談晝間行駛燈的設計及控制方法

汪暉，計紅

（東風商用車有限公司技術中心，湖北武漢 430056）

談晝間行駛燈的設計及控制方法

汪暉，計紅

（東風商用車有限公司技術中心，湖北武漢 430056）

針對國內(nèi)外法規(guī)對晝間行駛燈要求，描述燈具設計、電氣控制方法，重點講述晝間行駛燈控制設計方案。

晝間行駛燈；設計；控制

晝間行駛燈（daytime running lamp）也叫晝間行車燈、日行燈，源于歐洲及北美等地區(qū)多樹林路況及多霧氣候等因素，是歐洲及美洲相繼提出為避免交通意外增設的一種白天開啟的燈光。為實現(xiàn)此要求，各汽車廠商通過開啟前照燈的方式來作為日行燈，以明確車輛位置及行駛方向，提高交通安全。初期，國外汽車廠商采取白天車輛起動即開啟近光燈的方案，來實現(xiàn)晝間行駛燈功能。但在中國安裝晝間行駛燈是不做強制要求的，如果有晝間行駛燈，則白天車輛行駛必須開啟；如果沒有晝間行駛燈，則不需開啟。隨著全球?qū)Νh(huán)境保護重視度的提高，環(huán)保部門相應提出議題：開啟前照燈時，耗費能量較大、尾氣排放也增大，要求汽車廠商必須采取其他方式來實現(xiàn)晝間行車燈的功能。

1 晝間行駛燈安裝要求

GB 4785—2007《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規(guī)定》和ECE R48《關于在照明和光信號裝置安裝方面對機動車輛進行認證的統(tǒng)一規(guī)定》對晝間行駛燈有明確的要求：汽車選裝，數(shù)量2只，掛車禁止。

橫向安裝位置：在基準軸線方向上，兩視表面內(nèi)邊緣間的距離應不小于600mm；若車寬小于1300mm，則兩視表面內(nèi)邊緣間的距離允許不小于400mm。

縱向安裝位置：離地高度不小于250mm、不大于1500mm。

水平方向幾何可見度：向內(nèi)、向外各20°。

垂直方向幾何可見度：向上、向下各10°。

2 晝間行駛燈配光性能要求

根據(jù)GB23255—2009《汽車晝間行駛燈配光性能》要求，配光分布見圖1。晝間行駛燈的發(fā)光面積應大于等于40cm2，配光性能要求如下。

圖1 配光分布

1）基準軸線上的發(fā)光強度應該不小于400cd。

2）各個測量方向的光，投射到圖1配光分別上點的發(fā)光強度，不應低于圖1上所示各點百分比值與400cd的乘積。

3）在任何方向上的光強度應不大于800cd。

4）對有一個以上光源組成的晝間行駛燈，當其中任一光源因故障不亮時，應滿足規(guī)定的最小發(fā)光強度；當所有光源全部點亮時，不能超過規(guī)定的最大發(fā)光強度。

3 燈具設計要求

3.1 光源選擇和配光設計

晝間行駛燈的光源可以分為單光源和多光源2種。單光源：普通光源，如鹵素燈泡、白熾燈泡；多光源：采用多顆LED顆粒或多組LED芯片。

晝間行駛燈一般采用反射鏡配光的方式來實現(xiàn)配光性能。

3.2 技術要求［1］

晝間行駛燈一般與近光燈、遠光燈、位置燈等組合在一起，通常按照前組合燈的方式來明確技術要求，表現(xiàn)如下。

1）防水試驗燈具按照裝車情況防護，在試驗支架上進行水壓400 kPa的噴水試驗。每個循環(huán)歷時5 min，其中3 min點亮燈具，2 min熄滅。共做2個循環(huán)。試驗后，燈具應滿足配光性能要求。

2）濕熱性試驗將燈具后殼、燈泡及燈泡座取下，在溫度20℃、濕度65%的環(huán)境下放置1h后，迅速將拆下的部件進行80℃（4h）、40℃（1.5 h）靜置試驗，以此做4個循環(huán)，再進行噴水試驗。零部件不得變形、變色、松動、龜裂、涂裝剝離、破損等。燈具內(nèi)不得有水滴、霧氣。絕緣電阻在1MΩ以上。

