P2-06_Světlomety a elektronika

Sv tlomety a
elektronika sv tlomet
František Vaník, Vilém Hole ek
Škoda Auto, TML – vývoj sv tlomet
13.11.2009
Tento materiál vznikl jako sou ást projektu In-TECH 2,
který je spolufinancován Evropským sociálním fondem
a státním rozpo tem R.
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Definice
Sv tlomet – je za ízení, konstruované k osv tlení vozovky.
tlumené sv tlo – znamená sv tlo, užívané k osv tlení vozovky p ed vozidlem, aniž by nepat
osl oval nebo obt žoval idi e, p ijížd jící z opa ného sm ru nebo jiné uživatele vozovky.
dálkové sv tlo – znamená sv tlo, užívané k osv tlování vozovky na velkou vzdálenost p ed vozidlem,
sv tlomet do mlhy – znamená sv tlo zlepšující osv tlení vozovky za mlhy, sn žení, bou ky nebo
v mra nech prachu.
Svítilna – je za ízení k vysílání sv tleného signálu ostatním uživatel m silnice.
sm rová svítilna – znamená svítilnu, sloužící k informaci pro ostatní uživatele silnice, že idi chce
nit sm r vpravo nebo vlevo.
denní svítilna – znamená svítilnu, která sm uje dop edu a která iní vozidlo snadn ji viditelné
za jízdy ve dne.
ední obrysová svítilna – znamená svítilnu, užívanou k ozna ení p ítomnosti vozidla a jeho ší ky
i pohledu zep edu.
2
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
ehled p edpis
Mezinárodní p edpisy:
EHK R6 – ukazatel sm ru
EHK R7 – obrysové sv tlo
EHK R19 – p ední mlhový sv tlomet
EHK R37 – žárovky
EHK R48 – instalace sv telné techniky na voze
EHK R87 – denní svítilna
EHK R112 – halogenové sv tlomety
EHK R119 – rohový sv tlomet = corner
EHK R123 – AFS sv tlomety
eské vyhlášky a zákony:
301/2001, 361/2001…..
3
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Vývoj sv tlomet – p ehled
2D+3D data
Rendering
Simulace
Ná adí
Montážní linky
ení, zkoušky
4
Prototypy
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
Finální výrobek
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
Sv tlomety, p ední osv tlení:
Parabolový reflektor s optikou na skle
Fazetové a free-form systémy – reflektorová optika
Projektorové systémy
Natá ecí a AFS systémy
Mlhové sv tlomety
Rohové sv tlomety
Denní svítilny
5
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
1) Parabolový reflektor s optikou na skle
Sv tlo je založeno na principu paraboloidního zrcadla (pravidelný tvar),
Sv telný zdroj je umíst n v okolí ohniska paraboloidu,
Výsledný projektovaný paprsek je paralelní,
Sv tlo distribuováno optickými elementy umíst nými na krycí
ce + nutné
zamezení osln ní protijedoucích vozidel,
Sv telný zdroj: halogenové žárovky (H1, H4, H7, …).
Škoda Felicia A02
6
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
2) Reflektorová optika
Založena na konceptu “free-form“ reflektoru - inteligentní rozložení plochy reflektoru na ásti,
Každá z ástí odráží sv tlo do ur ité oblasti vozovky (nepravidelný tvar reflektoru),
Rozložení vypo ítáno za pomoci po íta e,
iré krycí sklo bez optiky,
Sv telný zdroj: a) halogenové žárovky (H1, H4, H7,…),
b) xenonové výbojky (D1S, D2S,…).
Materiál krycího skla: PC p íp. sklovina
Škoda Fabia A04
7
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
3) Projek ní optika
Sv tlo je emitováno sv telným zdrojem a po odrazu od reflektoru prochází ohniskem
Mezi reflektorem a
kou je clonka jejíž obrys je
kou projektován na silnici,
iré krycí sklo bez optiky,
Sv telný zdroj: a) halogenové žárovky (H1, H4, H7,…),
b) xenonové výbojky (D1S, D2S,…).
Materiál krycího skla: PC p íp. sklovina.
Škoda Superb B5
8
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
ky,
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
3) Projek ní optika
Rozpad DE modulu
Zajišt ní
(plech)
ky
Clona
(plech. výlisek)
Žárovka H7
Upevn ní žárovky
(pružina, šrouby,…)
Držák
ky
(plech. výlisek)
ka
(sklovina)
9
Reflektor
(Magnesium, plech)
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
Držák žárovky
(plech)
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
3) Projek ní optika
Bi-Xenonový modul
Patice výbojky se startérem
Reflektor
ka
ídící jednotka
Výbojka
Bi-funkce = pohyb clonky
1) clonka v horizontální poloze =
zastín né sv tlo – tlumená fce
Clonka
10
Elektromagnet
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
2) clonka odklopena – dálková fce
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Druhy osv tlovacích jednotek
4) Adaptive Frontlighting System – AFS
AFS – adaptivní sv tlometový systém
Zlepšení osv tlení vozovky p ed a vedle vozidla, zejména p i odbo ování a p i jízd zatá kou.
