《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車(chē)照明應(yīng)用中,LED的角色變化

2017-10-02
關(guān)鍵詞: 汽車(chē)照明 LED照明

  1. 簡(jiǎn)介

  北美和世界其他地區(qū)的大多數(shù)道路都不是由固定安裝在桅桿上的道路照明系統(tǒng)照亮的,因此,汽車(chē)照明是夜間安全駕駛的關(guān)鍵部件。

  汽車(chē)前大燈的性能要求是基于汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)和類(lèi)似行業(yè)組織發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)和建議。這些要求規(guī)定了從車(chē)輛照明系統(tǒng)中心朝不同方向照射的最小或最大發(fā)光強(qiáng)度。

  北美洲以外的國(guó)家也存在類(lèi)似的光度性能要求;這些規(guī)定可能細(xì)節(jié)上有所不同,但是都具體規(guī)定了發(fā)光強(qiáng)度,目的是確保車(chē)輛照明系統(tǒng)為駕駛員提供足夠的光線看路,盡可能減少對(duì)其他駕駛員的眩光,并確??梢约皶r(shí)、清楚地檢測(cè)車(chē)輛信號(hào)燈。

  2. 車(chē)頭燈

  對(duì)于為車(chē)輛前方提供照明的汽車(chē)前大燈,需要兩個(gè),需要安裝在盡可能遠(yuǎn)的地方。 每個(gè)前照燈必須符合相同的性能要求。有兩種主要類(lèi)型的波束圖案:高光束和低光束。表1和表2給出了北美對(duì)于高光束和低光束前照燈的幾個(gè)角度位置的要求。

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  表1:美國(guó)對(duì)高光束遠(yuǎn)光燈的一些光度要求

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  表2:美國(guó)對(duì)低光束遠(yuǎn)光燈的一些光度要求

  如預(yù)期的那樣,高光束的要求是更高的強(qiáng)度和更小的最大強(qiáng)度值。此外,遠(yuǎn)光束具有對(duì)稱(chēng)的光束圖案。相比之下,近光束具有不對(duì)稱(chēng)的波束圖案,更嚴(yán)格的最大值傾向左側(cè)(在北美是如此;如果是左側(cè)通行的國(guó)家,光束圖案從左到右顛倒過(guò)來(lái))。

  圖1顯示了低光束前照燈圖案的強(qiáng)度要求,前照燈照疊加在一條直線的雙車(chē)道道路的角位置上。使用反平方律,可以將角度發(fā)光強(qiáng)度值轉(zhuǎn)換成照在路上和車(chē)輛前方物體上的照度;應(yīng)將每個(gè)前照燈的照度加在一起以獲得總數(shù)。

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  圖1:美國(guó)低光束大燈圖案的光度要求,疊加在一條雙車(chē)道的圖像上。

  圖2是一張低光束前照燈圖案投射在前照燈前面的墻上的照片。為了減少給前面的司機(jī)帶來(lái)的眩光,低光束模式通常會(huì)有如圖20.2所示的垂直梯度。在圖20.2的明暗部分之間的所謂截止邊界之上,強(qiáng)度低,光線不足。

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  圖2:低光束前照燈圖案投射在墻壁上的照片。

  截止邊界可以檢查和調(diào)整前照燈的垂直目標(biāo)。大多數(shù)北美大燈要求右側(cè)截止邊界的位置與前照燈處于相同的高度。左側(cè)截止邊界通常低于右側(cè)邊界,以減少進(jìn)入迎面司機(jī)眼睛的光量。低光束大燈圖案的“刺眼的”截止邊界限制了司機(jī)的前方可見(jiàn)度。

  當(dāng)駕駛速度超過(guò)60-65公里/小時(shí)時(shí),駕駛員使用低光束前照燈可能難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些潛在的危險(xiǎn)并停止。對(duì)于這種情況,高光速是有保證的,除非靠近的車(chē)輛在100米以?xún)?nèi)。然而,大多數(shù)司機(jī)都未充分利用遠(yuǎn)光前照燈。

