试论汽车前照系统与LED自适应前照系统

伍丽娜，鲁 成

1.沈阳地铁有限公司运营分公司，辽宁 沈阳 110141

2.沈阳金杯车辆制造有限公司，辽宁 沈阳 110141

0 引言

随着全世界高速公路网的快速延伸，汽车行驶速度也在逐步提高，为了保证汽车行使的安全，对汽车前照系统光源的照明亮度和使用寿命提出更高要求。专家认为，质量不合格的前照系统不但不能为驾驶员提供良好的照明，还会使对面驾驶员和道路行人产生强烈的眩目，直接关系到人身安全。据统计，车辆总行驶里程的25%是在晚上和自然光线不足的情况下行驶的，而在这种情况下发生的人身伤害行车事故占到交通事故总数的33%，并且50%的死亡事故发生在夜间。在夜间发生的车祸中，60%与前照系统照明不良有关，可见汽车前照灯对夜间安全行车的重要性[1，2]。同时，新技术、新光源的不断出现以及人们审美观的不断改进使得现代汽车前照系统不仅仅是汽车的照明工具，它在人们极具挑剔的眼光和充满创造性的智慧中己经成为汽车的一件靓丽的装饰品，一件具有高科技内涵的精美工艺品。汽车前照灯就像汽车的一双美丽的大眼睛，为汽车注入灵气和时尚，使汽车充满生机。它不仅是车主人个性的写照，更是汽车厂商个性化的标志。

1 对汽车前照灯的基本要求

随着汽车工业的发展，车流量不断增大，形成了日亦严重的交通问题。另一方面，车速不断提高也是造成交通事故的隐因之一。近年来交通事故频繁发生并日趋严重，夜晚由于视野不清，景物不明，更成为车祸频发时区，因此改进道路照明是改进交通状况、减少车祸的有效途径。在现代文明城市中每到夜晚灯火通明、商铺鳞比栉次、灯红酒绿、无处不亮，即使敝巷漏街，道路照明情况亦无问题。但郊外通常无路灯，主要靠汽车自身照明系统照亮道路，因此车辆白身的照明对安全行车极为重要。现代汽车的前照灯主要是指近光（low beam）照明、远光（high beam）照明和前雾灯（front fog lamp），这是车辆郊外行驶时的主要也可能是唯一照明光源。

随车辆增多，车速提高以及夜晚行人活动的增加，为使人们和车辆能在远距离相互看清并避让，必须对车灯的亮度和照明范围有强制性的要求，减少不符合要求的灯光和照明范围而引发交通事故的几率。

2 汽车自适应前照系统初探

2.1 自适应前照系统与传统前照系统在不同路况下的光束分布比较

2.1.1 城镇或乡村道路弯道处光束分布比较

在城镇道路上，来往车辆及行人较多；在乡村道路上，道路往往较狭窄，此时一般采用近距离照明光束照明道路。在上述道路弯道处，由于传统前照系统的光束呈静态分布，在弯道内侧往往存在视觉盲区，司机无法对盲区中的潜在危险提前做出判断，因而增大了弯逆处行车的风险。

在上述弯道处，自适应前照系统能及时提取路况信息，以准确控制执行部分以产生实现弯道最佳照明的光束分布，当车行驶到弯道部分时，可照明弯道的内侧，消除弯道内侧的视觉盲区。

2.1.2 高速公路弯道处光束分布比较

在高速公路上，当无来往车辆时，一般采用远距离照明光束照明道路。在上述道路弯道处，由于传统前照系统的光束为静态分布，在弯道内侧往往存在视觉盲区。由于高速公路上的行车速度较城镇或乡村道路上的行车速度高很多，对于盲区中的潜在危险提前做出判断就更为重要。由于自适应前照系统具有根据路况信息实时自动调整光束分布的功能，在进入上述弯道时，系统能调整光束分布覆盖弯道内侧。

2.1.3 上坡、下坡处光束分布比较

在上坡或下坡时，传统前照系统的光束为静态分布，不能实现光束的下压和上扬。比如，当车行进至坡顶处，传统前照系统的光束平行于车身投射至远方，从而导致司机不能及时发现迎面上坡而来的车辆或行人；当车行进至坡底时，传统前照系统的光束平行于车身投射至坡底，导致司机不能及时发现迎面上坡而来的车辆或行人。自适应前照系统通过控制前照系统中的照明模块，实现了光束在坡顶处下压和在坡底处上扬，保证司机及时发现迎面上坡或下坡而来的车辆或行人，提高了行车的安全。

2.1.4 会车时光束分布比较

当行车至路面较宽、弯道半径较大的公路或者高速公路时，此时车速往往很高，一般采用远距离照明光束照明道路。当迎面有车辆行近时，两车司机均应采用近距离照明光束以避免眩光。由于传统前照系统近距离照明光束与远距离照明光束之间的变换需要手动操作来完成，因而极容易产生眩目光。自适应前照系统利用传感部分可检测到迎面来的车辆，并通过处理部分产生相应的控制指令，控制执行部分自动将远距离照明光束调整为近距离照明光束，进而避免了眩目光的产生，提高行车的安全。

2.2 LED自适应前照系统初探

针对传统汽车前照系统的缺陷，选择LED汽车自适应前照系统以避免眩光和消除盲区为最终目的，按照功能划分，主要包括传感部分，处理部分及执行部分。传感部分以获取路况信息为主，路况信息包括行车道路、往来车辆及行人、天气状况等；处理部分根据传感部分所获取的路况进行相应的处理，以产生实现相应光束分布所需要的指令；执行部分根据处理部分所产生的指令控制LED-光学系统模块的工作，实现相应的光束分布。

执行部分为一前照光学系统，该系统以LED为光源，根据所选LED的光学特性设计合适的光学系统，并通过恰当地排列LED-光学系统模块实现城镇或乡村弯道、高速公路弯道、会车、上坡及下坡时所需的光分布模式。

3 结论

随着平均车速的提高以及车流量的增加，夜间行车的风险依旧很高，为了有效消除盲区和避免眩光，提高夜间行车安全，建议采用LED汽车自适应前照系统。该种前照系统摒弃了传统前照系统光束静态分布的模式，采用光束随路况变化而自动变化的光分布模式，对于提高汽车前照系统设计具有一定作用。

[1]海拉贸易(上海)有限公司.在黑暗中更早探测危险——海拉主动式红外线前照系统ADILIS[J].汽车维修技师，2008(10).

[2]吴仍茂，屠大维，黄志华.一种LED汽车前照近光灯配光设计方案[J].光子学报，2009，38(11).