующих датчиков:
Отметим, что на некоторых модификациях режим адаптивного освещения можно отключить. Так что если у вас на панели приборов высвечивается словосочетание AFS OFF, это свидетельствует о том, что вы намеренно или случайно отключили данную функцию. Чтобы воспользоваться возможностями AFS, просто нужно нажать на эту кнопку повторно. Системы адаптивного освещения в состоянии работать только с биксеноновыми световыми приборами. Если вы хотите самостоятельно установить эту систему на свой автомобиль, от вас потребуется отличные технические знания автомобиля и всех его компонентов, так что лучше доверить эту работу профессионалам.
Система AFL
Упреждающее адаптивное освещение – сравнительно редко встречающаяся разновидность адаптивных осветительных систем, используемая в настоящее время на автомобилях немецкого автоконцерна Opel. Работа систем данного класса отличается от общепризнанного аналога наличием комбинированных режимов: освещение дорожного полотна при повороте руля обеспечивается поворотом головных фар плюс использованием дополнительных световых приборов. При движении на большой скорости главенствующий принцип функционирования AFL системы такой же — головные фары машины поворачивается, ориентируясь на текущее положение руля, отслеживаемое датчиком. Но при падении скорости до уровня 70 километров/час происходит включение дополнительных фар. Их основная функция – обеспечение более обширного угла освещения. Подобная возможность особенно привлекательна при осуществлении достаточно резких поворотов и дефиците свободного пространства, или же при проезде перекрестков, поскольку в этом случае практически все участки дороги освещены хорошо.
Достоинства и недостатки адаптивного освещения
По сравнению с обычными фарами, которыми оснащаются все автомашины, система адаптивного освещения автомобильного полотна AFS характеризуется следующими преимуществами глобального характера:
Дополнительные преимущества системы AFL:
Недостатки тоже есть: наличие системы удорожает автомобиль, а сложность конструкции делает практически невозможным самостоятельный ремонт.
Но увеличение безопасности того стоит. Отметим, что установка подобных систем возможна далеко не на все автомобили. Скажем, если вы обладатель вазовской классики, об этом оборудовании можно и не мечтать. Тем не менее прогресс не стоит на месте, и в среднесрочной перспективе можно ожидать появления систем адаптивного освещения следующего поколения, характеризующихся расширенным функционалом. Каким он будет – сегодня могут сказать только разработчики. В любом случае система адаптивного головного освещения в повороте, которой сегодня оснащаются только топовые комплектации, постепенно будет переходить в разряд стандартного оборудования.
Что такое адаптивные фары в автомобиле и как они работают?
Стандартного освещения для поездки в ночное время суток или в плохие погодные условия бывает недостаточно. При поворотах свет попадает не на весь участок дороги, что может негативно отразиться на безопасности движения. Для предотвращения подобных ситуаций производители автомобилей начали исследования в сфере оптических систем и разработали адаптивные фары. Они изменяют световые режимы в зависимости от внешних условий, включая погоду, время суток и ситуацию на дороге.
Что такое система адаптивного освещения в автомобиле?
Система адаптивного освещения транспортного средства создана для увеличения безопасности во время движения. Умные фары, установленные на машины, больше не требуют ручной регулировки, поскольку все изменения происходят автоматически. Система интегрирована с различными модулями автомобиля и управляется электронным блоком, который обрабатывает информацию о внешней среде и изменяет режим работы и яркость оптики.
Рассмотрим наиболее распространенные примеры, когда стандартных режимов головного света недостаточно:
Система может адаптировать интенсивность освещения и оптику для поворотов исходя из внешних условий.
Назначение и режимы работы
Адаптивные фары позволяют увеличить безопасность движения при плохих погодных условиях и улучшить видимости пути следования. Это реализовывается благодаря конструктивным особенностям системы и наличию блока электронного управления. Адаптивная оптика, в зависимости от типа автомобиля и установленных датчиков, может обеспечить до шести режимов работы света:
Система определяет и подсвечивает пешеходов на дороге и обочине, что снижает риск возникновения ДТП.
Виды адаптивных систем
Большое количество аварий на дорогах в ночное время суток происходит из-за плохой освещенности. Водители не видят препятствия на дороге, точный радиус поворота, движущихся пешеходов или велосипедистов. Все это приводит к опасным ситуациям и увеличивает вероятность аварии. Чтобы справиться с проблемой, производители разработали умные фары. В зависимости от конструктивных особенностей и принципа работы различают два основных вида решений:
Несмотря на разные названия и конструктивные отличия, оба решения имеют похожий функционал.
