谈昼间行驶灯的设计及控制方法

汪晖，计红

（东风商用车有限公司技术中心，湖北武汉 430056）

谈昼间行驶灯的设计及控制方法

汪晖，计红

（东风商用车有限公司技术中心，湖北武汉 430056）

针对国内外法规对昼间行驶灯要求，描述灯具设计、电气控制方法，重点讲述昼间行驶灯控制设计方案。

昼间行驶灯；设计；控制

昼间行驶灯（daytime running lamp）也叫昼间行车灯、日行灯，源于欧洲及北美等地区多树林路况及多雾气候等因素，是欧洲及美洲相继提出为避免交通意外增设的一种白天开启的灯光。为实现此要求，各汽车厂商通过开启前照灯的方式来作为日行灯，以明确车辆位置及行驶方向，提高交通安全。初期，国外汽车厂商采取白天车辆起动即开启近光灯的方案，来实现昼间行驶灯功能。但在中国安装昼间行驶灯是不做强制要求的，如果有昼间行驶灯，则白天车辆行驶必须开启；如果没有昼间行驶灯，则不需开启。随着全球对环境保护重视度的提高，环保部门相应提出议题：开启前照灯时，耗费能量较大、尾气排放也增大，要求汽车厂商必须采取其他方式来实现昼间行车灯的功能。

1 昼间行驶灯安装要求

GB 4785—2007《汽车及挂车外部照明和光信号装置的安装规定》和ECE R48《关于在照明和光信号装置安装方面对机动车辆进行认证的统一规定》对昼间行驶灯有明确的要求：汽车选装，数量2只，挂车禁止。

横向安装位置：在基准轴线方向上，两视表面内边缘间的距离应不小于600mm；若车宽小于1300mm，则两视表面内边缘间的距离允许不小于400mm。

纵向安装位置：离地高度不小于250mm、不大于1500mm。

水平方向几何可见度：向内、向外各20°。

垂直方向几何可见度：向上、向下各10°。

2 昼间行驶灯配光性能要求

根据GB23255—2009《汽车昼间行驶灯配光性能》要求，配光分布见图1。昼间行驶灯的发光面积应大于等于40cm2，配光性能要求如下。

图1 配光分布

1）基准轴线上的发光强度应该不小于400cd。

2）各个测量方向的光，投射到图1配光分别上点的发光强度，不应低于图1上所示各点百分比值与400cd的乘积。

3）在任何方向上的光强度应不大于800cd。

4）对有一个以上光源组成的昼间行驶灯，当其中任一光源因故障不亮时，应满足规定的最小发光强度；当所有光源全部点亮时，不能超过规定的最大发光强度。

3 灯具设计要求

3.1 光源选择和配光设计

昼间行驶灯的光源可以分为单光源和多光源2种。单光源：普通光源，如卤素灯泡、白炽灯泡；多光源：采用多颗LED颗粒或多组LED芯片。

昼间行驶灯一般采用反射镜配光的方式来实现配光性能。

3.2 技术要求［1］

昼间行驶灯一般与近光灯、远光灯、位置灯等组合在一起，通常按照前组合灯的方式来明确技术要求，表现如下。

1）防水试验灯具按照装车情况防护，在试验支架上进行水压400 kPa的喷水试验。每个循环历时5 min，其中3 min点亮灯具，2 min熄灭。共做2个循环。试验后，灯具应满足配光性能要求。

2）湿热性试验将灯具后壳、灯泡及灯泡座取下，在温度20℃、湿度65%的环境下放置1h后，迅速将拆下的部件进行80℃（4h）、40℃（1.5 h）静置试验，以此做4个循环，再进行喷水试验。零部件不得变形、变色、松动、龟裂、涂装剥离、破损等。灯具内不得有水滴、雾气。绝缘电阻在1MΩ以上。

3）热循环试验低温-40℃开始点灯，持续2 h，再高温50℃持续2小时，点灯结束，共循环5次。试验后在室温下放置1h。要求灯壳和灯罩不得有变形、气泡现象。

4）高压洗车试验①点灯方式：试验电压28 V，以点灯20min（放置）、灭灯3min（洒水）、点灯10min（放置）的顺序进行。②高压洗车：水压7.8 MPa、水温20℃。洒水条件是将水管的前端与灯具保持30cm的距离，以250mm／s速度进行移动，并且水管与灯壳面呈垂直状态。③洒水顺序：以上、下、左、右方式，在灯具与安装夹具之间洒水2周，再将水管前端与灯具50mm处朝灯罩、灯壳洒水各3min。试验结束后灯具内部不得进水或有可见雾气。

