汽車前照燈技術論文(2)
汽車前照燈技術論文篇二
汽車前照燈發展分析
[摘 要]汽車照明系統作為汽車最重要的三大安全部件之一，它的好壞直接決定著夜間行車的安全。從傳統前照燈的照明效果不佳、反射眩光等諸多問題，到現在先進的AFS智能照明系統運用，對汽車行駛的安全、舒適性有了質的提高，本文從傳統前照燈及AFS系統特點進行入手，簡要概述汽車燈具的發展現狀，分析AFS系統推廣的必要性，為汽車照明系統發展方向提供參考。
[關鍵詞]AFS系統;反射式配光系統;投影式光學照明系統
中圖分類號：TM923.5 文獻標識碼：A 文章編號：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
隨著社會的發展和技術的進步，傳統上遠、近光燈機械、定向轉變的前照燈，已經無法滿足人們日益增長的形式安全需要，于是更為智能高效的AFS應運而生。AFS能根據周邊環境調整自身的配光方式，提供更大的照明范圍和照明距離，同時也能改善傳統前照燈的照明死角，因此可以顯著提高行車安全性和駕駛舒適性。
2 當前主流前照燈分析
2.1 反射式配光系統
反射式配光系統的反射面使用自由曲面，既具有重新分配光源光通的能力，又可以控制光的擴散，滿足前照燈的配光要求，故反射式前照燈系統一般稱為自由曲面(Free Form)前照燈。
現在基本應用在10萬以下車型中，主要是因為技術、成本較低，可以更大的降低整車成本，但由于檔次較低，此種結構在近兩年已經逐步退出中、高端車市場，只是低端車上占有一定比例。
2.2 投影式光學照明系統
投影式前照燈在反光鏡前段安裝了一個玻璃鏡片，成本比反射式車燈高出90%，其結構由燈泡、反光鏡、擋板、凸透鏡和配光鏡組成。其反射器為橢球面(復合橢球面或其它變形的橢球面)，橫截面和縱截面均為橢圓，燈泡位于橢圓的第一個焦點處，凸透鏡的焦點與橢球面的第二個焦點重合。光源發出的光經橢球面反射后會聚于第二焦點處，再經凸透鏡折射后，成為平行于光軸的光線，再由配光鏡折射后就形成滿足法規要求的配光光型。
現在主銷車型中，中、高端汽車基本上都采用了投影式大燈。雖然制造成本較高，但它的外觀比反射式車燈更漂亮，且打出的燈光更強。
3 AFS智能燈光系統
AFS 系統是指汽車的前照燈能夠根據汽車所處的環境條件，包括天氣條件(干燥、潮濕、下雨、下雪、霧天)、道路條件(高速公路、彎曲的鄉村道路、城鎮道路)、周圍照明情況(白天、黎明、公共照明、夜晚)以及自身的狀態(載荷引起的傾斜、加減速引起的俯仰、轉向、車速、離地高度)，自動產生一種符合該環境條件的光束，以達到最佳照明效果的一種汽車前照燈系統。其既能滿足駕駛員對道路照明的要求，輕松的看清道路狀況，又能不對道路的其他使用者造成影響。
原理是：通過傳感器采集轉向角度、車速、車身高度等信息并傳遞至 AFS 的 ECU，控制單元按照預先設定的控制算法向調平馬達和旋轉馬達發布動作的脈沖信號，從而實現燈光組垂直方向調平及水平方向擺動的功能。更高級的AFS系統可通過投影式燈光組中變換光源前方的擋板形狀，從而實現 AFS 不同條件下的配光分布，只不過由于技術、成本很高，此種前照燈目前只有部分高端車型上進行應用。
汽車自適應前照燈經過多年的發展，可變光型的形成方式也有了各種不同的實現方案，概括起來有如下幾種：1、旋轉圓柱式，通過投影式燈光組中變換光源前方的擋板形狀，從而實現 AFS 不同條件下的配光分布;2、旋轉光軸式，通過在傳統汽車前照燈上增加轉動機構，由步進電機驅動燈光組或反光鏡上下轉動或水平轉動，即車燈的光軸發生垂直或水平移動，從而得到所需要的光型;3、百葉窗遮擋式，其在投影前照燈的基礎上，將其中的遮擋片換成快速可變的百葉窗，通過控制每片百葉窗的上下移動，形成百葉窗不同的端部外形來達到所需的配光光型;4、光學元件折射式，燈光組中有一個電控可變折射率的液晶折射單元，通過變化的折射率來達到所需要的光型;5、LED 陣列式，前照燈由排成陣列的多個 LED光源組成，通過控制不同位置的 LED 燈的點亮以獲得不同的光型;6、數字微鏡式，來自光源的光經過燈光組內可轉動微鏡的折射后形成所需的光型，它可以產生變化很大的光分布，甚至可以在街道上顯示文字和符號，光利用率達到了 85%，響應速度也比現在的投影式 AFS 系統要好，在將來有可能替代機械式的 AFS 系統。
4 總結
本文主要從反射式配光系統、投影式配光系統為引入點，詳細的分析了AFS智能燈光系統的結構特點及應用情況，雖然在技術、成本方面影響整體推廣，但隨著汽車照明安全需求的提升及技術的創新發展，在軟件的進一步開發，AFS照明的驅動控制及其智能化的整合方面還有許多工作可做，可進一步簡化系統，降低成本，不斷提高智能化程度，發展為更加完善的系統。
參考文獻
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