龍?jiān)泼罚ㄈA南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800）

夜間會(huì)車(chē)智能變光系統(tǒng)的研究

龍?jiān)泼罚ㄈA南理工大學(xué)廣州學(xué)院，廣東 廣州 510800）

合理使用燈光對(duì)夜間行車(chē)安全至關(guān)重要，為了減少因不合理使用燈光導(dǎo)致的交通事故，提高夜間會(huì)車(chē)安全性，通過(guò)對(duì)汽車(chē)前照燈控制電路的改進(jìn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能變光控制。

前照燈；控制電路；智能變光；安全

隨著汽車(chē)擁有量的增多，駕駛員不正確使用燈光或者長(zhǎng)時(shí)間使用遠(yuǎn)光燈，會(huì)車(chē)時(shí)也不按規(guī)定轉(zhuǎn)換燈光，導(dǎo)致道路違法行為頻發(fā)所引發(fā)的交通事故呈上升趨勢(shì)。這是由于部分駕駛員根本不知道如何正確使用遠(yuǎn)、近光燈，認(rèn)為車(chē)燈越亮越好，認(rèn)為自己的車(chē)燈亮了，自己就安全了；或者駕駛員的安全意識(shí)淡薄。而遠(yuǎn)光燈的光柱位置較高，與前車(chē)或?qū)γ鎭?lái)車(chē)的視線基本平齊，夜間行車(chē)時(shí)遇遠(yuǎn)光刺激，直接影響對(duì)面駕駛員的視線，造成短時(shí)視覺(jué)盲區(qū)，即造成眩目，此時(shí)，如遇緊急情況，極易引發(fā)交通事故。道路交通事故是可以預(yù)防的，改進(jìn)車(chē)輛的安全性能就是有效的干預(yù)措施之一。

1 常見(jiàn)汽車(chē)普通燈光系統(tǒng)電路原理圖分析

圖1所示為轎車(chē)普通燈光電路原理圖，遠(yuǎn)近光的控制是由駕駛員轉(zhuǎn)換組合變光開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用元件：電源，熔斷絲，鎖匙開(kāi)關(guān)，小燈繼電器，大燈繼電器，組合（變光）開(kāi)關(guān)，小燈泡，大燈泡（近光、遠(yuǎn)光）。實(shí)現(xiàn)以下控制：①小燈工作受燈控開(kāi)關(guān)控制，不受鎖匙開(kāi)關(guān)控制；②大燈工作受鎖匙開(kāi)關(guān)和燈控開(kāi)關(guān)控制；③大燈閃爍不受鎖匙開(kāi)關(guān)和燈控開(kāi)關(guān)控制；④大燈的遠(yuǎn)、近光切換由變光開(kāi)關(guān)控制；⑤大燈泡公共點(diǎn)接正極。

當(dāng)前一般車(chē)型中的遠(yuǎn)近光控制是由駕駛員操作組合變光開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)近光轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，屬于機(jī)械控制。如果在遠(yuǎn)近光之間添加適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制電路，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近變光的機(jī)械控制與自動(dòng)控制相結(jié)合的智能控制系統(tǒng)。在圖1電路原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行怎樣的改進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)夜間會(huì)車(chē)智能變光控制呢？

2 智能變光系統(tǒng)電路圖的探究設(shè)計(jì)

依照現(xiàn)行的汽車(chē)手動(dòng)機(jī)械變光系統(tǒng)，如果兩輛車(chē)夜間在沒(méi)有中間隔離帶的車(chē)道上相向行駛，甲車(chē)駕駛員遵守交通法規(guī)，按規(guī)定在會(huì)車(chē)前就把遠(yuǎn)光燈轉(zhuǎn)為了近光燈；而乙車(chē)則不顧對(duì)方的眩目一直使用遠(yuǎn)光燈，這樣對(duì)行車(chē)安全產(chǎn)生了直接影響，埋下了安全隱患。如果對(duì)汽車(chē)燈光系統(tǒng)進(jìn)行一些改進(jìn)設(shè)計(jì)，使對(duì)向車(chē)輛在受到遠(yuǎn)光燈的照射時(shí)自動(dòng)將遠(yuǎn)光燈轉(zhuǎn)換為近光燈，跳轉(zhuǎn)以后即使駕駛員再撥到遠(yuǎn)光燈時(shí)也不能及時(shí)打開(kāi)遠(yuǎn)光燈，要延遲一段時(shí)間后才可以恢復(fù)，而延遲的時(shí)間基本就能順利地會(huì)車(chē)通過(guò)。這樣就減少了因駕駛員不遵守交通規(guī)則而影響夜間對(duì)向行駛車(chē)輛的安全隱患和交通事故。

