Opel vyvíjí adaptivní světlomety AFL nové generace

Světově unikátními světlomety se mohou pochlubit pouze modely Vectra a Signum. Osvětlení automobilů přibírá další funkce, které zlepšují výhled řidiče a zvyšují tak bezpečnost jízdy. Téměř polovina všech zájemců o model Signum si objednává adaptivní světlomety AFL.

Statistiky mluví jasnou řečí: Přes 80 procent všech silničních nehod se stane za šera či tmy při špatném počasí. To je jasná výzva pro konstruktéry automobilky Opel, kteří pracují na vývoji „inteligentních“ osvětlovacích systémech automobilů nové generace, jejich klíčovým prvkem jsou multifunkčními natáčecí světlomety. Cílem je připravit takové světlomety a osvětlení všeobecně, které zlepší výhled řidiče, což se musí projevit ve vyšší bezpečnost jízdy i v cestovním komfortu. Konstruktéři nových světelných systémů automobilů Opel se zároveň tím nejlepším způsobem vyrovnávají s faktem, že lidský zrak se s věkem zhoršuje. Zhruba od 45 let věku se zhoršuje především zraková ostrost za zhoršených světelných podmínek. A například jenom v Německu je asi 25 držitelů řidičského oprávnění, tedy více než polovina, starších 40 let.

V roce 2003 se Opel stal prvním producentem automobilů, který do střední automobilové třídy vnesl natáčecí světlomety AFL (Adaptive Forward Lighting) a do boků zářící světla pro odbočování. Modely Vectra a Signum jsou stále jedinými automobily, které nabízejí Bi-Xenonové světlomety s oběma těmito funkcemi, tedy s natáčením do zatáček a osvětlováním bočních prostorů v prudkých zatáčkách a při odbočování. A nová Astra vnesla špičkové Bi-Xenonové adaptivní světlomety AFL, které se natáčejí spolu s řízením a přizpůsobují svoji charakteristiku při jízdách po dálnicích, i do nejsilnějšího evropského segmentu automobilového trhu.

Specialisté Mezinárodního technického a vývojového centra ITDC automobilky Opel v Rüsselsheimu v současné době pracují na adaptivních světlometech AFL nové generace. Opel tím znovu potvrzuje svoji průkopnickou roli ve vývoji moderních osvětlovacích systémů. Světlomety nové generace mění své charakteristiky podle toho, zda vůz jede po běžných silnicích, po dálnici, ve městě a přizpůsobují se i aktuálním klimatickým podmínkám. Právě tuto přizpůsobivost budou po automobilových světlometech vyžadovat zákonné normy, které začnou v Evropě platit od roku 2007. Již letos uskutečnili specialisté centra ITDC první praktické testy světlometů nové generace, a to na zkušebním okruhu automobilky Opel v německém Dudenhofenu.

Adaptivní světlomety AFL přizpůsobují svoji činnost a charakteristiky aktuálním jízdním podmínkám a světelným podmínkám. Když vůz jede rychle v přímém směru, například o dálnici, je nutné, aby světelný paprsek osvětloval vozovku dále před vozem. Naproti tomu zcela jiné podmínky klade na světlomety městský provoz – tady číhá největší nebezpečí v neosvětlených prostorách ležících bokem ke směru jízdy a proto moderní světlomety musí tato „slepá“ místa co nejintenzivněji eliminovat. Temná místa prudkých zákrut, zcela běžných na většině okresních silnic, výrazně lépe osvětlují moderní adaptivní světlomety AFL, které se natáčejí spolu s řízením.

Vývojoví specialisté předpokládají, že všechny tyto funkce budou moderní světlomety AFL zvládat ještě lépe po propojení se satelitními navigačními systémy – osvětlovací systémy budou díky tomu moci ještě rychleji reagovat na blížící se zatáčky nebo klesání či stoupání silnice.

Moderní světlomety se budou přizpůsobovat i počasí, třeba jízdě za deště, sněžení nebo v mlze. Za těchto situací je řidič často nepříjemně rušen odrazy světlometů od lesklého povrchu vozovky. Světlomety příští generace proto sníží cíleně intenzitu osvětlení centrální části silnice před automobilem a naopak zvýší intenzitu dvou postranních světelných kuželů, které osvětlují ve střední vzdálenosti okrajové sekce vozovky. Vývojoví specialisté automobilky Opel se snaží, aby řidič měl za každého počasí co nejlépe osvětlenou cestu, ale zároveň aby v žádném případě nedocházelo k oslňování protijedoucích automobilů.

