自適應前照燈的功能及實現(xiàn)

　　由1. 2 節(jié)高速公路照明模式分析可知，只有剎車距離在前照燈的照明區(qū)域內(nèi)才能保證汽車的安全行駛，所以要求前照燈旋轉(zhuǎn)后能照射到的彎道上的最大直線距離大于或等于剎車距離，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 為安全剎車距離，且x = Vt + S，V 表示初始車速，t 為反應時間，S 表示制動距離，R 表示彎道半徑。

圖6 前照燈旋轉(zhuǎn)角度的計算

　　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，地面的積水會將行駛車輛打在地面上的光線，反射至對面會車司機的眼睛中，使其眩目，如圖7 所示。法國的一項民意調(diào)查表明，83% 的駕駛員認為，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)即可判斷當前是否下雨，并能夠進一步獲知雨量的大小。一般汽車前面距離為5 ～ 25m 的路面可以產(chǎn)生反射眩光，AFS 可根據(jù)雨量大小適當降低前照燈的高度，對此范圍內(nèi)的照度進行限制，從而避免反射眩光對車輛前方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，前照燈光線產(chǎn)生漫射且前照燈上布滿小水珠，使前照燈的亮度和穿透力降低，導致前方景像難以看清，司機的能見度很低，給交通帶來很大不便。由霧傳感器感知霧的大小和光敏傳感器感知光線的強弱從而啟動AFS。AFS 會提高前照燈的驅(qū)動功率和抬高前照燈的垂直高度，而且還會啟動車燈清洗裝置，沖洗前照燈上的小水珠，以增強前照燈光束的亮度和穿透力，從而提高前方道路的能見度與清晰度。

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似，雖然此時不存在小水珠，但是在沙塵暴天氣下會有大風，使前照燈上布滿灰塵，且四周隨時可能刮來不明物體。由風速傳感器、顆粒物傳感器和光敏傳感器判斷是否進入沙塵暴照明模式。這時，AFS 同樣會提高前照燈的驅(qū)動功率和抬高前照燈的垂直高度，同時啟動車燈清洗裝置，洗凈前照燈上的灰塵，此外，其中1 只前照燈會向外側(cè)旋轉(zhuǎn)一定角度以及時發(fā)現(xiàn)被風刮來的障礙物。

　　2 AFS 的實現(xiàn)方案

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

　　2. 1 AFS 光源

　　傳統(tǒng)的前照燈光源難以實現(xiàn)AFS 的全部功能，相對于傳統(tǒng)AFS 的光源鹵素燈或HID 燈，LED 明顯的優(yōu)勢是體積小、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的使用功耗。此外，由于單個LED 功率太小，所以在LED前照燈的設計中，一般將很多個LED 排列起來組成1只前照燈，如圖8 所示。如果對多個LED 進行不同的開關控制和旋轉(zhuǎn)，就可實現(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就采用了基于LED 的AFS。這種基于LED的AFS 通過傳感器采集環(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