對國家標準《汽車用道路照明裝置及系統》(草案)配光要求的驗證

王 瑋，卜偉理，楊 通，潘樂仁

(上海機動車檢測認證技術研究中心有限公司，上海 201805)

引言

按照《國務院關于印發深化標準化工作改革方案的通知》(國發〔2015〕13號)和《國務院辦公廳關于印發貫徹實施〈深化標準化工作改革方案〉行動計劃(2015—2016年)的通知》(國辦發〔2015〕67號)的要求，國務院于2016年發布《強制性標準整合精簡工作方案》，以解決部分國家強制性標準的內容存在交叉重復矛盾的問題，建立一個更符合經濟社會發展需要的國家標準體系。國家標準化管理委員會隨后發布國家強制性標準精簡整合結論。98項汽車強制性標準中(其中包括24項機動車外部照明和光信號裝置的標準)整合后變成72項強制性標準和4項推薦性標準。

世界各國對汽車前照燈的配光有嚴格的要求。我國采用ECE體系的標準，從1993年起陸續制定了汽車燈光國家強制標準[1]。目前我國有三個涉及汽車前照燈配光的強制性國家標準，分別對應不同光源的前照燈，即GB 4599—2007《汽車用燈絲燈泡前照燈》、GB 21259—2007《汽車用氣體放電光源前照燈》以及GB 25991—2010《汽車用LED前照燈》[2-4]。根據此次精簡整合結論，三項標準整合成一項標準，即《汽車用道路照明裝置及系統》(名稱暫定，本文中稱為新標準)。盡管三項現行標準在配光測試點及區域和限值上存在差異，新標準對三個現行標準的配光測試要求進行融合，規定了適用不同光源的前照燈的配光要求。換言之，新標準實施之后，不同光源前照燈需要滿足相同的配光要求。

新標準增加了部分測試點和線段，并提高了部分測試點的限值要求，可能會對燈具制造企業設計汽車前照燈尤其是燈絲燈泡前照燈帶來一定的挑戰。作為國家強制性標準，制修訂周期長，有必要盡早對其中的技術內容進行驗證，以便制定符合行業實際發展狀況兼顧未來發展趨勢的國家標準。本文選取了多套不同光源的汽車前照燈，對其配光性能按照新老國標的配光要求進行測試，從而驗證新標準中配光要求的有效性，為標準起草人員提供參考。

1 新標準配光要求

表1列舉了《汽車用道路照明裝置及系統》標準中適用于汽車前照燈的配光要求。

表1 新標準中汽車前照燈的配光要求

從表1中可以看到，新標準的配光要求在GB/T 30036—2013《汽車用自適應前照明系統》[5]中C模式的基礎上增加了新的測試點和線段，并修改了部分限值。具體而言，兩份標準的配光要求主要存在以下區別：

● 刪除HV點最大值要求，因為III區范圍已包含HV點最大值。

● 刪除 Seg BLL和Seg BRR 最小值要求，由于這兩條測試線段在H-H線上方，定義它們是為了限值對道路其他使用者的眩光，因此最小值要求沒有意義。

● 75R的最小值提高為現有標準的1.2倍。

● 增加 50R 最小值要求。

● 提高 50L 最小值和最大值要求。

● 根據CIE 188技術報告[7]中評價道路照射距離和照射寬度的測試區域，增加40R、40L測試點及Segment 50、Segment 40R、Segment 40L和Segment 15測試線段。

● Segment 10 的最大值由12 300 cd修改為50R實測值的0.8倍。

● 用Segment 25L替代25L和25LL，用Segment 25替代25R和25L，用Segment 25R替代25R和25RR，以增加均勻性考核要求。

● 增加近光Imax最大值要求。

2 試驗方法

毫無疑問，照準角度是影響前照燈配光性能最重要的因素之一[6]。因此，明暗截止線的照準是前照燈檢測過程中的首要步驟。本文中對前照燈的照準在距離前照燈25 m處的垂直屏幕上進行。基本的照準方法是將明暗截止線的水平部分調整到H-H線以下1%(即0.57°)的位置，然后將截止線的“拐點”調整至V-V線上。按上述照準后若近光不滿足要求，則允許明暗截止線在水平方向左右各1°、垂直方向不超過H-H線的范圍內進行調整[2]。為了進一步驗證明暗截止線位置對試驗結果的影響，本文中使用了基本照準方法和經過進一步調整的照準方法兩種照準方法。

