通用型大燈高度調節開關在汽車上的應用

王 佳

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著汽車行業的競爭日益激烈，快速高效的產品開發是每個汽車廠商的追求，所以各汽車廠都在大力的推進零部件平臺化和通用化。大燈高度調節屬于法規項，必須配備，大燈高度調節目前有兩種設計，一種是電動調節，通過大燈高度調節開關輸入電壓比信號給大燈高度調節電機，通過電機頂桿的伸縮，控制燈光的照射高度調節，此方案結構及原理簡單，易于實現，成本低，在經濟型車型上大量采用；另一種是自適應調節，通過車身高度傳感器，根據車身高度，自動調節燈光照射高度，不需要大燈高度調節開關，此方案系統相對復雜，對傳感器和車身精度要求都較高，且成本高，在中高端車型上才會采用。本文主要針對第一種方案，探討研究一種通用性高的大燈高度調節開關，可以適應大燈高度調節電機不同的布置位置，提高大燈高度調節開關的通用化，從而降低大燈高度調節開關的開發周期及成本。

1 大燈高度調節裝置的原理

大燈高度調節裝置由大燈高度調節開關、控制模塊、大燈高度調節電機組成。控制模塊接收大燈高度調節開關輸出的電壓信號，控制調節電機球頭頂桿的伸縮，從而控制近光燈的照射高度，具體原理圖如圖1 所示。

圖1 大燈高度調節控制原理圖

2 大燈高度調節電機

大燈高度調節電機（圖2）是用來調節大燈燈光照射角度的裝置，通常控制部分和電機是集成的，為了適應不同的結構，調節電機通常有斜率分別為正、負的行程特性曲線。行程特性曲線斜率為正的調節電機要求開關電壓比為20%時，球頭頂桿縮進到極限位置，電壓比為80%時，球頭頂桿伸出到極限位置，如圖3 所示。行程特性曲線斜率為負的調節電機要求開關電壓比為20%時，球頭頂桿伸出到極限位置，電壓比為80%時，球頭頂桿縮進到極限位置，如圖4 所示。

圖2 大燈高度調節電機

圖3 斜率為正的行程特性曲線

圖4 斜率為負的行程特性曲線

3 通用型大燈高度調節開關的設計介紹

大燈高度調節開關作為大燈高度調節裝置的信號輸入端，通常需要針對大燈高度調節電機的行程特性曲線匹配開發，而行程特性曲線又要根據大燈高度調節電機的大燈內部的布置位置進行選擇。當調節電機布置位置在上面時，選擇行程特性曲線斜率為正的調節電機，就需要大燈高度調節開關的最低檔位輸出的電壓比最大（例如設置為0 檔輸出80%電壓），最高檔輸出的電壓比最小（例如設置為6 檔輸出20%電壓）；但當電機的布置位于下方時，就需要以反邏輯進行控制：調節開關的最低檔位輸出的電壓比最小（例如設置為0 檔輸出20%電壓），最高檔輸出的電壓比最大（例如設置為6 檔輸出80%電壓）。因此，通常需要針對電機的不同位置開發至少兩種調節開關，導致開發管理及生產制造成本均有所增加。為了最大限度的提高大燈高度調節開關的通用化率，采用對稱設計的方法，使一種大燈高度調節開關可以輸出滿足要求的2 種電壓比來適應不同斜率的大燈高度調節電機。以0 檔～6 檔開關為例，大燈高度調節開關原理圖如圖5所示。

圖5 大燈高度調節開關原理圖

（1）當電源輸入端1 接正極，電源輸入端2 接負極時：

大燈高度調節開關在0 檔時的等效電路如圖6 所示：

圖6 大燈高度調節開關0 檔等效電路

注：13.5V 是車輛啟動后的整車供電電壓，10 是回路電阻之和大燈高度調節開關在1 檔時的等效電路如圖7 所示：

圖7 大燈高度調節開關1 檔等效電路

以此類推，大燈高度調節開關在6 檔時的等效電路如圖8 所示：

圖8 大燈高度調節開關6 檔等效電路

各檔位輸出電壓比及電壓如下表1 所示：

表1 大燈高度調節開關各檔位輸出電壓比

（2）當電源輸入端1 接負極，電源輸入端2 接正極時：

大燈高度調節開關在0 檔時的等效電路如圖9 所示：

圖9 大燈高度調節開關0 檔等效電路

大燈高度調節開關在1 檔時的等效電路如圖10 所示：

圖10 大燈高度調節開關1 檔等效電路

以此類推，大燈高度調節開關在6 檔時的等效電路如圖11 所示：

圖11 大燈高度調節開關6 檔等效電路

表2 各檔位輸出電壓比及電壓

4 不同檔位數的通用型大燈高度調節開關設計說明

將大燈高度調節開關檔位數（含0 檔，如0 檔～6 檔的大燈高度調節開關的檔位數為7）設為N(N為自然數且N≥2），那么大燈高度調節開關回路將有N+1 個電阻，N+1 個電阻串聯在電源輸入端1 和電源輸入端2 之間，且在電源輸入端1和電源輸入端2 之間根據電阻阻值對稱設置。

當N 為奇數時，所述N+1 個電阻具體包括(N+1)/2 對電阻，其中每對中的兩個電阻的阻值相等，電路原理圖如圖12所示。

圖12 檔位數為奇數的大燈高度調節開關原理圖

當N 為偶數時，所述N+1 個電阻具體包括位于電源輸入端1 和電源輸入端2 之間的對稱中心的一個電阻以及N/2 對電阻，其中每對中的兩個電阻的阻值相等，對稱中心的電阻與相鄰的電阻阻值相等，從而實現電壓比的正反對稱輸出，電路原理圖如圖13 所示。

圖13 檔位數為偶數的大燈高度調節開關原理圖

5 結束語

本文通過設計對稱設置的多個分壓電阻以及與多檔選擇開關的對應連接關系，實現了一種裝置可采用供電正、負極對調的接線方式，即本發明能夠適應不同布局位置的大燈調節電機，并具有如下效果：第一，通過減少多種類型開關的開發狀態，從而降低開發管理成本；其次，促進通用型開關的生產，便于形成規模化量產及配套的自動化生產，進而提高生產質量，降低生產成本。