在圖1中的遠(yuǎn)光燈泡與燈控（變光）開(kāi)關(guān)29端子之間插入如圖2所示的控制電路，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)對(duì)面來(lái)車(chē)的燈光強(qiáng)弱或者車(chē)輛所處的環(huán)境光線的強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

控制電路由感光器（Dl、D2）、放大電路（T1、T2、T3、T4）、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K和變光繼電器J、變光開(kāi)關(guān)等組成。當(dāng)駕駛員撥動(dòng)變光開(kāi)關(guān)到遠(yuǎn)光燈時(shí)，電流通過(guò)電源正極→大燈繼電器→大燈公共端→遠(yuǎn)光燈泡→圖2左上角的遠(yuǎn)光端子→接入自動(dòng)變光控制電路→變光開(kāi)關(guān)。

前照燈智能變光系統(tǒng)電路如圖3所示。自動(dòng)變光控制原理：在夜間行駛無(wú)迎面來(lái)車(chē)或周?chē)庹蘸苋醯沫h(huán)境時(shí)，當(dāng)駕駛員撥到遠(yuǎn)光燈位置時(shí)，感光器（D1、D2）得到的光照比較弱，光電管電阻值較大，T1基極電位較低，T1截止，于是T2、T3、T4的基極因失去基極電流而截止，繼電器J沒(méi)有電流通過(guò)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K接通常閉觸點(diǎn)遠(yuǎn)光端子，遠(yuǎn)光燈工作。當(dāng)迎面來(lái)車(chē)或者道路周?chē)h(huán)境有較強(qiáng)的光照時(shí)，感光器（D1、D2）得到的光照比較強(qiáng)，光電管電阻值較小，T1基極電位較高而獲得基極電流，T1導(dǎo)通，于是T2、T3、T4也隨之導(dǎo)通，繼電器J有電流通過(guò)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通近光觸點(diǎn)，近光燈工作。

當(dāng)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)觸發(fā)跳轉(zhuǎn)到近光燈后，由于電容C1的存在，即使駕駛員一發(fā)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)后再次撥到遠(yuǎn)光燈一側(cè)，電路也不會(huì)馬上恢復(fù)原來(lái)的遠(yuǎn)光電路導(dǎo)通狀態(tài)。因?yàn)楫?dāng)T1導(dǎo)通時(shí)，C1處于充電狀態(tài)；當(dāng)T1截止時(shí)，由于C1已經(jīng)充滿(mǎn)電而自放電，使T2、T3、T4獲得基極電流而繼續(xù)導(dǎo)通，使J繼續(xù)維持通電狀態(tài)，常開(kāi)觸點(diǎn)保持閉合狀態(tài)，近光燈繼續(xù)工作。RP1和RP2都是變阻器，RP1可調(diào)節(jié)感光器的靈敏度，RP2可調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)K觸發(fā)后的延遲時(shí)間。

3 汽車(chē)前照燈智能變光的必要性及可行性分析

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》第四十八條第五款規(guī)定：“夜間會(huì)車(chē)應(yīng)當(dāng)在距相對(duì)方向來(lái)車(chē)150米以外改用近光燈，在窄路、窄橋與非機(jī)動(dòng)車(chē)會(huì)車(chē)時(shí)應(yīng)當(dāng)使用近光燈?！保?］夜間燈光眩目是道路交通事故的一個(gè)重要致因，據(jù)交警部門(mén)統(tǒng)計(jì)，因夜間會(huì)車(chē)時(shí)對(duì)向車(chē)輛不按規(guī)定轉(zhuǎn)換燈光引發(fā)的交通事故占夜間事故的30%以上，占致人死亡事故的10%以上，夜間燈光眩目已成為引發(fā)道路交通事故的一個(gè)重要因素，被稱(chēng)為殺人不見(jiàn)血的馬路隱形殺手。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要從兩個(gè)方面入手：首先是駕駛?cè)说穆殬I(yè)道德和基本素質(zhì)的提升，即對(duì)駕駛?cè)碎_(kāi)展道路交通安全宣傳教育；其次是駕駛車(chē)輛的硬件設(shè)施改進(jìn)，提升車(chē)輛的安全性能。兩方面相結(jié)合，從而達(dá)到減少因夜間汽車(chē)燈光眩目而引發(fā)的交通事故的目的。顯然，對(duì)車(chē)輛夜間會(huì)車(chē)智能變光系統(tǒng)的研究具有重要意義。

