HFJ1027车型前雾灯辅助照明系统研究

于晓军，王培强

（中航黑豹股份有限公司，山东 威海 264400）

HFJ1027车型前雾灯辅助照明系统研究

于晓军，王培强

Yu Xiaojun，Wang Peiqiang

（中航黑豹股份有限公司，山东 威海 264400）

全新研发的前雾灯在满足国家前雾灯配光性能的前提下，增大了侧向几何发光角度，指标达到欧洲标准；通过组合仪表控制模块的开发，将各信号进行采集，驱动前雾灯根据用户需求进行转弯辅助照明。有效解决了夜间驾车在大弧度弯道或是没有路灯照明的山路上行驶时，弯道内侧的照明和视野盲区对驾驶者和车内乘客存在的安全隐忧。

前雾灯；辅助照明；视野

环保与安全依然是未来汽车技术发展的两大主题。不断提升汽车安全性指标，是提升企业产品市场竞争力的关键因素之一。对于夜间行车而言，良好的照明系统对行车安全十分重要。当夜间驾车行驶在大弧度的弯道或是没有路灯照明的山路上时，弯道内侧的照明和视野盲区对驾驶者和车内乘客都存在着极大的安全隐患。目前，除部分高档乘用车采取大灯随动转向技术或侧灯辅助照明技术外，对于轻型载货汽车，受成本所限，该技术尚属国内空白。

1 辅助照明方案制订

目前，主流辅助照明系统主要分为两大类：一是大灯随动转向系统 AFS，二是侧向辅助照明灯。大灯随动转向系统是在前大灯总成内安装一套运动机构来驱动灯泡和反射器转动，而移动的时机以及幅度全部由行车电脑控制。行车电脑通过采集车速、转向盘角度等多方面信息，向传动机构发送指令让大灯的光束按照具体的行车状况实时调整。而侧向辅助照明系统则是在前大灯总成里面设有一个特殊角度的小灯泡，只有转向盘转动到一个特定的角度范围时这个小灯泡才会点亮。其控制系统与前者相似，也是通过行车电脑来控制。

上述两种辅助照明系统均能有效提供弯道盲区的照明，但在轻型载货汽车上均不适宜采用。主要有两大因素：一是目前轻型载货汽车均为平头，与乘用车不同的是，其前大灯纵向空间有限，不论是驱动灯泡和反射器转动，还是增设特殊角度小灯泡，其机构都难以实施；二是控制系统都是通过行车电脑采集车速、转向盘角度等多方面信息进行控制。配置行车电脑、各类传感器必然导致制造成本居高不下。同时由于各相关运动机构非常精密，系统可靠性和维护成本也会大幅度提升。

综合分析，确定采用前雾灯+组合仪表控制的点亮系统来实现转弯补光功能。对于前雾灯：在不改变前雾灯安装尺寸及满足国家法规前提下，通过对前雾灯反射器和灯泡位置的合理设计，增加前雾灯外侧几何发光面，实现车身外侧转角达到60°的配光性能。对于控制系统：借助组合仪表内部控制模块，对组合仪表硬件、软件进行开发，通过采集位灯信号、左右转向灯信号和车速信号，驱动前雾灯按需求点亮。该方案不仅能够满足使用要求，同时具备制造成本低、可靠性高、维修方便和操作快捷的优点。

HFJ1027车型前雾灯点亮系统研制项目的关键技术及创新点在于：1）通过前雾灯的优化设计实现转弯补光功能，具有安装纵向尺寸小、机构简单、制造成本及维修成本低的优点；2）通过利用组合仪表控制模块进行系统控制，具有操纵便捷、可靠性高和成本低的优点，为国内首创，为轻型柴油载货汽车实现转弯补光功能提供新思路。同时，便于在用车型改装。

2 前雾灯设计开发

要想达到理想的前雾灯配光性能指标，关键在于反射器曲面的设计及灯泡位置的确定。传统的设计手段无法满足设计要求。本项目采用三维CATIA进行结构建模、利用先进的“海拉之光”LucidShape光学设计 3D软件进行光强及照度模拟照明效果，通过不断调整优化，确定最优方案。