5）其他要求满足GB／T 10485—2007《道路机动车辆—外部照明和光信号装置—耐久性》要求。

6）配光要求满足GB 23255—2009《汽车昼间行驶灯配光性能》要求。

4 昼间行驶灯控制系统［2-4］

昼间行驶灯具总成设计完成后，如何在车辆上使用取决于整车电气系统控制。

4.1 法规要求

明确昼间行驶灯点亮方式的法规有国家标准GB和国际标准ECE，具体如下。

4.1.1 ECE Regulation No 48的要求

1）昼间行驶灯需要在车辆发动机起动或停止装置开启的时候自动打开，但在如下几种情况下仍然可以保持关闭的状态：①当自动变速器控制在P位或N位时。②当车辆使用驻车制动或者在车辆推进系统已经启用但车辆没有在第一时间移动的情况下。

2）昼间行驶灯需要在车辆前雾灯或者前照灯打开的时候能够自动关闭，但前雾灯或者前照灯只是在短暂的间隔下发出间歇性的警告光照时可以除外。

3）当昼间行驶灯打开时，车辆的其他灯光如前后位置灯、示廓灯、侧标志灯、后牌照灯不用打开。

4）当前转向灯和昼间行驶灯的距离等于或者小于40mm时，昼间行驶灯在相关一侧的电气连接需要满足以下要求：①昼间行驶灯可以关闭；②昼间行驶灯的光强度可以在前转向灯工作的时候降低它的光强度；③若昼间行驶灯和转向灯是复合灯具，则当转向灯工作时，一侧的昼间行驶灯必须关闭。

4.1.2 GB 4785-XXXX的要求

1）当发动机（推进系统）的点、熄火控制装置处于允许起动发动机（推进系统）的状态时，昼间行驶灯应能自动开启。但以下情况允许保持关闭：①车辆自动挡在驻车位置；②驻车制动器在开启位置；③手动操作推进系统后车辆第1次起动前。

2）当车速低于10km／h，昼间行驶灯允许手动关闭，在此情况下若车速高于10 km／h或车辆已行驶超过100 m且保持行驶状态时，昼间行驶灯应自动开启直至再次关闭。

3）当发动机（推进系统）的点、熄火控制装置处于发动机（推进系统）无法工作状态或前雾灯或前照灯开启（发出间歇的警告除外）时，昼间行驶灯应自动关闭。

4）昼间行驶灯开启时，允许GB 4785标准中4.11章节规定的灯具开启。

5）若前转向灯和昼间行驶灯间距不大于40 mm，则转向灯工作时，同侧的昼间行驶灯允许关闭；或在转向信号灯开启的整个周期（包括点亮和熄灭整个过程）中，降低发光强度。

6）若转向灯与昼间行驶灯混合，则转向灯工作时，同侧的昼间行驶灯在转向信号灯开启的整个周期（包括亮和熄灭整个过程）中，应至少关闭与转向灯的混合部分。

4.1.3昼间行驶灯的控制逻辑的概述

根据以上技术条款，对昼间行驶灯的控制逻辑做简要概述。

1）如果发动机工作，则昼间行驶灯必须开启。2）如果发动机熄火，则昼间行驶灯必须关闭。3）如果前照灯开启，不论是开启远光灯还是近光灯，要求昼间行驶灯必须关闭。

4）如果前雾灯开启，则昼间行驶灯必须关闭。

5）当前雾灯或者前照灯短暂的间隔下发出间歇性的警告光照时，昼间行驶灯可以开启。

6）昼间行驶灯开启时，位置灯、示廓灯、侧标志灯、牌照灯等小灯可以关闭，也可以开启。

7）如果使用自动变速器，并且在P挡（停车挡）或N挡（空挡）时，昼间行驶灯为关闭状态。

8）车辆在驻车状态时，昼间行驶灯为关闭状态。

9）如果转向灯与昼间行驶灯的间距小于等于40 mm，则转向灯开启时，昼间行驶灯可以关闭。如果昼间行驶灯不关闭，则昼间行驶灯的光强度需要降低。

10）如果转向灯与昼间行驶灯的间距大于40mm，则转向灯与昼间行驶灯的开启与关闭不做要求。也可以视同转向灯与昼间行驶灯的间距小于等于40 mm条款的处理方式。

11）如果驾驶室内配有的可控制昼间行驶灯开启和关闭的手动开关，则要求车速小于等于10km／h时，手动关闭昼间行驶灯；车速大于10km／h或者汽车行驶里程超过100m时，昼间行驶灯可以自动开启，直到出现车速小于等于10km／h时手动关闭昼间行驶灯。

