□丁亞利 牛 華 章志軍

自德國人卡爾本茨發(fā)明汽車以來，汽車技術發(fā)展迅猛，汽車不但加快了世界經(jīng)濟的發(fā)展，更改變了人類的生活方式，作為汽車的眼睛，汽車大燈的發(fā)展也頗有歷史。世界上第一輛汽車并沒有車燈，作為比馬車更高級的機械動力，本茨先生主要考慮的是車速問題，而不是照明問題，所以當時車上照明主要用的是馬車上用的氣燈，后來隨著帶螺旋燈絲的充氣白熾燈泡問世，電光源前照燈登上歷史舞臺至今。但是隨著復雜路況、環(huán)境以及人們對燈光要求的不斷變化，前照燈系統(tǒng)也在不斷變化。作為全世界最先進的前照燈系統(tǒng)之一的自適應前照燈系統(tǒng)(Adaptive Front Lighting System，AFS)，它的研發(fā)對汽車夜晚行車安全起到了很大作用。

一、傳統(tǒng)前照燈系統(tǒng)

傳統(tǒng)的汽車前照燈系統(tǒng)中，光束的照射方向和光形分布是固定的，即使后來安裝了前照燈自動調平系統(tǒng)，能對光束的上下照射角度進行調整從而適應汽車各種不同的負荷狀態(tài)，但是前照燈左右視野以及光形分布仍然是固定的，所以近距離照明的視覺效果不佳，在交通比較復雜的地區(qū)，駕駛員會將所有可用的外部照明燈都打開，影響前方會車車輛駕駛員，使其產(chǎn)生炫目，從而導致各種不必要的交通損失，除此之外車輛在進入彎道時也存在照明暗區(qū)，嚴重影響了駕駛人對彎道上障礙物的判斷。為了提高人們行車安全性，使得研制這種自動適應車輛行駛狀態(tài)的前照燈系統(tǒng)成為必要，并且這些功能的切換，出于安全上的考慮，必須是自動實現(xiàn)的。

二、自適應前照燈(AFS)系統(tǒng)

(一)AFS 系統(tǒng)功能介紹。

1．默認照明模式。默認模式下，AFS 系統(tǒng)的前照燈不作任何調整，但會根據(jù)天氣的變化來使前照燈自動打開或者關閉。比如當白天遭遇惡劣天氣或者穿過隧道、橋梁時，前照燈會自動打開起到輔助照明的作用。到了黃昏時分，光線強度下降，前照燈也會在下降至設定強度大小時自動打開以起到照明的作用;反之，當黎明到來，光線強度升高至設定強度大小時前照燈會自動關閉，非常智能。

2．陰雨天氣照明。當陰雨天氣時，由于路面積水，打開大燈照明時會使光線照射在地面的積水中并反射，此時若對面有司機迎來將會使對面會車司機產(chǎn)生炫目從而引發(fā)交通事故。AFS 系統(tǒng)可根據(jù)雨量大小適當調整前照燈高度，使其低于一般的照明高度，可有效避免前方會車車輛駕駛員炫目。

3．彎道照明。由于城市路況的日益復雜，城市彎道越來越普遍。傳統(tǒng)的前照燈燈光與車輛行駛方向一致，當汽車在進入彎道行駛時，就不可避免地會存在照明暗區(qū)，駕駛員可能會因為不能及時發(fā)現(xiàn)彎道上的障礙物而引發(fā)交通事故。AFS 系統(tǒng)根據(jù)轉向傳感器以及方向盤轉角傳感器可及時獲知車輛是否進入彎道，當進入彎道時前照燈將開啟彎道模式，給彎道以足夠的照明。

4．高速公路照明。由于高速公路照明不良，車輛行駛速度快，所以對照明要求極高。尤其是當行駛發(fā)現(xiàn)危險時，照明必須在司機的有效制動范圍內以保證能在安全剎車距離之外發(fā)現(xiàn)危險。AFS 系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛速度調整照明的寬度以及長度，從而保證高速行駛安全。

5．城市道路照明。城市大部分道路照明良好，但車流以及人流量高，城市中道路也比較復雜、狹窄。所以一般在城市中車輛速度比較慢，AFS 系統(tǒng)根據(jù)車輛在市區(qū)行駛速度受到限制的條件下，發(fā)出比較寬闊的光型，防止岔路中突然出現(xiàn)行人、車輛從而引發(fā)交通事故。