2.1 第一部分：使用基本照準方法的測量

圖1 基本照準方法示意圖Fig.1 Basic aiming method

本部分選取10只汽車前照燈 (4只燈絲燈泡光源，3只HID光源，3只LED光源)，按照新標準中的測試要求，測量了這些前照燈的配光性能。本部分使用基本照準方法，按照圖1所示方法對明暗截止線進行照準。燈絲燈泡前照燈的試驗電壓按照13.2 V對應的基準光通量；HID和LED大燈的試驗電壓設置為終端電壓13.2 V。

2.2 第二部分：使用調整的照準方法的測量

本部分選取11只汽車前照燈 (5只燈絲燈泡光源，3只HID光源，3只LED光源)，在基本照準方法的前提下，進一步對明暗截止線進行調整，確保75R，B50L和Zone III的值能滿足現行標準的要求。照準后首先按照現行標準的配光測試點和和試驗電壓要求進行測量。隨后在保持照準位置不變的情況下，按照新標準的配光要求進行測量，測試電壓與第一部分相同。

3 試驗結果

3.1 第一部分測量結果

本部分的測試結果如表2(在該表中，不滿足要求的值被粗體標記)所示。從表2中可以看到，對于燈絲燈泡前照燈而言，所有Zone III的測試值都大于標準中最大限值要求；同時，部分燈具的75R、50L、40L、Segment 50和Segment 25L的測量值小于最低限值要求。至于HID和LED大燈，只有Zone III的測量值不符合要求；但這些值比標準中最大限值大很多。

3.2 第二部分測量結果

在基本照準的基礎上進一步對明暗截止線進行調整，可以使盡可能多的測量值滿足標準要求。如上所述，在這部分試驗中我們確保75R, B50L和Zone III的測量值能夠滿足要求。然而在此前提下，一些燈絲燈泡前照燈的測量結果仍然不能滿足要求。如表3所示，不合格測量值主要集中在50L、40L和Segment 50。由此推斷，這些測試點和線段的最小發光強度限值對于燈絲燈泡前照燈而言可能要求較高，甚至有一款LED前照燈也無法滿足標準限值要求。

4 討論

為了進一步比較這些前照燈按照新標準和現行標準進行測量的結果，本文還列出了第二部分試驗中所用前照燈按照現行標準進行測量的結果。表4列舉了其中不滿足現行標準的測量結果。

表2 使用基本照準方法的測量結果

通過對比表3和表4我們可以看到，對于1#前照燈，由于其明暗截止線上方的亮度不足，因此，GB 4599規定的測試點7、8、1+2+3、4+5+6 的測量結果和新標準中相同區域的S50+S50LL+S50RR、S100+S100LL+S100RR的測量值都低于標準中該測試點最低限值的要求；對于其他測試點，雖然可以滿足GB 4599的要求，但是仍有5個測試點及線段的測量值，無法滿足新標準的要求。3#前照燈的結果與1#類似，雖然可以滿足GB 4599的要求，但是50L和Segment 50的測量值小于新標準的最低限值要求。由此推斷，新標準中V-V線左側區域對于燈絲燈泡前照燈而言存在一定的挑戰。造成此現象的原因不僅因為新標準提高了一些測試點的最低的發光強度要求(如50L)，也因為新標準擴大了考核區域(例如GB 4599 中Zone IV 的區域從左側5.1°擴大到新標準的Segment 40L的左側14度)。但是仍然有燈絲燈泡前照燈可以同時滿足新老版本的標準，如5#前照燈。

另一方面，對于HID和LED前照燈而言，一些測試點的測量結果超過現行標準的最大值要求，但可以滿足新標準的要求。例如，9#前照燈的50L的測量值稍大于GB 25991的最大限值，但它能滿足新標準的要求。

5 結論

從本文中我們可以推斷，許多HID或LED光源的前照燈都能滿足新標準的要求。新標準中部分提高的限值甚至有利于高亮度前照燈發揮更好的照明效果。但是這些要求可能會對使用燈絲燈泡光源的前照燈提出挑戰。它們需要增加V-V線左側區域的亮度，或增加該區域的照射寬度，才能滿足新標準中提高的最低限值要求。

明暗截止線的照準對于前照燈的配光性能是至關重要的。在進行測量前需要按照嚴格的照準方法對前照燈進行照準；否則，一款性能良好的前照燈可能會呈現糟糕的配光效果。

表3 使用調整的照準方法的測量結果(按新標準檢測)

表4 使用調整的照準方法的測量結果(按現行標準檢測)