12）如果驾驶室内没有配置手动开关，则昼间行驶灯的开启和关闭与车速、里程没有关系。

13）如果昼间行驶灯和转向灯是复合灯具，则当转向灯开启时同侧的昼间行驶灯必须关闭。

4.2 设计分析

根据ECE Regulation No 48昼间行驶灯的英文版进行分析，昼间行驶灯的控制逻辑可以做简化处理，我们把昼间行驶灯“必须满足”和“可以满足”的要求进行归纳，具体如下。

4.2.1 必须满足的要求

1）发动机工作时，昼间行驶灯必须开启。2）发动机熄火时，昼间行驶灯必须关闭。3）前照灯（包括远光或者近光）开启时，昼间行驶灯必须关闭。

4）前雾灯开启时，昼间行驶灯必须关闭。

5）转向灯与昼间行驶灯的控制逻辑均可以统一为：开启转向灯时，昼间行驶灯必须关闭。

总之，昼间行驶灯只有在转向灯、前照灯、前雾灯开启的时候必须熄灭，其他情况下都需常亮。

4.2.2 可以满足的要求

1）如果驾驶室内有单独的开关用来控制昼间行驶灯的开启和关闭，当车速小于等于10km／h时必须手动关闭昼间行驶灯；当车速大于10km／h或者车辆行驶里程超过100m时，昼间行驶灯必须能自动开启，直到再次手动关闭昼间行驶灯。

2）如果配有自动变速器，当变速器档位在P挡（停车挡）或者在N挡（空挡）时，需关闭昼间行驶灯。

3）车辆在驻车状态时，需关闭昼间行驶灯。

4）对于车辆行驶中需要超车，即短暂开启远、近光切换、发出间歇性警告，此时昼间行驶灯的工作状态可以开启。

通过以上分析，对于昼间行驶灯的“可以满足”项目，整车需要设计控制器和控制开关来实现。

4.2.3 其他问题

1）对于氙气前照灯，在车辆行驶中切换远、近光灯时，会出现几秒钟时间远、近光灯同时熄灭的情况，ECE标准没有对昼间行驶灯应处于何种状态进行明确。

2）ECE标准对车辆在第一时间内移动没有给出明确说法。

5 昼间行驶灯控制方案设计［2-5］

设计昼间行驶灯的控制方案，可以利用现有资源，通过整车电气系统原理优化来实现，也可以开发新型控制器来实现。开发控制器不仅成本高，而且涉及开发、验证、路试等周期时间长，称这种方案为高成本方案。通过整车电气系统原理优化，利用现有资源，即不需要开发成本，也不需要试验验证，这种方案称为低成本方案。

5.1 低成本方案

低成本方案就是指电路特性满足昼间行驶灯的

“必须满足”项目，该方案是采用1个常闭继电器或1个双触点继电器、1个5A熔断丝和几个二极管来实现的，其控制方案如图2所示。

5.1.1 低成本方案控制原理

1）动作转换继电器线圈端未接收到灯光信号，即线圈端不上电的情况下。①ON挡开关接通：24 V电源经ON挡开关→5A熔断丝→常闭触点→昼间行驶灯正极，昼间行驶灯点亮。②ON挡开关断开：昼间行驶灯无电源输入，故灯熄灭。

图2 低成本控制方案

2）动作转换继电器线圈端接收到灯光信号：当接收到远光灯、近光灯、前雾灯、左右转向灯信号时，线圈端上电，则常闭触点断开，昼间行驶灯断电，相应接收到的信号灯点亮，昼间行驶灯熄灭。

