自適應(yīng)前照燈的功能及實(shí)現(xiàn)

　　由1. 2 節(jié)高速公路照明模式分析可知，只有剎車(chē)距離在前照燈的照明區(qū)域內(nèi)才能保證汽車(chē)的安全行駛，所以要求前照燈旋轉(zhuǎn)后能照射到的彎道上的最大直線(xiàn)距離大于或等于剎車(chē)距離，由此不難得出前照燈需要旋轉(zhuǎn)的角度φ 。如圖6 所示，不難看出：

　　其中，x 為安全剎車(chē)距離，且x = Vt + S，V 表示初始車(chē)速，t 為反應(yīng)時(shí)間，S 表示制動(dòng)距離，R 表示彎道半徑。

圖6 前照燈旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算

　　1. 6 惡劣天氣照明模式

　　1. 6. 1 陰雨天氣照明方式

　　陰雨天氣時(shí)，地面的積水會(huì)將行駛車(chē)輛打在地面上的光線(xiàn)，反射至對(duì)面會(huì)車(chē)司機(jī)的眼睛中，使其眩目，如圖7 所示。法國(guó)的一項(xiàng)民意調(diào)查表明，83% 的駕駛員認(rèn)為，夜晚的反射眩光比直接眩光更令人感到不安，所以必須設(shè)法降低陰雨天氣產(chǎn)生的反射眩光。

　　由雨量傳感器獲得的數(shù)據(jù)即可判斷當(dāng)前是否下雨，并能夠進(jìn)一步獲知雨量的大小。一般汽車(chē)前面距離為5 ～ 25m 的路面可以產(chǎn)生反射眩光，AFS 可根據(jù)雨量大小適當(dāng)降低前照燈的高度，對(duì)此范圍內(nèi)的照度進(jìn)行限制，從而避免反射眩光對(duì)車(chē)輛前方60m范圍內(nèi)的駕駛員造成眩目。

　　1. 6. 2 霧霾天氣照明方式

　　霧霾天氣時(shí)，前照燈光線(xiàn)產(chǎn)生漫射且前照燈上布滿(mǎn)小水珠，使前照燈的亮度和穿透力降低，導(dǎo)致前方景像難以看清，司機(jī)的能見(jiàn)度很低，給交通帶來(lái)很大不便。由霧傳感器感知霧的大小和光敏傳感器感知光線(xiàn)的強(qiáng)弱從而啟動(dòng)AFS。AFS 會(huì)提高前照燈的驅(qū)動(dòng)功率和抬高前照燈的垂直高度，而且還會(huì)啟動(dòng)車(chē)燈清洗裝置，沖洗前照燈上的小水珠，以增強(qiáng)前照燈光束的亮度和穿透力，從而提高前方道路的能見(jiàn)度與清晰度。

圖7 積水反光造成眩目

　　1. 6. 3 沙塵暴天氣照明方式

　　沙塵暴天氣和下霧天氣情況類(lèi)似，雖然此時(shí)不存在小水珠，但是在沙塵暴天氣下會(huì)有大風(fēng)，使前照燈上布滿(mǎn)灰塵，且四周隨時(shí)可能刮來(lái)不明物體。由風(fēng)速傳感器、顆粒物傳感器和光敏傳感器判斷是否進(jìn)入沙塵暴照明模式。這時(shí)，AFS 同樣會(huì)提高前照燈的驅(qū)動(dòng)功率和抬高前照燈的垂直高度，同時(shí)啟動(dòng)車(chē)燈清洗裝置，洗凈前照燈上的灰塵，此外，其中1 只前照燈會(huì)向外側(cè)旋轉(zhuǎn)一定角度以及時(shí)發(fā)現(xiàn)被風(fēng)刮來(lái)的障礙物。

　　2 AFS 的實(shí)現(xiàn)方案

　　為了實(shí)現(xiàn)AFS 的功能，需要對(duì)AFS 的光源部分和控制部分分別進(jìn)行研究。

　　2. 1 AFS 光源

　　傳統(tǒng)的前照燈光源難以實(shí)現(xiàn)AFS 的全部功能，相對(duì)于傳統(tǒng)AFS 的光源鹵素?zé)艋騂ID 燈，LED 明顯的優(yōu)勢(shì)是體積小、重量輕，從而節(jié)省了非常有限的AFS 燈具內(nèi)部空間，較輕的重量也減小了電機(jī)的使用功耗。此外，由于單個(gè)LED 功率太小，所以在LED前照燈的設(shè)計(jì)中，一般將很多個(gè)LED 排列起來(lái)組成1只前照燈，如圖8 所示。如果對(duì)多個(gè)LED 進(jìn)行不同的開(kāi)關(guān)控制和旋轉(zhuǎn)，就可實(shí)現(xiàn)AFS 功能模式所要求的不同光型，并且系統(tǒng)更加節(jié)能和可靠。福特公司的一款汽車(chē)就采用了基于LED 的AFS。這種基于LED的AFS 通過(guò)傳感器采集環(huán)境信息并傳至中央控制單元，中央控制單元將數(shù)據(jù)處理后去控制各個(gè)角度LED 的亮度，從而使得駕駛員能夠更精確地掌握前方道路等周邊信息，有效提高了駕駛的安全系數(shù)。

圖8 用LED 作光源的AFS