„Adaptivní světlomety AFL příští generace musí vyhovět všem požadavkům na aerodynamiku, styling a musí vyhovět i rozměrovým požadavkům designerů,“ vyjmenovává priority expertů, pracujících na vývoji nových světelných systémů, Ingolf Schneider, vedoucí oddělení přípravy osvětlovacích technologií centra ITDC. „Musíme dokázat integrovat nové funkce do světlometů co nejmenších rozměrů. Proto jdeme cestou propojování některých světelných funkcí do určitých skupin. A kromě toho se samozřejmě snažíme, aby cena budoucích natáčecích multifunkčních světlometů byla zhruba stejná, jako je cena současných adaptivních světlometů AFL.“

Stěžejním prvkem adaptivních světlometů AFL příští generace jsou horizontálně i vertikálně natáčecí Bi-Xenonové světlomety s pohyblivými částmi reflektorů a variabilními filtry a clonami umístěnými do cesty světelného paprsku. Krokové elektromotorky dokážou ve zlomku sekundy změnit nastavení všech těchto elementů, tak, aby osvětlení vždy optimálně odpovídalo aktuální jízdní situaci. Ovládací členy dostávají pokyny z řídicího procesoru prostřednictvím vysokorychlostních datových sítí vozu. Řídicí jednotka přitom neustále vyhodnocuje informace z řady citlivých čidel, především ze senzorů sledujících rychlost jízdy, úhel natočení předních kol, naklánění karoserie, zatížení vozu a úroveň okolního osvětlení.

O tom, jaký je marketingový potenciál hi-tech osvětlovacích systémů, nejlépe vypovídá poptávka po adaptivních světlometech AFL současné generace. V roce 2004 28 procent z německých zákazníků, kteří si koupili model Opel Signum, si ke svému vozu objednalo rovněž na přání dodávané adaptivní světlomety. Do modelů Astra si světlomety AFL nechalo zamontovat 8 procent zákazníků.

Adaptivní světlomety jsou investicí, které se stoprocentně vyplatí! To potvrzuje i podrobná studie Technické univerzity v Darmstadtu. Vědci z této univerzity zjistili, že výhled řidiče při jízdě v noci zatáčkou s vozem s Xenonovými světlomety, které se natáčejí spolu s řízením, je téměř stejný, jako při jízdě za denního světla. Tento závěr vznikl na základě rozsáhlého výzkumu, kterého se zúčastnilo více než padesát řidičů – od osmnáctiletých čerstvých držitelů řidičských průkazů, přes profesionální šoféry až po seniory ve věku 68 let.

Citlivé infrakamery sledující mj. pohyby očí prokázaly, že při jízdě zatáčkou v noci ve voze s adaptivními Xenonovými světlomety má řidič výhled do vzdálenosti asi 36 metrů, což je téměř stejně, jako 38 metrů za normálního denního světla. Ovšem ve voze s natáčecími halogenovými světlomety už má řidič výhled pouze do vzdálenosti 27 metrů a jede-li ve voze s pevně fixovanými halogenovými světly, potom má jenom do vzdálenosti 24 metrů.

Modely Opel Vectra, Signum a Astra mohou být vybaveny natáčecími Bi-Xenonovými světlomety AFL. Přesné senzory neustále sleduje rychlost jízdy a natáčení řídicích kol. Ve chvíli, kdy vůz vjíždí do zatáčky, elektromotorek natočí světlomety až o 15 stupňů doprava nebo doleva, podle směru jízdy, takže světlený paprsek dopadá tam, kde je ho opravdu potřeba. Světlomety se natáčejí při jízdě s dálkovými i tlumenými světly a reagují i podle rychlosti jízdy. Díky systému natáčení je vozovka osvětlena až o 90 procent lépe, než v případě vozu s pevně fixovanými světlomety. To má samozřejmě zásadní vliv na bezpečnost jízdy a kromě toho systém AFL zlepšuje i jízdní komfort a zpříjemňuje řízení vozu – díky lepšímu osvětlení cesty může totiž řidič dříve reagovat na aktuální situaci a je tedy méně stresován.

Adaptivní světlomety se natáčejí nejenom do stran, ale za určitých okolností se mění i úhel jejich paprsku ve vertikální rovině. Překročí-li rychlost vozu hranici 115 km/h, zvedne se automaticky světelný paprsek tlumených světel o něco výš, což zlepší výhled řidiče. Automatický regulační systém, který je standardní součástí světlometů AFL, přitom zabraňuje při tomto tzv. dálničním osvětlení oslnění protijedoucích řidičů – regulační zařízení totiž eliminuje vliv pohybů karoserie (například při akceleraci nebo brzdění) na výšku světelného paprsku. Světlomety jsou tedy stále nastavené tak, aby neoslňovaly protijedoucí vozy.