该控制方案与转向灯的控制方式紧密相关。如果采用常规闪光器，价格在十几元钱，其接线管脚仅有电源正极、电源负极和负载这3个管脚。

5.1.2 转向灯的控制工作原理（更改前）

转向灯接线控制方式（更改前）如图3所示。

图3 转向灯接线原理（更改前）

1）接通ON挡开关，闪光器电源端上电。

2）接通转向开关L挡，左前转向灯、左侧转向灯、左后转向灯、左仪表指示灯全部点亮。接通转向开关R挡，右前转向灯、右侧转向灯、右后转向灯、右仪表指示灯全部点亮。

3）接通危险报警开关，电源从1、2管脚同时给左、右转向灯上电，转向灯点亮。

转向灯以“亮—灭—亮—灭”的间歇通断方式工作，使得昼间行驶灯在转向灯点亮的情况下，会出现同转向灯相似的“亮—灭—亮—灭”的间歇通断方式。

5.1.3 转向灯控制工作原理（更改后）

更改后的转向灯接线原理如图4所示。

1）接通ON挡开关，电源从20 A熔断丝给危险报警开关5、8脚上电，电源从危险报警开关7脚给转向开关1脚上电。

图4 转向灯接线原理（更改后）

2）接通转向开关L挡，转向开关2脚给闪光器1上电，控制，左前转向灯、左侧转向灯、左后转向灯、左仪表指示灯间歇点亮。

3）接通转向开关R挡，转向开关3脚给闪光器2上电，控制右前转向灯、右侧转向灯、右后转向灯、右仪表指示灯间歇点亮。

4）接通危险报警开关，电源从危险报警开关1脚给闪光器2上电，闪光器2控制右转向灯和危险报警开关4脚，4脚将通过3脚给左转向灯上电。

5.2 高成本方案

高成本方案指既满足“必须项目”，又满足“可以项目”，还可以因ECE法规的变动而变动，所谓这种变动是指开发的控制器不需做硬件变动，仅更改软件设置。

开发控制器可以有如车身控制模块、昼间行驶灯控制模块、灯光控制模块等多种控制形式。

控制器方式需要在开发初期明确功能需求，对PCB设计预留功能，以应对未来昼间行驶灯ECE法规的提升。

高成本方案的设计成本及开发成本呈上升趋势，硬件接口需有预留。

5.2.1 车身控制模块BCM控制方案

开发车身控制模块BCM设计时考虑对车身前部灯具的控制，如控制转向灯、前照灯、前雾灯、位置灯等，并采用CAN总线的方式以节省线束容量和体积，因此对于“可以项目”中的要求，车身控制模块BCM可以读取发动机电控单元ECU总线发出的相关报文，对昼间行驶灯进行控制点亮和熄灭。

5.2.2 昼间行驶灯控制模块控制方案

开发昼间行驶灯控制模块，需要考虑CAN总线，对于昼间行驶灯ECE法规要求的“可以项目”，昼间行驶灯控制器接口可以采用硬线连接车速信号、变速器挡位、驻车开关信号、远光信号、近光信号、转向信号；也可以采用总线方式，从发动机电控单元ECU总线发出的车速、里程等报文信息，从自动挡变速器控制模块ACM总线发出的变速器挡位信息，从灯光控制模块LCM总线发出的远光信号和近光信号。

5.2.3 灯光控制模块控制方案

灯光控制模块的设计方案基本同昼间行驶灯控制模块类似，都是需要接入车速信号、变速器挡位、驻车开关信号、远光信号、近光信号、转向信号，再通过转化输出。输出可以是硬线信号也可以是总线信息。如果从线束体积和整车轻量化考虑，则采用总线输出为比较合适的方案，相应成本也不会少，可能比昼间行驶灯控制器的成本略高。

6 结束语

国际GB 4785目前在修改中，从修改稿中可以看出对于昼间行驶灯的要求为选装，并且该标准修订依据来自ECE No.48。根据标准修订及实施周期一般为5～7年来简单推算，如果在低、中档车型上实现昼间行驶灯，笔者建议控制方式采用低成本方案，不仅实现快速实施，而且车辆品质可靠性高，对于用户使用、维修也是极大便利。

对于高档车型，笔者建议采用高成本方案，如车身控制模块、灯光控制模块等，既减少线束数量，也降低整车成本，同时将整车电气系统通过总线方式给出故障信息，便于后续维修、保养，也能很好地表现出车型的高品质特性。

［1］汪晖.探讨商用车前组合灯的设计方法［J］.汽车电器，2013（3）：1-4.

［2］ISO 16750—2006，道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验［S］.

［3］ECE R48，关于在照明和光信号装置安装方面对机动车辆进行认证的统一规定［S］.

［4］GB 4785—2007，汽车及挂车外部照明和光信号装置的安装规定［S］.

［5］BOSCH.汽车电气与电子［M］.魏春源，等，译.北京：北京理工大学出版社，2004.

（编辑心翔）

Design and Control Methods for Daytime Running Lamp

WANG Hui，JI Hong
（Technical Center of Dongfeng Commerical Vehicle Co.，Ltd.，Wuhan 430056，China）

In order to meet relevant regulations of daytime running lamp in home and abroad，the article demonstrates design and electronic controlling methods，and mainly focuses on the design scheme for daytime running lamp.

daytime running lamp；design；control

U463.65

A

1003－8639（2017）01－0039－05

2016-06-17

汪晖（1968-），女，高级工程师，从事整车电气系统开发设计；计红（1976-），女，工程师，现从事汽车电器质量检测。