Ưu điểm của nó là khối lượng nhẹ, tuổi thọ cao, cường độ sáng lớn, tiết kiệm điện năng và rất thời trang. Hiệu quả tiết kiệm năng lượng của đèn LED cao hơn theo tính tốn cùng một thời gian sử dụng mức tiêu thụ điện ít hơn gần 10 lần so với đèn thường, thân
thiện hơn đối với mơi trường trong q trình phát sáng lượng nhiệt tỏa ra rất thấp (ánh sáng của LED khá lạnh). Những chiếc xe thiết kế dựa vào LED thường mang dáng vẻ trừu tượng, viễn tưởng và huyền bí.
Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ công nghệ Đi-ốt phát quang
- Hệ thống chiếu sáng chủ động (AFS)
Hệ thống chiếu sáng chủ động có khả năng điều khiển chùm sáng đèn pha theo góc lái, đã được biết tới với cơng nghệ đèn thông minh chiếu sáng chủ động trên đèn pha Bi - Xenon tự xoay. Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống AFS hiện thời sử dụng một nguồn sáng nên khi vào cua, phần ngược với hướng rẽ không được chiếu sáng và đó là một trong những nhược điểm quan trọng nhất.
Hình 1.22: Hệ thống chiếu sáng chủ động sử dụng cấu trúc công suất hai giai đoạn để đảm bảo độ ổn định của đầu ra
Hệ thống AFS mới với công nghệ đèn LED nhờ sự nhỏ gọn của những bóng đèn LED dễ dàng bố trí đã tích hợp hai nguồn sáng độc lập: Một bóng đèn halogen cơng suất cao có chức năng sinh chùm sáng chính giống như trên các dịng xe thơng dụng và đèn này khơng thay đổi theo góc cua. Nguồn sáng thứ hai là hàng đèn đi-ốt phát quang LED, chịu trách nhiệm chiếu sáng tức thời, nghĩa là chỉ bật khi xe chuẩn bị vào cua. Dàn đèn LED hoạt động theo nguyên lý của công nghệ AFS và hướng các chùm sáng đều nhau tới bề mặt đường.
Hình 1.23: Cơng nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Golf V
- Hệ thống chiếu sáng sử dụng ma trận LED
Cấu trúc đèn pha thích ứng tiềm ẩn những khả năng phát triển vượt bậc hơn nữa, nhưng làm sao để bạn khai thác được nó một cách hiệu quả? Nếu chúng ta coi hệ thống như là một mơ hình ánh sáng có thể điều khiển được, chúng ta có thể chia nó thành nhiều mức độ điều khiển. Định nghĩa của một mức điều khiển có thể khác nhau, nên, việc kiểm soát mỗi và mọi đèn LED riêng biệt đem lại sự thiết kế linh hoạt nhất. Đối với cấu trúc boost- buck hai giai đoạn, trình quản lý ma trận LED TPS92661-Q1 có thể cung cấp các chức năng này.
Hình 1.24: Cấu trúc đèn pha thích ứng sử dụng bộ quản lý ma trận LED Texas Instruments ™ TPS92661-Q1, cho phép điều khiển PWM riêng cho mỗi đèn LED
Với TPS92661-Q1, điều khiển nhiều mức độ khác nhau là có thể trong hệ thống kết hợp lên tới 96 đèn LED (Hình 1.24). Thiết bị cung cấp xung điều khiển PWM riêng cho mỗi và mọi đèn LED. Chức năng này, với tỷ lệ mờ 1000: 1 và tần số làm mờ có thể lập trình, cho phép bất kỳ mức độ kiểm sốt năng động nào. Chùm tia cực tím khơng chớp, chùm tia năng động. Hơn nữa bất kỳ loại hệ thống AFS nào cũng dễ dàng thêm vào thiết kế LCU hai giai đoạn này. Bộ quản lý ma trận gắn trực tiếp vào PCB lõi kim loại nơi mà mảng LED nằm, giúp tối ưu hóa kết nối nhiệt và hiệu năng hệ thống.
Thiết bị có 12 thiết bị chuyển mạch được thiết kế để chuyển đổi dòng điện xung quanh LED tại một chu kỳ và tần số nhất định. Truyền thông nối tiếp với vi điều khiển trên LCU cung cấp đường dẫn cho các lệnh mờ tốc độ cao được nhận và hoạt động gần như ngay lập tức.
