陳燁強(qiáng)

閩江師范高等專(zhuān)科學(xué)校，福建 福州 350007

0 引言

隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)照明系統(tǒng)變得越來(lái)越智能、安全，諸多新技術(shù)被應(yīng)用在了智能汽車(chē)照明系統(tǒng)上，使人們的出行更加安全[1]。

1 新型智能汽車(chē)照明安全節(jié)能光源

1.1 氙氣燈

在過(guò)去，汽車(chē)照明主要采用鹵鎢燈作為光源，其照明效果非常有限，嚴(yán)重影響了行車(chē)照明的安全性，而且傳統(tǒng)鹵鎢燈的使用壽命非常短，既不節(jié)能，也不環(huán)?！，F(xiàn)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了許多新型智能汽車(chē)車(chē)燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鹵鎢燈。在21世紀(jì)初，飛利浦公司研發(fā)并推行出一款綠色節(jié)能氙氣前照燈，這款前照燈在智能汽車(chē)領(lǐng)域受到了廣泛的支持和應(yīng)用。

氙氣燈，即HID燈，其具有更高的安全性，且更為綠色、環(huán)保。與傳統(tǒng)鹵鎢燈相比，氙氣燈擁有較為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體體現(xiàn)在如下方面。

（1）氙氣燈擁有多重光束，以及更寬、更加明亮的照明強(qiáng)度，近光照明效果更為明顯。在夜間行駛中，其優(yōu)異的照明特性使得人們可以更加清楚地看清前方路況，為安全行駛提供了直接保障。

（2）在使用能量方面，傳統(tǒng)鹵鎢燈耗能約65 W/h，而氙氣燈在較為平穩(wěn)的使用中其能耗約為35 W/h，可以顯著降低車(chē)輛電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，降低能源損耗。

（3）氙氣燈的發(fā)光原理十分簡(jiǎn)單，即通過(guò)電流的刺激使燈泡內(nèi)部氣體發(fā)光，在發(fā)光的過(guò)程基本不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的溫度，只要其內(nèi)部的氙氣沒(méi)有消耗光，便可以一直發(fā)光。

（4）據(jù)研究調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)鹵鎢燈即便品質(zhì)再好，其使用壽命也不會(huì)超過(guò)400 h。相比而言，氙氣燈的使用壽命最短也有3 000 h，這種不易損壞和使用壽命更長(zhǎng)的特性極大地滿(mǎn)足了智能汽車(chē)照明系統(tǒng)的節(jié)能減排的要求。

2008年，在歐洲部分地區(qū)流行使用一種新型前霧燈，這種燈屬于氙氣燈的一種分支。它的結(jié)構(gòu)比氙氣燈更為簡(jiǎn)單，只有兩個(gè)零件，使用的材料也是普通的聚碳酸酯，這使得其生產(chǎn)工藝更為簡(jiǎn)單，產(chǎn)品合格率也顯著提升。而且，該產(chǎn)品的使用壽命是其他產(chǎn)品的3倍左右。將前霧燈作為輔助來(lái)提高亮度，是汽車(chē)照明的理想選擇。

氙氣燈的使用需要具備一定的條件。因氙氣燈的氣體儲(chǔ)存需要非常精密的工藝，不能擅自改動(dòng)，如果達(dá)不到配光要求，將會(huì)造成較為嚴(yán)重的光污染，影響人們的正常出行。

1.2 LED燈

LED燈作為一種半導(dǎo)體元器件，不僅可以更高效地將電能直接轉(zhuǎn)化為光能，其發(fā)光效率也非常高，使用壽命較其他照明系統(tǒng)更長(zhǎng)，耗電量也非常少[2]。從其生產(chǎn)研發(fā)工藝看，生產(chǎn)LED光源所使用的材料在不含有其他重金屬成分的情況下，較于傳統(tǒng)光源，其發(fā)光效率可提高20%。LED燈的使用壽命長(zhǎng)，且故障率低，由于其屬于實(shí)心封裝的固體光源，防震蕩的特性也尤為出眾。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，LED燈無(wú)疑是節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)之選。也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，LED燈被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)照明領(lǐng)域。LED燈的照明效果佳和耗能低等優(yōu)勢(shì)，使其在其他城市交通中也備受歡迎。