3）熱循環(huán)試驗低溫-40℃開始點燈，持續(xù)2 h，再高溫50℃持續(xù)2小時，點燈結(jié)束，共循環(huán)5次。試驗后在室溫下放置1h。要求燈殼和燈罩不得有變形、氣泡現(xiàn)象。

4）高壓洗車試驗①點燈方式：試驗電壓28 V，以點燈20min（放置）、滅燈3min（灑水）、點燈10min（放置）的順序進行。②高壓洗車：水壓7.8 MPa、水溫20℃。灑水條件是將水管的前端與燈具保持30cm的距離，以250mm／s速度進行移動，并且水管與燈殼面呈垂直狀態(tài)。③灑水順序：以上、下、左、右方式，在燈具與安裝夾具之間灑水2周，再將水管前端與燈具50mm處朝燈罩、燈殼灑水各3min。試驗結(jié)束后燈具內(nèi)部不得進水或有可見霧氣。

5）其他要求滿足GB／T 10485—2007《道路機動車輛—外部照明和光信號裝置—耐久性》要求。

6）配光要求滿足GB 23255—2009《汽車晝間行駛燈配光性能》要求。

4 晝間行駛燈控制系統(tǒng)［2-4］

晝間行駛燈具總成設計完成后，如何在車輛上使用取決于整車電氣系統(tǒng)控制。

4.1 法規(guī)要求

明確晝間行駛燈點亮方式的法規(guī)有國家標準GB和國際標準ECE，具體如下。

4.1.1 ECE Regulation No 48的要求

1）晝間行駛燈需要在車輛發(fā)動機起動或停止裝置開啟的時候自動打開，但在如下幾種情況下仍然可以保持關閉的狀態(tài)：①當自動變速器控制在P位或N位時。②當車輛使用駐車制動或者在車輛推進系統(tǒng)已經(jīng)啟用但車輛沒有在第一時間移動的情況下。

2）晝間行駛燈需要在車輛前霧燈或者前照燈打開的時候能夠自動關閉，但前霧燈或者前照燈只是在短暫的間隔下發(fā)出間歇性的警告光照時可以除外。

3）當晝間行駛燈打開時，車輛的其他燈光如前后位置燈、示廓燈、側(cè)標志燈、后牌照燈不用打開。

4）當前轉(zhuǎn)向燈和晝間行駛燈的距離等于或者小于40mm時，晝間行駛燈在相關一側(cè)的電氣連接需要滿足以下要求：①晝間行駛燈可以關閉；②晝間行駛燈的光強度可以在前轉(zhuǎn)向燈工作的時候降低它的光強度；③若晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向燈是復合燈具，則當轉(zhuǎn)向燈工作時，一側(cè)的晝間行駛燈必須關閉。

4.1.2 GB 4785-XXXX的要求

1）當發(fā)動機（推進系統(tǒng)）的點、熄火控制裝置處于允許起動發(fā)動機（推進系統(tǒng)）的狀態(tài)時，晝間行駛燈應能自動開啟。但以下情況允許保持關閉：①車輛自動擋在駐車位置；②駐車制動器在開啟位置；③手動操作推進系統(tǒng)后車輛第1次起動前。

2）當車速低于10km／h，晝間行駛燈允許手動關閉，在此情況下若車速高于10 km／h或車輛已行駛超過100 m且保持行駛狀態(tài)時，晝間行駛燈應自動開啟直至再次關閉。

3）當發(fā)動機（推進系統(tǒng)）的點、熄火控制裝置處于發(fā)動機（推進系統(tǒng)）無法工作狀態(tài)或前霧燈或前照燈開啟（發(fā)出間歇的警告除外）時，晝間行駛燈應自動關閉。

4）晝間行駛燈開啟時，允許GB 4785標準中4.11章節(jié)規(guī)定的燈具開啟。

5）若前轉(zhuǎn)向燈和晝間行駛燈間距不大于40 mm，則轉(zhuǎn)向燈工作時，同側(cè)的晝間行駛燈允許關閉；或在轉(zhuǎn)向信號燈開啟的整個周期（包括點亮和熄滅整個過程）中，降低發(fā)光強度。

6）若轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈混合，則轉(zhuǎn)向燈工作時，同側(cè)的晝間行駛燈在轉(zhuǎn)向信號燈開啟的整個周期（包括亮和熄滅整個過程）中，應至少關閉與轉(zhuǎn)向燈的混合部分。

