流水式转向灯设计方案研究
2020-07-24肖飞胜卢生林张宜勇
肖 星,肖飞胜,卢生林,徐 青,张宜勇
(奇瑞汽车股份有限公司,安徽 芜湖 241009)
1 背景
随着中国经济水平的提高,汽车的使用越来越普及,人们对汽车的要求也越来越高,因此对汽车及零部件的相关产品设计人员的要求也越来越高。照明系统是汽车的重要组成部分之一,而外部车灯对行车安全又有着很重要的影响,在汽车照明中,转向灯是表达汽车动态信息,支持行车安全的关键装置之一。目前转向灯普遍的表现形式为灯光闪烁,开启时,以一定的频率反复闪烁,从而达到提醒行人及其他车辆的目的,而伴随汽车电子电器的技术发展,电子控制产品占整车的成本占比相对越来越高,汽车前部的卤素或氙气前照灯逐步被LED前照灯替代。普通的转向灯多采用卤素光源,这种传统的转向灯功能单一,样式普通,不够美观,且不能很好地提醒路人。在车辆转向时,转向灯的点亮效果消费者能明显感知到,因此对于车灯的设计,不仅要满足安全的需求,同时也要加入美观的元素,为提升汽车电控技术含量和附加价值,主机厂相关企业开发了流水式效果的转向灯。
2 现状调查
2.1 行业运用情况
流水式转向灯于2012年在奥迪R8上最新推出,目前除了A8和S8这样的豪华车,该技术已经下探,一些中低端车型已经配备,如长城WEY VV7,见图1、图2。
2.2 动态转向灯基本法规要求
图1 奥迪流水式转向灯
图2 长城流水式转向灯
转向灯强制性法律规定主要在GB 17509和GB 4785中体现,同时考虑到国际市场,需满足ECE R6,具体规定和解读见表1。
2.3 功能介绍
当流水式转向灯的开关接通后,转向灯按照设定顺序逐级点亮发光区域,反复点亮,呈现出类似霓虹灯式动态点亮效果,像流水一样。安装位置一般在前照灯、后视镜、后尾灯处。表2为流水式转向灯功能介绍。
表1 法规解读
表2 流水式转向灯功能介绍
3 设计方案
流水灯是由很多LED光源组成的灯串,该方案主要使用控制器与LED恒流驱动芯片来构建动态转向灯系统,方案成熟且具有丰富的保护功能,且芯片集成N-1故障诊断功能(图3),各模块功能说明见表3。
4 总结与展望
目前80、90后已经成为消费主力大军,他们彰显自我个性、追求时尚炫酷和高品质生活,近年来持续崛起的SUV和新能源离不开他们的鼎力支持,人们也不再满足于传统的转向灯指示效果,相信未来将会有越来越多的车辆配备,因此流水转向灯势在必行。
图3 电路系统拓扑图
表3 流水式转向灯实现方式
对于流水转向灯的实现方式,多光源LED颗粒的亮灭状态,按设定时序控制的方式比较常见,而目前还有一种单光源的设计方案,通过PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal,直译即聚合物分散液晶),从出光面和出光角度入手,可通过电压调节,使调光膜的不同位置按照设定时序变成透明状态,从而使光从相应的位置依次透射出来,点亮区域从一侧向另一侧逐渐扩大,其外观效果便是流水式转向。但PDLC实现的方案应用较少,毕竟这是新材料新技术,目前PDLC多应用在智能家居领域,主要在窗户玻璃贴上这种调光膜,实现遮蔽隐私、隔热、广告等功能。
不论是什么实现方式,对于流水式转向灯的设计,首先考虑满足当地法律法规,目前流水式转向灯在法规上是允许的。其次要考虑开发成本,增加诊断信号,控制电路部分的硬件电路成本增加。然后考虑开发周期,与传统LED式转向灯开发周期比较,其实差距不大。最后对于技术上可行性,硬件电路及软件控制策略是多种多样的,在选择方案时,要集合功能、成本、性能及周边环境综合考虑,选取最佳的实现方案。而在新技术应用时,降低功能和性能失效的概率,提高产品可靠性,会给开发验证过程带来更多的挑战。