Druhou základní funkcí adaptivních Bi-Xenonových světlometů AFL, dodávaných do modelů Vectra a Signum, je osvětlení sekcí ležících po stranách směr jízdy. Tento systém se skvěle uplatní především při nočních jízdách ve městech. Samostatný halogenový reflektor, který je integrovaný do tělesa světlometů, osvětlí místa, ležící v úhlu 90 stupňů vpravo nebo vlevo od vozu, a to do vzdálenosti až 30 metrů. Tzv. odbočovací světlomety se aktivují v závislosti na použití směrových světel, rychlosti jízdy a natočení volantu.

Díky tomuto systému má řidič dokonale osvětlenou nejenom silnici před vozem, ale vidí dobře i do míst, kam hodlá odbočit. Může tedy včas zareagovat na případné nečekané překážky, což by mu neumožnily pevně fixované světlomety, které nedokážou ozářit temná místa ležící bokem ke směru jízdy. Z bezpečnostních důvodů se odbočovací světlomety aktivují pouze při jízdě rychlostí do 40 km/h, nemohou se tedy rozsvítit například při rychlé jízdě po dálnici při přejíždění z pruhu do pruhu, kde by jejich aktivace mohla být příčinou kolizní situace.

Nabídka natáčecích světlometů a odbočovacích světel k listopadu 2004:

• Odbočovací světla i natáčecí světlomety: Opel Vectra, Signum a Mercedes CLS
• Pouze natáčecí: Opel Astra, Audi A4, Audi A6, BMW 3 Coupé/Cabrio, 5, 6, 7, X3, X5, Citroën C4, C5, Ford Focus, Land Rover Discovery, Lexus RX 300, LS 430, Mercedes E a Porsche Cayenne
• Pouze odbočovací světla: Audi A8, Mercedes A, C, SLK a Renault Modus

Slovníček pojmů světelných technologií

Adaptivní dálniční osvětlení

Jede-li vůz vysokou rychlostí – přes cca 115 km/h – v přímém směru, řídicí jednotka Bi-Xenonových světlometů (standardní součást adaptivních světlometů AFL modelů Astra. Vectra a Signum) aktivuje systém nastavování úhlu světelného paprsku ve vertikální rovině. Díky tomu má řidič tlumenými světly lépe osvětlenou vozovku ve větší vzdálenosti před vozem, aniž by ovšem oslňoval protijedoucí řidiče.

Adaptivní světlomety AFL (Adaptive Forward Lighting)

Bi-Xenonové světlomety propojené s řízením vozu. U modelů Opel Astra se světlomety natáčejí v horizontální rovině do zatáček a mění sklon paprsku ve vertikální rovině při jízdě vysokou rychlostí po dálnici. Adaptivní světlomety modelů Vectra a Signum obsahují navíc i odbočovací světlo.

Automatická aktivace světel ALC (Automatic Lighting Control)

Systém automatické aktivace světel ALC zapne nebo popř. vypne tlumené světlomety v závislosti na intenzitě okolního světla. Tu měří dva senzory v čelním skle. Jedno čidlo hodnotí okolní světlené podmínky, druhé je zaměřené přímo na kvalitu osvětlení přímo ve směru jízdy vozu. Díky tomu systém rozpozná i momenty, kdy vůz jede tunelem. Pokud oba senzory zaregistrují malou intenzitu světla (např. při jízdě tunelem) aktivují se tlumená světla. Pokud potom dopředu zacílený senzor vyhodnotí dostatek světla, ale druhý senzor registruje v okolí vozu stále málo světla (vůz se blíží ke konci tunelu) zůstávají tlumená světla zapnutá. Pokud oba senzory vyhodnotí dostatečnou intenzitu okolního světla, tlumená světla s malým časovým odstupem zhasnou. Jestliže dopředu zacílený senzor hlásí světlo a druhé prostorové čidlo registruje málo okolního světla (např. krátký podjezd) světla zůstanou vypnutá.

Bi-Xenonové světlomety

Bi-Xenonové světlomety modelů Opel Astra, Vectra a Signum využívají pro tlumená i dálková světla jako zdroj jednu společnou plynovou výbojku. Přepínání mezi tlumeným a dálkovým světlem zařizují clonky pohybující se v ose světelného paprsku. Výhodou Bi-Xenonových světlometů je mimořádně široký světelný paprsek, dobře osvětlující vozovku i po stranách (v režimu tlumených i dálkových světel) a barva vyzařovaného světla, které se velmi podobá dennímu světlu. Díky tomu se oči řidiče dokážou velmi rychle a bez problémů přizpůsobovat měnícím se světelným podmínkám.