4.1.3晝間行駛燈的控制邏輯的概述

根據(jù)以上技術條款，對晝間行駛燈的控制邏輯做簡要概述。

1）如果發(fā)動機工作，則晝間行駛燈必須開啟。2）如果發(fā)動機熄火，則晝間行駛燈必須關閉。3）如果前照燈開啟，不論是開啟遠光燈還是近光燈，要求晝間行駛燈必須關閉。

4）如果前霧燈開啟，則晝間行駛燈必須關閉。

5）當前霧燈或者前照燈短暫的間隔下發(fā)出間歇性的警告光照時，晝間行駛燈可以開啟。

6）晝間行駛燈開啟時，位置燈、示廓燈、側(cè)標志燈、牌照燈等小燈可以關閉，也可以開啟。

7）如果使用自動變速器，并且在P擋（停車擋）或N擋（空擋）時，晝間行駛燈為關閉狀態(tài)。

8）車輛在駐車狀態(tài)時，晝間行駛燈為關閉狀態(tài)。

9）如果轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈的間距小于等于40 mm，則轉(zhuǎn)向燈開啟時，晝間行駛燈可以關閉。如果晝間行駛燈不關閉，則晝間行駛燈的光強度需要降低。

10）如果轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈的間距大于40mm，則轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈的開啟與關閉不做要求。也可以視同轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈的間距小于等于40 mm條款的處理方式。

11）如果駕駛室內(nèi)配有的可控制晝間行駛燈開啟和關閉的手動開關，則要求車速小于等于10km／h時，手動關閉晝間行駛燈；車速大于10km／h或者汽車行駛里程超過100m時，晝間行駛燈可以自動開啟，直到出現(xiàn)車速小于等于10km／h時手動關閉晝間行駛燈。

12）如果駕駛室內(nèi)沒有配置手動開關，則晝間行駛燈的開啟和關閉與車速、里程沒有關系。

13）如果晝間行駛燈和轉(zhuǎn)向燈是復合燈具，則當轉(zhuǎn)向燈開啟時同側(cè)的晝間行駛燈必須關閉。

4.2 設計分析

根據(jù)ECE Regulation No 48晝間行駛燈的英文版進行分析，晝間行駛燈的控制邏輯可以做簡化處理，我們把晝間行駛燈“必須滿足”和“可以滿足”的要求進行歸納，具體如下。

4.2.1 必須滿足的要求

1）發(fā)動機工作時，晝間行駛燈必須開啟。2）發(fā)動機熄火時，晝間行駛燈必須關閉。3）前照燈（包括遠光或者近光）開啟時，晝間行駛燈必須關閉。

4）前霧燈開啟時，晝間行駛燈必須關閉。

5）轉(zhuǎn)向燈與晝間行駛燈的控制邏輯均可以統(tǒng)一為：開啟轉(zhuǎn)向燈時，晝間行駛燈必須關閉。

總之，晝間行駛燈只有在轉(zhuǎn)向燈、前照燈、前霧燈開啟的時候必須熄滅，其他情況下都需常亮。

4.2.2 可以滿足的要求

1）如果駕駛室內(nèi)有單獨的開關用來控制晝間行駛燈的開啟和關閉，當車速小于等于10km／h時必須手動關閉晝間行駛燈；當車速大于10km／h或者車輛行駛里程超過100m時，晝間行駛燈必須能自動開啟，直到再次手動關閉晝間行駛燈。

2）如果配有自動變速器，當變速器檔位在P擋（停車擋）或者在N擋（空擋）時，需關閉晝間行駛燈。

3）車輛在駐車狀態(tài)時，需關閉晝間行駛燈。

4）對于車輛行駛中需要超車，即短暫開啟遠、近光切換、發(fā)出間歇性警告，此時晝間行駛燈的工作狀態(tài)可以開啟。

通過以上分析，對于晝間行駛燈的“可以滿足”項目，整車需要設計控制器和控制開關來實現(xiàn)。

4.2.3 其他問題

1）對于氙氣前照燈，在車輛行駛中切換遠、近光燈時，會出現(xiàn)幾秒鐘時間遠、近光燈同時熄滅的情況，ECE標準沒有對晝間行駛燈應處于何種狀態(tài)進行明確。

