Světlomety a elektronika světlometů. František Vaník Škoda Auto, TML vývoj světlometů

Světlomety a elektronika světlometů František Vaník Škoda Auto, TML – vývoj světlometů 15.4.2015

FD - 16PDP – Elektronika 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 FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

Řízení sklonu světlometů - LWR

10 cm

Předpis EHK č.48

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

halogenové tlumené světlo


Ovladač LWR

Architektura systémů LWR manuální LWR DC motorky

Ovladač LWR

halogenové tlumené světlo

schéma zapojení M

R

UBAT

R4 UG

R 10 kΩ

390 Ω osa otáčení

M

parabola

R

čočka DC motorek


Architektura systémů LWR automatické LWR

DC motorky

říd. jednotka LWR

M-CAN

xenonové tlumené světlo nápravový sensor LWR

automatické LWR

krokové motorky

říd. jednotka LWR



M-CAN

nápravový sensor LWR

Architektura systémů LWR automatické LWR

DC motorky

říd. jednotka LWR

M-CAN


schéma zapojení

řídící jednotka LWR

M

M


R

R

UBAT

UG

M-CAN

Architektura systémů LWR dynamické LWR krokové motorky

M-CAN říd. jednotka LWR




Architektura systémů LWR - Dynamická regulace = regulace během jízdy vozu

krokové motorky

M-CAN říd. jednotka 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 Srovnání odchylek sklonu světlometu od požadované polohy pro různé algoritmy automatické regulace sklonu

1

0.05

2

brzda

Odchylky sklonu světlometu (rad]

0.04 Algoritmus ČVUT

0.03 0.02

Hranice oslnění protijedoucích vozidel

0.01 0 -0.01 -0.02 -0.03

Dynamické LWR (dynamické chování) 0

2

4

Automatické LWR (statické chování) 6

8

10 Čas [s]


12

14

16

18

20

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

Ovladač LWR

DC motorek


říd. jednotka AFS DC motorek

corner

levý corner

Halogen AFS

pravý corner

- manuální LWR - dynamické světlo do zatáčky - corner

corner

DC motorek

Ovladač LWR

inteligetní kr. motorek

LIN DC motorek inteligetní kr. motorek corner

levý corner FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015


říd. jednotka AFS

Architektura systémů - AFS Xenon AFS

- dynamické LWR - dynamické světlo do zatáčky

pravý corner světlomet


výkonový modul kr. motorky

říd. jednotka AFS

SubCAN světlomet výkonový modul kr. motorky

levý corner


Architektura systémů - AFS Xenon AFS

- dynamické LWR - dynamické světlo do zatáčky

pravý corner světlomet


výkonový modul kr. motorky

říd. jednotka AFS

SubCAN světlomet výkonový modul kr. motorky

levý corner

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)


Corner

C

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 FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

měst. světlo

Systémy adaptivních světlometů - AFS

ü Rohové světlo odboč.sv. (-30° až -60°) Odbočovací světlo • samostatně homologováno • integrované s mlhovkou (Škoda Auto.) - Výška montáže 250 – 900 mm nad zemí - deaktivace nad 40 km/h


(Corner light)

Systémy adaptivních světlometů – AFS, funkce corner

Corner light • integrovaná funkce mlhového světlometu • umístěn v nárazníku

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


Isolux. diagram: pravý Corner

Systémy adaptivních světlometů – AFS, funkce corner

Natáčecí světla + světlo rohové


Systémy adaptivních světlometů - AFS Halogen / Xenon AFS - světlo do zatáček 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)


Rozsah: - 15° až + 45°

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 High

AFS Functions: Class C Country light

Wall 10 m

LEFT Vertical 0o Horizontal 0o

RIGHT Vertical 0o Horizontal 0o

1 Lux Border 10 Lux Border

Improved illumination

Illuminated range 10 Lux 59 m 1 Lux 92 m FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

Range of speeds 0 - 14 km/h and 50 - 89 km/h


AFS function : Class V Town light

Wall 10 m

LEFT Vertical -0.57o Horizontal -13o

RIGHT Vertical 0o Horizontal 0o

Bright and wide illumination


Range of speeds 15 – 49 km/h


AFS Function: Class E Motorway light

Wall 10 m

LEFT Vertical +0.14o Horizontal -1o

RIGHT Vertical +0.28o Horizontal 0o Longer illuminated range


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 FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

světla do deště


AFS Function: Class C1 light for rain

Wall 10 m

LEFT Vertical -0.57o Horizontal -15o

RIGHT Vertical -0.2o Horizontal 0o

Wide shine for rain function -> Reduction of dazzling


Turn-on conditions • Windscreen wiper on for more than 2 minutes • Speed range 0 –70 km/h


Turistické světlo

Norm. tlumená světla FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

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 -0.28o Horizontal -1o

RIGHT Vertical -0.28o Horizontal -3o Avoidance of dazzling for the oncoming traffic

Turn-on conditions Personalization or Diagnostics FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

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 FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

Denní svítilny – LED technologie

Spotřeba el. energie Octavia 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

Fabia RS – LED TFL/PO

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)











Vaše otázky ?