Устройство и принцип работы системы AFS
Разработка AFS от Volkswagen — решение для адаптивного и динамического головного освещения, которое изменяет направление светового потока. В автомобиле устанавливаются ксеноновые фары с системой регулировки наклона (LWR), специальный датчик AFS и блок управления, связанный с другими модулями транспортного средства для получения данных и изменения угла освещения. Рассмотрим, как работают штатные адаптивные фары:
Для включения системы AFS необходимо поставить переключатель в режим Auto. Исходя из скорости движения, система будет изменять параметры света.
Блок управления AFS активно распознает повороты, стандартное движение в городских условиях и по трассе, а также анализирует информацию с других модулей автомобиля для распознавания плохих погодных условий.
Устройство и принцип работы системы AFL
Разработка AFL от компании Opel — комбинированный вариант управления освещением, который реагирует на угол поворота руля и включает в работу дополнительные лампочки в фарах. Главная особенность системы заключается в том, что AFL начинает отслеживается угол поворота руля и изменять направление света только на высоких скоростях движения. Во всех остальных случаях маневрирования электронный блок просто включает дополнительную лампочку подсветки.
Критическая скорость движения для изменения угла освещения составляет 70 км/час.
В адаптивных фарах AFL используются специальная оптика, которая обеспечивает одинаковую интенсивность света при дальнем и ближнем режиме работы. К дополнительным свойствам системы необходимо добавить:
Адаптивные фары обеспечивают яркий и интенсивный световой поток и позволяют забыть про ручное управление освещением. Больше не нужно думать о встречных машинах и переключении режима работы света. Главный недостаток AFL — дороговизна и сложность ремонта фар при повреждениях.
Что значит надпись AFS OFF?
Надпись AFS OFF на приборной панели говорит о том, что адаптивная работа фар отключена. Если система намеренно не выключалась, необходимо повторно активировать функцию и уведомление пропадет. Если не помогло, то причины, почему появляется AFS OFF могут быть связаны с неисправностями:
При возникновении подобной неисправности для начала стоит детально изучить инструкцию по эксплуатации автомобиля, если решение не найдено – обратиться в сервис за диагностикой.
Как называются подобные системы у разных производителей?
Производители автомобилей стараются следить за новинками рынка, которые направлены на увеличение безопасности и комфорта вождения. Разработкой систем адаптивного освещения занимаются следующие компании:
Что такое система AFLS?
Техническое решение адаптивных фар от компании Mazda, которое управляет наклоном оптики по вертикали и горизонтали. Система AFLS выполняет следующие функции:
Максимальная компенсация по вертикали составляет 7 градусов. Большие наклоны не допускаются, чтобы не слепить встречных водителей.
В ближайшем будущем оптические системы автомобиля будут кардинально изменяться. Об этом свидетельствуют адаптивные и матричные фары, которые значительно увеличивают безопасность езды и освещение на дороге. Водители смогут сосредоточиться на поездке, не думая о переключении света.
AFS в автомобиле Лексус, Toyota, Шкода или Мазда: что это такое
19.04.2020 626 Просмотры
АFS – система активной направленности фарами головного света, выравнивающая поток света по вертикали и поворачивающаяся при повороте по горизонтали.
В настоящее время система устанавливается на большинство моделей автомобилей: Лексус, Тоyota, Школа или Мазда. Иногда неблагоприятные погодные условия снижают видимость, так что поездка на автомобиле становится небезопасной. Поэтому для улучшения динамического направления фар была разработана система АFS.
Оптика обладает целым рядом функций:
Принципы работы фар АFS:
Плюсы системы
Множество транспортных средств оснащено адаптивной оптикой, которая имеет свои достоинства:
Способ настройки оптики
В управлении системы АFS есть нюансы. Если моргает датчик, это означает возникновение ошибки после смены аккумулятора или вследствие окисления контактов. Для отключения датчика необходимо выполнить действия:
Благодаря этой оптике водитель чувствует себя уверенно и лучше видит дорогу. Система функционирует во многих режимах, определяет угол наклона и его уровень, что обеспечивает лучший обзор и уменьшает аварии на дорожном покрытии.
До недавнего времени в арсенале водителей имелось всего два режима освещения: ближний и дальний свет. Но в силу того, что фары строго зафиксированы в одном положении, они не могут гарантировать освещение всего пространства дороги. Обычно фары освещают полотно перед машиной и в некоторой степени — по сторонам движения.
