智能前照燈彎道照明試驗方法研究

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)境自動改變前照燈配光形式的系統(tǒng)。為了照射行進方向，該系統(tǒng)能在轉(zhuǎn)彎行駛時讓前照燈旋轉(zhuǎn)或點亮補充光源，在交叉路口和彎道上進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，可以左右水平移動。有AFS功能的前照燈較無AFS功能的前照燈能有效擴大視野范圍，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裝置的安裝規(guī)定》對彎道照明的要求

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，但若水平移動量過大，會使對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，但是當移動整個光束或明暗截止線彎曲肘部時，明暗截止線彎曲肘部不得與在離車輛前部的距離為相應近光燈安裝高度100倍的車輛重心的軌跡相交。”(見圖2)

近光燈光軸轉(zhuǎn)向角度測量方法研究

1指導思想

由于車輛進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實際近光燈光軸轉(zhuǎn)向的角度進行測量的。

近光燈光軸轉(zhuǎn)向的角度是由該時刻車輛的行駛速度、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態(tài)參數(shù)便可以使近光燈光軸轉(zhuǎn)向，并保持對應輸入動態(tài)參數(shù)的一個確定轉(zhuǎn)向角度。這樣就能在實驗室中用靜態(tài)檢測的方法測量出車輛在行駛環(huán)境中近光燈光軸的轉(zhuǎn)向角度。

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

在計算出標準允許的近光燈最大旋轉(zhuǎn)角度并測量出實際轉(zhuǎn)向角度后，即可對近光燈水平方向旋轉(zhuǎn)角度是否符合GB4785-2007中第4.3，2.7條的要求進行判定。

2、車輛動態(tài)參數(shù)輸入

輸入動態(tài)參數(shù)使試驗樣車在低速及中高速行駛狀態(tài)，分別對左右二側(cè)前照燈進行模擬。此時前照燈的光軸發(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

在用車輛信號模擬儀得出前照燈光軸轉(zhuǎn)角與不同車速和方向盤轉(zhuǎn)角的對應關(guān)系后，測試前照燈光軸的實際偏轉(zhuǎn)角度。測試場地儀器布置及前照燈光軸的實際偏轉(zhuǎn)角度測試如圖。(見圖3)

按照以下步驟計算前照燈光軸的實際偏轉(zhuǎn)角度；

(1)將車速信號、轉(zhuǎn)向角信號輸入輸入器(按形式確定)；

(2)確認光軸已經(jīng)旋轉(zhuǎn)；

(3)將激光指示器對準旋轉(zhuǎn)后的明暗截止線拐點A′；

(4)測量移動量(A—A′距離)；

(5)確認彎頭點A′、激光指示器的位置；

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

4用標準要求的邊界條件進行分析計算

(1)在寓車輛前部相當于近光燈安裝高度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：前照燈基準高度； R：對應車速及方向盤轉(zhuǎn)角下的車輛轉(zhuǎn)彎半徑；

(4)將實際測量的前照燈光軸旋轉(zhuǎn)角度與α比較，進行判定。

試驗實例

通過對智能前照燈彎道照明試驗方法的研究，形成用車輛動態(tài)參數(shù)輸入結(jié)合靜態(tài)檢測的方法對近光燈光軸轉(zhuǎn)向角度進行測量。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)，如何對該系統(tǒng)的彎道照明功能按照國家標準的要求進行檢測，這對相關(guān)檢測機構(gòu)提出了要求。本文通過研究用車輛動態(tài)參數(shù)輸入結(jié)合靜態(tài)檢測的方法，解決了前照燈彎道照明無法進行動態(tài)檢測的問題，對檢測機構(gòu)建立起該項目的檢測能力具有重要意義。