LED燈作為智能汽車(chē)照明燈，不僅具備環(huán)保節(jié)能的效益，更重要的是其安全特性。2008年，奧迪公司推出了一款LED遠(yuǎn)光燈，應(yīng)用這款遠(yuǎn)光燈，駕駛員在行車(chē)過(guò)程中，不會(huì)因遠(yuǎn)處突然到來(lái)的汽車(chē)而造成短暫的目盲。LED燈的安全特性還體現(xiàn)在其快速反應(yīng)的能力。有人做過(guò)相關(guān)試驗(yàn)，同一個(gè)人在時(shí)速達(dá)到80 km的情況下開(kāi)始進(jìn)行緊急制動(dòng)，應(yīng)用LED燈，其反應(yīng)速度會(huì)比應(yīng)用普通白熾燈快4～5 m實(shí)現(xiàn)全車(chē)制動(dòng)，極大地保障了駕駛員的安全。

由于LED燈的使用成本較高，以前通常只有一些中高端的智能汽車(chē)領(lǐng)域會(huì)加以應(yīng)用，但隨著LED燈的快速發(fā)展，現(xiàn)今許多的中低端智能汽車(chē)也開(kāi)始使用LED燈作為尾燈、剎車(chē)燈及照明燈。隨著LED燈的發(fā)展越來(lái)越快，LED燈的安全性和節(jié)能性將更為突出，但仍有許多地方不盡如人意，其中最大的難題便是LED燈的自熱問(wèn)題。一旦這個(gè)問(wèn)題得到解決，不僅可以降低LED燈的使用成本，還可減少照明系統(tǒng)來(lái)自外界的干擾。

1.3 光纖照明燈

相較于傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)，光纖照明具備更為優(yōu)異的環(huán)保性及可重復(fù)利用特性。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)都是將電能直接轉(zhuǎn)化為光能，光電不分開(kāi)。但是在使用電的同時(shí)，也具備一定的危險(xiǎn)性。因此，在許多場(chǎng)合都希望可以將光電分開(kāi)使用，光纖照明剛好可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，其可以將光源與照明裝置成功分離。這樣不僅增加了其使用的安全性，也便于后續(xù)維修。

光纖照明的優(yōu)異特性使其不僅可以應(yīng)用于智能汽車(chē)照明中的前照燈及霧燈上，還可應(yīng)用在智能汽車(chē)的內(nèi)置照明中，為智能汽車(chē)提供了更大的面積與更高質(zhì)量的室內(nèi)外照明效果，有效提高了智能汽車(chē)行駛的安全性與舒適性。

1.4 日間行車(chē)燈

日間行車(chē)燈簡(jiǎn)稱(chēng)DRL，可為智能汽車(chē)在白天行駛過(guò)程中提供照明。這種燈源的使用，極大地降低了白天因路況不明的情況下造成的交通事故的發(fā)生率。這種類(lèi)型的燈在歐洲等地區(qū)非常受歡迎。

2 智能汽車(chē)前照燈新技術(shù)

在行車(chē)過(guò)程中，前照燈的照明系統(tǒng)是對(duì)駕駛員生命安全保證最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它可以為駕駛員提供更為廣闊的路況視野，減少交通事故的發(fā)生。

2.1 自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)

在夜晚駕駛智能汽車(chē)時(shí)，因路況不明且視線死角遠(yuǎn)大于白天，特別是在沒(méi)有路燈且彎道較多的道路上行駛時(shí)，對(duì)于突然出現(xiàn)在前方的障礙物或者移動(dòng)的物體，由于無(wú)法提前預(yù)判前方路況，通常情況下，一旦發(fā)生意外，駕駛員只能依靠自身的駕駛經(jīng)驗(yàn)和安全氣囊自行自我保護(hù)。據(jù)大數(shù)據(jù)顯示，夜晚行車(chē)的事故率是白天事故發(fā)生率的2倍以上。20%以上的交通事故一般都會(huì)出現(xiàn)在午夜到凌晨6點(diǎn)這個(gè)光線較暗的時(shí)間段里，這個(gè)時(shí)間段的車(chē)流量?jī)H占白天的2.4%。這項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，在光線較暗的時(shí)間段里，會(huì)給行車(chē)過(guò)程帶來(lái)更多、更大的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這類(lèi)情況，自動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈應(yīng)運(yùn)而生。

