Как работают матричные фары на тигуан
Перейти к содержимому

Как работают матричные фары на тигуан

  • автор:

Как устроена матричная оптика: разбираемся на примере разработок компании HELLA

Постепенный переход на светодиодные источники света в автомобилях уже несомненная тенденция. Лампы накаливания в ближайшем будущем останутся уделом устаревших конструкций. А сейчас высокоэффективные и долговечные фары постепенно отвоевывают позиции у традиционных. В маломощных осветительных приборах светодиоды уже вытеснили конкурентов, а вот в области головного света сражение еще идет. И основное оружие светодиодов — матричная оптика конструкции Hella.

Просто заменить газоразрядный или галогенный источник света на светодиоды — идея не новая. Еще в 2008 году подобная система появилась на машинах Lexus LS, а сейчас построенная по тому же принципу головная оптика стала базовой на многих массовых автомобилях. Например, новый кроссовер Skoda Kodiaq оснащен ею в базовой комплектации, как и соплатформенный VW Tiguan. На базе подобной конструкции можно создать даже адаптивное освещение, и оно не будет ничем принципиально отличаться от использующего газоразрядные источники света. Но настоящий прорыв в эффективности дает только матричная светодиодная оптика.

Качественный головной свет автомобиля должен быть не только ярким, но и освещать исключительно необходимые зоны. Кроме того, не слепить встречных водителей, выделять важные объекты и при этом учитывать особенности человеческого глаза в отношении контрастности освещения и светотеневой границы.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

Адаптивное головное освещение на базе единого источника света во многом решает эти сложности, но настоящий прорыв возможен только при использовании матричного освещения, когда за каждую зону отвечает отдельный источник света с регулируемой яркостью, а управляется система интеллектуальным модулем, способным распознавать объекты перед машиной и регулировать освещенность различных зон по ситуации. И именно по этому пути пошла компания Hella при разработке своих матричных светодиодных модулей адаптивного освещения.

Идея использовать много фар для освещения нескольких зон перед машиной в случае традиционных источников света сталкивается с габаритными ограничениями. И газоразрядные источники света, и лампы накаливания имеют достаточно крупные размеры рабочей области и требуют объемной оптической системы.

В случае со светодиодным освещением такая проблема не стоит. Если отказаться от использования сменных светодиодных модулей, то на небольшой плате можно разместить более 50 светодиодов, а поскольку их световой поток имеет явную направленность, то подобная матрица диодов отлично работает с компактной и простой оптической системой.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

На практике в оптике Audi Matrix LED с 25 светодиодами адаптивного освещения они собраны в сменные модули по пять светодиодов в каждом, и еще пять модулей используются для статического освещения — ближнего света и статического бокового. В следующем поколении оптических систем Hella, которые с 2016 года устанавливаются на машины Mercedes, применяется целых 84 светодиода на единой плате.

Перспективная LED-оптика разработки Hella по-прежнему имеет «всего» 25 светодиодов на единой плате, но за счет использования в оптической системе фары проекционного LCD-дисплея с разрешением 30 тыс. пикселей с матрицей 100х300 число контролируемых зон освещения возрастает на порядок.

Сложность подобной конструкции легко недооценить. При тех же габаритах, что и у традиционной фары, внутри матричная LED-оптика и ее система управления устроены на порядок сложнее. Чтобы не быть голословным, рассмотрим конструкцию и ее возможности на примере оптики Audi Matrix LED для модели A8 в кузове D4 2013 года. Не самой новой, но зато одной из самых распространенных в России и имеющей много общего со светодиодной матричной оптикой других машин Audi. На следующих поколениях и для других моделей, скорее всего, будет уже лазерный источник света.

Возможности и конструкция

Помимо конструкции самой оптической системы, важную роль для работы адаптивного освещения играет конструкция системы управления. В случае с матричной оптикой самым важным датчиком системы является LiDAR — дальномер оптического диапазона, позволяющий системе управления получить предоставления обо всех источниках света и объектах в зоне освещения головной оптики. Так же используются данные навигационной системы, датчики скорости автомобиля, дождя и освещенности и данные ассистента ночного видения, если он есть в автомобиле. На основании этих данных блок управления может использовать один из множества режимов работы.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

Дальний свет для движения по автомагистрали включается на основании данных навигационной системы. В этом случае система Matrix Beam включает узкий луч с максимальной дальностью освещения, наилучшим образом подходящий для ночных поездок на высокой скорости.