Một lợi ích khác liên quan đến phạm vi lỗi cố hữu. Khơng giống như trình điều khiển chuỗi LED thông thường, TPS92661-Q1 chạm đến mỗi đèn LED riêng biệt, cho phép nó phát hiện và bảo vệ chống lại bất kỳ lỗi nào. Điều này cho biết thêm một lớp bảo hiểm bổ sung giúp kéo dài tuổi thọ của đèn pha. Nếu một đèn LED không hoạt động ở trạng thái mở hoặc bị rút ngắn, chuỗi có thể được bảo vệ và các đầu ra LED xung quanh có thể được tăng lên để duy trì mức ánh sáng mong muốn.
1.2.6 ĐÈN PHA CÔNG NGHỆ LASER
Mặc dù nghe như trong những bộ phim của James Bond, nhưng đèn pha laser là công nghệ chiếu sáng mới nhất hiện nay được sử dụng trong ô tô. Sản phẩm đầu tiên sử dụng công nghệ này là chiếc BMW i8.
Đèn laser được cho là tạo ra luồng sáng mạnh gấp 1000 lần đèn LED, nhưng chỉ tiêu thụ một lượng điện năng bằng 2/3, thậm chí 1/2, so với đèn LED. Đèn laser trên i8 có thể chiếu sáng khoảng cách 600m phía trước xe, so với 300m nếu dùng đèn LED. Một điều đáng kinh ngạc là những chùm laser này chiếu sáng hiệu quả hơn 30% so với đèn LED và có thể chiếu sáng hầu như gấp đôi quãng đường, tới gần 2000m. Tức là gần 18 sân bóng đá.
Cũng cần lưu ý rằng tuy gọi là đèn laser nhưng thực chất ánh sáng phát ra từ nó khơng phải là tia laser. Thay vào đó, tia laser được chiếu vào một thấu kính có chứa khí phốt pho bên trong. Chất khí này sẽ bị kích thích và phát sáng.
Nhược điểm lớn nhất của đèn laser vào thời điểm này chính là giá thành rất cao. Bộ đèn laser trên BMW i8 có giá khoảng 10.000 USD. Đèn laser cũng tỏa nhiều nhiệt hơn cả đèn LED, vì vậy nó cần hệ thống giải nhiệt phức tạp hơn. Mặc dù có những lợi thế như vậy so với đèn LED, nhưng khả năng hội tụ của đèn laser khi chiếu sáng ở chế độ high beam lại kém hơn đèn LED. Đèn laser hiện cũng phải đi kèm các loại đèn khác như LED hay xenon vì nó chưa thể đảm nhận cùng lúc vai trị đèn chiếu xa và chiếu gần.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
TRÊN XE ĐỜI MỚI
2.1 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHỦ ĐỘNG THEO GÓC CUA
Những năm gần đây cùng với sự phổ biến rộng rãi của đèn Xenon, hệ thống đèn chiếu sáng góc cua đã dần được đưa vào sử dụng trên các xe đời mới.
Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua hoặc chạy trên những con đường khúc khuỷu, khi đó đèn chiếu sáng thông thường không đảm nhận được việc chiếu sáng ở những góc gần bên phải hoặc bên trái của chiếc xe, tình trạng cũng tương tự khi người ta chạy trên những cung đường hẹp và không thẳng ... Việc thường xuyên đối mặt với những vùng tối đột ngột xuất hiện trước mũi xe làm cho người lái cực kỳ căng thẳng, khả năng gây tai nạn cũng cao đơn giản là do khơng kịp nhìn thấy mặt đường trong các khúc quanh tối tăm. Các nhà sản xuất đã tìm ra các giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng của xe tùy theo điều kiện đường xá, tiêu biểu là các hệ thống đèn liếc tĩnh và đèn liếc động được trình bày dưới đây.
2.1.1 HỆ THỐNG ĐÈN LIẾC TĨNH 2.1.1.1 Giới thiệu hệ thống 2.1.1.1 Giới thiệu hệ thống
Hình 2.1: Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh
Hệ thống đèn liếc tĩnh, thực chất của nó là bố trí nguồn sáng phụ bên cạnh đèn cốt thơng thường, nguồn sáng phụ này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới, như trên hình vẽ bên trên, vùng sáng Abblendlicht là vùng sáng phụ của đèn chiếu sáng góc cua được bố trí bên cạnh đèn cốt. Việc bật tắt đèn chiếu sáng góc cua được dựa vào 3 yếu tố để đảm bảo rằng, đèn này chỉ được kích hoạt khi vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, 3 yếu tố đó là:
- Góc đánh tay lái
- Tình trạng của đèn Signal (bật hoặc tắt) - Tốc độ xe chạy
Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua chủ động tĩnh.
