自适应前照灯系统(AFS)应用及发展趋势
汽车自适应前照等(AFS)系统

灯光与照明技术/标准委员会
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前轮
灯光与照明技术/标准委员会
后轮
2.光源系统:
汽车蓄电池给电子镇流器供电12V,电子镇流器 启动,产生高压脉冲(约22000伏),HID光源 启动。之后镇流器稳定输出85伏的交流电压, 使光源启动后工作于正常电流0.4安,灯泡功率 维持在35瓦左右。如图所示,在该HID光源启动 后1秒内,光源能发出额定光通量的1/4,即800 流明(=3200流明×25%),接近H4光源副丝的 水平;在4秒内,达到额定值的80%,即2560流 明,远高于H4光源主丝的水平。这样,就充分 保证了装配HID前照灯的汽车夜晚行驶的安全。
灯光与照明技术/标准委员会
4.电机:
用于实现AFS功能中E模式(高速公路模式)及静&动态自动水平调光功能。
灯光与照明技术/标准委员会
电机根据功能及通信方式有很多种结构 和分类,在此不再一一描述,感兴趣的 同事可以单独交流。
5.控制器:Master ECU
控制系统是核心,MasterECU从总线或硬线束获取信号单元发送或传感器输出的信号,进行相应 的计算、处理,形成相应的控制信号并发送至SlaveECU再到各执行机构。控制系统具有能够响应高 速总线丰富的指令集以及极短的指令周期和极高的处理速度的单片机,在保证控制系统的稳定性和 可靠性的同时,保证系统控制精度和速度。
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3.光学系统-投射灯:
投射灯光学系统(PES)是实现AFS功能 必不可少的,PES 单元安装在PES支架上, 在AFS工作时,PES单元通过旋转执行机 构驱动而绕旋转轴转动,从而实现AFS中 的弯道照明功能。
PES有单近光和远近光一体两种形式,
自适应前照灯系统AFS

自适应前照灯系统AFS自适应前照灯系统——AFSAFS系统全名适路性前方照明系统(Adaptive Frontlighting System),他的功能的伸缩性很大,根据我们在车辆照明实际使用过程中所遇到的所有问题而采取的技术革新,就目前能够实现的功能(也就是目前最好的AFS的功能)可以根据车辆的行驶状况(例如高速巡航时、紧急刹车时、启动时等),路况(例如高速公路、城市公路、乡村公路等)以及天气(例如下雨、下雪等)来适时自动的调节前照灯的照射角度、形状、光亮度以及照射时间,从而达到相应状况下的最优光照表现。
而我们所采用的AFS的设计比较简单,仅根据车辆行驶方向的改变来控制固定照射角度的转向辅助照明灯。
其使用方法为:在大灯开启状态下,方向盘向左转,大于开启角度的时候,左侧转向辅助照明灯就会自动开启,当方向盘转回来,小于开启角度的时候,转向辅助照明灯会自动关闭;向右转弯同样道理。
我们的这个照明系统属于AFS,但是因为它仅根据转向有关,所以我们在跟客户介绍的时候最好用这样的名称介绍----------AFS转向辅助照明系统、AFS转向辅助照明灯。
注意:此照明灯的开启与关闭与转向灯不发生关系,它是根据方向盘转动角度实现的,而转向灯在行驶时还要正常使用,不要因此而违反交通规则。
交车时一定要向客户解释清楚!以上内容是为我店销售顾问做的总结,希望得到大家的指正,加以完善,非常感谢!下面是从网上下载的一篇关于AFS的介绍科技的进步带给人们越来越多的惊喜和愉悦,自适应前照灯系统便是一例。
它使得夜晚驾驶变得不再令人恐慌,甚至心旷神怡,没准会有更多的驾驶者爱上夜晚出行去享受黑夜的浪漫。
AFS的全称是自适应前照灯系统。
作为当今世界最先进的汽车照明系统,它能够有效地降低驾驶者在夜晚弯路上行车的疲劳程度,使驾驶者能够看清转弯处的实际路况,进而有充分的时间来应付紧急情况,从而明显提升夜晚弯路上行车的安全性。
虽然夜晚事故发生率只占所有交通事故的28%,但是其死亡事故的几率却高达白天死亡事故的两倍以上。
自适应前照明系统探讨

自适应前照明系统的探讨摘要随着科学技术的发展,汽车行驶去安全已经成为当今世界研究的一大主题,而夜间行车照明不佳是导致交通高事故率的重要原因。
为了改善汽车照明状况智能化的照明系统投入了使用,以减轻驾驶员的负担,并进一步提高汽车行驶的安全性。
自适应前照明系统(Adaptive Front-Lighting,简称AFS),是最近推出的一项主动安全技术,出现在了很多新上市的车型上。
