Světlomety a elektronika světlometů František Vaník Škoda Auto, TML vývoj světlometů 15.4.2015
Obsah Elektronika v oblasti předních světlometů 1. Systémy řízení sklonu světlometů LWR - manuální LWR - automatické LWR - dynamické LWR 2. Systémy adaptivních světlometů AFS - světla do zatáčky - statické - dynamické a) rohový světlomet (CornerLight) b) systém Halogen AFS (LowAFS) c) systém Xenon AFS d) systém Xenon AFS High e) systém Dynamic Light Assist (MDF) 3. LED technologie - samostatné LED denní svítilny - integrované denní světlo do hlavních světlometů
Řízení sklonu světlometů - LWR Předpis EHK č.48 10 cm tlumené světlo 10 m Světlomety s funkcí tlumeného světla: a) halogenovou - manuální LWR b) xenonovou (plynová výbojka) - automatické LWR - dynamické LWR
Architektura systémů LWR manuální LWR DC motorky Ovladač LWR halogenové tlumené světlo
Architektura systémů LWR manuální LWR DC motorky Ovladač LWR halogenové tlumené světlo schéma zapojení M R U BAT U G R 4 390 Ω R 10 kω osa otáčení M R čočka parabola DC motorek
Architektura systémů LWR automatické LWR xenonové tlumené světlo DC motorky říd. jednotka LWR M-CAN nápravový sensor LWR automatické LWR krokové motorky říd. jednotka LWR M-CAN xenonové tlumené světlo nápravový sensor LWR nápravový sensor LWR
Architektura systémů LWR automatické LWR xenonové tlumené světlo DC motorky říd. jednotka LWR M-CAN nápravový sensor LWR schéma zapojení M R U BAT U G řídící jednotka LWR M-CAN M R
Architektura systémů LWR dynamické LWR xenonové tlumené světlo krokové motorky nápravový sensor LWR říd. jednotka LWR M-CAN nápravový sensor LWR
Architektura systémů LWR - Dynamická regulace = regulace během jízdy vozu xenonové tlumené světlo krokové motorky nápravový sensor LWR říd. jednotka LWR M-CAN nápravový sensor LWR Vstupní informace: - přední a zadní senzor: PWM signál + - M-CAN (Highspeed CAN 500kBaud)
Dyn. regulace sklonu světlometů Posuzování dyn. regulace sklonu světlometů: - více možných variant regulace a) subjektivní posouzení (pohled a pocit řidiče) - rozdílné názory řidičů, rozdílné vnímání řidičů b) objektivní posouzení: - statické měření - nakládaní vozu + měření sklonu světlometů (regloskop) = homologační zkouška - měření náklonů vozu + měření sklonu světlometů při jízdě - záznam jízdy (vstupní informace) - záznam řízení krokových motorků - vzájemné porovnání výsledků Kritéria posuzování: 1) odchylky od žádané polohy světlometu (EHK č.48) bezp. faktor 2) možnost oslnění protijedoucích bezp. faktor 3) harmonie pohybu světlometů subjektivní vnímání řidiče
Algoritmy regulace sklonu světlometů 0.05 Srovnání odchylek sklonu světlometu od požadované polohy pro různé algoritmy automatické regulace sklonu 1 2 brzda 0.04 Odchylky sklonu světlometu (rad] 0.03 0.02 0.01 0-0.01 Hranice oslnění protijedoucích vozidel Algoritmus ČVUT -0.02-0.03 Dynamické LWR (dynamické chování) Automatické LWR (statické chování) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Čas [s]
Systémy - AFS - světla do zatáčky - statická - dynamická Systémy adaptivních světlometů (AFS) u vozů Škoda a) rohový světlomet (CornerLight) skoro všechny vozy Škoda b) systém Halogen AFS (LowAFS) Fabia II, Roomster c) systém Xenon AFS Octavia II, III, Yeti d) systém Xenon AFS High Superb II, III, Octavia III, Yeti fl. e) systém GLW f) systém DLA Superb III
Architektura systémů - AFS CornerLight - manuální LWR - corner pravý corner corner DC motorek Ovladač LWR M-CAN - rychlost vozu - natočení volantu - stav blikačů říd. jednotka AFS DC motorek corner levý corner
Architektura systémů - AFS CornerLight pravý corner corner - manuální LWR - corner DC motorek Ovladač LWR M-CAN - rychlost vozu - natočení volantu - stav blikačů říd. jednotka AFS DC motorek corner levý corner Halogen AFS pravý corner corner - manuální LWR - dynamické světlo do zatáčky - corner DC motorek inteligetní kr. motorek Ovladač LWR M-CAN - rychlost vozu - natočení volantu - stav blikačů LIN říd. jednotka AFS DC motorek inteligetní kr. motorek levý corner corner
Architektura systémů - AFS Xenon AFS - dynamické LWR pravý corner - dynamické světlo do zatáčky světlomet kr. motorky výkonový modul říd. jednotka AFS M-CAN - rychlost vozu - natočení volantu - stav blikačů světlomet SubCAN levý corner kr. motorky výkonový modul
Architektura systémů - AFS Xenon AFS - dynamické LWR pravý corner - dynamické světlo do zatáčky světlomet kr. motorky výkonový modul říd. jednotka AFS M-CAN - rychlost vozu - natočení volantu - stav blikačů světlomet SubCAN levý corner kr. motorky výkonový modul Xenon AFS High - dynamické LWR - dynamické světlo do zatáčky - změny rozložení světla na vozovce podle režimu jízdy mód C - standardní ( meziměstské ) světlo mód E - dálniční světlo mód V - městské světlo mód W - světlo do špatného počasí (mlha, déšť) C Corner E V
Systémy adaptivních světlometů - AFS rohové/odbočovací světlo Corner light tlumené světlo rohové/odbočovací světlo Halogen/Xenon AFS natáčecí tlum. světlo mezim. světlo rohové/odbočovací světlo Xenon AFS High dáln. světlo měst. světlo
Systémy adaptivních světlometů - AFS ü Rohové světlo odboč.sv. (-30 až -60 ) (Corner light) Odbočovací světlo samostatně homologováno integrované s mlhovkou (Škoda Auto.) - Výška montáže 250 900 mm nad zemí - deaktivace nad 40 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS, funkce corner Corner light integrovaná funkce mlhového světlometu umístěn v nárazníku Isolux. diagram: pravý Corner podmínky aktivace Corneru: je nastartován motor a rychlost vozu je do 40 km/h není zařazena zpátečka přední mlhovky nejsou zapnuty je překročen aktivační úhel natočení volantu nebo je zapnut blikač je tma a jsou zapnuta tlumená světla
Systémy adaptivních světlometů AFS, funkce corner Natáčecí světla + světlo rohové
Systémy adaptivních světlometů - AFS Halogen / Xenon AFS - světlo do zatáček Rozsah: - 15 až + 45 statické (-15 až - 45 ) příd. sv. zdroj ve světlometu spíná podle natočení volantu deaktivace nad 50 km/h Výška montáže 500 1200 mm nad zemí dynamické (Schwenkmodul) (±15 ) horizontálně natáčecí sv. jednotka natáčení řízeno podle natočení volantu statický + dynamický optimální výkonnost sv. svazku (viz. Yeti, Octavia, Superb, Roomster, Fabia II)
Systémy adaptivních světlometů - AFS Systém Xenon AFS High předpis EHK č. 123 umožňuje: ü Realizaci nových světelných módů (nové sv. stopy) - změny svazku tlumeného světla (současné horizontální i vertikální natáčení světlometu)
Systémy adaptivních světlometů - AFS
Systémy adaptivních světlometů AFS High AFS Functions: Class C Country light Wall 10 m 1 Lux Border LEFT Vertical 0 o Horizontal 0 o RIGHT Vertical 0 o Horizontal 0 o 10 Lux Border Improved illumination Illuminated range 10 Lux 59 m 1 Lux 92 m Range of speeds 0-14 km/h and 50-89 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS High AFS function : Class V Town light Wall 10 m LEFT Vertical -0.57 o Horizontal -13 o RIGHT Vertical 0 o Horizontal 0 o Bright and wide illumination Illuminated range 10 Lux 44 m 1 Lux 70 m Range of speeds 15 49 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS High AFS Function: Class E Motorway light Wall 10 m LEFT Vertical +0.14 o Horizontal -1 o RIGHT Vertical +0.28 o Horizontal 0 o Longer illuminated range Illuminated range 10 Lux 75 m 1 Lux 165 m Range of speeds higher than 110 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS High, základní módy Městský Meziměstský Dálniční v < 50 km/h 50 < v < 90 km/h v > 90 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS High, základní módy tlum. světlo městské světlo
Systémy adaptivních světlometů AFS High, základní módy Dálniční světlo tlum. světlo dálniční sv.
