ALS自适应前照灯系统简介..docVIP

AFS专论1·AFS自适应前照灯系统简介 ?????????????????????????? AFS（Adaptive Front Lighting System） 自适应前照灯系统简介 ???????AFS是指能自动改变两种以上的光型以适应车辆行驶条件变化的前照灯系统。[1]AFS是目前国际在车灯照明领域必威体育精装版的技术之一，同时也是一个和行车安全息息相关的主动式安全系统。 AFS研发背景 ???? 传统的前照灯系统是由：近光灯、远光灯、行驶灯和前雾灯组合而成。在城市道路行驶并且限速的情况下，主要采用近光；在乡间道路或者高速公路上高速行驶的时候，主要采用远光；雾天行驶的时候，应该打开雾灯；白天行驶，应该打开行驶灯（欧洲标准）。但是实际的使用中，传统的前照灯系统存在着诸多问题。例如，现有近光灯在近距离上的照明效果很不好，特别是在交通状况比较复杂的市区，经常会有很多司机在晚上将近光灯、远光灯和前雾灯统统打开；车辆在转弯的时候也存在照明的暗区，严重影响了司机对弯道上障碍的判断；车辆在雨天行驶的时候，地面积水反射前灯的光线，产生反射眩光等等。 ???? 欧洲汽车照明研究机构曾经就此作过做专项调查，结果显示，欧洲司机们最希望改善的是阴雨天气积水路面的照明，排在第二位的是乡村公路的照明，接下来依次是弯道照明、高速公路照明和市区照明。[1] ???? 上述这些问题的存在，就使得研制一种具有多种照明功能的前照灯成为必要，并且这些功能的切换，出于安全上的考虑，必须是自动实现的。所以欧洲和日本相继研制了这种自动适应车辆行驶状态的前照灯系统——AFS（自适应前照灯系统）。 AFS功能简介 阴雨天气的照明： ???? 如图1、图2所示，阴雨天气，地面的积水会将行驶车辆打在地面上的光线，反射至对面会车司机的眼睛中，使其目眩，进而可能造成交通事故。AFS有效的解决方法是：前灯发出如图所示的特殊光型，减弱地面可能对会车产生眩光的区域的光强。[1] 图1??雨天积水反射的AFS光线（侧视） 图2??雨天积水对AFS光线的反射（俯视） 乡村道路的照明： ???? 在环境照明不好的乡村道路上高速行驶的车辆，需要的是照得远，照得宽的前照灯。同时AFS也不能产生使对面会车司机眩目的光线。 转弯道路的照明： ???? 如图3所示，传统前灯的光线因为和车辆行驶方向保持着一致，所以不可避免的存在照明的暗区。一旦在弯道上存在障碍物，极易因为司机对其准备不足，引发交通事故。AFS解决的方法是：车辆在进入弯道时，产生如图4所示旋转的光型，给弯道以足够的照明。[2] 图3??传统前灯的弯道照明问题 图4??AFS的弯道旋转照明??? 高速公路的照明： ???? 车辆在高速公路上行驶，因为具有极高的车速，所以需要前照灯比乡村道路照得更远，照得更宽。而传统的前灯却存在着高速公路上照明不足的问题，如图5所示。AFS采用了如图6所示更为宽广的光型解决这一问题。[3] 图5??现有前灯在高速公路照明的问题 图6??AFS在高速公路上的照明 城市道路的照明： ???? 城市中道路复杂、狭窄。传统前照灯近光如图7所示，因为光型比较狭长，所以不能满足城市道路照明的要求。AFS在考虑到车辆市区行驶速度受到限制的情况下，可以产生如图8所示的比较宽阔的光型，有效地避免了与岔路中突然出现的行人、车辆可能发生的交通事故。[3] ???? 以上是AFS完整的功能，在实际使用中，欧洲和日本研发的AFS对以上功能各有取舍。 图7??传统前灯近光的照明的问题 图8??AFS城市道路的照明 AFS功能实现 ???? AFS是一个由传感器组、传输通路、处理器和执行机构组成的系统。由于需要对多种车辆行驶状态做出综合判断，客观上决定了AFS是一个多输入多输出复杂的系统。图9是德国HELLA公司AFS的系统简图：[4] 图9?? HELLA的AFS模块化系统简图 ???? 要实现不同的功能，AFS必须要从不同的传感器取得不同的车辆行驶信息。比如，为了实现弯道旋转照明的功能，除了要从车速传感器获取车速、方向盘角度传感器获取方向盘转角、车身高度传感器获得车身倾斜角度以外，还必须通过一些特殊的传感器，获取车辆实际转向角度的信息；为了实现阴雨天照明的功能，就要从湿度传感器获得是否阴雨的信息…… 因为在通常的情况下，AFS所需获得部分信息也被其他的控制系统采用，即AFS实际上要和其他的系统共用一些传感器，所以，必须通过总线这一传输通路以后，才能实现这些传感器信息的共享。 ???? AFS接受到的信息，除了车速，车身转角和车身倾斜角等等少数信息是可以定量的以外，其他传感器发回的信息大多只能到定性的程度。诸如，地面平不平，雨下得大不大等等车身之外的环境信息，都是不能精确量化的。这就使得AFS的中央