Инженеры концерна VolkswagenAG впервые разработали и применили для оснащения автомобилей новую систему освещения авто, получившую название адаптивного света. Суть функционирования этой системы заключается в том, что направление света фар динамически изменяется сообразно направлению движения самого транспортного средства. Как отмечают специалисты ГК FAVORITMOTORS, данная разработка высоко ценится среди автовладельцев. Сегодня легковые автомобили марок Mercedes, BMW, Opel, Volkswagen, Citroen, Skoda и многих других оснащены адаптивным освещением.
Зачем нужна AFS современному автомобилю?
При езде в условиях плохой видимости (ночью, в дождь, снег или туман) водитель не может получить полной видимости дорожного пространства, используя традиционные фары ближнего и дальнего света. Часто неожиданные препятствия в виде большой ямы или упавшего дерева могут повлечь за собой ДТП, поскольку не видны водителю заранее.
Система AFS стала своего рода аналогом обычного фонарика, который держит в руках пешеход, отправившийся в путь в темное время суток. Человек имеет возможность управлять лучом света и может видеть дорогу, заранее предусматривая пути обхода возникающих препятствий. Тот же принцип положен в функционал системы адаптивного света: малейшее изменение поворота руля автомобиля меняет направление светового потока фар. Соответственно, водителю даже в зоне плохой видимости будут хорошо видны все нюансы дорожного покрытия. А это увеличивает уровень безопасности в несколько раз по сравнению с автомобилями, не оснащенными адаптивным светом.
Устройство и принцип работы AFS
Управление адаптивным светом берет на себя бортовой компьютер. Его функции заключаются в приеме множества показателей:
Проанализировав все поступившие данные, бортовой компьютер подает команду разворота фар на необходимый угол. В современных AFS применяются исключительно биксеноновые источники освещения, при этом их движение ограничивается максимальным углом до 15 градусов. Однако каждая фара в зависимости от команд компьютеризированной системы может поворачиваться по своей траектории. В работе адаптивного света учитывается и безопасность едущих навстречу водителей: фары поворачиваются таким образом, чтобы не слепить их.
Если водитель часто меняет положение руля, то датчики адаптивного освещения дают компьютеру информацию о том, что кардинального изменения направление движения нет. Поэтому фары будут светить только прямо. Если же водитель резко выворачивает руль, то немедленно будет вновь активирована работа AFS. Для удобства езды адаптивный свет может быть направлен не только по горизонтали, но и по вертикали. Например, при езде на затяжном подъеме или спуске.
Режимы работы адаптивного света
Сегодня транспортные средства оборудуются инновационным многорежимным адаптивным светом. То есть, в зависимости от ситуации, фары смогут работать в более комфортном для водителя режиме:
На сегодняшний день статистика ДТП говорит сама за себя: автомобили, оснащенные AFS, становятся участниками аварий на 40% реже, чем авто с обычными фарами.
Применение AFS
Адаптивный свет считается достаточно новой разработкой в системе активной безопасности автомобилей. Однако некоторые автопроизводители по достоинству оценили ее применение и стали оснащать AFS все выпускаемые модели.
Например, представленные в автосалоне ГК FAVORITMOTORS легковые автомобили марок Volkswagen,Volvo и Skoda оснащены адаптивным освещением последнего поколения. Это позволяет водителю чувствовать себя комфортно при езде по любым дорогам и в любую погоду.
Принцип работы адаптивного освещения дороги.
До недавнего времени в арсенале водителей имелось всего два режима освещения: ближний и дальний свет. Но в силу того, что фары строго зафиксированы в одном положении, они не могут гарантировать освещение всего пространства дороги. Обычно фары освещают полотно перед машиной и в некоторой степени — по сторонам движения.
При езде в условиях плохой видимости (ночью, в дождь, снег или туман) водитель не может получить полной видимости дорожного пространства, используя традиционные фары ближнего и дальнего света. Часто неожиданные препятствия в виде большой ямы или упавшего дерева могут повлечь за собой ДТП, поскольку не видны водителю заранее.
Проанализировав все поступившие данные, бортовой компьютер подает команду разворота фар на необходимый угол. В современных AFS применяются исключительно биксеноновые источники освещения, при этом их движение ограничивается максимальным углом до 15 градусов. Однако каждая фара в зависимости от команд компьютеризированной системы может поворачиваться по своей траектории. В работе адаптивного света учитывается и безопасность едущих навстречу водителей: фары поворачиваются таким образом, чтобы не слепить их.