汽车前照灯发展分析

科学论坛　Ｉ■　汽车前照灯发展分析　刘永志刘康　（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心河北保定０７１０００）　［摘要］汽车照明系统作为汽车最重要的三大安全部件之一，它的好坏直接决定着夜间行车的安全。从传统前照灯的照明效果不佳、反射眩光等诸多问题，　到现在先进的ＡＦｓ智能照明系统运用，对汽车行驶的安全、舒适性有了质的提高，本文从传统前照灯及ＡＦＳ系统特点进行人手，简要概述汽车灯具的发展现状，分　析ＡＦＳ系统推广的必要性，为汽车照明系统发展方向提供参考。　［关键词］ＡＦＳ系统；反射式配光系统；投影式光学照明系统　中图分类号：ＴＭ９２３．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）２７—０１０８一Ｏ１　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｈｅａｄｌａｍｐ　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｌ￣；ｋｉｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｓ　ＯＲｅ　ＯＩ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｄｒｉｖｉｎｇ　ａｔｎｉｇｈｔ．Ｐｏｏｒ　ｌｉｇｈｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓ　ｆｒｏｍ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｈｅａｄｌａｍｐ，ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｇｌａｒｅ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｎｄ　ｎｏｗ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＡＦＳ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｋｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｃａｒｓ　ｗｉｔｈ　ｓａｆｅｔｙ，ｃｏｍｆｏｒｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａ　ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　ＡＦＳ　ｈｅａｄｉａｍｐ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａ　ｂｒｉｅｆ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ，ＡＦＳ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄ　ｆｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ＡＦＳ　ｓｙｓｔｅｍＩｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ，ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｏｐｔｉｃｓ　ｌｉｇｈｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　１引曹　的脉冲信号，从而实现灯光组垂直方向调平及水平方向摆动的功能　更高级的　随着社会的发展和技术的进步，传统上远、近光灯机械、定向转变的前照　ＡＦＳ系统可通过投影式灯光组中变换光源前方的挡板形状，从而实现ＡＦＳ不　灯，已经无法满足人们日益增长的形式安全需要，于是更为智能高效的ＡＦＳ应　同条件下的配光分布，只不过由于技术、成本很高，此种前照灯目前只有部分高　运而生。ＡＦｓ能根据周边环境调整自身的配光方式，提供更大的照明范围和照　端车型上进行应用。　明距离，同时也能改善传统前照灯的照明死角，因此可以显著提高行车安全性　汽车自适应前照灯经过多年的发展，可变光型的形成方式也有了各种不同　和驾驶舒适性　的实现方案，概括起来有如下几种：１、旋转圆柱式，通过投影式灯光组中变换光　２当前主流前照灯分析　源前方的挡板形状，从而实现ＡＦＳ不同条件下的配光分布；２、旋转光轴式，　２　１反射式配光系统　通过在传统汽车前照灯上增加转动机构，由步进电机驱动灯光组或反光镜上下　反射式配光系统的反射面使用自由曲面，既具有重新分配光源光通的能　转动或水平转动，即车灯的光轴发生垂直或水平移动，从而得到所需要的光型；　力，又可以控制光的扩散，满足前照灯的配光要求，故反射式前照灯系统一般称　３、百叶窗遮挡式，其在投影前照灯的基础上，将其中的遮挡片换成快速可变的　为自由曲面（Ｆｒｅｅ　Ｆｏｒｍ）前照灯。　百叶窗，通过控制每片百叶窗的上下移动，形成百叶窗不同的端部外形来达到　现在基本应用在１Ｏ万以下车型中，主要是因为技术、成本较低，可以更大的　所需的配光光型；４、光学元件折射式，灯光组中有一个电控可变折射率的液晶　降低整车成本，但由于档次较低，此种结构在近两年已经逐步退出中、高端车市　折射单元，通过变化的折射率来达到所需要的光型；５、ＬＥＤ阵列式，前照灯由　场，只是低端车上占有一定比例。　排成阵列的多个ＬＥＤ光源组成，通过控制不同位置的ＬＥＤ灯的点亮以获得　２．２投影式光学照明系统　不同的光型；６、数字微镜式，来自光源的光经过灯光组内可转动微镜的折射后　投影式前照灯在反光镜前段安装了一个玻璃镜片，成本比反射式车灯高出　形成所需的光型，它可以产生变化很大的光分布，甚至可以在街道上显示文字　９０％，其结构由灯泡、反光镜、挡板、凸透镜和配光镜组成。其反射器为椭球面（复　和符号，光利用率达到了８５％，响应速度也比现在的投影式ＡＦＳ系统要好，　合椭球面或其它变形的椭球面），横截面和纵截面均为椭圆，灯泡位于椭圆的第　在将来有可能替代机械式的ＡＦＳ系统。　一个焦点处，凸透镜的焦点与椭球面的第二个焦点重合。光源发出的光经椭球　４总结　面反射后会聚于第二焦点处，再经凸透镜折射后，成为平行于光轴的光线，再由　本文主要从反射式配光系统、投影式配光系统为引入点，详细的分析了　配光镜折射后就形成满足法规要求的配光光型。　ＡＦｓ智能灯光系统的结构特点及应用情况，虽然在技术、成本方面影响整体推　现在主销车型中，中、高端汽车基本上都采用了投影式大灯。虽然制造成本　广，但随着汽车照明安全需求的提升及技术的创新发展，在软件的进一步开发，　较高，但它的外观比反射式车灯更漂亮，且打出的灯光更强。　ＡＦＳ照明的驱动控制及其智能化的整合方面还有许多工作可做，可进一步简化　３　ＡＦｓ鲁能灯光系统　系统。降低成本，不断提高智能化程度，发展为更加完善的系统。　ＡＦＳ系统是指汽车的前照灯能够根据汽车所处的环境条件，包括天气条　参考文献　件（干燥、潮湿、下雨、下雪、雾天）、道路条件（高速公路、弯曲的乡村道路、城镇　［１］曾武志，基于汽车自适应前照灯的车灯配光关键技术研究．网络出版　道路）、周围照明情况（白天、黎明、公共照明、夜晚）以及自身的状态（载荷引起　年期，２０１１（１２）．　的倾斜、加减速引起的俯仰、转向、车速、离地高度），自动产生一种符合该环境　［２］王占强，揭秘自适应照明系统．世界汽车，２０１１（１２）：１１０—１１１．　条件的光束，以达到最佳照明效果的一种汽车前照灯系统。其既能满足驾驶员　［３］陈天殷，汽车前照灯智能自适应照明．汽车电器，２０１ｌ（９）：５－９．　对道路照明的要求，轻松的看清道路状况，又能不对道路的其他使用者造成影　【４］邓前，基于主动安全的汽车自适应前照灯控制方法研究．网络出版年　响。　期，２０１１（１２）．　原理是：通过传感器采集转向角度、车速、车身高度等信息并传递至ＡＦＳ　的ＥＣＵ，控制单元按照预先设定的控制算法向调平马达和旋转马达发布动作　１０８　科技博览