汽車前照燈智能新技術(shù)的應(yīng)用

常樹坤

（吉林化工學(xué)院汽車工程學(xué)院，吉林 吉林 132102）

前照燈是汽車夜間行駛必不可少的照明設(shè)備。為了提高汽車行駛的安全性和方便性，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，很多新型車輛前照燈均采用了電子控制裝置，對(duì)前照燈進(jìn)行自動(dòng)控制。

1 前照燈會(huì)車自動(dòng)變光系統(tǒng)

圖1為自動(dòng)變光系統(tǒng)工作原理圖。在對(duì)方?jīng)]有駛來車輛時(shí)，由于繼電器J的線圈內(nèi)沒有電流通過，遠(yuǎn)光觸點(diǎn)接通，因此遠(yuǎn)光燈亮。當(dāng)對(duì)方駛來的車輛相距150～200m時(shí)，其燈光照射在光敏電阻R上，因而使其電阻值突然減小，于是晶體三極管T1因獲得較大的正向偏壓而導(dǎo)通，使T2也獲得正向偏壓也導(dǎo)通，T3的基極電流被短路，T3截止，使T4的基極電位升高，T4導(dǎo)通。接通了T5的基極電路，產(chǎn)生基極電流，T5導(dǎo)通使繼電器的線圈J內(nèi)有電流通過，產(chǎn)生較大的電磁力，使觸點(diǎn)和遠(yuǎn)光燈接線柱1斷開，而和近光燈的接線柱2接通，因而使燈光由遠(yuǎn)光變?yōu)榻狻?/p>

在兩車會(huì)車之后，作用到變光器光敏電阻上的強(qiáng)光信號(hào)消失，其電阻值迅速增大，使晶體三極管T1的正向偏壓迅速降低，因而T1截止，T2的基極電流被短路，T2也截止，T3的基極電位升高，產(chǎn)生基極電流，T3導(dǎo)通，使T4的基極電流被短路，T4截止。結(jié)果切斷了T5的基極電流，T5截止，切斷繼電器線圈J中的電流，觸點(diǎn)J和近光接線柱2斷開，又和遠(yuǎn)光接線柱1接觸，恢復(fù)前照燈遠(yuǎn)光燈的工作。

配置此裝置的車型有：豐田凱美瑞，保時(shí)捷卡宴，豐田卡羅拉，邁巴赫，克萊斯勒300C 2.7，速騰，沃爾沃，日產(chǎn)騏達(dá)，現(xiàn)代名圖，邁騰，日產(chǎn)天籟，奔馳，奔騰B90，法拉利，賓利飛馳，力帆620，奧迪A8，凱迪拉克，奔騰B70，歐寶雅特，福特翼虎，寶馬X5，奧迪Q7，歐寶威達(dá)，輝騰，雷諾緯度，豐田霸道，奧迪A6，捷豹XJL，路虎神行者2，紳寶D系列等。

2 前照燈昏暗自動(dòng)發(fā)光控制系統(tǒng)

圖2為昏暗自動(dòng)發(fā)光控制電路。它主要由光傳感器和控制元件及晶體管放大器組件兩大部分組成。

在使用自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，先將延時(shí)關(guān)燈控制放至 “接通”位置 （即S1接通），再接通點(diǎn)火開關(guān)和斷開前照燈開關(guān)。此時(shí)，昏暗自動(dòng)發(fā)光控制系統(tǒng)即可進(jìn)行工作。

在汽車行駛中，當(dāng)自然光的強(qiáng)度降低時(shí)，光敏電阻R2的阻值增加，使T1基極上的電位降低，當(dāng)下降到一定程度時(shí)，T1導(dǎo)通，接通靈敏繼電器線圈J1的電路，電流由蓄電池正極→D1→R4→T1的集電極和發(fā)射極→J1→S1→搭鐵回蓄電池負(fù)極。線圈J1產(chǎn)生電磁力使觸點(diǎn)S1閉合，接通了功率繼電器線圈J2的電路，電流由蓄電池正極→J2→S1→搭鐵，J2線圈產(chǎn)生電磁力，開關(guān)S2被吸合，接通至前照燈的電路，前照燈被點(diǎn)亮。

當(dāng)自然光增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻R的阻值減小，T2的基極電位升高，升高到一定程度，T1截止。切斷靈敏繼電器線圈J1的電路，觸點(diǎn)S1斷開，切斷前照燈電路，前照燈熄滅。

此系統(tǒng)是手動(dòng)和昏暗自動(dòng)發(fā)光控制并存。如果駕駛員希望用手操縱，先要將關(guān)燈延時(shí)控制放到“斷開”位置 （即順時(shí)針將旋鈕轉(zhuǎn)到止點(diǎn)），這樣前照燈就可以使用常規(guī)的燈開關(guān)控制。