  由于低光束前照燈圖案的截止邊界很清晰,因此垂直目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳性能的重要因素。 例如,在美國(guó),大多數(shù)州不要求將前大燈作為安全檢查的一部分。最近一份對(duì)車(chē)輛垂直目標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)車(chē)輛至少有一個(gè)目標(biāo)不佳的前照燈。當(dāng)目標(biāo)太高時(shí),前大燈可能會(huì)造成不適的眩光。當(dāng)目標(biāo)太低時(shí),駕駛員的前方能見(jiàn)度會(huì)受到影響。

  自適應(yīng)照明系統(tǒng)是根據(jù)車(chē)速,打方向的角度而自動(dòng)調(diào)整近光燈轉(zhuǎn)向角度側(cè),擴(kuò)大車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)有效照明范圍。自動(dòng)水平調(diào)節(jié)功能可確保無(wú)論承載情況如何,燈光始終照向前方地面。一些車(chē)輛有轉(zhuǎn)彎和彎道燈;彎曲燈有時(shí)使用機(jī)械元件將一個(gè)或兩個(gè)前照燈朝向道路曲線。

  一些歐洲車(chē)輛配備了一種“城鎮(zhèn)的”前照燈光束模式,其具有較低的最大發(fā)光強(qiáng)度,并且比大多數(shù)低光束具有更廣泛的分布,可以幫助司機(jī)在城市低速駕駛時(shí)可以檢測(cè)行人。大多數(shù)國(guó)家的自適應(yīng)照明系統(tǒng)要求是根據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)第123號(hào)車(chē)輛法規(guī)制定的。美國(guó)的“聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)108”目前對(duì)自適應(yīng)照明系統(tǒng)持保留意見(jiàn)。

  目前,大多數(shù)汽車(chē)前大燈使用反射鏡或投影儀光學(xué)系統(tǒng)的燈絲源(鎢鹵素或更簡(jiǎn)單的鹵素)來(lái)產(chǎn)生必要的光束圖案。相對(duì)較小比例的前大燈使用高強(qiáng)度放電(HID)燈,使用金屬鹵化物和氙燈來(lái)迅速接通燈。使用LED前大燈也剛剛開(kāi)始在幾款車(chē)型上使用。不管使用的光源如何,所有頭燈都需要滿(mǎn)足相同的光度要求。

  3. 信號(hào)燈

  車(chē)輛需要有信號(hào)燈,這樣司機(jī)能夠在白天和黑夜間進(jìn)行制動(dòng)和轉(zhuǎn)向時(shí)可以提示別人?,F(xiàn)在,越來(lái)越多的車(chē)輛使用LED進(jìn)行信號(hào)照明。不同的信號(hào)燈對(duì)顏色和發(fā)光強(qiáng)度都有不同的要求。美國(guó)聯(lián)邦對(duì)車(chē)輛信號(hào)的要求是基于SAE標(biāo)準(zhǔn)和建議。表3列出了幾種車(chē)輛信號(hào)燈類(lèi)型的顏色和允許的發(fā)光強(qiáng)度值。

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  表3:美國(guó)汽車(chē)信號(hào)燈的光度和顏色要求

  歐洲汽車(chē)信號(hào)燈的性能要求與北美在顏色和發(fā)光強(qiáng)度方面沒(méi)有太大差別,但是有一個(gè)例外。在美國(guó),車(chē)輛背面的信號(hào)燈可能是紅色或黃色,具有不同的強(qiáng)度要求,具體取決于它們的顏色。在世界其他大部分地區(qū),后轉(zhuǎn)信號(hào)必須為黃色。

  Allen此前報(bào)道,黃色后轉(zhuǎn)信號(hào)往往會(huì)出現(xiàn)更少的碰撞,可能是因?yàn)樗鼈兊陌l(fā)光強(qiáng)度比紅色后轉(zhuǎn)信號(hào)高,或者因?yàn)辄S色使得它們更容易區(qū)分制動(dòng)燈或尾燈。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)正在考慮是否需要對(duì)所有后置式汽車(chē)轉(zhuǎn)向信號(hào)變成黃色。


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