汽车前照灯技术论文(2)
汽车前照灯技术论文篇二
汽车前照灯发展分析
[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系统特点进行入手，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)27-0108-01
Development of automobile headlamp
[Abstract]Automotivelighting systems as one of 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 lighting system for cars with safety， comfort has been a qualitative improvement， the paper from the traditional and AFS headlamp 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 system;reflective optical systems with;projection optics lighting systems
1 引言
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和驾驶舒适性。
2 当前主流前照灯分析
2.1 反射式配光系统
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为自由曲面(Free Form)前照灯。
现在基本应用在10万以下车型中，主要是因为技术、成本较低，可以更大的降低整车成本，但由于档次较低，此种结构在近两年已经逐步退出中、高端车市场，只是低端车上占有一定比例。
2.2 投影式光学照明系统
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，再由配光镜折射后就形成满足法规要求的配光光型。
现在主销车型中，中、高端汽车基本上都采用了投影式大灯。虽然制造成本较高，但它的外观比反射式车灯更漂亮，且打出的灯光更强。
3 AFS智能灯光系统
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响。
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端车型上进行应用。
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，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;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，在将来有可能替代机械式的 AFS 系统。
4 总结
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，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。
参考文献
[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.网络出版年期，2011(12).
[2] 王占强，揭秘自适应照明系统.世界汽车，2011(12)：110-111.
[3] 陈天殷，汽车前照灯智能自适应照明.汽车电器，2011(9)：5-9.
[4] 邓前，基于主动安全的汽车自适应前照灯控制方法研究.网络出版年期，2011(12).
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