Odbočovací světla

Součástí adaptivních světlometů AFL modelů Opel Vectra a Signum jsou tzv. odbočovací světlomety, které pomáhají osvětlovat místa ležící bokem ke směru jízdy vozu. Do tělesa světlometů je začleněn ještě jeden malý reflektor, který je zamířený do strany a aktivuje se při použití směrových světel, nebo při odbočování či vyjíždění z přímého směru jízdy, a to při jízdě do rychlosti 40 km/h. Odbočovací světla mají dosah asi 30 metrů, což znamená až o 90 procent lepší osvětlení sekcí ležících bokem ke směru jízdy. Díky tomuto systému má řidič dokonale osvětlenou nejenom silnici před vozem, ale vidí dobře i do míst, kam hodlá odbočit. Může tedy včas zareagovat na případné nečekané překážky (odstavený automobil, chodci v tmavých šatech, cyklisté…).

Systém dynamického natáčení světel

Hlavní součástí adaptivních světlometů AFL modelů Opel Astra, Vectra a Signum je systém dynamického natáčení světel, díky kterému má řidič až o 90 procent lépe osvětlené zatáčky, protože světla se natáčejí souběžně s řízením. Při jízdě zatáčkou o poloměru 190 metrů má řidič běžného vozu s konvenčními pevnými světlomety osvětlený prostor do vzdálenosti zhruba 30 metrů. Adaptivní světlomety se systémem dynamického natáčení světelného paprsku nabízejí o 25 až 55 metrů více osvětleného prostoru. To se samozřejmě zřetelně projeví ve vyšší bezpečnosti jízdy.

Nastavení natáčecích Bi-Xenonových světlometů řídí procesor, který získává data ze senzorů snímajících rychlost jízdy a natočení řídicích kol. Na základě vyhodnocení těchto údajů potom krokový elektromotor natáčí světlomety, přičemž rychlost natáčení je úměrná rychlosti jízdy a úhel natočení je úměrný natočení volantu, resp. řídicích kol.

Elektrochromatická zpětná zrcátka

Zpětná zrcátka s elektrochromatickou úpravou chrání oči řidiče před oslněním světly vzadu jedoucích vozů. Modely Opel Vectra a Signum mohou mít elektrochromatické interiérové zpětné zrcátko i vnější zpětné zrcátko na straně řidiče, Astra může mít pouze interiérové zpětné zrcátko s elektrochromatickou úpravou.

Funkce „Doprovoď mě domů (Follow-me-home)

Je-li vůz vybaven světelnými funkcemi „Doprovoď mě domů (Follow-me-home), zůstávají světla zapnuta ještě po 30 sekund po zaparkování a uzamčení vozu a osvětlují posádce cestu k domovním dveřím.

Halogenové světlomety

Halogenové světlomety, jejichž výbojka je naplněná jódem nebo brómem, pracují s teplotou výboje na úrovni bodu tavení wolframu. Díky tomu je světelný výkon halogenových výbojek asi dvojnásobný oproti běžným žárovkám, výhodou je i zhruba dvojnásobná životnost. Halogenové výbojky H7 (zavedené v roce 1995) jsou dnes nejrozšířenějším zdrojem světla moderních světlometů s tzv. volnou odrazovou plochou. Intenzita osvětlení tlumených halogenových světel je však stále až o 87 procent nižší než u xenonových světel a intenzita dálkových světel je nižší dokonce až o 180 procent.

Světlené diody LED (Light Emitting Diode)

Polovodičové LED diody se vyznačují velmi krátkou reakční dobou (dobou potřebnou pro plné rozzáření), a proto se jich využívá v konstrukci brzdových světel. Reakční doba LED brzdových světel činí asi jen 50 milisekund, tedy výrazně méně než činí reakční doba konvenčních žárovek, takže vzadu jedoucí řidiči jsou rychleji varováni. To snižuje riziko vzájemné kolize.

Uvítací světlo (Welcome light)

Po odemčení vozu se pomalu rozzáří interiérové osvětlení, které se znovu ztlumí zhruba po asi deseti sekundách, zatímco osvětlení přístrojového štítu a středové konzole zůstává aktivováno. Barevný informační displej se automaticky přepíná do režimu den/noc, takže za každých světelných podmínek zaručuje optimální čitelnost zobrazovaných údajů.

Xenonové světlomety:

U světlometů s xenonovými výbojkami se světlo vytváří vznikem výboje mezi dvěma elektrodami, které jsou umístěny ve skleněné baňce naplněné inertním (netečným) plynem xenonem. Modely Opel Astra, Vectra a Signum mohou být vybaveny Bi-Xenonovými světlomety, které využívají jednu xenonovou výbojku pro tlumené i dálkové světlo. Hlavními výhodami xenonových světlometů jsou:

Vysoký světlený výkon: V porovnání s moderní halogenovou výbojkou H1 dává xenonová výbojka o příkonu 35 W asi dvakrát více světla, jehož složení se navíc více blíží složení denního světla. Na plný výkon se xenonová výbojka rozzáří po dosažení teploty asi 900 oC.

Dlouhá životnost: Asi 2000 hodin, což odpovídá požadované životnosti celého automobilového světlometu.