汽车-自适应前照灯系统技术规范
汽车自适应前照灯控制系统的设计
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·60·2022年第08期文章编号：2095－6835（2022）08－0060－03汽车自适应前照灯控制系统的设计＊郭海，闻士硕，董高越，陈佩江（临沂大学机械与车辆工程学院，山东临沂276002）摘要：现在市场上汽车车灯照射范围和角度很多都是固定的，当汽车夜间在弯道上行驶时，前照灯无法调节前照灯光轴方向，由于灯光无法探测到弯道内侧从而出现“视野盲区”，驾驶员只能观察到前方灯光照射的地方，而弯道另一侧的情况信息不能及时获取，从而带来交通安全隐患。
基于方向盘转角等信息，设计了汽车自适应前照灯照明系统，根据前照灯转弯水平方向偏转模型，制定了自适应前照灯系统的控制策略。
汽车自适应前照灯控制系统能够根据车辆行驶状态、方向盘转角提供更加合理的照射范围，为驾驶员的行车安全提供更有力的保障。
关键词：自适应；前照灯；方向转角；控制策略中图分类号：TP273文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.08.018汽车前照灯自适应控制系统是现今汽车电子产业的必然产物，它通过对车速、方向盘转角信号的采集然后进行数据分析，从而实时调整两侧大灯的照射范围，使得灯光与汽车的前进方向始终保持一致，使驾驶员有更为合适的视野范围，确保了驾驶员在任何时刻都拥有最佳可见度，大大提高了夜间行车的安全[1]。
汽车自适应照明系统目前正处于迅速发展时期，国内研究尚处于起步阶段，基础理论还不完善，这给研究工作带来很大的机遇和挑战。
本项目针对传统汽车照明系统光型单一、无法进行故障预知、安全系数不高的现状，整合了全车灯光系统，设计了一种自适应的照明系统。
以最简单的方式实现了汽车的低成本、智能化照明。
1汽车自适应前照灯控制系统的总体设计汽车自适应前照灯控制系统主要由获取必要汽车行驶信息的各传感器（包括车速和方向盘转角等）、信号采集处理电路、驱动电路、执行电机等部分组成[2]，系统主要可分为以下几个模块，如图1所示。
汽车前照灯自适应控制系统设计
汽车前照灯自适应控制系统设计作者：王文建王鑫惠金粤飞黄志涛来源：《科学与财富》2016年第26期摘要：本文设计了汽车前照灯自适应控制系统，该系统根据车辆行驶状态、速度变化以及天气环境等因素，自动控制前照灯进行实时动态的光照调节，实现前照灯自适应照明，从而提供最佳道路照明效果，保障行车安全。
汽车前照灯自适应照明系统是利用传感器，根据道路的状况、时段以及天气变化等因素，对车辆行驶中的任何变化，自动做出反应，进行自动调节，并采取有效措施，确保行车安全，控制系统从车内的电子系统和传感器获得信息，由传感器来辨识各种照明状况。
根据传感器传过来的信息可以对各种驾驶情况进行反馈从而实现多种照明分布。
关键词：汽车前照灯；自适应控制系统；自适应照明；亮度感应调节引言随着汽车电子技术的发展，人们对汽车的安全、舒适和人性化要求越来越高，而传统的前照灯系统存在照明光光型单一、近距离照明效果不好、弯道照明有暗区、照明有炫光等问题，严重影响了行车的安全。
随着汽车的安全技术越来越受到人们的重视，而由于汽车的普通前照灯具有固定的照射范围，当驾驶者在夜间弯道行驶时，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，驾驶者的视线被限制在大灯光束照射的直线范围内，这对于夜间弯道行驶非常危险，极大地影响了夜间行车的安全性。
汽车前照灯的亮度和照射方向对于行车安全是至关重要的，前照灯的发光强度不足或者照射方向不合适，汽车前方的情况就不能清晰看见，存在安全隐患。
在此基础上，设计安全的照明系统是有必要的，相对于传统的前照灯系统更能适应道路的实际情况，运行成本低，并能够显著提高驾驶者夜间行车的安全性和舒适性，能够大大减少夜间眩目导致的交通事故，极大满足了人们对行车安全驾驶和舒适性的要求，随着汽车工业的发展，其功能将会越来越完善，影响也将会越来越深远，具有重要的现实意义。
1 系统原理汽车前照灯亮度感应调节及远近光灯自动切换系统可在车灯开启的情况下根据外界光线影响自动切换远近光，在车辆行驶过程中，驾驶者不再需要人为干预车辆灯光，自动切换远近光也不会对会车车辆驾驶员的视野造成影响，并且在远近光确定的情况下根据外界光线影响自动调节灯光亮度。
GB25991—2010《汽车用LED前照灯》介绍
型材料 的使用 、 的设 计 理 念 等 ， 年来 都 在 不 断 新 近 发展之 中 ， 以修 订 和补 充 完 善 了一 大 批 灯 光 标 所
准 。我 国灯光 标准在 近 年来发 生 了很 大 的变 化 ， 除
同时为 了适 应新 的形 势 ， 们 计划 对 几项 标准 我
进行修 订 ， 也在 表 １中标 明。
Ｅ ＥＲ １３ Ｃ ．１
ＥＣＥ ５ Ｒ． ６
已对灯泡部 分 出一个 修改 单， 修改 该
单尚未发布
６
Ｇ ９５ ～２ ０ 轻便摩托车前照灯配光性能 Ｂｌ ｌ ２ ０ ３
Ｅ ＥＲ ７ Ｃ ．６
ＥＣＥ Ｒ． ２ ８
需要修订
７ ８
Ｇ １６～２Ｏ 汽车用前照灯清洗器 Ｂ２２Ｏ Ｏ７ Ｇ ６０ ２０ Ｂ４６－ ０７ 汽车用灯丝灯泡前雾灯
摩 托车照 明及光 信号装置 的安装 规 Ｃ Ｅ ＥＲ
．
整车
定
第 １ 部分 ： 两轮摩托车
５ ３
修订版 ，０ ２ １ １ ２ １— — 实施 ０ ０
安装类
２ ２
摩 托车照 明及光 信号装置 的安装 规 Ｇ ８ ０ ．— ２ １ 定 第 ２ Ｂ１１０２ Ｏ Ｏ 部分 Ｅ ＥＲ ７ Ｃ ．４ ：两轮轻便摩托车 摩托 车照明及光信 号装置的安装 规 Ｇ １Ｏ ３ Ｏ Ｏ 定 第 Ｂ １ Ｏ ．—２ １ ８ ９／２Ｅ Ｃ ３９／ Ｅ ３部分 ： 三轮摩托车
Ｅ ＣＥ Ｒ． Ｏ ２
修订版 ， ２ ０—６ １ ０ ８ 一 实施 ０Ｏ
Ｅ ＣＥ Ｒ． ３１
ＥＣＥ Ｒ． １ １２
２
Ｇ １５ ～２ Ｏ 汽车用气体放 电光源前照灯 Ｂ２２９ Ｏ７
Ｅ ＥＲ ９ Ｃ ．８
汽车自适应前照等(AFS)系统
灯光与照明技术/标准委员会
灯光与照明技术/标准委员会
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。
灯光与照明技术/标准委员会
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，
汽车自适应前照灯系统的设计分析
汽车自适应前照灯系统的设计分析汽车自适应前照灯系统的设计分析随着人们生活水平的提高，汽车成为了一个人们生活中不可或缺的交通工具。
在夜晚或恶劣天气下行驶时，光照不足会导致驾驶风险增加。
因此，汽车自适应前照灯系统被广泛应用于现代汽车。
汽车自适应前照灯系统是一种能够自动调节光照强度和光照范围的前照灯系统。
具体而言，当车辆在夜间行驶时，自适应前照灯系统能够依据环境亮度和路况判断前方障碍物或车辆，自动调节灯光亮度和灯光分布等参数，从而提供更好的视野和驾驶体验。
在雾天、雨天、雪天等天气恶劣时，自适应前照灯系统能够根据不同天气条件提供不同的光照程度和范围。
首先，自适应前照灯系统的设计需要考虑光源。
一般来说，汽车前照灯采用的光源包括LED、氙气和卤素灯等。
这些光源具有不同的特点和优缺点，因此设计者需要根据实际需求进行选择。
LED光源具有寿命长、易于调节和省电等优点，但其亮度不如氙气和卤素灯，同时成本也相对较高；氙气灯具有高亮度、远射程、启动快等优点，但寿命和可调节性较差，成本也相对高；卤素灯则亮度较高，启动快，但相对容易损坏和寿命短。
其次，自适应前照灯系统的设计需要考虑传感器。
传感器是判断环境亮度和路况等参数的重要组成部分。
在自适应前照灯系统中，常用的传感器包括摄像头、雷达、LIDAR等。
摄像头通过图像处理技术可以判断前方障碍物或路面情况，同时可以进行光学调节；雷达则可以判断前方距离和速度等参数，从而预测危险情况；LIDAR则利用激光技术测距、测速、测量空间位置等参数。
最后，自适应前照灯系统的设计需要考虑控制器和算法。
控制器和算法是将传感器获取的信息转换为控制信号的核心部分。
其中，算法是通过对传感器信息的处理和分析，根据停止距离、视线范围、车速等因素确定灯光强度、范围和方向等参数。
这些参数需要实时更新和调整，以应对各种路况情况。
综上所述，自适应前照灯系统的设计是一个复杂、综合性的过程，需要考虑光源、传感器、控制器和算法等多个因素。
汽车自适应前照灯的功能设计及实现 (1).
汽车自适应前照灯的功能设计及实现(1)介绍自适应前照灯系统(Adaptive Front-lighting System，AFS) 的产生背景、国内外发展概况;详细分析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、弯道照明模式和恶劣天气照明模式; 就AFS 的以上功能，给出控制电路的硬件构成，系统由传感器组、传输通路、处理单元和执行机构4 部分组成。
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。
引言汽车介绍自适应前照灯系统(Adaptive Front-lightingSystem，AFS) 的产生背景、国内外发展概况;详细分析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、弯道照明模式和恶劣天气照明模式; 就AFS 的以上功能，给出控制电路的硬件构成，系统由传感器组、传输通路、处理单元和执行机构4 部分组成。
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。
引言汽车前照灯是安全驾驶重要的一环，人们对前照灯的各方面要求越来越高，然而传统的前照灯只具有近光和远光2 种固定照明模式，不能满足客户需求。
如汽车在转弯时，由于传统前照灯的照明角度限制，存在照明暗区，会影响司机对弯道上障碍物的判断;雨天行驶时，地面的积水会反射迎面车辆前照灯的光线，造成司机眩目等。
由于这些问题的存在，使得夜间发生车祸的概率是白天的2 倍。
为了解决现存的这些问题，一种新的前照灯系统———自适应前照灯系统(AFS) 被提上开发日程。
该系统能够根据周边环境的变化适时自动地调整自身的配光方式，提供更适合的照明范围、照明距离和照明角度，提高驾驶的安全性及舒适度。
AFS 自1992年起被列为欧共体尤尼卡(EUREKA) 的1403号项目，欧洲的各大汽车公司和美国、日本的部分公司都参与了此项目。
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。
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。
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零部件子系统技术规范自适应前照灯系统
2020年07月05日
1前言
本文件是根据项目规划，定义了自适应前照灯系统基本技术要求，用于供应商报价，本文件在供应商定点之前可持续进行更改。
本文件内的信息要求严格保密，未征得同意不得将信息透露给第三方。
2术语及参考文件
2.1术语
2.2参考规范
3设计概念
1） CAN BUS通讯满足《BCZQQ0003》，LIN BUS通讯满足《BCZQQ0004》，网络管理满足《BCZQQ0006》；
2）诊断功能开发符合《BCZQQ0005》，软件刷写满足《BCZQQ0007》；
3） AFS系统包含Master控制器、左右Slave控制器和前后车身高度传感器，Master控制器负责系统控制策略、传感器信号采集处理、CAN网络通信和LIN主控节点等；Slave控制器负责通过LIN总线接收Master控制器的指令，驱动垂直调光步进电机和随动转向步进电机，满足自适应照度的需求。
3.1效果图
--
3.2功能清单
4技术要求
4.1工作温度要求
Master控制器：
工作温度: -40ºC ～ +80ºC
存储温度：-40ºC ～ +90ºC 左右Slave控制器：
工作温度: -40ºC ～ +105ºC
存储温度：-40ºC ～ +115ºC 前后车身高度传感器：
工作温度: -40ºC ～ +105ºC
存储温度：-40ºC ～ +115ºC
4.2电器环境要求
工作电压范围：9V～16V
测试电压： 14 V
标称电压： 12 V
CAN网络通讯电压: 6V～16V
LIN网络通讯电压：6V～16V
4.3材料要求
满足ELV报废车辆指令要求
4.4气味性要求
气味性满足《内饰散发特性评价准则》
4.5防水防尘要求
Master控制器：IP5K2
左右Slave控制器：IP5K9
车身高度传感器：IP6K9K/8
4.6设计寿命
10年或16万公里，先到为限。
4.7静态电流
--
4.8重量要求
4.8.1Master控制器
Master控制器重量不应高于 0.129 kg
4.8.2左右Slave控制器
左右Slave控制器重量不应高于0.072 kg/
4.8.3车身高度传感器
车身高度传感器本体重量不应高于0.070 kg
4.9尺寸要求
4.9.1Master控制器
Master控制器尺寸不大于100×100×40 (mm)
4.9.2左右Slave控制器
左右Slave控制器尺寸不大于 65×95×30(mm)
4.9.3车身高度传感器
车身高度传感器本体尺寸不大于65×95×30(mm)
4.10车身高度传感器的其他参数如下：
工作电压范围：5V±0.1V
精度：< 0.1°
量程：100°
采样速率：10ms
耐久试验：±30°之间往复运动，5400万次
4.11插接件要求
接插件满足BCZQQ0010-2011
主控制器：温度等级1，密封等级3
从控制器：温度等级2，密封等级2
车身高度传感器：温度等级2，密封等级2
5原理图
本节定义了自适应前照灯系统原理图。
KL15
KL15
6输入输出清单
Master控制器输入输出清单：
7功能定义
7.1静态调光
车速为0时，根据车身载荷变化，调节前照灯的倾斜角度；
7.2动态调光
急加速和减速时进行，快速调整前照灯的照射角度，补偿车身俯仰角度变化的影响；
7.3高速模式
当车速>80km/h，根据车速变化，逐步提高前照灯的照射角度；
7.4弯道模式
当驾驶员旋转方向盘时，根据车速和转向角度的信号，控制前照灯水平旋转；
7.5雨天模式
恶劣天气情况下，系统根据雨量传感器的信号，启动前照灯内部的遮光板，遮挡靠近车身的光线，减弱路面的反射眩光；
7.6辅助功能
左右驾切换，通过中控台把切换信息以报文形式发送给BCM，按照法规要求，改变会车的配光要求，实现左右驾切换。
（切换后失去水平调节的功能。
）。