Ближний свет с классической асимметричной формой светового пучка использует 15 отдельных светодиодов в каждой фаре и включается в населенных пунктах. Может применяться отдельно от адаптивного освещения. Дальняя зона освещения реализуется отдельным набором светодиодов и может быть отключена для реализации туристического или всепогодного режима.

Туристический режим используется при движении в странах с левосторонним движением для машин, созданных для движения правостороннего. Он позволяет уменьшить асимметрию светового луча при включенном режиме ближнего света. Включается режим или автоматически, по данным навигационной системы, или вручную, через меню мультимедийной системы.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

Конструкцию основной оптической системы фары можно увидеть на рисунке, но помимо нее в конструкцию входят также модуль указателя поворота (разумеется, со светодиодами), модуль охлаждения, причем со сменным вентилятором, и внутренняя проводка.

Статическое освещение боковой зоны предназначено для облегчения маневрирования и безопасного проезда перекрестков. Специальная секция фары освещает широкую зону спереди-сбоку от автомобиля. Включается автоматически при малой скорости и включении указателя поворотов, а также при угле поворота рулевого колеса более 50 градусов и скорости менее 60 км/ч. При проезде перекрестков срабатывает режим освещения для перекрестков, который включается по данным навигационной системы и скорости менее 60 км/ч.

Всепогодное освещение используется в условиях тумана и снегопада. В этом случае снижается мощность ближнего света и включается статическое освещение боковых зон. Включается режим вручную, кнопкой на панели, а ассистент дальнего света при этом отключается.

Динамическое адаптивное освещение работает на скорости более 60 км/ч вне населенных пунктов. Используется матрица из 25 светодиодов дальнего света, создающая 25 независимых сегментов. Система обеспечивает изменение направления луча света в зависимости от рельефа, не ослепляет встречный и попутный транспорт, снижает яркость в зонах расположения источников с высоким коэффициентом отражения — дорожных знаков и все другие функции адаптивности.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

Маркирующая подсветка пешеходов срабатывает вне населенных пунктов и скорости более 60 км/ч, при наличии ассистента ночного видения. Секции дальнего света фар в направлении пешехода мигают, привлекая внимание водителя, а силуэт пешехода подсвечивается красным на дисплее приборной панели.

Помимо датчика LiDAR в работе системы задействованы блок управления корректора фар и блок комфорта бортовой сети. Причем самих корректоров у адаптивной оптики нет по двум причинам. На машинах с матричной LED-оптикой установлена пневмоподвеска и сама оптика имеет высокий запас адаптивности даже в режиме ближнего света за счет разделения зон. Так что блок управления в строгом смысле слова блоком коррекции уровня не является, просто располагается и подключен так же, как блок коррекции на машинах без этой системы. Помимо внешних блоков, используются три блока контроля в самой фаре.

Как устроена матричная оптика: разбираемся с разработками компании HELLA

Конструкция модуля охлаждения для светодиодной оптики крайне важна, так как от него зависит долговечность самих светодиодов и он включает в себя индивидуальные воздуховоды для каждой диодной сборки и множество датчиков. Вместо линз в этом поколении оптики используются зеркальные отражатели, имеющие повышенную стойкость к перегреву. Снаружи корпус закрыт общим герметичным колпаком.

В целом развитие автомобильного света уже семимильными шагами идет по пути внедрения интеллектуального светодиодного освещения, в чем корреспонденты журнала «Движок» убедились на практике, сравнив его с адаптивным биксеноновым. Ну а постепенное удешевление конструкции и ее повсеместное внедрение в ближайшем будущем позволит значительно улучшить ситуацию с освещением на дороге, а следовательно, и с безопасностью.

Устройство и принцип работы матричных фар

Еще недавно в системах освещения автомобилей массово использовали только галогенные или газоразрядные лампы (ксенон). Позже производители начали переход на светодиодные источники света. Но настоящим прорывом стало появление матричных фар. Устройства позволяют освещать только нужные для вождения зоны, не ослепляя пешеходов и встречных водителей.

Что такое матричные фары

Матричные фары — нашумевшая во всем мире технология на основе светодиодов, разработанная и популяризированная компанией Audi. Полное название системы «Audi Matrix LED». Устройство реализует основные функции головного освещения автомобиля, включая дальний и ближний свет.