該前照燈智能變光系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)的前燈照明電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)傳感控制電路而成，基礎(chǔ)電路成熟穩(wěn)定，符合GB 4599—2007《汽車(chē)用燈絲燈泡前照燈》標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的前照燈燈光系統(tǒng)電路圖如圖3所示，近光燈沒(méi)有改變?cè)瓉?lái)電路，只是改變了遠(yuǎn)光燈的電路，在遠(yuǎn)光燈泡和變光開(kāi)關(guān)之間加入了一個(gè)自動(dòng)變光控制電路。自動(dòng)變光控制電路中的感光器可以安裝在車(chē)內(nèi)后視鏡的背面或者駕駛員側(cè)的后視鏡背面，不會(huì)對(duì)整車(chē)的布置帶來(lái)影響。在一些進(jìn)口高檔轎車(chē)上已有類(lèi)似技術(shù)的成功應(yīng)用，如遠(yuǎn)光輔助系統(tǒng)作為選裝配置應(yīng)用于進(jìn)口BMW-E系列車(chē)型，如BMW-E7O的遠(yuǎn)光輔助系統(tǒng)FLA。

本系統(tǒng)與FLA相比有著簡(jiǎn)單、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。分別體現(xiàn)在以下一些不同點(diǎn)：①本系統(tǒng)只在普通遠(yuǎn)光電路上加一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，并通過(guò)一個(gè)光敏傳感器的感光程度轉(zhuǎn)換成電阻的變化，控制遠(yuǎn)光電路的接通與斷開(kāi)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低；而FLA是由一個(gè)圖像傳感器和一個(gè)控制單元組成，設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高。②本系統(tǒng)的遠(yuǎn)近光的切換只受光照強(qiáng)度的影響，靈敏度高；而FLA是通過(guò)一個(gè)圖像傳感器獲取環(huán)境信號(hào)，所以遠(yuǎn)近光的切換除了受光照強(qiáng)度因素影響外，還受同向前方車(chē)輛和車(chē)速影響，由于同時(shí)受這么多個(gè)因素的影響，因此只要有一個(gè)條件沒(méi)有達(dá)到切換條件都可能造成自動(dòng)變光切換不靈敏，可靠性下降。

本系統(tǒng)行車(chē)時(shí)駕駛員的變光操作和之前普通的前照燈系統(tǒng)操作相同，變光的自動(dòng)控制靈敏度和延遲時(shí)間應(yīng)該是在行車(chē)前調(diào)整，而且不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)。所以此燈光智能變光系統(tǒng)的改進(jìn)方案完全符合安全操作規(guī)范，切實(shí)可行，能大大減少夜間因眩目導(dǎo)致的交通事故。

［1］中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例國(guó)務(wù)院令第405號(hào).2004-04-30.

［2］麻友良.汽車(chē)電器與電子控制系統(tǒng)（第2版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［3］陳無(wú)畏.汽車(chē)車(chē)身電子與控制技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［4］關(guān)文達(dá).汽車(chē)構(gòu)造［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2004.

［5］國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì).GB 4599—2007汽車(chē)用燈絲燈泡前照燈［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［6］劉志強(qiáng)，趙艷萍.道路交通安全工程［M］.北京：高等教育出版社，2012.

（編輯 文珍）

On the Intelligent Light System for Night Passing

LONG Yun-mei
（Guangzhou College of South China University of Technology，Guangzhou 510800，China）

Using light rationally is very important to the driving safety at night.To reduce traffic accidents caused by irrational use of light and enhance the safety of night passing，the control circuit of headlamp is improved and designed to realize the intelligent light control.

headlamp；control circuit；intelligent light；safety

U463.651

A

1003－8639（2014）07－0008－03

2014-02-17；

2014-03-24

龍?jiān)泼罚?969-），女，侗族，貴州天柱人，工程師，主要從事實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)和技能培訓(xùn)工作，在科研方面主要從事汽車(chē)運(yùn)用、汽車(chē)技術(shù)改進(jìn)方面的研究，E-mail：longmei8405@126.com。