試論汽車前照系統與LED自適應前照系統

伍麗娜，魯 成

1.沈陽地鐵有限公司運營分公司，遼寧 沈陽 110141

2.沈陽金杯車輛制造有限公司，遼寧 沈陽 110141

0 引言

隨著全世界高速公路網的快速延伸，汽車行駛速度也在逐步提高，為了保證汽車行使的安全，對汽車前照系統光源的照明亮度和使用壽命提出更高要求。專家認為，質量不合格的前照系統不但不能為駕駛員提供良好的照明，還會使對面駕駛員和道路行人產生強烈的眩目，直接關系到人身安全。據統計，車輛總行駛里程的25%是在晚上和自然光線不足的情況下行駛的，而在這種情況下發生的人身傷害行車事故占到交通事故總數的33%，并且50%的死亡事故發生在夜間。在夜間發生的車禍中，60%與前照系統照明不良有關，可見汽車前照燈對夜間安全行車的重要性[1，2]。同時，新技術、新光源的不斷出現以及人們審美觀的不斷改進使得現代汽車前照系統不僅僅是汽車的照明工具，它在人們極具挑剔的眼光和充滿創造性的智慧中己經成為汽車的一件靚麗的裝飾品，一件具有高科技內涵的精美工藝品。汽車前照燈就像汽車的一雙美麗的大眼睛，為汽車注入靈氣和時尚，使汽車充滿生機。它不僅是車主人個性的寫照，更是汽車廠商個性化的標志。

1 對汽車前照燈的基本要求

隨著汽車工業的發展，車流量不斷增大，形成了日亦嚴重的交通問題。另一方面，車速不斷提高也是造成交通事故的隱因之一。近年來交通事故頻繁發生并日趨嚴重，夜晚由于視野不清，景物不明，更成為車禍頻發時區，因此改進道路照明是改進交通狀況、減少車禍的有效途徑。在現代文明城市中每到夜晚燈火通明、商鋪鱗比櫛次、燈紅酒綠、無處不亮，即使敝巷漏街，道路照明情況亦無問題。但郊外通常無路燈，主要靠汽車自身照明系統照亮道路，因此車輛白身的照明對安全行車極為重要。現代汽車的前照燈主要是指近光（low beam）照明、遠光（high beam）照明和前霧燈（front fog lamp），這是車輛郊外行駛時的主要也可能是唯一照明光源。

隨車輛增多，車速提高以及夜晚行人活動的增加，為使人們和車輛能在遠距離相互看清并避讓，必須對車燈的亮度和照明范圍有強制性的要求，減少不符合要求的燈光和照明范圍而引發交通事故的幾率。

2 汽車自適應前照系統初探

2.1 自適應前照系統與傳統前照系統在不同路況下的光束分布比較

2.1.1 城鎮或鄉村道路彎道處光束分布比較

在城鎮道路上，來往車輛及行人較多；在鄉村道路上，道路往往較狹窄，此時一般采用近距離照明光束照明道路。在上述道路彎道處，由于傳統前照系統的光束呈靜態分布，在彎道內側往往存在視覺盲區，司機無法對盲區中的潛在危險提前做出判斷，因而增大了彎逆處行車的風險。

在上述彎道處，自適應前照系統能及時提取路況信息，以準確控制執行部分以產生實現彎道最佳照明的光束分布，當車行駛到彎道部分時，可照明彎道的內側，消除彎道內側的視覺盲區。

2.1.2 高速公路彎道處光束分布比較

在高速公路上，當無來往車輛時，一般采用遠距離照明光束照明道路。在上述道路彎道處，由于傳統前照系統的光束為靜態分布，在彎道內側往往存在視覺盲區。由于高速公路上的行車速度較城鎮或鄉村道路上的行車速度高很多，對于盲區中的潛在危險提前做出判斷就更為重要。由于自適應前照系統具有根據路況信息實時自動調整光束分布的功能，在進入上述彎道時，系統能調整光束分布覆蓋彎道內側。

2.1.3 上坡、下坡處光束分布比較

在上坡或下坡時，傳統前照系統的光束為靜態分布，不能實現光束的下壓和上揚。比如，當車行進至坡頂處，傳統前照系統的光束平行于車身投射至遠方，從而導致司機不能及時發現迎面上坡而來的車輛或行人；當車行進至坡底時，傳統前照系統的光束平行于車身投射至坡底，導致司機不能及時發現迎面上坡而來的車輛或行人。自適應前照系統通過控制前照系統中的照明模塊，實現了光束在坡頂處下壓和在坡底處上揚，保證司機及時發現迎面上坡或下坡而來的車輛或行人，提高了行車的安全。

2.1.4 會車時光束分布比較

當行車至路面較寬、彎道半徑較大的公路或者高速公路時，此時車速往往很高，一般采用遠距離照明光束照明道路。當迎面有車輛行近時，兩車司機均應采用近距離照明光束以避免眩光。由于傳統前照系統近距離照明光束與遠距離照明光束之間的變換需要手動操作來完成，因而極容易產生眩目光。自適應前照系統利用傳感部分可檢測到迎面來的車輛，并通過處理部分產生相應的控制指令，控制執行部分自動將遠距離照明光束調整為近距離照明光束，進而避免了眩目光的產生，提高行車的安全。

2.2 LED自適應前照系統初探

針對傳統汽車前照系統的缺陷，選擇LED汽車自適應前照系統以避免眩光和消除盲區為最終目的，按照功能劃分，主要包括傳感部分，處理部分及執行部分。傳感部分以獲取路況信息為主，路況信息包括行車道路、往來車輛及行人、天氣狀況等；處理部分根據傳感部分所獲取的路況進行相應的處理，以產生實現相應光束分布所需要的指令；執行部分根據處理部分所產生的指令控制LED-光學系統模塊的工作，實現相應的光束分布。

執行部分為一前照光學系統，該系統以LED為光源，根據所選LED的光學特性設計合適的光學系統，并通過恰當地排列LED-光學系統模塊實現城鎮或鄉村彎道、高速公路彎道、會車、上坡及下坡時所需的光分布模式。

3 結論

隨著平均車速的提高以及車流量的增加，夜間行車的風險依舊很高，為了有效消除盲區和避免眩光，提高夜間行車安全，建議采用LED汽車自適應前照系統。該種前照系統摒棄了傳統前照系統光束靜態分布的模式，采用光束隨路況變化而自動變化的光分布模式，對于提高汽車前照系統設計具有一定作用。

[1]海拉貿易(上海)有限公司.在黑暗中更早探測危險——海拉主動式紅外線前照系統ADILIS[J].汽車維修技師，2008(10).

[2]吳仍茂，屠大維，黃志華.一種LED汽車前照近光燈配光設計方案[J].光子學報，2009，38(11).