Hình 2.2: Đèn chiếu sáng góc
cua tắt khi đi thẳng Hình 2.3: Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên cùng với đèn xi nhan
Hình 2.4: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi ôm cua cua tự động bật lên khi ơm cua
Hình 2.5: Cả hai đèn chiếu sáng sẽ bật lên khi gặp góc cua với tốc độ dưới 40Km/h sương mù hay lùi xe
So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm hơn ở chỗ vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có góc chiếu rộng hơn. Một ưu điểm khác làm cho hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh trở nên thơng dụng hơn là giá thành thấp hơn và nó có thể lắp thêm cho những xe đời cũ hoặc những xe không trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua một cách dễ dàng. Chỉ cần thay thế đèn sương mù trên xe bằng hai đèn chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các cảm biến, giắc cắm, … Nhưng nhược điểm của hệ thống này là chiếu sáng không linh hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động.
Hiện trên thị trường có nhiều loại xe cao cấp được trang bị bộ đèn chiếu sáng góc cua tĩnh, tiêu biểu là các hãng xe của Đức như BMW, MERCEDES, … dưới đây là chiếc BMW thuộc 3 serie E 46 được trang bị đèn liếc tĩnh của Hella.
Hình 2.6: Đèn liếc tĩnh bố trí trên xe và các chế độ hoạt động
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm đèn liếc tĩnh Hella Dyna View EVO 2 của nhà sản xuất Hella đang được phân phối rộng rãi với giá bán lẻ là 760$.
Đây là bộ đèn liếc tĩnh được lắp thêm cho những xe khơng trang bị hệ thống đèn chiếu sáng góc cua.
Hình 2.7: Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella – Hella Dyna view EVO2
Hệ thống DynaView Evo2 bao gồm hai bộ đèn chiếu sáng, Bộ điều khiển trung tâm IntelliBeam, các cảm biến, hệ thống dây nối, phụ kiện lắp đặt.
Với sự phát triển của công nghệ bán dẫn, các nhà sản xuất cũng đang có xu hướng sử dụng đèn led siêu sáng như hình thức sử dụng đèn chiếu phụ bổ sung luồng sáng khi xe vào cua.
2.1.1.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh
Hình 2.9: Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella
Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:
- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt. - Bộ điều khiển trung tâm.
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm. Bộ này lấy tín hiệu từ các cảm biến góc bẻ lái, cảm biến tốc độ, và tín hiệu đèn xi nhan, tự động nhận dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ sung cho đèn cốt. Cụ thể hơn, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay lập tức kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật cơng tắc đèn xi nhan (cơng tắc xi nhan bên trái bật thì đèn kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua bên trái và tương tự khi bật công tắc xi nhan bên phải). Hoặc, khi xe chạy dưới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ kích hoạt các đèn chiếu sáng góc cua khi vào cua với góc cua gấp (cua xe bên nào thì đèn chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt). Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận các tín hiệu cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc cua của điều kiện đường xá.
Khi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột các đèn chiếu sáng góc cua có thể làm lố mắt hoặc làm “giật mình” người điều khiển xe đối diện khi các vùng sáng của đèn chiếu sáng góc cua bất ngờ xuất hiện. Để tránh hiện tượng này, hệ thống chiếu sáng góc cua sử dụng hệ thống đệm dimme, điều khiển việc sáng - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua một cách từ từ, ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua dần tăng và dần giảm trong ít giây thời gian.
Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả hai bên có thể được bật lên để trở thành đèn sương mù, tạo ra tầm quan sát tối ưu. Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ được bật lên để chiếu sáng dọc theo thân xe.
2.1.2 HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG GÓC CUA ĐỘNG
2.1.2.1 Giới thiệu hệ thống:
Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu phụ như hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh). Nói rõ hơn, thay vì khi vào cua thì bật thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn sáng của bóng đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua, như hình minh họa dưới đây:
Vùng sáng xe có Vùng sáng xe không
đèn liếc động có đèn liếc động
Hình 2.10: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động, khi đi trên cung đường cong.
Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển hơn hệ thống đèn liếc tĩnh. Nó có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt.
Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng khơng kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm quan sát của người đi ngược chiều.
Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời:
- Tín hiệu cảm biến góc lái. - Tín hiệu cảm biến tốc độ.
Hình 2.11: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 150 qua mỗi bên, do đó hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên những cung đường cong (với góc thay đổi 150 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các cung đường có độ cong lớn). Tuy nhiên, khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được. Hiện nay, để đạt hiệu quả chiếu sáng tối ưu, người ta phối hợp cả hệ thống đèn liếc động và liếc tĩnh trên xe. Hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung đường cong, cịn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải, hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ.
Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên trị trường, hiện tại nó được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành cịn khá cao.
Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống này. Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng và điều kiện đường xá chưa được quan tâm đúng mức, mà trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu