某車型前照燈遠(yuǎn)光照度偏低問題的整改方法

孫 睿，李志剛，馬文峰，王子軍，滕云鵬，金 平

（一汽奔騰轎車有限公司奔騰開發(fā)院，吉林 長(zhǎng)春130012）

車燈作為汽車的眼睛，是整車外觀造型的重要組成部分，它不僅為用戶提供道路照明，同時(shí)還向來車駕駛員及其他道路使用者提供光信號(hào)裝置［1］。照明效果良好的前照燈可以提高夜間行車安全性，讓駕駛者夜間行車更為輕松舒適，減少盲區(qū)帶來的交通意外事故。

1 問題描述

在試生產(chǎn)階段，對(duì)供應(yīng)商提供的前照燈產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)車路面評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)存在遠(yuǎn)光照度偏低的問題，影響夜間行車。本文通過光學(xué)測(cè)試提出一種提升LED前照燈遠(yuǎn)光照度的改進(jìn)方法，其目的是使駕駛員視野更清晰，提升夜間行車安全性。

2 原因分析

2.1 實(shí)件測(cè)試

首先，按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，利用配光屏、照度儀等工具，針對(duì)此問題進(jìn)行相關(guān)技術(shù)分析工作。經(jīng)過測(cè)量發(fā)現(xiàn)，中心點(diǎn)的遠(yuǎn)光照度偏弱，數(shù)值僅為215.7lx，低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)400lx。如圖1所示。

其次，利用魚骨圖（圖2），從人機(jī)料法環(huán)測(cè)6個(gè)維度，對(duì)零件制作到整車裝車的過程中影響遠(yuǎn)光照度的原因進(jìn)行了全面分析和排查。

通過分析和排查，初步判斷問題原因在前照燈透鏡組內(nèi)部，即光學(xué)模組結(jié)構(gòu)問題。圖3為前照燈外觀及零件拆解圖。

2.2 真因分析

該車型前照燈透鏡組結(jié)構(gòu)如圖4所示。透鏡組內(nèi)部零件主要有透鏡、光學(xué)擋板聚光器、光源及線路板、散熱器等。透鏡起到二次聚攏光線的作用，使四散的光線聚集成光束；光學(xué)擋板聚光器在近光開啟時(shí)起到遮擋部分光型的作用，防止Ⅲ區(qū)超亮。遠(yuǎn)光開啟時(shí)起到聚光器的作用，對(duì)遠(yuǎn)光光源產(chǎn)生的光線進(jìn)行第一次聚集，保證全部光線射出；光源為L(zhǎng)ED，通過線路板固定在散熱器上；散熱器為鋁制，將LED點(diǎn)亮產(chǎn)生的熱量散到周圍空氣中，降低LED工作時(shí)的溫度，保證LED的發(fā)光效率。

進(jìn)一步拆解透鏡組，將所有內(nèi)部零件與數(shù)據(jù)及圖紙進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證一致性，發(fā)現(xiàn)存在3個(gè)問題。

圖1 遠(yuǎn)光照度（10m配光屏）

圖2 魚骨圖原因分析

1）透鏡上的花紋比較小，由于透鏡面積一定，各個(gè)花紋之間連接處所占比例增加，真正起到配光作用的區(qū)域變小，光效下降約5%。如圖5所示。

2）光學(xué)擋板聚光器面差設(shè)計(jì)公差為±0.08mm，實(shí)際測(cè)量零件尺寸公差為±（0.11~0.19）mm，實(shí)際偏差超過設(shè)計(jì)公差，造成LED光線偏離，雜散光比例增加，光效下降約31%。如圖6所示。

3）散熱器的實(shí)際尺寸偏差超出了設(shè)計(jì)公差。散熱器為沖壓成型件，成本較低，產(chǎn)量大，模具加工精度較差，出件合格率較低，易出現(xiàn)折彎變形，實(shí)際尺寸偏差超出設(shè)計(jì)公差0.4~0.8mm。由于LED及線路板固定在散熱器上，散熱器的位置偏差會(huì)導(dǎo)致LED位置相對(duì)聚光器產(chǎn)生偏離，光效降低約55%。如圖7所示。

圖3 前照燈外觀及零件拆解圖

圖4 透鏡組外觀及內(nèi)部零件示意圖

圖5 透鏡花紋示意圖

圖6 光學(xué)擋板聚光器超差尺寸示意

圖7 散熱器超差尺寸示意

4）光源亮度BIN選擇不合理。目前使用的光通量為929lm，屬于普通亮度BIN，光通量偏低，相比LED高亮BIN，光強(qiáng)偏低約7%。

3 制定措施

針對(duì)上述分析的影響前照燈照度的原因，制定對(duì)策。一方面為迅速解決客戶反饋的問題，另一方面也從根本上杜絕此類問題的復(fù)發(fā)，整改措施如下。

1）更改透鏡花紋數(shù)據(jù)，使單位面積內(nèi)配光的有效面積比例增加約5%。

2）調(diào)整光學(xué)擋板聚光器注塑工藝，控制產(chǎn)品尺寸在公差范圍內(nèi)，同時(shí)優(yōu)化出光口花紋，提高配光余量，使雜散光比例降低，光效提高約45%。

3）重新評(píng)估散熱器成型方式，將沖壓成型改為壓鑄成型，提高加工精度，不易出現(xiàn)彎折變形，LED位置準(zhǔn)確，出光率提高約81%。

4）改用高亮BIN LED光源，光通量為1000lm，光強(qiáng)提高約7%。

4 方案驗(yàn)證

4.1 臺(tái)架驗(yàn)證

將改進(jìn)后的前照燈進(jìn)行配光試驗(yàn)，25m配光屏的遠(yuǎn)光光型如圖8所示。

圖8 4種整改措施下25m配光屏的遠(yuǎn)光光型對(duì)比

從圖8中可以看出，4種整改措施均有效，散熱器和聚光器整改后優(yōu)化效果比較明顯。

測(cè)試4種整改措施實(shí)施后的遠(yuǎn)光照度，結(jié)果匯總?cè)绫?。

從表1可以看出，散熱器和聚光器整改后，遠(yuǎn)光照度提升效果明顯，與光型驗(yàn)證結(jié)果一致。

4.2 燈光夜間評(píng)價(jià)

將整改后的前照燈裝車，進(jìn)行燈光夜間評(píng)價(jià)，通過10m配光屏檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)光照度有明顯提升，中心點(diǎn)數(shù)值達(dá)到513.2lx，符合企業(yè)要求，整改有效。

4.3 路試驗(yàn)證

整改后的前照燈進(jìn)行實(shí)車路試驗(yàn)證，前照燈路面照明效果良好，駕駛員夜間視野清晰，行車安全性顯著提升。如圖9所示。

圖9 整改優(yōu)化后路面照明效果

表1 4種整改措施下遠(yuǎn)光照度對(duì)比

5 結(jié)語(yǔ)

本文從夜間評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)光照度偏低的問題入手，分析、拆解、測(cè)量，找到問題真因，提出整改措施，結(jié)合臺(tái)架試驗(yàn)、夜間評(píng)價(jià)和道路試驗(yàn)，驗(yàn)證措施有效，解決了遠(yuǎn)光照度偏低的問題，提前降低售后抱怨發(fā)生的概率，增強(qiáng)夜間行車安全性，提升用戶體驗(yàn)。