Systémy adaptivních světlometů AFS High, rozšířené módy Světlo do špatného počasí norm. tlumená světla světla do deště
Systémy adaptivních světlometů AFS High, rozšířené módy AFS Function: Class C1 light for rain Wall 10 m LEFT Vertical -0.57 o Horizontal -15 o RIGHT Vertical -0.2 o Horizontal 0 o Wide shine for rain function -> Reduction of dazzling Illuminated range 10 Lux 45 m 1 Lux 70 m Turn-on conditions Windscreen wiper on for more than 2 minutes Speed range 0 70 km/h
Systémy adaptivních světlometů AFS High, rozšířené módy Turistické světlo Norm. tlumená světla Turistická světla
Systémy adaptivních světlometů AFS High, rozšířené módy Tourist lights (cars with left hand driving in right hand driving countries ) Wall 10 m LEFT Vertical -0.28 o Horizontal -1 o RIGHT Vertical -0.28 o Horizontal -3 o Avoidance of dazzling for the oncoming traffic Turn-on conditions Personalization or Diagnostics
Systémy adaptivních světlometů GLW - systém plovoucího dosahu světlometů - další rozšíření asistenta dálkový světel - systém založený na zpracování obrazu z kamery - rozpoznává objekty a jejich umístění v prostoru - na základě těchto informací je regulován sklon světlometů
Systémy adaptivních světlometů GLW
Systémy adaptivních světlometů DLA - systém Dynamic Light Assist - rozšíření systému GLW - systém založený na zpracování obrazu z kamery - rozpoznává objekty a jejich umístění v prostoru - na základě těchto informací je regulován nejenom sklon světlometů, tj. vertikální rozhraní světlo-tma, ale i horizontální rozhraní světla a tmy - objekty jsou maskovány tak, aby se předešlo jejich oslnění Plné dálkové sv. Funkce DLA při souběžně jedoucím voze Funkce DLA při souběžně a protijedoucím voze
Systémy adaptivních světlometů DLA Světelné rozhraní Funkce při souběžně jedoucí voze
Systémy adaptivních světlometů DLA Světelné rozhraní
Denní světlo Daytime running light - lepší viditelnost vozu během dne bezpečnost - automatické zapnutí při nastartování vozu - vypnutí při zapnutí jakékoliv jiné přední světelné funkce - neovlivňuje životnost dalších světelných funkcí (tlumené, dálkové) - samostatná sv. jednotka nebo integrovaná ve světlometu - homologace samostatně
Denní svícení / denní svítilny tl. světlomety denní světlo
Denní svícení / denní svítilny Denní svícení Denní svícení je řešeno automatickým rozsvícením potkávacích světel (halogenové, xenonové), současně s předními a zadními obrysovými světly a s osvětlením registrační značky (předpis EHK č. 48). Denní svítilny V nejnovějších vozidlech Škoda je osvětlení přes den řešeno pouze samostatnými denními svítilnami (předpis EHK č. 87). Jako zdroj světla se používají žárovky se sníženou spotřebou (W5W, H6W, P1W, ) nebo úsporné LED diody. 30-42W
Denní svítilny LED technologie Spotřeba el. energie Octavia RS LED TFL/PO Fabia RS LED TFL/PO napětí [V] proud [A] výkon [W] poziční světlo 6,0 0,095 0,570 13,5 0,129 1,806 17,0 0,134 2,278 denní světlo 6,0 0,640 3,840 13,5 0,480 6,240 17,0 0,390 6,630 napětí [V] proud [A] výkon [W] poziční světlo 6,0 0,002 0,010 13,5 0,059 0,800 17,0 0,065 1,100 denní světlo 6,0 0,003 0,018 13,5 0,548 7,400 17,0 0,565 9,600
Denní svítilny LED technologie Samostatné LED denní svítilny Škoda Octavia RS, Škoda Fabia RS 2 funkce - denní svítilna - poziční svítilna Integrované LED denní svítilny do hl. světlometu Škoda Octavia III Škoda Superb, Yeti fl. 2/3 funkce - denní svítilna - poziční svítilna - blikač (Superb)
Denní svítilny LED technologie
Vaše otázky?
Děkuji.
Systémy adaptivních světlometů - AFS Meziměstské světlo Corner Dálniční světlo Městské světlo zpět
Potenciometrický LWR senzor R 1 U R R 1 x R 2 R z U 2 U 20 R 2 R z U 2 Princip funkce potenciometrického senzoru jezdec V módu reostatu platí : x R 2 = x 0 R x 0 = délka odp. dráhy odp. dráha α osa otáčení V módu potenciometru je nezatížené výstupní napětí U 20 dáno vztahem: U 20 = R 2 R 1 + R 2 U = x x 0 U U α U S Princip otočného potenciometru:
Poteciometrický LWR senzor - zástavba nap. signál [V] 5 4,5 2,5 0,5 0-35 0 +35 +145 +180 +215 úhel natočení [ ]
Manuální LWR Schéma zapojení +(12V) 10 kω R R 4 U BAT M -(kostra) 390 Ω U G DC motorek levý M LWR potenciometr DC motorek pravý
Dyn. regulace sklonu světlometů Vstupní informace: - přední a zadní senzor: PWM signál: teplotní rozsah: -40 C - +125 C měřící rozsah: 3x ±60 výstupní signál: digitální (PWM) pracovní cyklus: 12,5% - 87,5% napájení: 5V±0,5V životnost: 5x10 6 cyklů frekvence PWM 200±25% -60 úhel [ ] +60 87,5% PWM [%] (střída) 12,5% T LOW T perioda - sběrnice M-CAN (500kBaud): zapnutí světlometů [0/1] rychlost vozu [km/h] poloha plyn. pedálu [%] brzdění [0/1] stav spojky [0/1]
Dyn. regulace sklonu světlometů Výstup: - řízení krokových motorků (levý a pravý světlomet) α osa otáčení parabola čočka DC krokový motorek Cíl: α = - β α β
Systémy adaptivních světlometů - AFS AFS Hella Optimo Bi-Xenon Module Swiveling Light Distribution on 25m wall AFS Shutter Leveling Optimal shutter shape (new AFS Reg. ECE 123) Swiveling Leveling
Systémy adaptivních světlometů - AFS Požadavky na systém: informace: - o zapnutí světlometů - o rychlosti vozu - o natočení volantu/kol - o zapnutí blikačů Corner light Halogen AFS Xenon AFS Xenon AFS High akční elementy: - spínání rohových světlometů - natáčení hlavních světlometů - ovládání sklonu světlometů (dostatečně rychlé) - dynamické LWR (v případě xenonových světlometů) - ovládání změny geometrie světelných svazků
Denní svítilny LED technologie Řízení Octavia RS, nová Octavia, Superb LED TFL/PO Schéma zapojení: LED denní svítilna V - napájení V r - řídící signál GND 3-pinový konektor 1) Kostra - připojeno na kostřící bod vozu 2) napájení - U < U r = TFL/PO vypnuto (U r rozhodovací napětí) - U = U b = TFL/PO zapnuto 3) Řídící signál - PWM 0%-20% = PO - PWM 20%-100% = TFL Fabia RS LED TFL/PO 3-pinový konektor Schéma zapojení: LDS 1) Kostra - připojeno na kostřící bod vozu LED denní svítilna V TFL - TFL V PO - PO GND BCM 2) TFL - U < U r = TFL vypnuto (U r rozhodovací napětí) - U = U b = TFL zapnuto 3) PO - U < U r = PO vypnuto - U = U b = PO zapnuto
Algoritmy regulace sklonu světlometů POROVNANI NAKLONU KAROSERIE S NAKLOPENIM SVETLOMETU 0.045 Nakon karoserie vypocteny z udaju snimacu Nakloneni svetlometu s Harmonickym nastavenim algoritmu Nakloneni svetlometu s Dynamickym nastavenim algoritmu 0.04 0.035 0.03 naklon [rad] 0.025 0.02 zabrzdeni 0.015 0.01 0.005 0 1. rychlostni stupen 2. rychlostni stupen -0.005 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 cas [s]