謝建新，李靖，王永智

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汽車光感示廓燈設(shè)計(jì)

謝建新，李靖，王永智

（青島黃海學(xué)院，山東 青島 266427）

文章主要從光敏傳感器，汽車燈具發(fā)展動(dòng)向，駕駛安全綜合研究汽車光感示廓燈。該系統(tǒng)以優(yōu)化使用汽車的照明設(shè)備為目的，減少司機(jī)對(duì)燈光的操作，提高駕車的安全性，預(yù)防危險(xiǎn)發(fā)生，保護(hù)人身安全。

光敏傳感器；示廓燈；安全性

前言

汽車已經(jīng)成為當(dāng)前人們出行的主要工具，也是日常生活不可缺少的交通工具。人們對(duì)汽車的安全性也在逐步提升，安全駕駛是主要因素之一，而人工智能更是為駕駛安全提供了有力保障。本文通過(guò)對(duì)一些駕駛者的陋習(xí)和駕駛環(huán)境的成因分析，結(jié)合汽車示廓燈的光學(xué)特性、使用規(guī)則，設(shè)計(jì)了一種根據(jù)駕駛環(huán)境的光亮程度，來(lái)自動(dòng)控制示廓燈系統(tǒng)。隨著汽車行駛的環(huán)境不同，車燈感受環(huán)境光亮強(qiáng)度不同，光感系統(tǒng)據(jù)此自動(dòng)開(kāi)閉示廓燈，從而提高汽車行駛安全。

1 光感示廓燈的研究目的

由于駕駛員在天色變暗、進(jìn)入暗環(huán)境中，或者行駛在惡劣環(huán)境時(shí)不正確使用汽車示廓燈，造成安全事故影響也越來(lái)越多。光感示廓燈的廣泛運(yùn)用，可以有效的減少安全事故的發(fā)生。現(xiàn)實(shí)中有部分駕駛員經(jīng)常遺忘開(kāi)啟示廓燈，造成來(lái)往車輛不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)已車輛位置而釀成交通事故，但是駕駛員未開(kāi)啟汽車示廓燈的行為并不能得到有效的監(jiān)控。除以上原因以外，還因?yàn)轳{駛員在駕駛車輛過(guò)程中根據(jù)路況和其他車輛行駛情況進(jìn)行反復(fù)變換燈光動(dòng)作，對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)是一種干擾會(huì)帶來(lái)安全隱患，而且駕駛員在變化燈光的同時(shí)還需要進(jìn)行其他動(dòng)作，換言之駕駛員可能存在多種動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行的狀態(tài)下，對(duì)駕駛同樣帶來(lái)安全隱患。另外在一些比較復(fù)雜的道路例如隧道、山路等，道路本身的照明情況較差，甚至無(wú)照明，汽車在行駛以上道路過(guò)程中，沒(méi)有及時(shí)開(kāi)啟示廓燈，也會(huì)造成交通事故的發(fā)生。為了維護(hù)大眾利益，面對(duì)日益增長(zhǎng)的夜間汽車行駛安全問(wèn)題，解決車輛在夜間行車或進(jìn)入光線較暗的環(huán)境中沒(méi)有及時(shí)打開(kāi)示廓燈等問(wèn)題，對(duì)車輛示廓燈的自動(dòng)控制裝置研發(fā)是很必要的。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，是對(duì)夜間道路交通事故一種有效的預(yù)防，也是對(duì)夜間行車安全的一種保障。

2 汽車示廓燈的介紹及規(guī)范應(yīng)用

（1）汽車示廓燈是一種警示燈，可以很好地向車外人員表示汽車的大概輪廓，從而向車外人員表達(dá)本車輛出現(xiàn)問(wèn)題，其他車輛及時(shí)避讓。示廓燈一般安裝在車輛前后四個(gè)角的位置，顏色有白色和紅色兩種，汽車制造廠家不同適用顏色不同，一般是前白后紅的這種布置形式。

（2）規(guī)范應(yīng)用：在生活中有很多駕駛環(huán)境需要用到示廓燈，例如：如遇霧、雨、雪、沙塵、冰雹等能見(jiàn)度低的惡劣氣象條件時(shí)，還有夜間行車時(shí)都需要打開(kāi)汽車示廓燈，來(lái)提醒來(lái)往車輛和行人自己車輛的位置，避免發(fā)生安全事故。

（3）光敏傳感器的工作原理及特點(diǎn)