智能汽車(chē)自動(dòng)轉(zhuǎn)向前照燈可以根據(jù)智能汽車(chē)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及車(chē)速等情況，對(duì)前照燈進(jìn)行動(dòng)態(tài)自主調(diào)節(jié)，盡可能地將光源與行駛方向保持一致，從而提高夜間行駛的安全性[3]。在行駛路況中出現(xiàn)較多彎道時(shí)，可以更加有效地增加駕駛員的可見(jiàn)面積，在突發(fā)緊急情況時(shí)，駕駛者可提前規(guī)避。自適前照燈中的操作檢測(cè)系統(tǒng)是關(guān)鍵，其是實(shí)現(xiàn)前照燈與方向自主調(diào)節(jié)的核心。早在2006年，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有生產(chǎn)專(zhuān)利，并被大量投入智能汽車(chē)的生產(chǎn)與研發(fā)中[4]。

2.2 前照燈自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)

通常情況下，在夜晚行車(chē)中因路況或及載重量的不同，汽車(chē)在加速及制動(dòng)時(shí)會(huì)使車(chē)身出現(xiàn)傾斜，進(jìn)而使得近光燈傾斜，造成死角的出現(xiàn)，這樣很可能會(huì)使前方駕駛員出現(xiàn)目眩等情況，從而造成交通事故等安全隱患的發(fā)生。智能汽車(chē)前照燈自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有效地解決這一問(wèn)題。該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)汽車(chē)的車(chē)速及載重量自主調(diào)節(jié)燈光的投射角度，確保其投射角度與高度均在合適的范圍內(nèi)，這樣可以保障駕駛員更加高效地識(shí)別突發(fā)路況等問(wèn)題。

保證前照燈的光源照射角度是保證夜間行車(chē)的重要技術(shù)手段。機(jī)動(dòng)車(chē)安全運(yùn)行技術(shù)條件中明確規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(chē)近光燈和左遠(yuǎn)光燈的光束水平照射方位角向左偏差不得大于58.4′，前照燈其余光束的水平照射方位角偏差不得大于2.0°。前照燈光束的可照射角度是檢測(cè)一輛車(chē)安全性能最直觀的措施。在路況不明的情況下，前照燈使用的安全性與及時(shí)性可為駕駛員的行車(chē)安全提供最直觀的安全保障，可見(jiàn)智能汽車(chē)前照燈的誤差修正系統(tǒng)是十分重要的。這項(xiàng)技術(shù)不僅可以增加光束照明角度，還可以為駕駛員提供更加廣闊的路況視野，從而保證駕駛員在行車(chē)過(guò)程中的安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

在“碳達(dá)峰”“碳中和”時(shí)代背景下，節(jié)能減排已是當(dāng)下主題，智能汽車(chē)照明系統(tǒng)的安全節(jié)能時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，在智能汽車(chē)照明系統(tǒng)上，各項(xiàng)技術(shù)也越來(lái)越完善。當(dāng)然，在其研發(fā)生產(chǎn)的技術(shù)層面上，還需要進(jìn)行諸多改進(jìn)并應(yīng)用到中低端智能汽車(chē)，以及貨車(chē)和客車(chē)上，為社會(huì)的發(fā)展提供更大的幫助。上述多種技術(shù)需要不斷完善，其問(wèn)題和缺點(diǎn)都是在將來(lái)技術(shù)創(chuàng)新中需要解決的。但是智能汽車(chē)照明系統(tǒng)必然會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，其安全性會(huì)更高，設(shè)計(jì)也會(huì)更為人性化。