它的功能伸缩性很大,根据在车辆照明实际使用过程中所遇到的所有问题而采取的技术革新,就目前能够实现的功能可以根据车辆的行驶状况、路况,以及天气等来适时自动的调节前照灯的照射角度、形状、光亮度以及照射时间,从而达到相应状况下的最优光照表现。
本文介绍了目前自适应前照明系统的技术和原理,通过分析自适应照明系统在各种工作环境下的功能和模式,对自适应照明系统的发展趋势进行了论述,指明了自适应照明系统前景广阔。
关键字:照明,自适应,安全,LED目录第一章绪论 (3)1.引言 (3)2.自适应前照明系统原理 (3)3.自适应前照明系统技术现状 (4)第二章自适应前照明系统的功能与原理 (5)1.默认照明模式 (5)2.乡村道路模式 (5)3.城市照明模式 (6)4.高速公路照明模式 (7)5.弯道照明模式 (8)6.恶劣天气照明模式 (9)第三章自适应前照明系统的发展趋势 (11)1.预见型AFS (11)2.传感器 (11)3.ECU的算法 (11)4.AFS光源 (12)结束语 (13)参考文献 (14)致谢 (15)桂林航天工业学院毕业设计(论文)第一章绪论1.引言随着社会的发展和技术的进步,汽车行驶的周边环境越来越复杂多样。
道路的限速不同、路面的照明不同、行人的密度不同、天气条件的环境不同,传统上只具有近光和远光两种照明模式的普通前照灯,已经无法满足人民日益增长的行驶安全需要。
因为汽车上安装的普通前照灯具有固定的照射范围,当夜间汽车在转弯时,由于普通前照灯无法改变调节照明角度的方向,常常会在弯道内侧出现“盲区”,司机的视线被禁锢在大灯光束照射的直线范围内,这对汽车夜间在弯道行驶时非常危险,极大地影响了夜间行车的安全性[1]。
汽车_自适应前照灯控制系统

静态自动调光;
动态调光(DHL)
仪表信号指示功能
远光近光控制模式
系统电源管理(Master和Slave)
故障诊断与Failsafe(Master和Slave)
负载故障诊断
控制器掉线诊断
失步检测和校正
基于CCP的标定接口(Master)
在线配置系统功能(Master和Slave)
在线升级控制软件
系统功能:
具有随动转向氙气大灯(HID)的光线照亮范围角度能够外侧旋转15°,内侧旋转7°。同时还能针对车速,以及汽车轴荷变化(载重量变化,加速和减速,上下坡等)情况来改变车灯上下的高度来保证合理的照射距离。不仅如此,AFS控制模块还能保证在颠簸路面和短时间的路面冲击下,前照灯照射距离不会进行频繁调整,以提高系统鲁棒性,防止驾驶员眼睛疲劳。
第一篇自适应前照灯控制系统(AFS)
自适应前照灯控制系统(AFS)
AFS能够根据汽车方向盘角度和车速,不断对大灯进行动态调节,适应当前的转向角,保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致,以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度,从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。
系统结构:
AFS电子控制模块,包括一个Master和两个Slave。AFS主要是根据车辆和道路状况,来控制前照灯左右和上下的照射角度,从而提高驾驶员的视野,提升夜间驾驶的安全性。Master控制器以汽车方向转角、车速和前后轴高度等高速CAN总线信号或者真实传感器信号作为输入,经过复杂的控制逻辑和算法,得到期望的近光灯照射角度;并通过LIN总线发给左右两个Slave控制器,Slave再驱动电机来实现照射角度的实时动态变化。
除此之外,AFS还可以根据环境状况(如雨,雾)来适当的调整前照灯的角度。
自适应大灯发展历程

自适应大灯发展历程随着汽车大灯技术的发展,自适应大灯进入了消费者的视野。
从1899年起,汽车大灯开始使用灯笼作为夜间照明设备,随后出现灯泡、卤素灯泡、探照灯等,这四种头灯均有亮度较低的缺点;随后出现了氙气大灯,氙气大灯以高亮度为特点,有25w 、35W 等等,由于氙灯容易造成对面车辆的炫目,所以法规强制亮度超过2000lm 的大灯需要安装自动上下调光;除了防止炫目外,为了满足更复杂的路况需要,出现了城镇模式、乡村道路模式、高速模式、弯道模式等等。
现在提到的自适应大灯主要是针对氙灯、激光大灯、LED 大灯。
从发展先后顺序来讲,自适应大灯可以分为三代:第一代的自适应大灯主要有上下左右(或者只有上下)调整功能。
整体功能如下:左图为上下调节功能,右图有左右调节功能,上下功能可以根据车身俯仰情况,实时调节大灯的照射高度,防止产生炫目;左右功能可以根据方向盘的转动角度,实时旋转大灯,优化驾驶员视野。
从图中可以明显看出上下左右功能的特点。
第一代的自适应大灯大家习惯上称之为AFS 。
AFS 的整体构成如下图所示,左图为只有上下调节功能的AFS ,右图为具有上下左右调节功能的AFS 。
虚线表示无动态调光的光照角度正常行驶加速行驶减速行驶第二代的自适应大灯,主要在第一代的基础上增加了城镇模式、高速模式、恶劣天气模式。
第一张图为高速模式,比基础近光能够照射更远的距离,可以保证驾驶员具有更远的视野,保证了较远的反应距离;可以通过简单的抬高大灯来实现,也可以通过头灯内的配光设计实现;第二张图是城镇模式,比基础近光照射的更宽,可以提高驾驶员两侧的视野,防止突然闯出行人;可以通过将左右车灯向道路两侧旋转后实现,也可以通过头灯内的导光片配光设计实现;第三张图是恶劣天气模式,主要的目的是防止灯光照射到路上积水后反射到对面驾驶员眼睛里面;此模式主要靠头灯内的挡光片遮挡一部分灯光后实现,同时头灯也需要旋转一定角度来实现更好的效果。
第二代的自适应大灯系统称之为全功能AFS,相比第一代系统主要增加了摄像头系统来识别当前的路况。
汽车自适应前照灯系统的设计(毕业论文)..

汽车自适应前照灯系统的设计摘要传统的汽车照明系统主要由前照灯系统,信号照明系统,车内照明系统三大部分组成。
随着科技的进步,传统照明系统也经历了长足的发展,但是实际的使用中,传统的前照灯系统依然存在着诸多问题,在面对复杂的道路条件和行车状况时,交通安全仍然存在巨大的隐患。
因此,如何使传统汽车照明智能化,驾车更安全,更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。
针对传统的汽车照明灯夜间行驶在弯道时无法调节照明角度、在弯道内侧易出现盲区,在坡道无法调节照明角度等情况,提出了一种前照灯弯道自适应照明控制系统,以提高夜间行车安全性。
本文主要介绍了一种以单片机STC90C51为核心设计的汽车自适应前照灯计算机控制系统。
简要的介绍汽车自适应前照灯的产生的背景、当今国内外发展现状及趋势。
分析了该系统的组成、功能和工作原理。
在文章硬件部分,详细设计了汽车自适应前照灯左右转向计算机控制系统的主控制器及外围电路。
在软件部分,设计了系统软件的整体流程,算法程序,实现了一个可根据道路以及方向盘转角信号随动转向的控制系统。
通过最后的系统调试,保证了车辆在弯道行驶时,前照灯能根据路况调整到合适的位置给驾驶者提供照明。
表明了本设计方案的可行性和正确性。
在论文的最后,对本次毕业设计进行了总结,提出了一些尚待解决的问题,为今后的进一步完善提出了参考意见。
关键词:自适应照明,随动转向,安全驾驶,STC90C51A PROJECT OF AUTOMOTIVE ADAPTIVE FRONTLIGHTING SYSTEMABSTRACTTraditional automotive lighting system consists of three major components: headlamp system, signal lighting and interior lighting system. As technology advances, the traditional lighting system also continues to develop, but in practice, there are still many problems in the traditional headlamp system. Facing complex road conditions and driving conditions, there are colossal security bungles in the traffic safety. Therefore, how to make the traditional automotive lighting intelligent, and how to make the driving more secure and more comfortable have become a very urgent and great practically significant issue.The traditional automotive lighting drive at night may be faced some conditions, for example, inability of adjusting illumination angels at the curve, the appearance of blind section at the clip, inability of adjusting illuminati on angels at the ramp, based on which, a headlamp adaptive lighting control system at the curve is put forward in order to improve the driving safety at night. This paper introduces a Computer control system of the automotive adaptive headlamps with STC90C51 microcontroller core design. The paper will briefly introduce the background of the appearance of auto-adaptive headlamps, and its current development situations and trends at home and abroad. It will also analyze the composition, function and working theory of the system. The hardware part in the paper detailed designs the host controller and peripheral circuits of the auto adaptive headlamps left and right tuning computer control system. The software part projects the overall process of system software, algorithms program, finishing a control system that canoptional turn according to vehicle speed and steering angle signals. The final system debugging ensures that when the vehicles are driving at the curve, the headlamps can adjust itsel according to road conditions to a suitable position to light for the drivers. The project is of feasibility and correctness.At the end of the paper, a conclusion of the project is drawn to put forward some problems waiting for solving and to come up with some idea about the later improvement.Key words: adaptive lighting, tracking turning, safe driving,STC90C5目录第1章绪论 (1)§1.1 课题背景 (1)§1.2 国内外发展现状及发展趋势 (3)§1.3本课题的研究意义与主要内容 (5)第2章系统整体方案设计 (6)§2.1 系统的功能及构成 (6)§2.2 系统基本功能 (8)§2.3 系统的工作原理 (8)§2.3.1 随动转弯角度 (9)§2.3.2 车身纵倾调光 (10)§2.4本章小结 (10)第3章系统硬件设计 (11)§3.1 AFS主控制器设计 (11)§3.1.1 微控制芯片的选型 (11)§3.1.2 信号处理电路设计 (13)§3.1.3 电源电路设计 (15)§3.1.4 电机控制电路设计 (15)§3.2 执行器选择 (17)§3.3 传感器模块选择 (17)§3.4本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)§4.1程序思路 (20)§4.2系统分块程序设计 (21)§4.2.1 随动转弯程序 (22)§4.2.2 倾角转动程序 (23)§4.3 本章小结 (24)第5章系统调试 (25)§5.1 系统硬件调试 (25)§5.1.1 常见的硬件故障 (25)§5.1.2 硬件调试方法 (25)§5.2 系统软件调试 (26)§5.3 基于PROE的运动建模 (27)§5.4 本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录1原理图 (32)附录2 PCB (33)附录3 实物图 (34)附录4程序代码 (35)第1章绪论§1.1 课题背景自19世纪汽车诞生以来,已经历了一个多世纪的风雨。