Audi Matrix LED Headlight

В отличие от стандартной оптики, матричные фары представляют собой сложную систему из светодиодов, контроллеров и интеллектуальных модулей. В случае с обычными фарами, водитель только включает определенный режим, а освещение работает согласно установленным параметрам. Матричная же оптика делится на функциональные сегменты и в автоматическом режиме регулирует яркость и освещенность определенных зон в зависимости от дорожной ситуации.

Водителю больше не нужно думать про переключение режимов света, поскольку управлением занимается встроенная интеллектуальная система.

Преимущества перед остальными типами фар

Как мы уже упоминали, светодиодные источники света стали постепенно вытеснять традиционные. Причиной послужила их экономичность и более длительный срок эксплуатации. И если говорить про матричные фары, то они обладают целым рядом дополнительных преимуществ:

Система Matrix LED от Audi

  1. Габаритные размеры — галогенная и газоразрядная оптика требуют большого пространства для установки, а светодиоды легко разместить даже на маленькой плате.
  2. Срок эксплуатации — система состоит из минимального набора элементов, которые подвержены сбоям и выходу из строя.
  3. Яркость освещения — показатель регулируется количеством установленных светодиодов.
  4. Управление освещенностью зон — с помощью датчиков и систем распознавания автомобиля происходит автоматический анализ объектов и изменение световых режимов.

В зависимости от режима работы матричные фары могут обеспечить яркий и тусклый свет, а также изменять фокус.

Основные функции матричных фар

Матричные фары регулируются с помощью электронного блока управления, который обеспечивают работу следующих функций освещения:

Volkswagen IQ Light

  • сегментальный дальний свет;
  • ближний свет с асимметричной формой;
  • статичное адаптивное освещение;
  • дальний свет для автомагистрали;
  • освещение перекрестков;
  • динамическое освещение поворотов;
  • всепогодный свет;
  • динамический указатель поворотов.

Система может подсвечивать пешеходов и животных, находящихся на дороге или в непосредственной близости на обочине.

Из каких элементов состоит матричная фара

Поскольку в основе матричной фары лежат светодиоды, они являются неотъемлемой частью конструкции. Использование данного вида источников света позволяет улучшить качество и яркость освещения. В список конструктивных элементов фары входят:

Фара Audi Matrix LED

  • светодиодные матрицы ближнего и дальнего света;
  • модули ДХО, указателей поворота и габаритов;
  • пластмассовый корпус с прозрачным рассеивателем;
  • вентилятор охлаждения;
  • декоративная решетка;
  • блок управления.

Поскольку система управляется автоматически, блок управления обменивается сигналами с другими модулями автомобиля, а также датчиками движения и видеокамерой.

Переключение угла освещения, яркости и режима работы фар происходит на основе информации с датчиков и навигационных систем транспортного средства.

Логика и принцип работы системы освещения

Рассмотрим пример работы матричной оптики в рамках разработки Audi Matrix LED. Каждая фара автомобиля состоит из 5 секций, которые оснащены пятью светодиодами. В общей сумме получается 25 элементов на одного устройство. При этом для каждой группы светодиодов предусмотрена собственная линза, позволяющая изменять фокус, яркость и направленность освещения.

Блок управления контролирует и управляет работой матричных фар. Специально для отслеживания дорожной ситуации в передней части автомобиля расположен датчик, позволяющий обнаруживать приближение встречного автомобиля. При поступлении сигнала от сенсора система изменяет количество рабочих секций, чтобы не ослеплять водителей, но поддерживать достаточный уровень освещенности.

Системы света с матричной оптикой синхронизированы с устройствами навигации, а также получают данные о внешней среде от видеокамеры. Это позволяет увеличить количество режимов работы, а также распознавать объекты и фокусироваться на них.

Audi Matrix LED

Какие производители применяют подобные фары

Автопроизводители стараются активно внедрять новые решения в свою технику. И если говорить о матричных фарах, то на текущий момент их использует ряд компаний:

Matrix Beam от Opel

  1. Matrix Beam от Opel, которая корректирует работу оптики исходя из погодных условий, скорости и маршрута движения, загруженности транспорта.
  2. Matrix LED от Audi устанавливается только в новые автомобили марки A8. Технология доступна исключительно для дорогих машин.
  3. Светодиодные матричные фары от Volkswagen IQ Light — каждое устройство состоит из 128 светодиодов. Работоспособность освещения гарантирует интеллектуальная система, приспособленная к любым режимам движения.