2）ECE標準對車輛在第一時間內(nèi)移動沒有給出明確說法。

5 晝間行駛燈控制方案設計［2-5］

設計晝間行駛燈的控制方案，可以利用現(xiàn)有資源，通過整車電氣系統(tǒng)原理優(yōu)化來實現(xiàn)，也可以開發(fā)新型控制器來實現(xiàn)。開發(fā)控制器不僅成本高，而且涉及開發(fā)、驗證、路試等周期時間長，稱這種方案為高成本方案。通過整車電氣系統(tǒng)原理優(yōu)化，利用現(xiàn)有資源，即不需要開發(fā)成本，也不需要試驗驗證，這種方案稱為低成本方案。

5.1 低成本方案

低成本方案就是指電路特性滿足晝間行駛燈的

“必須滿足”項目，該方案是采用1個常閉繼電器或1個雙觸點繼電器、1個5A熔斷絲和幾個二極管來實現(xiàn)的，其控制方案如圖2所示。

5.1.1 低成本方案控制原理

1）動作轉(zhuǎn)換繼電器線圈端未接收到燈光信號，即線圈端不上電的情況下。①ON擋開關接通：24 V電源經(jīng)ON擋開關→5A熔斷絲→常閉觸點→晝間行駛燈正極，晝間行駛燈點亮。②ON擋開關斷開：晝間行駛燈無電源輸入，故燈熄滅。

圖2 低成本控制方案

2）動作轉(zhuǎn)換繼電器線圈端接收到燈光信號：當接收到遠光燈、近光燈、前霧燈、左右轉(zhuǎn)向燈信號時，線圈端上電，則常閉觸點斷開，晝間行駛燈斷電，相應接收到的信號燈點亮，晝間行駛燈熄滅。

該控制方案與轉(zhuǎn)向燈的控制方式緊密相關。如果采用常規(guī)閃光器，價格在十幾元錢，其接線管腳僅有電源正極、電源負極和負載這3個管腳。

5.1.2 轉(zhuǎn)向燈的控制工作原理（更改前）

轉(zhuǎn)向燈接線控制方式（更改前）如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)向燈接線原理（更改前）

1）接通ON擋開關，閃光器電源端上電。

2）接通轉(zhuǎn)向開關L擋，左前轉(zhuǎn)向燈、左側(cè)轉(zhuǎn)向燈、左后轉(zhuǎn)向燈、左儀表指示燈全部點亮。接通轉(zhuǎn)向開關R擋，右前轉(zhuǎn)向燈、右側(cè)轉(zhuǎn)向燈、右后轉(zhuǎn)向燈、右儀表指示燈全部點亮。

3）接通危險報警開關，電源從1、2管腳同時給左、右轉(zhuǎn)向燈上電，轉(zhuǎn)向燈點亮。

轉(zhuǎn)向燈以“亮—滅—亮—滅”的間歇通斷方式工作，使得晝間行駛燈在轉(zhuǎn)向燈點亮的情況下，會出現(xiàn)同轉(zhuǎn)向燈相似的“亮—滅—亮—滅”的間歇通斷方式。

5.1.3 轉(zhuǎn)向燈控制工作原理（更改后）

更改后的轉(zhuǎn)向燈接線原理如圖4所示。

1）接通ON擋開關，電源從20 A熔斷絲給危險報警開關5、8腳上電，電源從危險報警開關7腳給轉(zhuǎn)向開關1腳上電。

圖4 轉(zhuǎn)向燈接線原理（更改后）

2）接通轉(zhuǎn)向開關L擋，轉(zhuǎn)向開關2腳給閃光器1上電，控制，左前轉(zhuǎn)向燈、左側(cè)轉(zhuǎn)向燈、左后轉(zhuǎn)向燈、左儀表指示燈間歇點亮。

3）接通轉(zhuǎn)向開關R擋，轉(zhuǎn)向開關3腳給閃光器2上電，控制右前轉(zhuǎn)向燈、右側(cè)轉(zhuǎn)向燈、右后轉(zhuǎn)向燈、右儀表指示燈間歇點亮。

4）接通危險報警開關，電源從危險報警開關1腳給閃光器2上電，閃光器2控制右轉(zhuǎn)向燈和危險報警開關4腳，4腳將通過3腳給左轉(zhuǎn)向燈上電。

5.2 高成本方案

高成本方案指既滿足“必須項目”，又滿足“可以項目”，還可以因ECE法規(guī)的變動而變動，所謂這種變動是指開發(fā)的控制器不需做硬件變動，僅更改軟件設置。