2.1 光敏傳感器是示廓燈自動(dòng)控制的主要傳感器

也是本裝置設(shè)計(jì)的核心部件。光敏傳感器是由濾光透鏡、光敏電阻、電路元件外殼等組成（如圖1所示）。其中光敏電阻是光敏傳感器的關(guān)鍵零件，其下端連接引線，上端連透光濾鏡及光線傳導(dǎo)通道，整個(gè)光敏電阻及電路元件封裝在金屬外殼內(nèi)。工作原理：首先汽車ECU給光敏傳感器兩端施加5V的電壓，在光敏電阻中產(chǎn)生一個(gè)電流，當(dāng)有光源照向光敏電阻，光敏電阻的阻止隨著光源的強(qiáng)度不同產(chǎn)生變化，光源強(qiáng)度越強(qiáng)，電阻值越大，其電流越小，ECU根據(jù)光敏電阻的電流變化感知到環(huán)境光亮的變化，從而進(jìn)行示廓燈的控制。

圖1 光敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 光敏傳感器繼電器控制電路

圖2 繼電器控制電路

當(dāng)光敏傳感器接收到光強(qiáng)度后開(kāi)始輸出信號(hào)給ECU，在信號(hào)傳遞過(guò)程中需要有繼電器控制電路，其控制原理是：環(huán)境光源照射到光敏電阻元件上，光敏電阻的阻值隨之上升增大，加載到光敏電阻兩端的電壓升高，使三極管VT基極電壓上升而使VT導(dǎo)通使繼電器電磁線圈通電閉合，從而控制外電路（如圖2所示）。

2.3 光敏傳感器的特點(diǎn)

示廓燈自動(dòng)控制系統(tǒng)采用光敏傳感器除了因?yàn)槠鋵?duì)光源的敏感程度強(qiáng)，信號(hào)傳輸速度快以外，還有以下特點(diǎn)：可以適用復(fù)雜的環(huán)境，如嚴(yán)寒、高溫、潮濕等惡劣環(huán)境，在以上環(huán)境下工作的穩(wěn)定性很強(qiáng)，所以被廣泛采用。

3 光感示廓燈的自動(dòng)控制目標(biāo)及應(yīng)用

（1）裝有光感示廓燈的汽車行駛在晝間或光線充足的環(huán)境中時(shí)，根據(jù)環(huán)境亮度變化，示廓燈保持關(guān)閉，不影響汽車的正常駕駛。

（2）裝有光感示廓燈的汽車行駛在夜間或光線不充足的情況下(例如：在黃昏時(shí)刻，進(jìn)入隧道，地下停車場(chǎng)。),根據(jù)環(huán)境亮度變化，示廓燈系統(tǒng)用提示音提示駕駛員開(kāi)啟示廓燈，3秒后，示廓燈自動(dòng)打開(kāi)，為駕駛起到輔助安全的作用。

（3）光感示廓燈安裝線路順應(yīng)汽車大燈線路安裝即可，另外需要在汽車的CPU需要加一個(gè)時(shí)間計(jì)時(shí)和聲音控制程序，示廓燈常態(tài)默認(rèn)為自動(dòng)模式，駕駛員也可以手動(dòng)開(kāi)啟示廓燈。

（4）光敏傳感器的光敏電阻分別安裝在汽車不同的位置上：前保險(xiǎn)杠上端（左、右），A柱靠車頂?shù)奈恢茫ㄗ?、右），C柱靠車頂?shù)奈恢茫ㄗ?、右）。由不同的位置綜合感應(yīng)汽車的駕駛環(huán)境，由CPU計(jì)算并控制。

4 結(jié)論

隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)如今汽車發(fā)展的方向也是逐步向自動(dòng)化、智能化、人性化靠攏。伴隨著車載其它功能的開(kāi)發(fā)，汽車車燈的設(shè)計(jì)也務(wù)必緊跟大家的駕駛需求。汽車光感示廓燈的研發(fā)就是為了排除一些不必要的安全隱患，給人們的駕駛出行提供一個(gè)有力的安全保障。

[1] 楊三偉,光敏傳感器AFS在汽車車燈上的應(yīng)用.

[2] 周樂(lè)挺,傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].高等教育出版社,2009（5）.

[3] 王君,凌振寶.傳感器原理及應(yīng)用[M].吉林大學(xué),2008.

[4] 徐同舉.新型傳感器基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.

Design of light sensing profile for automobile

Xie Jianxin, Li Jing, Wang Yongzhi

( Qingdao Huanghai College, Shandong Qingdao 266427 )

This article mainly studies the development of light sensitive sensors, automobile lamps and lanterns, and driving safety. In order to optimize the use of the lighting equipment of the car, the system can reduce the driver's operation on the lighting, improve the safety of the car, prevent the danger and protect the safety of the person.

Photosensitive sensor; profile lamp; safety

U462

A

1671-7988(2018)24-217-02

U462

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1671-7988(2018)24-217-02

謝建新，男，青島黃海學(xué)院副教授，碩士研究生，主要研究方向車輛零部件設(shè)計(jì)?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目信息：汽車光感自動(dòng)示廓燈。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.24.078