配置此裝置的車型有：歐寶雅特，福特翼虎，速騰，紳寶D系列，路虎神行者2，福特霸道，捷豹，雷諾緯度，豐田卡羅拉，邁騰，凱迪拉克，奧迪A6，寶馬X5，奧迪Q7，奔騰B90，奧迪A8，賓利飛馳，法拉利，奔馳，日產(chǎn)天籟，力帆620，日產(chǎn)騏達(dá)，奔騰B70，現(xiàn)代名圖，日產(chǎn)頤達(dá)，沃爾沃，克萊斯勒，輝騰，邁巴赫，保時(shí)捷卡宴，豐田凱美瑞等。

3 前照燈自動(dòng)關(guān)閉延時(shí)控制裝置

圖3為自動(dòng)關(guān)閉延時(shí)控制裝置工作原理圖。當(dāng)汽車停下切斷點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，晶體管T1處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電容器C1立即經(jīng)電位器R3和電阻R4開始充電，使C1上的電壓充至單結(jié)晶體管T2的導(dǎo)通電壓時(shí)，C1則通過T2的發(fā)射極、基極和電阻R7放電。于是R7上產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖，使晶體管T3瞬時(shí)導(dǎo)通，消除加在晶閘管T上的正向電壓，使晶閘管T截止。隨后，T3很快恢復(fù)截止，晶閘管還來不及導(dǎo)通，前照燈繼電器K線圈失電，使其觸點(diǎn)K′打開，前照燈電路切斷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉的功能。

配置此裝置的車型有：福特翼虎，保時(shí)捷卡宴，雷諾緯度，福特翼搏，福特翼虎，邁騰，沃爾沃，豐田卡羅拉，輝騰，克萊斯勒300C 2.7，速騰，本田CR-V，捷豹XJL等。

4 可縮回式前照燈裝置

由于可縮回式前照燈提高了車身的空氣動(dòng)力性能，有利于協(xié)助改善燃油的經(jīng)濟(jì)性和轎車款式，因此在一些轎車上得到了應(yīng)用。

可縮回式前照燈的燈光開關(guān)與常規(guī)燈光開關(guān)相似，只多了一個(gè)HOLD（保持位置）。這種燈光控制開關(guān)不但可接通、斷開前照燈和尾燈，還可以向前照燈縮回裝置的控制繼電器發(fā)出信號(hào)，升起和降下前照燈。將變光開關(guān)向上拉至FLASH（閃動(dòng)）位置時(shí)，它可向前照燈縮回裝置的控制繼電器發(fā)出信號(hào)，升起前照燈，其功用與普通組合燈光開關(guān)一樣。

前照燈的升起和縮回是用前照燈縮回裝置的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成的。連桿和曲柄裝于前照燈和電動(dòng)機(jī)之間，如圖4所示。當(dāng)前照燈升到上限時(shí)，前照燈支撐桿與前照燈支架上的止動(dòng)器接觸，確保前照燈燈光軸處于正確位置。

前照燈縮回裝置電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。電動(dòng)機(jī)有電流通過，帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿通過蝸輪帶動(dòng)曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)，前照燈升起或縮回。每個(gè)縮回裝置電動(dòng)機(jī)中都裝有由1個(gè)凸輪板和2對(duì)觸點(diǎn)構(gòu)成的限位開關(guān)，該限位開關(guān)可使縮回裝置電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還與IC一起控制2個(gè)三極管的通斷，即前照燈縮回裝置的內(nèi)置繼電器。

縮回裝置電動(dòng)機(jī)內(nèi)的限位開關(guān)有兩對(duì)觸點(diǎn) （A、B和A、C），前照燈的不同位置其導(dǎo)通情況如下：前照燈處于降下位置時(shí)，A、B處于連通狀態(tài)；前照燈處于升起位置時(shí)，A、C處于連通狀態(tài)。當(dāng)由A、B連通變?yōu)锳、C連通或由A、C連通變?yōu)锳、B連通，前照燈在升起和降下位置之間移動(dòng)，其所經(jīng)過的任一位置稱為中間位置。

若前照燈驅(qū)動(dòng)裝置有故障而不能升起，可先斷開蓄電池負(fù)極導(dǎo)線或縮回裝置熔斷絲，然后從縮回裝置電動(dòng)機(jī)上拆下防水蓋，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)旋鈕，并使連桿和曲柄位于一條直線上，則證明前照燈已處于標(biāo)準(zhǔn)的 “升起”位置。

可縮回式前照燈裝置電路原理如圖6所示。IC根據(jù)檢測到的端子6、8變化狀況，即燈光控制開關(guān)和變光開關(guān)的位置變化，控制T1、T2的通斷并與限位開關(guān)相配合，控制縮回裝置電動(dòng)機(jī)的工作。