開發(fā)控制器可以有如車身控制模塊、晝間行駛燈控制模塊、燈光控制模塊等多種控制形式。

控制器方式需要在開發(fā)初期明確功能需求，對PCB設計預留功能，以應對未來晝間行駛燈ECE法規(guī)的提升。

高成本方案的設計成本及開發(fā)成本呈上升趨勢，硬件接口需有預留。

5.2.1 車身控制模塊BCM控制方案

開發(fā)車身控制模塊BCM設計時考慮對車身前部燈具的控制，如控制轉(zhuǎn)向燈、前照燈、前霧燈、位置燈等，并采用CAN總線的方式以節(jié)省線束容量和體積，因此對于“可以項目”中的要求，車身控制模塊BCM可以讀取發(fā)動機電控單元ECU總線發(fā)出的相關報文，對晝間行駛燈進行控制點亮和熄滅。

5.2.2 晝間行駛燈控制模塊控制方案

開發(fā)晝間行駛燈控制模塊，需要考慮CAN總線，對于晝間行駛燈ECE法規(guī)要求的“可以項目”，晝間行駛燈控制器接口可以采用硬線連接車速信號、變速器擋位、駐車開關信號、遠光信號、近光信號、轉(zhuǎn)向信號；也可以采用總線方式，從發(fā)動機電控單元ECU總線發(fā)出的車速、里程等報文信息，從自動擋變速器控制模塊ACM總線發(fā)出的變速器擋位信息，從燈光控制模塊LCM總線發(fā)出的遠光信號和近光信號。

5.2.3 燈光控制模塊控制方案

燈光控制模塊的設計方案基本同晝間行駛燈控制模塊類似，都是需要接入車速信號、變速器擋位、駐車開關信號、遠光信號、近光信號、轉(zhuǎn)向信號，再通過轉(zhuǎn)化輸出。輸出可以是硬線信號也可以是總線信息。如果從線束體積和整車輕量化考慮，則采用總線輸出為比較合適的方案，相應成本也不會少，可能比晝間行駛燈控制器的成本略高。

6 結(jié)束語

國際GB 4785目前在修改中，從修改稿中可以看出對于晝間行駛燈的要求為選裝，并且該標準修訂依據(jù)來自ECE No.48。根據(jù)標準修訂及實施周期一般為5～7年來簡單推算，如果在低、中檔車型上實現(xiàn)晝間行駛燈，筆者建議控制方式采用低成本方案，不僅實現(xiàn)快速實施，而且車輛品質(zhì)可靠性高，對于用戶使用、維修也是極大便利。

對于高檔車型，筆者建議采用高成本方案，如車身控制模塊、燈光控制模塊等，既減少線束數(shù)量，也降低整車成本，同時將整車電氣系統(tǒng)通過總線方式給出故障信息，便于后續(xù)維修、保養(yǎng)，也能很好地表現(xiàn)出車型的高品質(zhì)特性。

［1］汪暉.探討商用車前組合燈的設計方法［J］.汽車電器，2013（3）：1-4.

［2］ISO 16750—2006，道路車輛電氣及電子設備的環(huán)境條件和試驗［S］.

［3］ECE R48，關于在照明和光信號裝置安裝方面對機動車輛進行認證的統(tǒng)一規(guī)定［S］.

［4］GB 4785—2007，汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規(guī)定［S］.

［5］BOSCH.汽車電氣與電子［M］.魏春源，等，譯.北京：北京理工大學出版社，2004.

（編輯心翔）

Design and Control Methods for Daytime Running Lamp

WANG Hui，JI Hong
（Technical Center of Dongfeng Commerical Vehicle Co.，Ltd.，Wuhan 430056，China）

In order to meet relevant regulations of daytime running lamp in home and abroad，the article demonstrates design and electronic controlling methods，and mainly focuses on the design scheme for daytime running lamp.

daytime running lamp；design；control

U463.65

A

1003－8639（2017）01－0039－05

2016-06-17

汪暉（1968-），女，高級工程師，從事整車電氣系統(tǒng)開發(fā)設計；計紅（1976-），女，工程師，現(xiàn)從事汽車電器質(zhì)量檢測。