智能前照燈彎道照明試驗(yàn)方法研究

張葉亮　王佳怡

智能汽車前照燈系統(tǒng)(AFS)

智能汽車前照燈系統(tǒng)(AFS)是指可以根據(jù)行駛環(huán)境自動(dòng)改變前照燈配光形式的系統(tǒng)。為了照射行進(jìn)方向，該系統(tǒng)能在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)讓前照燈旋轉(zhuǎn)或點(diǎn)亮補(bǔ)充光源，在交叉路口和彎道上進(jìn)一步提高前方的能見度。近光的照射光線與轉(zhuǎn)向角和車輪速度連動(dòng)，可以左右水平移動(dòng)。有AFS功能的前照燈較無AFS功能的前照燈能有效擴(kuò)大視野范圍，能更好地保證駕駛員在夜間看清前方彎道處的道路。(見圖1)

GB4785—2007《汽車及掛車外部照明和光信號(hào)裝置的安裝規(guī)定》對(duì)彎道照明的要求

由于有AFS功能的前照燈可以形成彎道照明，近光燈可以在水平方向移動(dòng)，但若水平移動(dòng)量過大，會(huì)使對(duì)方車道的其他駕駛者產(chǎn)生眩目，從而引發(fā)交通事故。

為了避免出現(xiàn)上述情況，GB4785-2007中第4.3，2.7條對(duì)近光燈水平方向提出了要求：“為了形成彎道照明，可以改變一只或二只近光燈的水平方向，但是當(dāng)移動(dòng)整個(gè)光束或明暗截止線彎曲肘部時(shí)，明暗截止線彎曲肘部不得與在離車輛前部的距離為相應(yīng)近光燈安裝高度100倍的車輛重心的軌跡相交?！?見圖2)

近光燈光軸轉(zhuǎn)向角度測(cè)量方法研究

1指導(dǎo)思想

由于車輛進(jìn)入彎道中的行駛狀態(tài)各不相同，車輛的行駛速度，方向盤轉(zhuǎn)向的角度，車輛轉(zhuǎn)彎半徑等均為變量，故實(shí)際近光燈光軸轉(zhuǎn)向的角度等也為變量。此外，車輛在行駛過程中是無法對(duì)實(shí)際近光燈光軸轉(zhuǎn)向的角度進(jìn)行測(cè)量的。

近光燈光軸轉(zhuǎn)向的角度是由該時(shí)刻車輛的行駛速度、方向盤轉(zhuǎn)向的角度、車輛轉(zhuǎn)彎半徑等來決定的，如果能向行車電腦輸入這些車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)便可以使近光燈光軸轉(zhuǎn)向，并保持對(duì)應(yīng)輸入動(dòng)態(tài)參數(shù)的一個(gè)確定轉(zhuǎn)向角度。這樣就能在實(shí)驗(yàn)室中用靜態(tài)檢測(cè)的方法測(cè)量出車輛在行駛環(huán)境中近光燈光軸的轉(zhuǎn)向角度。

根據(jù)前照燈基準(zhǔn)高度及輸入的車輛旋轉(zhuǎn)半徑即可計(jì)算出在邊界條件下標(biāo)準(zhǔn)允許的最大旋轉(zhuǎn)角度。

在計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)允許的近光燈最大旋轉(zhuǎn)角度并測(cè)量出實(shí)際轉(zhuǎn)向角度后，即可對(duì)近光燈水平方向旋轉(zhuǎn)角度是否符合GB4785-2007中第4.3，2.7條的要求進(jìn)行判定。

2、車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)輸入

輸入動(dòng)態(tài)參數(shù)使試驗(yàn)樣車在低速及中高速行駛狀態(tài)，分別對(duì)左右二側(cè)前照燈進(jìn)行模擬。此時(shí)前照燈的光軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分析軟件顯示出隨著方向盤轉(zhuǎn)角增加前照燈光軸轉(zhuǎn)角增加的關(guān)系及隨著方向盤轉(zhuǎn)角減少前照燈光軸轉(zhuǎn)角減少關(guān)系的曲線圖。從車輛信號(hào)模擬圖上可知，左右近光光軸旋轉(zhuǎn)的角度是不同的。一般駕駛員側(cè)近光變化角度最大為20°，乘員側(cè)為10°。

3靜態(tài)檢測(cè)

在用車輛信號(hào)模擬儀得出前照燈光軸轉(zhuǎn)角與不同車速和方向盤轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，測(cè)試前照燈光軸的實(shí)際偏轉(zhuǎn)角度。測(cè)試場(chǎng)地儀器布置及前照燈光軸的實(shí)際偏轉(zhuǎn)角度測(cè)試如圖。(見圖3)

按照以下步驟計(jì)算前照燈光軸的實(shí)際偏轉(zhuǎn)角度；

(1)將車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向角信號(hào)輸入輸入器(按形式確定)；

(2)確認(rèn)光軸已經(jīng)旋轉(zhuǎn)；

(3)將激光指示器對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)后的明暗截止線拐點(diǎn)A′；

(4)測(cè)量移動(dòng)量(A—A′距離)；

(5)確認(rèn)彎頭點(diǎn)A′、激光指示器的位置；

(6)將旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換為角度計(jì)算公式：旋轉(zhuǎn)角度＝ATAN(移動(dòng)量／10000)。

4用標(biāo)準(zhǔn)要求的邊界條件進(jìn)行分析計(jì)算

(1)在寓車輛前部相當(dāng)于近光燈安裝高度100倍以上的地方，不得交叉車輛重心軌跡線

(2)邊界計(jì)算公式：α≤SIN(50×H/R)

(3)α：允許前照燈光軸旋轉(zhuǎn)的最大角度；H：前照燈基準(zhǔn)高度； R：對(duì)應(yīng)車速及方向盤轉(zhuǎn)角下的車輛轉(zhuǎn)彎半徑；

(4)將實(shí)際測(cè)量的前照燈光軸旋轉(zhuǎn)角度與α比較，進(jìn)行判定。

試驗(yàn)實(shí)例

通過對(duì)智能前照燈彎道照明試驗(yàn)方法的研究，形成用車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)輸入結(jié)合靜態(tài)檢測(cè)的方法對(duì)近光燈光軸轉(zhuǎn)向角度進(jìn)行測(cè)量。表1，表2為某一品牌轎車的智能前照燈彎道照明的檢測(cè)結(jié)果。

結(jié)論

隨著越來越多的車輛配備智能汽車前照燈系統(tǒng)(AFS)，如何對(duì)該系統(tǒng)的彎道照明功能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行檢測(cè)，這對(duì)相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提出了要求。本文通過研究用車輛動(dòng)態(tài)參數(shù)輸入結(jié)合靜態(tài)檢測(cè)的方法，解決了前照燈彎道照明無法進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)的問題，對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)建立起該項(xiàng)目的檢測(cè)能力具有重要意義。