AFS自适应照明技术解读

AFS自适应照明技术解读据统计,夜间行车在整个公路交通中虽然只占四分之一,发生重大事故的却占到了一半以上,其中因夜间视线不良所造成的事故就占到了七成。
为了提高车辆在夜间行驶的安全性,汽车的照明系统随着汽车技术的发展也在不断的进化。
从钨制灯丝的卤素灯泡到利用惰性气体发光的氙气大灯再到近几年流行的LED(发光二极管)技术,单单光源性能的进化已经不能满足复杂多变的路况以及人们对于照明性能的要求了,于是更为智能高效的AFS(Adaptive Front Lighting System)自适应照明系统诞生了。
相信大家在夜间行驶中都有过这样的经历,一些车在后部装载重物后车头会向上扬起,使得车灯照得很高,即便使用近光灯也会把前方行驶的人晃得头晕目眩,带有水平调节功能的AFS系统可以收集车身的动态角度自动调节配光的垂直高度,从而解决这一问题。
车辆转弯时,由于车灯是直线向前照射,使车辆在弯道中的行驶轨迹和照明方向造成偏离,弯道内侧出现照射不到的盲区,而这种状况会一直持续到恢复直线行驶,一旦在弯道中出现障碍物,驾驶者很有可能因来不及做出反应而引发事故.具备随动转向功能的AFS系统可以根据传感器提供的信息调节车灯照射角度以消除盲区。
郊区道路行驶时,由于路灯照明不足,过交叉路口时会经常看不清两侧的状况,系统可以根据需要增加照明宽度。
在高速路上行驶时,较高的车速则需要比城市道路更宽更远的照明,AFS 可以调节前照灯功率及配光角度使驾驶者视野范围更加宽广,令行驶安全性得以提高。
雾霾天气时,前照灯光线产生漫射且灯罩上布满小水珠,使亮度和穿透力降低,导致前方景像难以看清,司机的能见度很低,给交通带来很大不便。
由雾传感器感知雾的大小和光敏传感器感知光线的强弱从而启动AFS。
AFS 会提高前照灯的驱动功率和抬高前照灯的垂直高度,而且还会启动车灯清洗装置,冲洗前照灯上的小水珠,以增强前照灯光束的亮度和穿透力,从而提高前方道路的能见度与清晰度。
智能前照灯系统(AFS)概论

智能前照灯系统(AFS)概论作者:苏长青来源:《科技资讯》2013年第12期摘要:自适应前照灯系统又称智能前照灯系统(Adaptive Front-lighting System,简称AFS),是一种智能灯光调节系统。
而这种智能系统能够根据车辆的行驶状况以及天气等诸多因素,改变其自身的光束状态从而达到优化照明的目的。
关键词:智能前照灯系统传感器 AFS中图分类号:U463.65 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(c)-0006-02上个世纪80年代,人们在驾车时为了寻求更为稳定和安全的行驶,对前照灯系统提出了更高的要求,因此氙气大灯(HID放电灯)应运而生。
HID放电灯的使用较之以往的卤素车灯,具有较高的亮度和较远的投射范围。
到了上个世纪末,LED作为新型光源被更广泛的应运在车灯上,LED凭借自身的体积小、寿命长、低热量等诸多优点逐渐受到更多人们的喜爱。
但是,不论是氙气灯还是LED光源,只能工作在一种模式下。
然而,随着驾驶环境的复杂程度以及天气条件的影响,尤其在夜晚发生交通事故的概率越来越高。
所以,需要一种前照灯,能够满足随着驾驶环境的改变而改变其光线,这也就是智能前照灯系统(AFS)。
智能前照灯系统(Adaptive Front-lighting System,简称AFS)是一种智能的灯光调节系统。
通过感知驾驶员操作、车辆行驶状态、路面变化以及天气环境等信息,AFS自动控制前照灯实时进行上下左右照明角度的调整,为驾驶员提供最佳道路照明效果。
智能前照灯系统的四大组成部分:传感器组(车速传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器、雨量传感器、光敏传感器等)、传输通路(CAN总线)、处理单元和执行机构(步进电机等)。
智能前照灯系统工作的基本原理是:中央处理器通过传输通路、传感器组采集车速、转向、道路状况等信息(其实AFS与汽车上的传感器信息共享),并进行处理分析,给执行机构发出指令,执行机构做出相应动作,同时反馈电路给中央处理器信息,进行不断的修正,达到预期的效果(如图1)。