在优化过程中，为保证模拟结果的精确，采用蒙特卡罗光线追踪法实施模拟。蒙特卡罗光线追踪法是基于蒙特卡罗规则的一种模拟方法，尽管模拟时间长，但能够给出最精确的光强以及照度分布作为模拟结果。通过模拟，初步确定反射面由主、副反射面构成。其中主反射面由 8个曲率不同的曲面呈阶梯拼接而成，每个曲面均为聚焦自由曲面，设计时赋予每个曲面不同的几何发光角度范围，通过光线的相互叠加产生最佳的配光效果；副反射面主要由上、下 2个花面组成，主要起辅助作用。主、副反射器的合理组合，保证了前雾灯总成配光性能达到设计目标要求。优化后反射器结构图、光型图、照度图和逼真道路模型图分别如图1～图4所示。

3 控制系统开发

该项目控制系统可实现如下功能：在整车行驶过程中，车速＞1 km/h但≤40 km/h时，位灯开关打开前提下操纵左右转向开关，对应侧前雾灯点亮，满足转弯侧盲区补光要求。同时，保留原前雾灯单独开启功能。

对于逻辑控制设定边界条件主要基于两点考虑：一是只有夜晚行车时才需要补光，而此时驾驶员肯定要开位灯，但白天行车一般不会开位灯。增设该条件，可避免白天不必要的浪费；二是考虑车速，车辆不行驶时不必补光，而在夜晚超车时，补光也没有意义。通过走访用户，在驾驶HFJ1027车型时，夜晚转弯时车速一般低于 40 km/h，而在超车时一般高于40 km/h，合理设定边界条件，是逻辑控制的基础。控制系统原理框图、流程图及相应说明如图5和图6所示。

1）控制系统原理框图，见图5。

图中，2为组合仪表控制模块（组合仪表ECU）；3为组合仪表内部高端控制模块（信号放大控制模块）；L为左右前雾灯。点火开关、左右转向灯开关、位灯开关及车速传感器分别通过线路与组合仪表控制模块输入端相连。而输出端与前雾灯开关一起与高端控制模块相连，驱动前雾灯L点亮。

2）控制系统流程图，见图6。

系统通过改变组合仪表内部的控制逻辑，实现智能化控制。当仪表控制模块 2收到点火开关K2输出的钥匙IG状态信号，检测到点火开关打开后，再对车速传感器1输出的“1 km/h＜车速≤40 km/h”的车速信号进行检测。车速满足要求的状态下，仪表控制模块 2继续进行下一步操作，否则无法进行下一步信号的检测，因而无法点亮前雾灯；当车速信号满足要求时，仪表控制模块2对位灯开关K5信号进行检测，位灯打开状态下，仪表控制模块 2继续进行下一步操作，如果位灯关闭，则无法进行下一步信号的检测，因而无法点亮前雾灯；当位灯打开时，仪表控制模块 2对左转向灯开关K3、右转向灯开关K4信号进行检测，左转向灯或右转向灯的开关在打开的状态下，仪表控制模块2将通过高端控制模块3驱动前雾灯点亮，如果左转向灯或右转向灯开关关闭时，仪表控制模块2将无法通过高端控制模块3对前雾灯进行点亮。

同时，该控制系统也可利用前雾灯开关K1来控制高端控制模块3，单独点亮前雾灯。

4 结 论

随着机动车辆的增多，行驶安全性日益引起人们的注意。对于夜间行车而言，良好的照明系统对行车安全十分重要。当夜间驾车行驶在大弧度的弯道或是没有路灯照明的山路上时，弯道内侧的照明和视野盲区对驾驶者和车内乘客都存在着极大的安全隐患。同时，由于轻型载货汽车主要面向农村及城郊结合部用户，适用于农村建设、中短途运输等，采用前雾灯+组合仪表控制的点亮系统来实现转弯补光功能，在成本提升不大的前提下，有效提升了行车安全性，减少了交通事故的发生机率，具有广泛的社会效益。

U463.65.02

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2014.06.011

2014-08-14

1002-4581（2014）06-0044-03