V pr
hu jízdy m nící se kombinací sv telných svazk z jednotlivých jednotek je vytvá en optimální
celkový sv telný svazek
11
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Rozpad sv tlometu Fabia II
leso (PP)
Centrální konektor, LWR
+ostatní malé díly
Krytky vým ny žárovek
(m kká pryž)
Reflektor blinkru (PBT)
Krycí rámek (PC)
Držák žárovky blinkru
DE Bi-Halogenový
modul
Krycí sklo (PC)
Žárovky
Optický filtr
(PC)
12
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Rozložení sv tla na vozovce – Bi-Xenon
Tlumené sv tlo
Dálkové sv tlo
13
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Rozložení sv tla na st
25m – Bi-Xenon
Tlumené sv tlo
Dálkové sv tlo
14
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Se ízení sv tlomet
Tlumené sv tlo:
Dle ECE R48 – základní nastavení -1,0% až -1,5%
Škoda: -1,0%
Se izovací elementy – výškové, stranové
Mlhové sv tlo:
Dle ECE R48 – základní nastavení -2,0%
Škoda: -2,2%
Se izovací elementy – výškové
Dálkové sv tlo:
Základní nastavení: 0%
Se izovací elementy - výškové
Sklon 1,0%
e = 10 cm
Sklon sv tel:
1% = 0,573º
1º =1,745%
regloskop
15
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
ehled typ a použití žárovek/výbojek na voze
Tlumené/dálkové sv tlo
Mlhové sv tlo
ední blinkr
Parkovací/obrysové sv tlo
Bo ní blinkr
16
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
1) Halogenové žárovky
Využívají efekt rozžhaveného vlákna, kterým prochází elektrický proud,
Žárovky jsou pln ny halogenovým plynem (nej ast ji metylbromidem nebo bromem).
1 – ba ka žárovky
2 – vlákno žárovky tlumeného sv tla s krytkou
3 – vlákno žárovky dálkového sv tla
4 – držák žárovky
5 – elektrické p ipojení (konektor)
1 – Wolframové vlákno žárovky
2 – halogenová nápl
3 – odpa ený wolfram
4 – halogenid wolframu
5 – uložený wolfram
Žhavící vlákno halogenové žárovky
17
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
2) Xenonové výbojky
Tzv. HID, neboli “High-Intensity Discharge” – výboj s vysokou intenzitou,
Nemají žhavící vlákno, svítí díky elektrickému oblouku mezi dv ma elektrodami,
Sv tlo vzniká p i ízeném výboji v plynné náplni – výbojka obsahuje malý k emíkový
ho ák s obsahem xenonu, p ím sí kov a dalšími p ísadami,
Xenon pomáhá v první fázi po zapálení tomu, aby náb h výbojky do plného výkonu
byl dostate
rychlý – pln ní kritérií automobilového pr myslu,
HID vytvá í v porovnání s halog. žárovkou H7 dvojnásobné množství sv tla (až 3200
lm u výbojky v porovnání s 1500 lm u žárovky H7 poslední generace),
Barevná teplota sv tla výbojek dosahuje 4100 K v porovnání s 3200 K u hal. žárovek,
sv tlo je díky tomu podobn jší dennímu sv tlu (barevná teplota denního sv tla je
~5200K),
Jejich pr
rná životnost je více jak 6x delší než halogenové žárovky, tj. životnost
výbojky je 3000 hodin i více).
18
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
2) Xenonové výbojky
HID pot ebují ke správné funkci podp rné systémy: elektronickou ídící jednotku a startér,
Pro xenonové sv tlomety p edpisy stanovují, že v z musí být vybaven automatickým
nastavováním jejich sklonu a ost ikova i sv tlomet .
Sv telný oblouk výbojky
19
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
2) Výbava spojená s xenonovými sv tlomety
A) Omýva sv tlomet (SRA):
- pevný
B) LWR – se izování sklonu sv tlomet - automatické
- teleskopický
20
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
3) LED
LED – Light Emitting Diode (sv tlo emitující dioda)
Vysoce efektivní výbojový sv telný zdroj,
Fungují na principu polovodi ových desti ek, které p etvá ejí elektrický proud p ímo na sv tlo,
Vydrží svítit 50 až 100 tisíc hodin, což odpovídá p ibližn 10 let m nep etržitého svícení,
Pokrytí celého barevného spektra (bílá, ervená a žlutá pro sv tlomety a svítilny),
Definovaný úhel sv telného svazku,
Mnohonásobn úsporn jší než jakékoliv konven ní sv telné zdroje,
Malé rozm ry, umož ují varibilní design.
