前照灯夜间静态评价方法探究

2015-03-24杨文昌陆云峰李鼎

汽车零部件 2015年5期

杨文昌，陆云峰，李鼎

(北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心，北京101400)

0 引言

前照灯对汽车的重要性相当眼睛之于人，其性能的优劣直接影响到行车安全。尽管前照灯作为主动安全件必须通过国家的强制性认证，但是依据光源类型不同也仅限于满足GB 4599-2007《汽车用灯丝灯泡前照灯》、GB 21259-2007《汽车用气体放电光源前照灯》以及GB 25991-2010《汽车用LED前照灯》。国家标准仅是产品的最低要求，且只能对前照灯配光合格与否进行定性判断，而无法对前照灯照明效果的优劣进行定量评价。为有效弥补法规的不足，下面就前照灯夜间静态主观评价方法进行探讨。

即使配光合格的产品，也容易出现照明视野狭窄、照射距离过短、照度不均匀、视觉落差较大，有足够的照度也会造成驾驶员视觉疲劳。根据以上配光检测方法的不足以及实际路面照射效果的要求，某司根据研发验证的需要，对前照灯夜间静态主观评价方法做了探索性试验。下面就对试验方法进行简单的介绍，并对试验方法的不足进行探讨。

1 评价方法介绍

1.1 评价条件及评价准备

为了排除外界环境的干扰，充分显现前照灯在路面的照射效果，主观评价场地要求至少宽10 m、长200 m，场地要尽量平整，环境背景光照度值小于0.2 lx;夜间无雨无雾天气，湿度小于90%;气温0～30℃，风速不大于3 m/s;评价人员具备汽车专业知识，视力4.8以上，无弱视、色盲。

此评价方法里的前照灯并没有采取台架形式，而是以实车搭载的形式，将待测前照灯安装在匹配的车辆上进行试验，主要是为了真实有效地反映前照灯装车时实际路面照射效果。

试验前需对试验车辆胎压、燃油、机油进行检查，在符合GB/T 17348-1988《道路车辆会车光束倾斜角》规定下，确保样品配光性能合格，样品的光色和色度特性符合GB 4785规定。正确安装试验灯具至相应位置，启动发动机，检查灯光，试样功能应正常。保持发动机以 (700±50)r/min连续运转15 min(蓄电池处于充电状态)，测试灯具端电压。同时测量实车远近光灯的离地高度和灯间距，为10 m屏调光做准备。

1.2 10 m屏调光

主观评价前需要对前照灯进行调光，调光的目的主要是为了保证装车的前照灯的光束照射位置满足GB 7258《机动车运行安全技术条件》中8.5.3的要求，此外也是为了保证不同车型或灯具是在同样调光状态进行的试验。按GB 7258给定的范围在表1所示参数范围内调光，尽管法规给定光束位置的范围，但在实际调光中要避免左右近光的明暗截止线的转角在范围的两端或者中间的极端情况，影响前照灯打在路面的照射效果。远光的调光也同样如此，为了减少近光可能的眩目情况，调光可以适当调至范围右侧。

表1 光束调光范围 mm

1.3 主观评价评分

按GB 7258《机动车运行安全技术条件》调节前照灯远近光的光束位置后，将车辆停放到满足评价条件的场地，为方便评价时对前照灯的照射效果有参考依据的点，按GB 4599《汽车用灯丝灯泡前照灯》中图1配光屏幕折算成道路俯视图，并在特征点摆放路桩，如图2所示。

路桩摆放完毕后，先安排具备汽车灯光专业知识的评价人员到B50L处评价近光是否眩目，然后依次到车辆驾驶位置对前照灯路面效果进行主观评价。除了对明暗截止线、灯光是否闪烁等基本指标做出评价之外，还重点对灯光均匀性、发光强度、照射范围、照射距离等重点照明效果的指标进行评价。以对近光的评价为例，见表2。

表2 _车近光灯评价记录表

参评人员除了根据表2进行评分之外，同时还会对每项指标进行文字性描述，后期再对评分及文字性描述结果进行整理。主观评价的难度不在于参评人员对前照灯实际路面效果进行评价，重点在能与实际路面测试结果对应起来并互相验证，增强试验结果的可信度。

1.4 照度测试

为进一步的验证主观评价的评分结果，需要测试前照灯在路面的照度。在试验场地准备过程中，已经在GB 4599《汽车用灯丝灯泡前照灯》中配光屏幕折射到路面图的基础上，增加了特征点的布点。对于近光而言，基本是将车前50 m、左右5 m范围内分成3个区，区域按小照度要求划分。等照度曲线已经按照度要求划分成5个等级，每个曲线等级对应的关键测试点不同，而且每个点有特定的照度要求，根据实际测试点的照度值与相应曲线等级符合性来判定前照灯相应的等级。

从上述试验来看，照度测试的特征点分布在车前150 m、左右5 m的范围内，对应的等级不同，相应的照射范围和特征点的分布也不相同。图3是近光灯等照度曲线1级的特征点和区域布置，根据特征点的测试结果和每个区域对应的照度要求，对实际路面效果进行定级。表3、4是主观评价得分和曲线定级汇总。

表3 前照灯1主观评价得分及等级

表4 前照灯2主观评价得分及等级

由表3、4的得分情况，非常直观地对比了两组灯具的优劣，另一方面也验证了主观评价得分与路面照度值测量等级的一致性。在具体的试验分析过程中，还会对单项的评价指标进行分析，如对照射范围、照射距离等进行分析评估并指导设计改进。

上述试验方法已构成了基本的试验框架，但对采集到的照度数据处理不足，照度数据只是作为等级判定处理，数据之间构成的联系并没有深入挖掘，也就不能直观地从图形的角度反映前照灯路面的照射效果，这也就有必要对采集的数据处理做进一步的分析。

2 方法探讨

在试验中，实际拍摄的照片能真实地反映路面照射效果，如果采集到的数据真实有效，根据采集到的照度数据绘制成的等照度曲线图同样也能反映路面照射效果。图4、5即是通过数据处理后形成的等照度曲线图，横坐标是以车中心正前10 m位置为坐标原点，呈两侧分布，纵坐标为车前距离。从图中也可以看出:同样是满足GB 4599《汽车用灯丝灯泡前照灯》要求的前照灯，其实际路面效果有明显的差异。

除了在照度测试方面对采集的数据进行处理之外，在主观评价各项指标的评价方面还有进一步深入挖掘的空间。参考CIE TC4-45的研究报告，在照射宽度、照射距离、照射范围方面可以采用一定反射率的参考物将指标量化，当然照射宽度需要考虑直道、弯道、行人探测照射距离，光束宽度也要考虑交岔路口、弯道的情况。在试验过程中，照度数据采集点布置在路面，由此形成了实际路面照射效果图，但驾驶员关心的是行车过程可能出现的行人和障碍物，这就涉及到离地一定高度时的照射效果，这些都是在后期试验开展过程中需要考虑的。