當(dāng)限位開關(guān)觸點(diǎn)A、B相連 （前照燈降下狀態(tài)），若IC控制T1導(dǎo)通時(shí)，電流自蓄電池正極→端子10→1號(hào)、2號(hào)繼電器線圈產(chǎn)生電磁吸力，迫使各自繼電器觸點(diǎn)由E側(cè)轉(zhuǎn)向D側(cè)，就有電流自蓄電池正極分別流過2個(gè)內(nèi)置繼電器的觸點(diǎn)D、端子1、4，經(jīng)2個(gè)縮回裝置電動(dòng)機(jī)搭鐵，使2個(gè)縮回裝置電動(dòng)機(jī)工作，于是前照燈升起。當(dāng)前照燈升至極限位置時(shí)，限位開關(guān)內(nèi)的觸點(diǎn)連接由A、B轉(zhuǎn)變成A、C，由于T2處于截止?fàn)顟B(tài)，內(nèi)置繼電器線圈無電流通過。在彈力作用下，2個(gè)內(nèi)置繼電器觸點(diǎn)由D側(cè)轉(zhuǎn)向E側(cè)，使縮回裝置電動(dòng)機(jī)停止工作。在此過程中，T1接通10s。前照燈縮回原理與升起相同，只是限位開關(guān)觸點(diǎn)A、C相連。

配置此裝置的車型有：豐田卡羅拉，奧迪A8，寶馬X5，福特翼搏，奔馳，凱迪拉克，賓利飛馳，悍馬，邁巴赫，速騰，輝騰，法拉利，凱美瑞，沃爾沃，奔騰B90等。

5 ILS智能化燈光系統(tǒng)

ILS（智能化燈光系統(tǒng)）以大功率復(fù)式氙氣前照燈為基礎(chǔ)，根據(jù)道路及天氣狀況進(jìn)行燈光分配。ILS包括5種照明模式。

1）鄉(xiāng)村照明 能夠更加寬闊地照亮駕駛員一側(cè)的道路，駕駛員在黑暗中更容易判斷前方路況，并能夠在其他車輛或人員穿越其行車路徑時(shí)，更容易做出反應(yīng)。

2）高速公路照明 夜間在高速公路上行駛，當(dāng)車速達(dá)到預(yù)設(shè)的速度時(shí)，復(fù)式氙氣前照燈的亮度會(huì)顯著增加。此功能可有效地改善夜間高速公路行車的遠(yuǎn)距離視野。如圖7所示。

3）增強(qiáng)型霧燈 該功能在70 km／h時(shí)速以下且后霧燈打開時(shí)被激活，駕駛員一側(cè)的復(fù)式氙氣前照燈向外轉(zhuǎn)動(dòng)，以便更好地照亮近側(cè)路面，并且減輕在霧天反射燈眩光。如圖8所示。

4）主動(dòng)轉(zhuǎn)彎照明 根據(jù)不同車速和轉(zhuǎn)向角，車輛主動(dòng)轉(zhuǎn)彎照明會(huì)自動(dòng)開啟。主動(dòng)前照燈可迅速向轉(zhuǎn)彎方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增強(qiáng)轉(zhuǎn)角方向的照明效果。如圖9所示。

5）彎道照明 當(dāng)以低于40 km／h的速度行駛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤或是使用轉(zhuǎn)向信號(hào)燈時(shí)，彎道照明功能會(huì)被自動(dòng)激活。車輛正前方和轉(zhuǎn)彎方向的照明范圍會(huì)大幅度擴(kuò)展，能夠更早地發(fā)現(xiàn)橫穿道路的行人。如圖10所示。

配置此裝置的車型有：歐寶雅特，邁騰，歐寶威達(dá)，福特翼虎，路虎神行者2，豐田霸道，雷諾緯度，速騰，奧迪Q7，寶馬X5，一汽寶來，凱迪拉克，豐田卡羅拉，奧迪A8，奔騰B70，賓利飛馳，法拉利，奔馳，沃爾沃，馬自達(dá)6，奔騰B90，新馬自達(dá)3，輝騰，豐田凱美瑞，保時(shí)捷卡宴，別克凱越，邁巴赫，克萊斯勒等。

6 燈光報(bào)警提示系統(tǒng)

白天行車因過隧道或其他原因開燈后很容易忘記關(guān)燈。當(dāng)駕駛員斷開點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，如果車燈開關(guān)未關(guān)閉，關(guān)燈報(bào)警裝置就會(huì)提醒駕駛員及時(shí)關(guān)閉車燈開關(guān)。

在很多汽車上，車燈開關(guān)未關(guān)報(bào)警電路還同時(shí)控制車燈未關(guān)報(bào)警燈，該報(bào)警燈與蜂鳴器并聯(lián)，通常安裝在儀表板上。如果駕駛員在斷開點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，車燈開關(guān)未關(guān)閉，蜂鳴器和報(bào)警燈就會(huì)同時(shí)發(fā)出警報(bào)，以引起駕駛員的注意。