6．鄉(xiāng)村照明。部分鄉(xiāng)村道路凹凸不平、坑坑洼洼，車輛在行駛過程中可能造成車身傾斜，使得照明出現(xiàn)多個盲區(qū)，AFS 會根據(jù)前軸和后軸高度差的變化量來自動調整前照燈的投射俯仰角度，盡量使光軸恢復到原先的水平狀態(tài)，以便能達到良好的照明效果。

(二)控制方法。AFS 系統(tǒng)由三大部分組成:傳感器、ECU 以及執(zhí)行機構。車輛行駛時，各傳感器采集各項信息并將信息轉換成電信號輸送給ECU，ECU 根據(jù)對各項信息進行對比、分析并作出相應的判斷，給各執(zhí)行機構發(fā)出指令，由執(zhí)行器根據(jù)各指令作出相應的動作，同時將信息反饋給ECU，ECU 再根據(jù)反饋信息不斷進行修正從而達到預期的效果。

三、汽車AFS 前照燈發(fā)展趨勢

(一)技術趨勢。在現(xiàn)代汽車以及電子技術的高速發(fā)展過程中，人們對汽車的安全性能要求也越來越高。現(xiàn)代汽車發(fā)展更注重節(jié)能和智能化，這也將是汽車AFS 前照燈的發(fā)展趨勢。發(fā)光二極管光源的AFS 系統(tǒng)和高智能AFS 系統(tǒng)正在研發(fā)中。

發(fā)光二極管(LED)光源的AFS 系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)AFS 的光源，HID 需要相當復雜的驅動電路(電子鎮(zhèn)流器)來激發(fā)照明，而LED 照明只需恒流電路控制，大大降低了驅動成本，并且LED 照明具有更小的體積及更輕的重量，從而能夠節(jié)省AFS 燈具內部空間，較輕的重量也使得電機執(zhí)行機構的負荷減小。此外，LED 光源還有著超長壽命和低功耗。

高智能AFS 系統(tǒng)隨著科技的不斷進步，AFS 系統(tǒng)也在不斷的升級，目前正在研究的高智能AFS 系統(tǒng)是將GPS 導航系統(tǒng)、圖像識別功能與AFS 系統(tǒng)結合，使得AFS 系統(tǒng)能夠自動獲悉行人、車輛以及路面障礙，然后根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)自動調整燈光系統(tǒng)。AFS 前照燈系統(tǒng)作為汽車燈光技術的一項重大突破，既能主動消除各種復雜路面情況又能消除環(huán)境變化對汽車照明帶來的影響，還能使夜間彎道行駛的安全性得以提高，使駕駛員能夠提前做好準備并清楚觀測到路面信息，提高了行車過程中照明的舒適度。

(二)使用趨勢。目前已經(jīng)有不少豪華轎車(如奔馳E級、BMW5 系、凌志R 系列、奧迪A8 等)已經(jīng)加裝了AFS 系統(tǒng)。有消息說在天津投產(chǎn)的TOYOTA 的MARK2 也要安裝AFS。相比之下，國內現(xiàn)在對AFS 的研發(fā)還處在萌芽狀態(tài)，但是又有消息稱天津豐田銳志的AFS 前照燈已經(jīng)完成了國產(chǎn)化的開發(fā)工作，目前正在進行新款豐田佳美AFS 前照燈系統(tǒng)的開發(fā)工作;同時和國內多家主機廠密切接觸，積極推進AFS 前照燈系統(tǒng)在國內的普及。

相信在不久的將來，國內的車廠也會逐漸接受并認同AFS 系統(tǒng)在主動安全方面的重大裨益，希望各汽車燈具廠商能夠與國際接軌，共同研發(fā)經(jīng)濟性能優(yōu)良的AFS 系統(tǒng)，使得中低檔車主也能從中受益。

［1］卜偉理．自適應前照燈系統(tǒng)(AFS)簡介及發(fā)展趨勢［J］．光源與照明，2009，2:22 ～24

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［3］陸文昌．汽車電子技術與維修［M］．北京:化學工業(yè)出版社，2005，3

［4］楊智勇．汽車電器［M］．北京:人民郵電出版社，2011，5