Luxeon K2 SMT - white LED
- První LED zdroj pro p ední sv tlomety
- životnost – 10 000 hodin
21
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Sv telné zdroje
3) LED koncepce
Využití LED technologie v pozi ních sv tlech
Aplikace ve sv tlech pro denní provoz
LED technologie použitá u sm rového sv tla
Možný vzhled budoucích AFS sv tlomet
využívajících LED technologie
22
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Mlhové a rohové sv tlomety
ední mlhový sv tlomet – sv tlomet zlepšující osv tlení vozovky za mlhy, sn žení, bou ky
nebo v mra nech prachu.
- úhel vyza ování: od -20° do +20°,
- umíst ní: nejmén 250 mm nad vozovkou,
- kontrolka povinná,
- lze rozsv covat a zhasínat nezávisle na potkávacích nebo dálkových
sv tlech,
- definován p edpisy: ECE 19 a ECE 48.
Rohový sv tlomet – sv tlomet, který se užívá pro zajišt ní dopl ujícího osv tlení té ásti
silnice, která je v blízkosti p edního okraje vozidla na té jeho stran ,
na kterou se vozidlo bude stá et.
- úhel vyza ování: od +30° do +60°, tj. vyza ování sm rem ven,
- umíst ní: nejmén 250 mm a nejvýše 900 mm nad vozovkou,
- aktivován v dob , kdy jsou rozsvíceny potkávací nebo dálkové sv tlomety,
- rozsvícen automaticky v p ípad , kdy jsou na téže stran vozidla zapojeny
sm rové svítilny a/nebo pokud se úhel ízení zm ní na tutéž stranu vozidla,
- kontrolka není,
- omezení: svítí jen do rychlosti 40 km/h,
- definován p edpisy: ECE 119 a ECE 48.
23
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Mlhové a rohové sv tlomety
Mlhový sv tlomet s funkcí Corner (rohového sv tlometu) – sv tlomet, který je kombinací
obou výše uvedených sv tlomet se
specifický reflektorem pro ob funkce.
- úhel vyza ování: od -20° do +60°, tj. vyza ování sm rem ven,
- umíst ní: nejmén 250 mm a nejvýše 900 mm nad vozovkou,
- omezení: svítí jen do rychlosti 40 km/h, není-li aktivována
mlhová funkce,
- definován p edpisy: ECE 19, ECE 119 a ECE 48.
Statické sv tlo do zatá ky – ve sv tlometu p ídavný halogenový sv telný zdroj
nato ený o pevný úhel (15°- 45°).
- spínání sv. zdroje ízeno:
- úhlem nato ení volantu pop . p ední nápravy,
- sepnutím sm rového sv tla,
- rozsv cení okamžité nebo postupné,
- svítí spole
s tlumeným sv tlem a vždy pouze
na pravé nebo levé stran .
- svítí do rychlosti 70 km/h.
24
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Rozpad mlhového sv tlometu s funkcí Corner
Se izovací
elementy
(POM, FE)
leso (vnit
(PC)
sn ní
(Silikon)
pokovené)
Žárovka
H8 35W
Odv trávací element
(PP)
Reflektor s optikou
pro funkci Corner
(PES – Polyethersulfone)
Krycí sklo
(PC)
25
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Isolux diagram – z pohledu idi e: st na 25m
Mlhový sv tlomet
Mlhový sv tlomet s funkcí Corner
26
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
Simulace pro:
Pravý sv tlomet
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Isolux diagram – pohled z pta í perspektivy: výška nad vozovkou h = 340mm
Mlhový sv tlomet
27
Mlhový sv tlomet s funkcí Corner
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Denní svítilna
Denní svítilna – znamená svítilnu, která sm uje dop edu a která iní vozidlo snadn ji viditelné
za jízdy ve dne (“osln ní“ protijednoucího idi e).
- úhel vyza ování: od -20° do +20°,
- umíst ní: nejmén 250 mm a nejvýše 1500 mm nad vozovkou,
- kontrolka nepovinná,
- automaticky zapnuta, pokud dojde k nastartování motoru,
- automaticky zhasnuta, jakmile se rozsvítí sv tlomety,
- zdroje: žárovky (W5W, H6W,…), HiPer žárovky nebo LED,
- definována p edpisy: ECE 87 a ECE 48,
- povinná na nových vozech od 2/2012
Velikost reflektoru: 25 cm2
Intenzita sv tla:
400 – 1200 cd v ose.
28
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Denní svítilna
Možnosti: samostatná sv telná jednotka nebo integrovaná ve sv tlometu
55W
14W
5W
V1:
Tlumené
sv tlo
5W
5W
14W
5W
55W
ECE R48:
Svítí vn jší
osv tlení –
ední i zadní
- Vyšší energetická náro nost
15W
V2:
Denní
sv tlo
15W
Nové sv tlomety s funkcí
denního sv tla
29
- Úspora pohonných hmot cca. 0,2 l/100 km
- Bezpe nost - lepší viditelnost vozu b hem dne
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009
Vývoj a konstrukce sv tlomet
Konec prezentace
kuji za Vaši pozornost…
SIMPLY CLEVER:-)
30
INVESTICE DO ROZVOJE VZD LÁVÁNÍ
13.11.2009