Преимущества и недостатки

Хотя использование матричной оптики, на первый взгляд, может показаться излишеством, технология имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • увеличение комфорта и безопасности движения;
  • не нужно думать о режиме работы освещения;
  • отсутствие ослепляющего эффекта для встречных водителей;
  • адаптивная работа света при движении по прямой и в поворотах;
  • обнаружение пешеходов;
  • динамические указатели повторов.

Из недостатков оптики можно выделить только высокую стоимость и использование технологии в автомобилях премиум-класса.

Матричные фары значительно упрощают езду на дорогах, особенно в плохих погодных условиях или ночью. Водителю не нужно переключать режимы работы света, а повороты становятся легкими и безопасными. Остается только дождаться, пока разработка дойдет до массового рынка и будет устанавливаться на все автомобили.

Регулировка фар после установки занижающих пружин. Часть 2.

Итак, как я уже раньше писАл в своём БЖ, после занижения своего крепыша на 30 мм путём замены стоковых пружин на Vogtland 956180,было визуально установлено, что фары в режиме ближнего света стали светить ниже и на загородной трассе, из-за этого, ехать со скоростью более 50 км/ч практически невозможно.
Был визит на сервис, всё выставили по фэньшую и я довольный отправился восвояси.
Каков же был кошмар, когда я на майские ломанулся на Кубань и в ночное время обнаружил, что матричный свет НЕ РАБОТАЕТ и система поиска и вырезания встречного и габаритов впередиидущего транспорта живет своей, не поддающейся никакой логике, жизнью.

По возвращении к родным пенатам, я вновь обратился в сервис ОД и рассказал Ивану Жидовинову (Zhidovinov) большому умничке, отличному специалисту во всём, что касается электроники и электричества и просто хорошему человеку о том, что происходим с матричным светом.
Как известно, все мы активировали эту функцию матричного света самостоятельно, кто ВАСЕЙ, кто CarScaner(ом), кто OBD11 и при подключении компа с официальным софтом система по VIN выдавала информацию о том, что на моём крепыше этой функции вааще НЕТ по умолчанию и, как следствие, доступа к калибровке в базе российских Тигуанов по-просту не предусмотрено. Она просто не активирована ни на одном автомобиле, предназначенном для российского рынка. И всё это, естессна, связано с камерой, которую нужно калибровать.

Вот тут-то, Иван и совершил, судя с моей колокольни, просто чудо. Он накопал всё, что нужно для калибровки камеры и СДЕЛАЛ ЭТО! Иван, земной тебе поклон! Сейчас система работает, как часики!

Регулировка фар после установки занижающих пружин. Часть 2.

Регулировка фар после установки занижающих пружин. Часть 2.

Регулировка фар после установки занижающих пружин. Часть 2.

Может быть этот крэш произошёл только у меня и сия участь миновала других владельцев рестайловых Tiguan R-Line, решивших занизить своих питомцев, но всё же я решил поделиться этой информацией. Может кому-то и пригодится…

Матричные фары — как они работают и в чем их основные преимущества?

Лучше всего просто проехаться. Всего одна вечерняя поездка в автомобиле, желательно в Фольксвагене, с современными светодиодными матричными фарами способна изменить восприятие мира. В голове водителя почти наверняка появится мысль «как я мог ездить на машине без таких фонарей?!».

Все отлично видно, и дорога, и обочина или тротуар хорошо освещены, и кроме того, несмотря на то, что на консоли часто появляется синий символ светофора, водители, идущие со встречного направления, не мигают нам «дальним светом». Это красиво и безопасно, и возвращение к автомобилям с другими фарами уже никогда не будет таким вкусным, как раньше…

IQ.Light в Volkswagen — как это работает?

Как работают «умные» фары IQ.Light? О них можно написать много статей. Но давайте попробуем обобщить самые важные факты о них.

Во-первых, в LED IQ.Light дальний и ближний свет создаются в результате работы двух проекционных систем. Они состоят из нескольких десятков диодов (их количество варьируется в зависимости от модели — у Touareg их больше всего). Внутренний модуль — это диоды, обеспечивающие основное освещение.