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本科课程设计论文题目:自适应前照灯系统(AFS)应用及发展趋势学院: 汽车与交通工程学院专业: XXXXXXXX学号: 2009XXXXXXX学生姓名: X X X指导教师: X X X日期: XXXX年X月摘要:分析前照灯照明中存在的问题,随动自适应前照灯的作用及其国内外发展概况;简述氙气前照灯AFS的组成及原理。
分析AFS的6种不同的照明模式:默认照明模式、高速公路照明模式、乡村照明模式、城市照明模式、弯道照明模式和阴雨天照明模式;通过对AFS的理论阐述和实践分析,为国内在AFS技术上的进一步发展探索提供参考。
关键字:随动转向;氙气灯;高智能1 引言汽车前照灯是汽车最重要的安全部件之一,前照灯的照射范围和亮度对行车安全又直接影响。
根据国外统计显示,虽然夜间的车流量不到白天流量的五分之一,但夜间发生的交通事故,却超过交通事故总数的四分之一,而其中在弯道行车造成的交通事故,更是占了夜间交通事故的百分之八十以上[1]。
人们开始研究汽车自适应前照灯系统(Adaptive Front—light System,AFS)。
汽车自适应前照灯系统是使会车用前照灯(即近光灯)的光照射线随车辆行进方向作水平方向偏转,并根据车辆的俯仰作垂直方向的调整,为驾驶员在路口、弯道及颠簸不平的路面提供最佳的照明效果,从而提高夜间行车的安全性。
在国外,AFS系统已经开始得到广泛应用,然而由于进口的AFS系统大多为生厂商本国道路考虑,而且国内道路状况与国外差别较大,另外,进口的AFS系统价格也非常高,因此进口AFS系统在国内的普及应用存在的阻力较大[2]2 AFS的实现为实现AFS的功能,需要对AFS的光源部分和控制部分分别进行研究。
2.1 自适应氙气前照灯为了满足自适应前照灯系统的灯光强度和构造需求,现在大部分上的是在氙气前照灯的基础的自适应前照灯系统。
HID具体发光原理是:在石英管内。
以多种化学气体充填。
其中大部份为氙气与碘化物等惰性气体。
然后再通过镇流器将车上12 V的直流电压瞬间增压至23000V。
经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离,在两电极之间产生光源,这就是所谓的气体放电。
氙气被击穿,产生的超强白色电弧光,可提高光线色温值,接近正午日光的颜色.人眼的接受度及舒适度很高。
但是由于气体放电的种种特性,主要体现为:低压直流供电;快速瞬间启动及热灯启动;过渡阶段的功率递减以实现在1—2s内达到额定光输出的75%~80%。
所以现在的电子镇流器采用单片机数字化控制方式。
对HID灯的启动过程实现了精确控制.并且实现了比较复杂的算法。
以满足启动过程中恒功率、变功率等控制要求。
同时,数字化控制可以对各种故障模式做出快速反应。
实现输入过欠压、输入反接、输出短路、输出开路等各种保护功能[3]。
氙气前照灯相比普通前照灯的优点:更高的亮度(比普通卤素灯的亮度高2.5~3倍);灯光和白天的光线相近,因此能够缓解眼睛的疲劳;更低的能耗(35W 代替了原来的55W),因此只需消耗更少的燃料;更长的使用寿命(通常都接近或超过汽车本身的使用寿命)。
2.2 前照灯随动转向控制系统AFS由四大部分组成:传感器组(车速传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器、雨量传感器、光敏传感器等)、传输通路(CAN总线)、处理单元和执行机构(步进电机等)。
基本原理是:中央处理器通过传输通路、传感器组采集车速、转向、道路状况等信息(其实AFS与汽车上的传感器信息共享),并进行处理分析,给执行机构发出指令,执行机构做出相应动作,同时反馈电路给中央处理器信息,进行不断的修正,达到预期效果。
2.3 AFS功能模式2.3.1 默认照明模式默认模式下,AFS的前照灯不做任何水平与垂直方向的调整,但会根据光敏传感器感知光线的变化而自动打开或关闭前照灯。
如当白天车辆穿过隧道和桥梁或遇到恶劣天气时,前照灯会自动打开以补充照明。
当黄昏时分,光线强度下降到一定大小时,前照灯也会自动打开,似乎可以感知夜晚的即将到来;相反,当黎明到来,光线强度升高到一定大小时,前照灯会自动关闭。
2.3.2 高速照明模式高速照明模式如图2所示。
当汽车在公路上行驶发现危险时,司机的第一反应就是制动。
则刹车距离必须在前照灯的照明区域内才能保证汽车的安全行驶。
一般默认照明区域要能到达汽车当前速度3s后到达的地方[4]。
当车辆进入高速公路且速度>70km/h时,通过调高近光灯的水平高度和前雾灯予以实现。
而且随着车速的加快,近光灯也会调得越高,以保证能在安全刹车距离之外发现危险。
图2 高速照明模式下前照灯2.3.3 乡村照明模式乡村照明模式如图3所示。
乡村道路岔路口多,且光线较暗,不便及时发现边缘障碍物。
部分道路还凹凸不平、起伏不定,造成车身倾斜,如图4所示,车身倾斜对前照灯照射俯仰角度影响很大。
以右行国家为例,左右近光灯的驱动功率均增大,从而增加亮度以补充照明,且右灯的灯光要偏转一定角度,宽广的灯光照射范围使得驾驶者很容易发现道路右侧区域的目标。
若遇到起伏不平的路况,则AFS会根据前轴和后轴高度差的变化量来自动调整前照灯的投射俯仰角度,尽量使光轴回复到原先的水平状态,以能达到良好的照明效果,又不会对迎面车辆的司机造成眩目。
前照灯需调整的投射俯仰角度可根据下式算出[5]:α=tan−1((dH r−dH f)/L)式中L—前后轮轴距;d H f—前轮高度变化;d H r—后轮高度变化;α—车身倾角。
图3 乡村照明模式下前照灯图4 车身倾斜对照明的影响2.3.4 城市照明模式城市照明模式如图5所示。
对于城市公路来说,照明条件较好,且车流人流密度都明显增大,防止眩目显得尤为重要。
所谓眩目是指人眼睛被强光照射,由于视觉神经受刺激而失去对眼睛的控制,本能地闭上眼睛或者看不清暗处物体的生理现象。
夜间行车时如果前照灯光线射到对方汽车驾驶员的眼睛,就会造成驾驶员眩目看不清前方路面情况,这时极易引发交通事故[6]。
眩光分为直接眩光和反射眩光,这里主要为直接眩光。
是否进入城市照明模式由光敏传感器进行判断。
光强达到阈值,车速不超过50km/h时,城市道路照明模式便自动开启,左右近光灯的驱动功率均减小以降低亮度,且前照灯在垂直方向上会向下偏转一定角度,从而降低射进对面驾驶员眼中的光照强度。
图5 城市照明模式下前照灯2.3.5 弯道照明模式弯道照明模式如图6所示。
当汽车在弯道上行驶时,因为前照灯的光线和车辆的行驶方向一致,所以不可避免会存在照明暗区,极易因为不能及时发现弯道上的障碍物而引发交通事故。
是否进入弯道照明模式由汽车的方向盘转角传感器和车速传感器判断。
当AFS获知车辆进入弯道时,前照灯会旋转一定角度,给弯道以足够的照明,效果对比图如图5所示。
为了正面照明的需要,AFS并不是同时控制左右近光灯的,如果车辆向右转弯,则右灯向右侧旋转,如果向左转弯,则左灯向左侧旋转。
同时,左右近光灯的最大调节角度也是不同的,对于交通法规规定靠右行驶的国家,右侧近光灯变化角度最大为150,左侧为50。
图6 弯道照明模式下前照灯2.3.6 阴雨天照明模式阴雨天照明模式如图7所示。
阴雨天气时,地面的积水会将行驶车辆打在地面上的光线,反射至对面会车司机的眼睛中,使其眩目,由雨量传感器获得的数据即可判断当前是否下雨,并能够进一步获知雨量的大小。
一般汽车前面距离为5~25m的路面可以产生反射眩光,AFS可根据雨量大小适当降低前照灯的高度,对此范围内的照度进行限制,从而避免反射眩光对车辆前方60m[3]范围内的驾驶员造成眩目。
图7 阴雨天照明模式下前照灯3 汽车AFS前照灯发展趋势随着现代化的发展,人们对汽车行车安全性能要求越来越高。
节能和智能化是汽车AFS前照灯的发展趋势。
发光二极管光源的AFS系统和高智能AFS系统正在研究和酝酿中。
3.1 发光二极管(LED)光源的AFS系统相对于传统AFS的光源,HID需要相当复杂的驱动电路(电子镇流器)来激发照明,而LED照明只需恒流电路控制,大大降低了驱动成本。
而且具有更小的体积及更轻的重量,从而能够更好的利用原先就非常有限的AFS灯具内部空间,较轻的重量也减小了电机执行机构的使用功耗。
此外,LED光源还有着超长寿命和低功耗。
3.2 高智能AFS系统随着科技的不断进步,在AFS系统中,集成GPS导航系统、图像识别功能,以检测行人、车辆和路边障碍物的新型AFS系统正在研究之中。
该系统能识别当前车辆的所处地理位置,同时根据导航,图像识别等信息对即将行驶的路线的曲率、路面边界、对面来车等信息进行计算,实现对汽车前照灯灯光的高智能调节,更有利于驾驶员提前做出判断和反应。
AFS前照灯系统作为车灯技术的一项重大突破,能主动的消除各种不同路面类型和环境变化对车辆照明所带来的不利影响,给出最佳方式,使驾驶员可以清楚的观测到路况信息,对夜间弯道行车及各种路况下的行驶安全性产生了飞跃性的提高,同时大大提升了行车照明的舒适性。
随着LED光源的AFS系统及高智能AFS系统的深入研究,自适应前照灯系统(AFS)的应用必将更加成熟、广泛。
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