Děkuji.

Systémy adaptivních světlometů - AFS Meziměstské světlo

Dálniční světlo zpět FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

Corner

Městské světlo

Potenciometrický LWR senzor R1

R U

R1 x R2

R2 Rz

Rz

U20

U2

U2

Princip funkce potenciometrického senzoru

jezdec

V módu reostatu platí :

x R2 = R x0

osa otáčení

x0 = délka odp. dráhy α odp. dráha

V módu potenciometru je nezatížené výstupní napětí U20 dáno vztahem:

U20

=

R2 U R1 + R2


=

x U x0

Uα US Princip otočného potenciometru:

nap. signál [V]

Poteciometrický LWR senzor - zástavba

5 4,5

2,5

0,5 0

-35°

0°

+35°

+145°


+180°

+215° úhel natočení [°]

Manuální LWR Schéma zapojení

+(12V)

UBAT

R4 10 kΩ

R 390 Ω

-(kostra)

M

UG

DC motorek levý

M

LWR potenciometr


DC motorek pravý

Dyn. regulace sklonu světlometů

Vstupní informace: - přední a zadní senzor: PWM signál:

frekvence PWM 200±25% 87,5% PWM [%] T LOW (střída) T

perioda

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: 5x106 cyklů

- sběrnice M-CAN (500kBaud): zapnutí světlometů [0/1] rychlost vozu [km/h] poloha plyn. pedálu [%] brzdění [0/1] stav spojky [0/1] FD - 16PDP – Elektronika světlometů, 15.4.2015

12,5% -60°

úhel [°]

+60°

Dyn. regulace sklonu světlometů Výstup:

- řízení krokových motorků (levý a pravý světlomet)

osa otáčení

α

parabola

čočka

DC krokový motorek

Cíl:

α=-β

α


β


AFS Hella Optimo Bi-Xenon Module

Light Distribution on 25m wall

Swiveling

AFS Shutter Leveling

Swiveling

Optimal shutter shape (new AFS Reg. ECE 123) Leveling


akční elementy: - spínání rohových světlometů

- natáčení hlavních světlometů - ovládání sklonu světlometů (dostatečně rychlé) - dynamické LWR (v případě xenonových světlometů) - ovládání změny geometrie světelných svazků


Xenon AFS High

Xenon AFS

informace: - o zapnutí světlometů - o rychlosti vozu - o natočení volantu/kol - o zapnutí blikačů

Halogen AFS

Požadavky na systém:

Corner light



Řízení Octavia RS, nová Octavia, Superb – LED TFL/PO Schéma zapojení:

3-pinový konektor 1) Kostra

V - napájení Vr - řídící signál

LED denní svítilna

GND

- připojeno na kostřící bod vozu

2) napájení

- U < Ur = TFL/PO vypnuto (Ur – rozhodovací - U = Ub = TFL/PO zapnuto

3) Řídící signál

- PWM 0%-20% = PO - PWM 20%-100% = TFL

Fabia RS – LED TFL/PO 3-pinový konektor Schéma zapojení:

LED denní svítilna

LDS VTFL - TFL VPO - PO GND


BCM

1) Kostra - připojeno na kostřící bod vozu 2) TFL

- U < Ur = TFL vypnuto (Ur – rozhodovací - U = Ub = TFL zapnuto

3) PO

- U < Ur = PO vypnuto - U = Ub = PO zapnuto

napětí)

napětí)

Algoritmy regulace sklonu světlometů POROVNANI NAKLONU KAROSERIE S NAKLOPENIM SVETLOMETU Nakon karoserie vypocteny z udaju snimacu Nakloneni svetlometu s Harmonickym nastavenim algoritmu Nakloneni svetlometu s Dynamickym nastavenim algoritmu

0.045 0.04 0.035

naklon [rad]

0.03 0.025 zabrzdeni 0.02 0.015 0.01 0.005 2. rychlostni stupen

1. rychlostni stupen 0 -0.005

5

6

7


8

9 cas [s]

10

11

12

13

14

Světlomety a elektronika světlometů. František Vaník Škoda Auto, TML vývoj světlometů

Recommend Documents