Внешний модуль, с другой стороны, является так называемым пиксельным модулем, также известным как интерактивный матричный отражатель. В нем несколько десятков диодов, каждый из которых можно включать отдельно. Их помещали на специальную тарелку. Они образуют светодиодную матрицу, поэтому мы называем матричные фары. Как вы можете узнать их? Под корпусом виден логотип IQ.Light.

В дополнение к упомянутым светодиодам также используется узкая светодиодная лента в верхней части фары. Это поворотник, мигающий от центра к краям.

Рефлекторы IQ.Light позволяют интерактивно управлять световым потоком

Что это означает? На практике можно ездить и не думать об освещении — включен дальний свет или нет и не слепим ли мы других водителей. Автомобиль «сам» решает, как подобрать световой поток к условиям. В отличие от обычных фар, которые светят одинаково на каждой дороге, матричные фары IQ.Light по-разному освещают маршрут на шоссе, проселочной дороге или в городе. Чтобы у водителя всегда была наилучшая видимость.

Время сказать еще несколько слов о теории. Эти 44 диода могут выполнять различные функции, в том числе и интерактивные. За это отвечает контроллер, использующий сигналы с камеры, расположенной в передней части автомобиля.

Также учитываются показания карт цифровой навигационной системы, сигналы GPS или данные о скорости и угле поворота руля. Все это для включения и выключения различных светодиодов на постоянной основе. Машина всегда готова — когда кто-то едет со встречки, при приближении к повороту, ускорении на трассе или при въезде в освещенный город.

Контроллер включает отдельные светодиоды за доли секунды и с большой точностью. А еще он действительно умен — буквы «IQ» в имени не взялись из ниоткуда. Система обнаруживает, светоотражающие информационные таблички или дорожные знаки и затемняет диоды таким образом, чтобы ничего не отражалось и не слепило водителя.

Водителю не нужно (почти) ничего делать

Единственное, что вам нужно сделать самостоятельно, это включить (или выключить) функцию автоматического включения дальнего света. Просто нажмите рычаг на левой стороне рулевого колеса вперед. Тогда автомобиль подберет пучок света так, чтобы никого не ослеплять, но при этом как можно лучше освещать дорогу. С точки зрения водителя это выглядит так, как будто машина все время на «дальнем» — за исключением того, что никто, едущий со встречного направления, не моргает.

В чем преимущества IQ.Light?

Идеально освещенная дорога в любых условиях — это основное преимущество светодиодных матричных фонарей. Вне зависимости от того, идет ли речь о езде в городе, в плохо освещенных поселках, на извилистой дороге в горах без обочины или на трассе, водитель отлично видит другие автомобили, пешеходов, велосипедистов и дорожное покрытие.

Вождение автомобиля ночью при плохом освещении может означать массу «сюрпризов» в виде выбоин или лежащих на дороге предметов, которые вы вовремя не заметите, не говоря уже о проблемах с замечанием пешеходов.

Кроме того, цвет огней настолько близок к естественному, что зрение водителя не устает даже после долгой дороги. К тому же, если дорога лучше освещена, вождение не требует такой концентрации внимания, как когда водитель изо всех сил пытается что-то разглядеть в темноте. Эффект? Преодолев сотни километров, вы можете просто выйти обновленным.

Кроме того, фары IQ.Light выглядят хорошо

Это преимущество не спасет никому жизнь и не заставит водителя выходить из машины менее уставшим — но ведь стиль тоже важен, а красота делает машину более приятной. Автомобили Volkswagen с IQ.Light выглядят исключительно хорошо как с включенными, так и с выключенными фарами. Точечные светильники выглядят привлекательно и современно.

Мы говорим не только о тех, кто впереди. Задние фонари также имеют привлекательный дизайн светодиодов и динамические «плавающие» индикаторы. Например, если речь идет о Пассате, то задняя часть этого автомобиля в версии с IQ. Свет фар отличается диодами, расположенными по характерному рисунку «крыльев», благодаря чему Пассат невозможно спутать ни с каким другим автомобилем ночью. Другие модели марки также имеют лампы привлекательного дизайна, привлекающие внимание после наступления темноты.

Лучше всего своими глазами увидеть, как работают матричные фары в Volkswagen.

Вечера в это время года очень длинные, поэтому очень важно хорошее освещение. Учтите — после вождения автомобиля с IQ.Light (речь идет в том числе о Golf, ID.4, Touareg, Passat или Arteon) потом очень не хочется возвращаться к модели с худшим светом…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *