AFS(前照燈自適應)系統(tǒng)相關法規(guī)的研究分析

1、上海交通大學碩士學位論文AFS(前照燈自適應系統(tǒng)相關法規(guī)的研究分析姓名:卜偉理申請學位級別:碩士專業(yè):車輛工程指導教師:黃宏成;張建文20090301AFS(前照燈自適應系統(tǒng)相關法規(guī)的研究分析摘要前照燈自適應系統(tǒng)(Adaptive Front-Lighting Systems,以下簡稱AFS,是一種能適應各種不同環(huán)境條件的智能前照燈系統(tǒng),是未來汽車前照明系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。通過多年的研究,目前歐洲已形成了針對AFS系統(tǒng)的較為成熟的法規(guī)ECE R123關于機動車自適應前照明系統(tǒng)(AFS認證的統(tǒng)一規(guī)定。本文以ECE R123法規(guī)為基礎,對AFS系統(tǒng)不同級別的近光功能,包括C級基礎近光、V級城市道路

2、近光、E級高速道路近光、W級惡劣天氣近光以及各級近光的彎道照明T模式的功能實現條件和實現方式以及配光測點要求進行了逐一研究。同時根據試驗室實際情況,建立并完善AFS 系統(tǒng)配光性能的檢測方法。同時,從ECE R123法規(guī)和ECE R98法規(guī)(傳統(tǒng)前照燈配光測點間的對比分析以及樣品試驗結果來看,傳統(tǒng)前照燈的近光能滿足AFS系統(tǒng)中的C級近光的配光要求。AFS系統(tǒng)V、E、W級近光可以在C級近光的基礎上,通過調整左右前照燈的照射方向而合成。為進一步研究AFS系統(tǒng)和傳統(tǒng)前照燈配光性能上的差異,本文將AFS各級近光的合成方法用于傳統(tǒng)前照燈,并按AFS系統(tǒng)各級近光的配光要求進行試驗。從試驗結果來看,該傳統(tǒng)前照

3、燈在光學系統(tǒng)不變的前提下,通過變化左右燈的照射方向,可以實現并滿足AFS系統(tǒng)C、V、E級近光要求。而對于W級近光,由于無法同時滿足“25LL”、“III區(qū)”、“線段10”測試區(qū)域的要求,故無法實現該功能。關鍵詞前照燈自適應系統(tǒng),前照燈,近光,配光檢測RESEARCH ON REGULATION OF ADAPTIVEFRONT-LIGHTING SYSTEMSABSTRACTAdaptive Front-Lighting Systems (AFS direct the headlight output so that the beam pattern is optimized for diff

4、erent environment conditions.ECE R123“Uniform provisions concerning the approval of adaptive front-lighting systems (AFS for motor vehicles”is newest AFS Regulation in Europe.In this paper we searched photometric requirements and test points of (C、V、E、WPassing beam and their bending mode(T. Establis

5、hing the ability to test AFS.Class C is same to the passing beam of common headlamp,and passing beam of common headlamp can pass photometric requirement of class C. So we change the angle of headlamps to achieve AFS function. From the test result, we can draw a conclusion that common headlamp can ac

6、hieve the function of class C,class V and class E. But it can not achieve the class W because it can not pass all photometric requirements for “25LL”,“Zone III”and “Segment 10”.KEY WORDS AFS,headlamp,passing beam, photometric上海交通大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學位論文,是本人在導師的指導下,獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外,本論文不

7、包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名:卜偉理日期: 2009 年 4 月 20日上海交通大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權上海交通大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密,在年解密后適用本授權書。本學位論文屬于不保密。(請在以上方框內打“”學位論

8、文作者簽名:卜偉理指導教師簽名:黃宏成日期:2009 年 4 月 20 日日期:2009 年 4 月 20 日第一章緒論1.1 引言隨著社會的發(fā)展和技術的進步,汽車所行駛的周邊環(huán)境已變得越來越復雜多樣。道路的限速不同、路面的照明不同、行人的密度不同、天氣條件的環(huán)境不同,使得傳統(tǒng)上只具有近光和遠光兩種照明模式的前照燈,已無法滿足人們日益增長的行駛安全需要。人們普遍希望能在未來的汽車上安裝一種能夠顯著提高行車安全和舒適駕駛的照明系統(tǒng),這種照明系統(tǒng)能根據周邊環(huán)境調整自身的配光方式,提供更大的照明范圍和照明距離,同時也能改善傳統(tǒng)前照燈的照明死角,這就是前照燈自適應系統(tǒng)(AFS1 2。過去的十年中,汽車

9、裝備了越來越智能化的系統(tǒng)以改善行車安全性和駕駛舒適性。AFS系統(tǒng)作為汽車的主動安全部件,其通過傳感器來獲得車輛行駛過程中周邊環(huán)境的信息,并將前照燈模式變換為相應的照明狀態(tài)。譬如,在蜿蜒的鄉(xiāng)間公路,AFS照明狀態(tài)能隨著道路的彎曲程度而改變。通過來自于方向盤轉角傳感器和速度傳感器的信息,系統(tǒng)能自動判斷道路曲率,并在此基礎上,按不同的速率和角度使近光燈進行隨動,對于原先的死角進行照明,獲得安全舒適的道路照明效果3。1.2 AFS技術現狀經過多年的研究和開發(fā),各大汽車制造商均形成了獨特且有效的AFS技術能力。雖然這些技術的配光實現方式有所不同,但就其設計初衷和功能模式均大同小異。在此本文將以歐洲的現行

10、法規(guī)為依據,介紹目前已經被廣泛認同的AFS照明模式4 5:1.2.1 基礎照明模式基礎照明模式適合于在環(huán)境照明不好的普通道路上行駛的車輛,其類似于普通的近光燈。基礎照明模式是AFS系統(tǒng)的默認模式,在所有情況下均能開啟。1.2.2 城市道路照明模式城市中一般都有路燈照明,但道路復雜、交錯。傳統(tǒng)前照燈近光因為光型比較狹長,不能完全適合城市道路照明需要。在市區(qū)車輛行駛速度較為緩慢的前提下,AFS系統(tǒng)使用比較寬闊的光型,以便在道路邊緣和交叉路口都能獲得較好的照明,有效地避免了與岔路中突然出現的行人、車輛可能發(fā)生的交通事故(圖 1。 圖1 AFS系統(tǒng)的城市道路照明Fig.1 Town Passing B

11、eam of AFS1.2.3 高速道路照明模式適合高速道路的照明。車輛在高速公路上行駛,因為具有極高的車速,所以需要前照燈比普通前照燈照得更遠,照得更寬(圖 2。 圖2 AFS系統(tǒng)的高速道路照明Fig.2 Motor-way Passing Beam of AFS1.2.4 惡劣天氣照明模式惡劣天氣照明模式主要針對的是陰雨天氣,此時地面的積水會將前照燈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,進而可能造成交通事故。AFS系統(tǒng)能變換合理的光型,減弱地面可能對會車產生眩光的區(qū)域的光強(圖 3。 圖3 AFS系統(tǒng)的惡劣天氣道路照明Fig.3 Wet Road Passing Beam

12、of AFS1.2.5 彎道照明模式當車輛進入彎道時,傳統(tǒng)前照燈的光束因為和車輛行駛方向保持一致,所以不可避免的存在照明的暗區(qū)。一旦在彎道上存在障礙物,極易因為司機對其準備不足,引發(fā)交通事故。AFS系統(tǒng)解決的方法是:車輛在進入彎道時,產生旋轉的光型,給彎道以足夠的照明。 圖4 AFS系統(tǒng)的彎道照明Fig.1 The Passing Beam Bending of AFS1.3 AFS系統(tǒng)相關法規(guī)簡介AFS前照燈是未來汽車燈具的一個發(fā)展方向,與傳統(tǒng)的前照燈不同,AFS前照燈具有多種能適應于不同外界環(huán)境的照明模式,能根據汽車所處的不同狀態(tài)和環(huán)境,自動改變照明的效果。然而AFS究竟是什么樣的東西,它

13、究竟應該具有什么樣的功能或應該達到什么樣的要求,大家均沒有一個統(tǒng)一的說法。歐洲1994年啟動了Eureka Project(EU1403計劃,聯(lián)合多家知名廠家研究AFS系統(tǒng)及其對應法規(guī),2007年隨著ECE R123法規(guī)的發(fā)布,終對AFS系統(tǒng)形成了一個明確的定義及要求,并正式將這類燈具納入了認證范圍。ECE(Economic Commission for Europe全稱為歐洲經濟委員會。早在20世紀50年代,隨著歐洲汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,交通安全日益得到人們的重視。ECE認識到道路交通安全光靠制定道路交通守則是不能保證的,因為它與機動車本身的結構性能有直接的關系。于是ECE于1953年在其下屬

14、的內陸運輸委員會、道路交通分委會專門成立車輛結構工作組WP29。針對車輛結構性能方面的要求為各國政府起草一些建議或推薦要求。后來,隨著歐洲汽車生產和貿易的迅速發(fā)展,各國原有的汽車法規(guī)和認證方式阻礙了貿易自由化和技術交流。為此,ECE 于1958年3月20日在日內瓦制定了關于采用統(tǒng)一條件批準機動車輛裝備和部件并相互承認此批準的協(xié)定書(簡稱1958年協(xié)定書。這一具有法律效力的多邊框架協(xié)定書,旨在整個歐洲各國互相承認對這種型式認證的批準,以便打破歐洲各國的疆界,便利汽車貿易與技術交流。ECE/WP29下設6個專家組,其中燈光與光信號專家組(GRE專門負責燈光ECE法規(guī)的制、修訂工作。到目前為止WP2

15、9共制定126項ECE汽車技術法規(guī),其中與汽車前照燈相關的法規(guī)包括,白熾燈泡和鹵素燈泡前照燈的ECE R112法規(guī)和氣體放電光源前照燈的ECE R98法規(guī),以及針對自適應前照燈的ECE R123法規(guī)。ECE R123法規(guī)源于ECE的Eureka Project(EU1403計劃,即尤利卡項目。該項目從1994年開始歷時10年時間,由荷蘭、德國、法國、意大利、瑞典等國的十多個大型汽車燈具和光源企業(yè)參與。項目共分為三個階段可性能研究階段:主要針對不同環(huán)境下汽車前照明的需求以及對于前照燈進行操縱的技術能力進行研究,并在此基礎上形成AFS系統(tǒng)設計指導規(guī)范。產品驗證階段:在設計指導規(guī)范的基礎上,制造AF

16、S樣品雛形并進行實車試驗,對其環(huán)境適應性進行評估和改進。草案遞交:1999年,在巴洛克召開的GRE 44次會議上正式提交AFS技術要求草案。在此技術要求草案的基礎上,ECE于2007年正式發(fā)布ECE R123法規(guī),該法規(guī)定義了AFS系統(tǒng)的各類照明模式,并對每個模式提出了配光試驗要求。同時和傳統(tǒng)前照燈法規(guī)類似,為了保證燈具在正常使用條件下的耐候性,R123法規(guī)中還對于燈具的材料特別是配光鏡材料提出相應的試驗規(guī)定。在ECE R123發(fā)布之后,ECE R48也在其內容中也添加了與AFS相關的條款。ECE R48即關于在照明和光信號裝置安裝方面對機動車輛進行認證的統(tǒng)一規(guī)定。該法規(guī)主要規(guī)定了汽車上所有外

17、部燈具的安裝要求。內容包括燈具的安裝數量、安裝位置和布局、可見度、電路等多方面的要求。針對AFS系統(tǒng),其還規(guī)定了AFS各照明模式的開啟條件。全世界采用歐洲ECE體系的國家相當廣泛,遠遠超出歐洲范圍。在我國的汽車燈具強制性標準的制定過程中,為了確保與國際接軌,始終遵循一個原則:就是在考慮中國國情的基礎上,盡可能的等效采用ECE法規(guī)的相應條款主要是技術條款。目前所有的汽車燈具類國家標準均采用了ECE的相應法規(guī)。我國的汽車前照燈強制性國家標準主要包括GB4599和GB21259。其中GB 4599-2007汽車用燈絲燈泡前照燈對應于ECE R112法規(guī);GB 21259-2007汽車用氣體放電光源前

18、照燈對應于ECE R98法規(guī)。雖然這兩個標準于2007年剛完成修制訂工作,但從其內容上來說均屬于普通前照燈范疇。AFS前照燈的國家標準的制定工作目前才剛剛開始。因此對于AFS相關歐洲法規(guī)的研究將為正在制定中的AFS相關國家標準提供有效的理論和實際參考。1.4 ECE R48法規(guī)內容簡介ECE R48法規(guī)是一份規(guī)定各類燈具在汽車上安裝位置或要求的法規(guī)。其中AFS 系統(tǒng)相關內容,涉及了AFS系統(tǒng)的配備要求;安裝數量要求;橫向、縱向和高度安裝位置要求;可見度要求以及電路要求。在此本文將以ECE R48法規(guī)相關內容為基礎,著重介紹一下AFS系統(tǒng)的近光級別分類,及其開啟條件。AFS的近光級別即1.2節(jié)介

19、紹的照明模式,包括“基礎近光”C級近光;“城市道路近光”V級近光;“高速道路近光”E級近光和“惡劣天氣近光”W級近光。此外,每一級別的近光還可以有其對應的“彎道照明模式”T模式6。1.4.1 各級近光模式開啟條件1.4.1.1 C級近光模式在沒有使用其他級別近光的情況下,C級近光應默認打開。1.4. 1.2 V級近光模式V級近光模式由車輛控制系統(tǒng)產生的“V信號”來控制。當車輛傳感器檢測到下述一個或多個狀況,便可以自動產生“V信號”打開V級近光模式。1 車輛行駛在城市道路,車速未超過60 km/h。2 車輛行駛道路有固定照明,且車速未超過60 km/h。3 路面亮度1cd/m2,和/或水平路面亮

20、度持續(xù)超過10 lx。4 車速未超過50 km/h。1.4. 1.3 E級近光模式E級近光模式由“E信號”來控制。同時按車速的不同,還允許使用“準E 模式”以E1、E2、E3表示,分別由“E1信號”、“E2信號”、“E3信號”來控制。當車速超過70km/h,且車輛傳感器檢測到下述一個或多個狀況,便可以自動產生“E(1、2、3信號”打開(準E級近光模式。1 車輛行駛在中間有隔離帶的公路,和/或車速超過110 km/h(適用E信號。2 車速超過100 km/h(適用E1信號。3 車速超過90 km/h(適用E2信號。4 車速超過80 km/h(適用E3信號。1.4. 1.4 W級近光模式W級近光模

21、式由“W信號”來控制。在前霧燈處于關閉狀態(tài)的前提下。車輛傳感器檢測到下述一個或多個狀況,便可以自動產生“W信號”打開W級近光模式。1 道路行駛于潮濕路面。2 雨刮器已開啟,并連續(xù)運行至少2分鐘以上。1.4. 1.5 T類彎道照明模式車輛對傳感器采集的轉向鎖角和重心軌跡等數據進行評估,表明車輛行駛于彎道狀態(tài)時,允許自動開啟的C、V、E、W級近光的彎道照明模式。彎道照明按其形成方式可分為“1類彎道照明模式”和“2類彎道照明模式”。如圖5,其中“整體旋轉式”的彎道照明一般屬于“1類”其形成彎道照明時光型進行整體移動;“補充光源”和“部分旋轉式”的彎道照明一般屬于“2類”其形成彎道照明功能時近光燈光型

22、會發(fā)生變形。目前較為常見的是“1類彎道照明模式”。整體旋轉式補充光源部分旋轉式 圖5 彎道照明的形成方式Fig.5 Beam Changed of Bending Modes1.5 論文主要研究內容本文主要以歐洲經濟委員會(ECE頒布的ECE R123關于機動車自適應前照明系統(tǒng)(AFS認證的統(tǒng)一規(guī)定法規(guī)為基礎,對法規(guī)技術內容特別是近光配光規(guī)定進行研究,內容包括:1 整理并解讀ECE R123法規(guī)中AFS系統(tǒng)配光試驗等相關技術內容,并根據試驗室實際情況,建立并完善AFS系統(tǒng)配光性能的檢測能力。2 分析AFS系統(tǒng)與傳統(tǒng)前照燈配光檢測試在試驗項目以及試驗方法上的不同。3 研究ECE R123法規(guī)中C

23、級近光與ECE R98法規(guī)近光配光試驗中各測點位置和限值上的異同之處,以及AFS系統(tǒng)C、V、E、W級近光之間功能和配光要求的差異。4 研究通過調整傳統(tǒng)前照燈角度位置,實現AFS系統(tǒng)各級別近光功能并滿足相應配光要求的可行性。第二章 ECE R123法規(guī)的解讀和研究2.1 ECE R123法規(guī)章節(jié)目錄AFS系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車前照燈系統(tǒng)均屬于汽車的前照明系統(tǒng),不管是在燈具的外形還是結構與傳統(tǒng)前照燈均有很多相似之處,因此,AFS系統(tǒng)相應法規(guī)(ECE R123在很多條款內容與傳統(tǒng)前照燈法規(guī)(ECE R112和ECE R98類似,甚至相同7 8。同時,AFS系統(tǒng)是傳統(tǒng)汽車前照燈系統(tǒng)的進化產品,其智能程度、功能

24、模式和環(huán)境適應性遠大于后者,因此相對于傳統(tǒng)前照燈法規(guī)(ECE R112和ECE R98, AFS系統(tǒng)相應法規(guī)(ECE R123在試驗項目特別是配光試驗項目和試驗方法上均有不同。為了將研究重點放在與傳統(tǒng)前照燈所不同的內容上,在對ECE R123法規(guī)進行詳細解讀和分析前,先看一下ECE R123法規(guī)的目錄內容9?！暗?23號法規(guī)關于機動車自適應前照明系統(tǒng)(AFS認證的統(tǒng)一規(guī)定目錄法規(guī)A. 管理規(guī)定0. 范圍1. 定義2. 一種系統(tǒng)的認證申請3. 標志4. 認證B. 系統(tǒng)技術要求5. 一般規(guī)定6. 照度一般規(guī)定有關近光規(guī)定有關遠光規(guī)定其他規(guī)定7. 光色C. 取證后的管理規(guī)定8. 系統(tǒng)型號改進和認證擴

25、展9. 生產一致性10. 生產不一致性的處罰11. 產品正式停產12. 技術服務部門名稱及地址附錄附件1 關于遵照123號法規(guī)的某類型系統(tǒng)的認證的授予/擴展/廢止/收回或產品停產的通知書附件2 認證標志布局示例附件3 近光配光要求附件4 系統(tǒng)在工作中配光穩(wěn)定性測試附件5 生產一致性控制過程的最低要求附件 6 使用塑料材料配光鏡系統(tǒng)的要求配光鏡或材料試樣以及整個系統(tǒng)或系統(tǒng)部件的測試附錄1 認證試驗順序表附錄2 漫射光和透射光的測試方法附錄3 噴沙試驗方法附錄4 黏膠帶附著力試驗附件7 檢驗員抽樣最低要求附件8 近光明暗截止線和照準規(guī)定附件9 配光測試規(guī)定附件10 描述格式”“A”章節(jié)主要為法規(guī)的

26、管理條款,包括本法規(guī)認證的適用范圍;廠家進行認證申請的條件以及需要提交的認證資料; E-mark標記的表示方法等。由于管理條款在ECE所有法規(guī)中均存在,且內容類似,故本文不再進行過多介紹?！癇”章節(jié)為法規(guī)的主要技術內容,包括進行AFS認證試驗的試驗項目和試驗方法。此章為本文的重點研究部分。“C”章內容主要為E-mark認證的管理方法,包括試驗合格產品或不合格產品的管理以及型式試驗(廠家自己送樣進行試驗和一致性試驗(由管理方隨機抽樣進行試驗的方法。和A章一樣,本節(jié)內容與ECE其它法規(guī)中的相關條款相同,本文不再進行過多介紹。“附錄”內容主要為針對以上各章節(jié)中相應條款的詳細說明,包括一些所需文件資料

27、格式;E-mark標記的具體實例;抽樣方法;試驗的具體內容等?！案郊?、4、6、8、9”為技術內容。其中“附件6”主要針對燈具配光鏡及其材料的試驗,包括:1 耐溫試驗(將配光鏡放置于一系列的高溫和低溫環(huán)境中,通過試驗前后配光性能的變化,以檢測配光鏡材料的耐熱性和耐寒性2 光源輻照試驗(將配光鏡試驗按一定能量進行輻射照射,主要檢測配光鏡材料的抗UV性能3 耐試劑試驗(將不同的試劑涂抹于配光鏡表面,以此檢測配光鏡材料的抗化學試劑、洗滌劑和燃油的性能4 機械磨損試驗(將具有一定硬度的細沙高速噴至配光鏡表面,以此檢測配光鏡涂層硬度5 配光鏡涂層附著力試驗(將符合要求的粘膠帶貼于配光鏡表面,并按一定速率

28、撕開,以此檢測配光鏡涂層牢度這些試驗項目與普通前照燈法規(guī)(ECE R112和ECE R98的相應內容完全相同,故本文中也不進行過多研究。綜上所述,本文將把研究重點放在ECE R123法規(guī)B章節(jié)即法規(guī)的技術內容部分。2.2 ECE R123法規(guī)技術內容整理和解讀由于ECE R123法規(guī)目前僅有英文原版,且內容上各條款之間互相穿插,不易理解。故在此,本文將在上一節(jié)的基礎上對AFS系統(tǒng)的技術內容即B章進行翻譯并重新整理和解讀。2.2.1 AFS系統(tǒng)的一般要求2.2.1.1結構要求:系統(tǒng)或其組件在正常使用條件下,即使受到振動,仍能滿足使用要求和符合法規(guī)規(guī)定。用戶采用普通工具不應改變活動部件的形狀或位置

29、,或影響開關裝置。系統(tǒng)或其組件應配置有調節(jié)裝置,使系統(tǒng)在車上可調,以滿足對系統(tǒng)的要求。如果車輛上可以采用其他方法對系統(tǒng)進行調節(jié),或制造商規(guī)定系統(tǒng)不需要,可以不安裝這樣的調節(jié)裝置。在設計成選擇提供遠光和近光的系統(tǒng)或其組件上,與照明單元組合并用于控制光束轉換的任何機械、電子機械或其他裝置,其結構必須滿足下面的要求:1 這些裝置應有足夠的強度,在正常使用條件下,即使受到振動,仍能通過50000次的工作,且不會受到損壞。2 能隨時獲得近光或遠光,且不會停在這兩種光束之間或其他不確定的位置。如果這些要求無法滿足,那么其所處的狀態(tài)必須使IIIb區(qū)域的照度值不大于1.5lx,Emax線段的上的照度值不小于4

30、lx。3 出現故障時,系統(tǒng)必須能自動獲得近光,或通過關閉、減光、向下照準,和/或功能替代,使IIIb區(qū)域的照度值不大于1.5lx,Emax線段的上的照度值不小于4lx?！敖Y構要求”說明:燈具的結構要求在各類汽車燈具標準中都有相似規(guī)定,其規(guī)定的初衷是要保證燈具的結構牢固,且在發(fā)生故障時不會給駕駛員或路人帶來眩目等危險狀況。但“結構要求”往往很難通過試驗來進行考核,如“受到振動,仍能滿足使用要求和符合本標準規(guī)定”其對振動的程度以及振動持續(xù)的時間都無具體說明,又如其雖然有對故障發(fā)生后,燈具的狀態(tài)有相應規(guī)定,但對具體哪些故障卻無說明,故無法進行驗證試驗。因此,燈具的結構要求一般可以理解為對于燈具制造廠

31、商的設計指導,而不列入燈具認證時的試驗項目內。2.2.1.2 光源要求除LED模塊外,系統(tǒng)應使用符合ECE R37和ECE R99規(guī)定的光源。如果采用的是可替換光源,其燈座應符合IEC出版物中60061-2數據單上的尺寸特性。如果采用的是不可更換光源,該光源不能作為提供中性狀態(tài)近光的照明單元的組成部分。當光源失效時,系統(tǒng)自動發(fā)出一個失效信號。在車上強制安裝相應的失效指示器,此指示器發(fā)出的可視失效信號不應閃爍。當探測到AFS控制信號出現故障,或光源失效時,可視失效信號就應起動,并保持工作。在車上可視失效信號可以臨時取消,但只要開啟和關閉發(fā)動機裝置時,可視失效信號應再次起動。系統(tǒng)使用的可更換光源應

32、安裝方便,即使在黑暗中也能將其安裝在正確位置。“光源要求”說明:除LED外,目前汽車燈具(這里主要指汽車前照燈使用的光源主要是燈絲燈泡和氣體放電光源,而能使用的光源型號,在ECE R37和ECE R99中都有相應的定義,其中對每一類燈泡的電壓、功率、光通量大小、燈絲尺寸和位置、燈座類型都有詳細的規(guī)定,這主要是為了用戶在使用中,可以方便地購買到并更換相同規(guī)格的光源。本要求中關于光源故障后的指示器要求,在ECE R48整車試驗項目中已有類似規(guī)定,因此這里可以不作為燈具試驗項目。其和“黑暗中安裝”規(guī)定都可理解為對于燈具制造廠商的設計指導,而不列入燈具認證時的試驗項目內。2.2.1.3 對采用不同光源

33、的系統(tǒng)試驗要求:燈絲燈泡光源且直接在汽車電壓系統(tǒng)下工作的場合:應采用ECE R37規(guī)定的,額定電壓為12V的,相應類型的無色標準燈絲燈泡,在規(guī)定的試驗光通量下進行配光測量。測量時,燈絲燈泡的端電壓應能調整,以達到所規(guī)定的試驗光通量。氣體放電光源:按ECE R99規(guī)定的標準氣體放電光源,經過至少15個循環(huán)的老練后再進行配光測量。配光測量結果應進行修正,乘以系數0.7。不可更換的光源且直接在汽車電壓系統(tǒng)下工作的場合:所有的測量應按額定電壓在6.75V(6V系統(tǒng)、13.5V(12V系統(tǒng)或28.0V(24V系統(tǒng),或按申請人規(guī)定的電壓進行。所測配光值應乘以系數0.7。光源可更換或不可更換,且工作電源獨立

34、與整車的輸入電源,而完全受控于系統(tǒng)的場合,或由專門電源輸入光源的場合:按6.75V(6V系統(tǒng)、13.5V(12V 系統(tǒng)或28.0V(24V系統(tǒng)輸入系統(tǒng)/電源的輸入端。必要的話,檢測機構可以要求申請人提供測量的專用電源。測量值應乘以系數0.7。2.2.1.4 明暗截至線照準要求明暗截止線的定義:光束投射到配光屏幕上,目視感覺到明暗顯著變化的分界線。明暗截止線的形狀見圖6:向左呈平直的“扁平部分”、向右呈向上的“肘肩型部分”。 圖6 明暗截止線的形狀Fig.6 Shape of the “cut-off” line 圖7 局部光形的目視照準Fig.7 Visual aiming of a part

35、ial beam明暗截止線的目視照準:1 照準前將系統(tǒng)設置在中性狀態(tài)。2 將光束垂直向定位,使明暗截止線的“扁平部分”置于名義垂直位置(水平面以下0.57°的線A上。如果明暗截止線“扁平部分”的平直中線位于線A上,則垂直方向的照準完成,見7圖。3 光束水平向定位,將向上的“肘肩型部分”位于VV線左側,并與VV線接觸,見7圖。以上的單獨初始照準和/或調整的方法可以用于分開安裝的照明單元。對于其它級別的近光明暗截止線的形狀和位置,若有的話,應符合表1的相關求。表1 各級別近光明暗截止線位置要求角度位置/擴展(°C級近光光束V級近光光束E級近光光束W級近光光束明暗截至線水平部分位

36、置位于 V=0.57D 不高于0.57D不低于1.3D不高于0.23D不低于0.57D不高于0.23D不低于0.57D明暗截止線照準后,應符合以下要求:1 明暗截止線的“扁平部分”在VV線左0.5°至4.5°的距離內,與水平中線(圖7中的線A的上或下的垂直偏差不應大于0.2°,并在該距離的三分之二長度內的上或下的垂直偏差不大于0.1°2 向上的“肘肩型部分”有一個可以明確定義的左邊緣,且起點位于線A和VV線交點的直線應與該左邊緣相切,并與HH線成10°至60°的傾斜角(見圖7?！懊靼到刂辆€照準要求”說明:不管是采用歐標體系還是符合國家

37、GB標準的汽車前照燈,為了在保證照明的同時,又不會造成其他道路使用者的眩目,在配光設計上都有一條“明暗截止線”,具體表現為:打開前照燈后,在車輛前方的墻面上清晰地形成上暗下明的光形狀,其明暗的分界線就是“明暗截止線”。對于國內的汽車(右行交通,明暗截止線一般左平右翹(左行交通為左翹右平。在前照燈進行配光檢測前,都需對明暗截至線進行目視照準,以確定前照燈上下和左右角度基準位置。明暗截至線所處的位置要求,一般也是通過目視進行主觀評價。2.2.2 AFS系統(tǒng)的配光要求2.2.2.1 一般規(guī)定每個系統(tǒng)應提供符合相應配光要求的C級(基礎近光和一個或多個附加級別的近光;系統(tǒng)可以由每一級別近光內的一個或多個

38、附加模式,和符合近光的前照明功能,和/或其它照明及光信號的功能組成。系統(tǒng)應具備自動切換功能,以便在獲得良好道路照明的同時,又不會對駕駛員和道路其他使用者產生眩目?！耙话阋?guī)定”說明:本規(guī)定是對AFS系統(tǒng)定義的一個補充,最簡單的AFS系統(tǒng)從功能上來說,其必須包括一個C級(基礎近光以及一個附加級別,包括(V, E,W級近光,從這點來看目前市場上僅配備彎道照明功能的前照燈并不能算是AFS。2.2.2.2 近光的配光要求近光要求照準要求:試驗開始之前,將系統(tǒng)設置在中性狀態(tài),發(fā)射C級(基礎近光。系統(tǒng)/車輛的每一側,至少有一個照明單元提供的中性狀態(tài)的近光,并按前文的方法進行明暗截止線的照準。各近光模式配光要

39、求:1 對于具備C,V,E,W等近光級別的AFS系統(tǒng),對C級近光進行初始照準。對于各級別近光無法進行單獨照準調節(jié)的AFS系統(tǒng),初始照準后,理論上便不對其它級別近光進行再照準,但在配光無法滿足要求的情況下,可相對與初始照準,在左右0.5°和垂直0.2°的范圍內進行微調。對于各級別近光可以進行單獨照準調節(jié)的AFS系統(tǒng),各級別近光在進行配光檢測前,均可按制造商要求進行再照準。2 系統(tǒng)每一側發(fā)射的任何特定的近光模式,在50V點應提供至少3 lx的照度值,V級近光模式沒有此項要求。3 未經過30 min或更長時間點燈的系統(tǒng),接通4s后,C級(基礎近光模式在50V點至少達到5 lx。4

40、 各級近光的Emax(照度最大值應滿足表2要求表2 各級別近光Emax位置要求角度位置/擴展(°C級近光光束V級近光光束E級近光光束W級近光光束光束部分設計和要求水平垂直水平垂直水平垂直水平垂直Emax位于右側定義的區(qū)域內(圖中表示為Emax線段0.5L-3R0.3D-1.72D0.3D-1.72D0.5L-3R0.1D-1.72D0.5L-3R0.3D-1.72D5 系統(tǒng)發(fā)射的近光特定模式,應符合表4至表8部分的相應近光級別(C,V,E,W的配光要求。近光彎道照明要求:1 對不同類別(1類或2類的彎道照明模式進行測量時,應符合表4-B部分中相應的要求和原近光的明暗截止線位置要求。2

41、 最大照度Emax值應位于相應近光所規(guī)定的垂直方向最高位置至HH線以下2°,和水平方向系統(tǒng)基準軸的左右各45°所形成的矩形區(qū)內(不進行附加的水平再照準。即表3。表3 各級別近光彎道模式Emax位置要求角度位置/擴展(°C級近光光束V級近光光束E級近光光束W級近光光束光束部分設計和要求水平垂直水平垂直水平垂直水平垂直Emax位于45L-45R 0.3D-2D45L-45R0.3D-2D45L-45R0.1D-2D45L-45R0.3D-2D3 當T信號響應車輛向左(或向右最小轉彎半徑時,系統(tǒng)在HH線至HH線以下2°和系統(tǒng)基準軸左(或右10°至45

42、°所形成的區(qū)域內,有一點或多點的照度值不小于3 lx(不進行附加的水平再照準。4 對1類彎道照明模式,當故障引起光束發(fā)生橫向移動或照度值發(fā)生變化時,系統(tǒng)必須滿足原先近光的配光要求,或者處于以下狀態(tài),即IIIb 區(qū)域中所產生的照度值不超過1.5 lx,且Emax要求范圍內有一點的照度值至少不小于4 lx。然而,若相對系統(tǒng)基準軸,向左至5°、從H-H 線向上至0.3°和向左大于5°、向上0.57°的上方范圍內照度均不超過l lx(不進行附加的水平再照準,則不必滿足這一要求。上海交通大學工程碩士學位論文 第二章 E C E R 123法規(guī)的解讀和研究

43、16注:角度位置的表示:H H 線以上用“U ”表示;H H 線以下用“D ”表示;V V 線左側用“L ”表示;V V 線右側用“R ”表示。圖8 近光配光要求的角度位置F i g .8 A n g u l a r p o s i t i o n s o f p a s s i n g b e a m p h o t o m e t r i c r e q u i r e m e n t s上海交通大學工程碩士學位論文 第二章 E C E R 123法規(guī)的解讀和研究17表4 近光配光值要求位置(d e g 近光級別 25 m 距離上的照度(l x 水平距離 垂直距離 C 級 V 級 E 級

44、W 級 N o 測量點或線段或區(qū)間 位于/始于止于 位于 M i n M a x M i n M a x M i n M a x M i n M a x 1 B 50L 4 L 3.43 U 0.57 0.4 0.4 0.78 0.7 2 H V 4 V H 0.7 0.7 3 B R 4 R 2.5 U 1 0.2 2 0.1 1 0.2 2 0.2 3 4 線段B R R 4 R 8 R 20 U 0.57 4 1 4 6 5 線段B L L L 8 L 20 U 0.57 0.7 1 1 1 6 P L 7 H 0.1 0.1 7 I I I 區(qū)(按本附錄表3所規(guī)定的 0.7 0.7 1

45、 1 8a S 50,S 50L L ,S 50R R 5 U 4 0.17 0.17 0.17 9a S 100,S 100L L ,S 100R R 5 U 2 0.27 0.27 0.27 10 50R R 1.72 D 0.86 6 11 75R R 1.15 D 0.57 12 18 24 12 50V V D 0.86 6 6 12 12 13 50L L 3.43 D 0.86 4.2 159 4.2 159 8 8 309 14 25L L L 16 D 1.72 1.4 1 1.4 4 15 25R R R 11 D 1.72 1.4 1 1.4 4 16 線段20及其以下

46、L 3.5 V D 2 202 17 線段10及其以下 L 4.5 R 2.0 D 4 141 141 141 82 A 部分 18 E m a x 3 20 50 10 50 20 908 35 802 B 部分(彎道照明模式: A 部分中的第1、2、7、13和18行應由以下所示的數值代替。 1 B 50L 4 L 3.43 U 0.57 0.6 0.6 0.9 2 H V 4 V H 1 1 7 I I I 區(qū)(按本附錄表3所規(guī)定的 1 1 1 1 13 50L L 3.43 D 0.86 2 2 4 4B 部分 18 E m a x 6 12 50 6 50 12 908 24 802

47、1若設計的系統(tǒng)還提供W 級近光,則最大值可以達18 l x 2適用下表6 對W 級近光的附加條款 3位置要求按表2(E m a x 4進行配光測量時,系統(tǒng)每一側貢獻的照度值不小于0.1 l x 6位置要求按照表3規(guī)定 7按照申請者的說明,可以點亮與系統(tǒng)組合或與系統(tǒng)裝在一起的一對前位燈。 8適用本表8附加條款的要求 9如果根據生產商的描述,或系統(tǒng)本身能確保使用中不會超過該最大值,或系統(tǒng)在扯上海交通大學工程碩士學位論文 第二章 E C E R 123法規(guī)的解讀和研究185按表7的位置要求 上適用時,其輸入是穩(wěn)定/限制的,該最大值可以乘以1.4表5 近光I I I 區(qū)角點位置位置(°角點編

48、號 1 2 3 4 5 6 7 8水平方向 8L 8L 8R 8R 6R 1.5R V -V 4L C 級或V 級近光光束的I I I a 區(qū)垂直方向 1U 4U 4U 2U 1.5U 1.5U H -H H -H 水平方向 8L 8L 8R 8R 6R 1.5R 0.5L 4L W 級和E 級近光光束的I I I b 區(qū)垂直方向 1U 4U 4U 2U 1.5U 1.5U 0.34U 0.34U表6 W 級近光的附加條款,以25m 處的l x 表示線段E ,F 1,F 2和F 3的定義和要求1不允許超過0.2l x : a 線段E 位于U 10和L 20至R 20處, b 三條垂直方向線段F

49、 1、F 2和F 3分別位于水平位置L 10,V 和R 10處,垂直方向擴展范圍均為U 10至U 60。 E m a x 、線段20和線段10可供選擇/附加的一組要求: 0A 或B 部分適用,然而第16、17和18行中最大值代替如下 2若按照申請人規(guī)定,W 級近光設計成在線段20及其下方產生不大于10 l x 的照度和在線段10及其下方產生不大于4 l x 的照度,則該光束的E m a x 設計值不應超過100 l x 。表7 車前上方標志要求:測量點的角位置設計點 S 50L L S 50 S 50R R S 100L L S 100 S 100R R 角度位置 4U /8L 4U /V -

50、V 4U /8R 2U /4L 2U /V -V 2U /4R表8 E 級近光光束的附加要求上述表1中A B 部分以及表2所適應的,然而,表1中第1和18行以及表2中的2.2由下述列表代替項目 設計 表4 A 或B 部分第1行 0A 或B 部分第18行 表1 N O 數據表 E B 50L E m a x , 25米處l x 明暗截止線 M a x m a x 不高于 1 E 1(車速>100k m /h 0.6 80 0.34D 2 E 2(車速>90k m /h 0.5 70 0.45D 3 E 3(車速>80k m /h 0.4 60 0.57D2.2.2.3 遠光的配

51、光要求遠光要求照準要求:在試驗開始之前,將系統(tǒng)設置在中性狀態(tài)。對于無法獨立于近光進行獨立調整(照準的遠光,應在不改變當前位置的情況下進行試驗。對于可以進行獨立調整(照準的遠光,系統(tǒng)的照明單元應按照制造廠的說明進行調整,將最大照度區(qū)的中心置于H-H線和V-V線的交點(HV。遠光配光要求,照度應滿足以下要求:1 HV點應位于遠光最大照度的80%等照度區(qū)內。2 最大照度(Emax應不小于48 lx,并在任何情況下不應大于240 lx。3 從HV點起始,分別向左右水平延伸至2.6°和5.2°,其遠光照度值分別不小于24 lx和6 lx。系統(tǒng)每側的配光值至少為以上值的50%。4 未經

52、過30 min或更長時間點燈的系統(tǒng),接通4s后,遠光HV點的照度值不得小于42 lx。5 如果規(guī)定的光束要求得不到滿足,則允許對光束位置重新照準。重新照準的范圍是相對初始照準在上下0.5°內,和/或左右1°內;在重新照準后的位置上,所有的配光要求應滿足。6 系統(tǒng)發(fā)出的光,或部分光可以自動地橫向移動(或改變以獲得等效的效果,前提條件是:滿足相應遠光的配光要求。2.2.2.4 配光試驗方法近光和遠光配光測量1 系統(tǒng)或其組件應安裝在測角計上,測角計有一固定的水平軸和一個與固定的水平軸相垂直的可動軸。2 采用光接受器進行照度測量,該接受器包含在邊長為65 mm的方形內,位于各照明單

53、元基準中心前方至少25 m,垂直于測角計的測量軸。3 配光測試時應適當遮蔽,以避免雜散光反射。4 光強測量,規(guī)定以25 m距離處垂直向測量的照度值。5 應避免各照明單元基準中心相對測角計旋轉軸的偏移,這一要求特別適用垂直方向和產生明暗截止線的照明單元。采用的照準屏幕可以位于比接受器更短的距離上。6 對本標準規(guī)定的照明功能或模式的每個測量點(角度坐標位置進行測量時,應對適用該照明功能或模式的所有照明單元分別進行測量,取值為測量值總和的50% 。7 以上要求用于單側系統(tǒng)的場合時(如B50L和50V的單側要求,系數50%不適用。8 對系統(tǒng)的照明單元應逐一進行測量;但是,對一個安裝單元的二個或二個以上

54、的照明單元,且采用相同型式的光源,可以按照其輸入的電源(電源可以受控也可以不受控同時進行測量,前提是:其結構和位置使這些照明單元的發(fā)光面完全包含在一水平向不大于300 mm和垂直向不大于150 mm的矩形內,以及制造商規(guī)定了一個共同的基準中心。彎道照明模式配光測量1 系統(tǒng)應在中性狀態(tài)下進行試驗,另外還包括采用信號發(fā)生器的兩方向上相對車輛最小彎道半徑的各狀態(tài)下的檢測。2 在2類彎道照明模式的場合,不應進行附加的水平再照準;3 在1類彎道或遠光彎道照明模式的場合,相關安裝單元應進行反方向的水平再照準(例如借助測角計。4 測量1類或2類彎道照明模式時,對除C級近光(即中性狀態(tài)以外的車輛彎道半徑,應檢

55、查光分布是否足夠均勻,是否產生眩目。如果檢查結果無法確定,在按相應的配光要求進行試驗?！芭涔庖蠹跋鄳囼灧椒ā钡恼f明:和傳統(tǒng)的前照燈一樣,AFS系統(tǒng)也必須進行配光試驗,以保證其在空間的光分布既能滿足照明要求,又能保證安全性。和傳統(tǒng)前照燈配光檢測方式所不同的是,傳統(tǒng)前照燈的左燈和右燈分別作為獨立的單元進行檢測和考核,左燈或右燈的測試結果分別和標準要求對照以確認合格與否;而AFS系統(tǒng)前照燈的左燈和右燈雖然也進行分開的檢測,但其結果是綜合考核的,對于法規(guī)要求的檢測位置,左燈和右燈的檢測結果可以相加后除以2后再以標準要求對其考核。對于AFS系統(tǒng)的遠光,雖然和近光一樣采用了左右燈配光值相加乘以50%的

56、試驗方式,但無論是測點位置還是限值,ECE R123要求均與傳統(tǒng)前照燈法規(guī)(ECE R112和ECE R98的相同。因此可以認為AFS系統(tǒng)和傳統(tǒng)前照燈一樣只有一個級別的遠光,且要求相同。2.2.2.5 配光相關的其他要求:在系統(tǒng)或其組件裝有一個或多個可調照明單元的場合,每個安裝位置(調光范圍上,近光和遠光的配光要求都應得到滿足。采用試驗測角儀來實現系統(tǒng)的每個使用位置。燈具基準中心與照準屏幕上的HV呈一直線。然后將可調的系統(tǒng)或其組件被移動/轉動到使屏幕上的光型與相應照準規(guī)定一致的位置;在此基礎上,系統(tǒng)必須符合相應近光和遠光的配光要求;并在每個安裝位置上,進行以下附加試驗:將反射鏡/系統(tǒng),或其組件

57、,借助其調光裝置,從其初始位置垂直調整+/-2°,或者當小于2°時調至其最大位置后,進行附加試驗。附加試驗是借助(例如:測角儀,在相應的反方向對系統(tǒng)或其組件整體重新照準后,對以下各點進行照度測量,所測結果應在所要求的限值范圍內:近光:HV點和75R,或50R(適用的話;遠光: Emax和HV點;如果申請人未提出特定的安裝位置,系統(tǒng)或其組件進行近光和遠光配光測量前的照準應將其相應的調光裝置調至其平均位置。進行附加試驗前,借助相應調光裝置,將系統(tǒng)或其組件移動/轉動至其極限位置(而不是+/-2°?！芭涔庀嚓P的其他要求”的說明:汽車前照燈往往會有多個不同的使用位置,以適應不同的行駛情況。安標準要求,每個使用位置都應滿足配光要求。除此之外,前照燈還配有裝車時用于照準調節(jié)的調節(jié)螺絲,在每個使用位置還需使用調節(jié)螺絲對其進行附加的配光試驗,以確認在燈具可能處于的任何位置,都能保證配光要求。2.2.2.6 配光穩(wěn)定性試驗在完成配光試驗后,還需對整個AFS系統(tǒng)進行配光穩(wěn)定性試驗(對遠光Emax 和近光HV、50V、B50L點進行配光試驗,可能的