车灯性能配光仿真设计.docVIP

车灯性能配光仿真设计 （苏 丹） 摘 要：解决汽车照明问题的主要课题，在于如何解决互不相容的要求之间的矛盾，即一方面要求在相当长的距离内保证良好的道路照明，而另一方面又要求这种道路照明不至于使迎面车辆的驾驶员产生眩目。为了达到配光法规，本文着重从车灯结构与实际车灯配光性能的意义与现在的研究情况及前照灯近光配光性能等入手。利用VB与CATIA连接建立一个简单的数学模型，由于灯具结构较复杂，由灯泡、反射镜、配光镜三大部分组成，因此构造数学模型时，需规定一个基准坐标系，从而可以精确地确定三大组件的空间位置关系，并在每个组件上规定子坐标系，使在进行光线追迹计算时独立于其他组件，使光线计算编程比较容易实现。所以必须进行VB与CATIA的连接，在CATIA上面进行建模，然后利用先进的SPOES软件进行灯具，光源和测光屏的选定，进行20000条光线的仿真模拟。 关 键 词：前照灯 ECE配光标准 CATIA二次编程 SPEOS仿真 绪论： 1.汽车灯具[32] 汽车灯光按照用途分有照明灯和信号灯两大类。照明灯又分为外部照明灯和内部照明灯。外部照明灯指前照灯、前雾灯、牌照灯。内部照明灯指顶灯等内部照明灯具。信号灯也分为外部信号灯和内部信号灯。外信号灯指转向灯、制动灯、位置灯、示廓灯、倒车灯。内信号灯泛指仪表板上的指示灯。在这些灯中，属于强制性检验的灯光有外部照明灯和外部信号灯，因为是行车安全的关键部件。外部照明灯除了牌照灯之外，主要作用是为本车驾驶者提供路面照明，在一定情况下也可以起信号作用，例如超车时闪烁前照灯以示对方注意。外部信号灯则是为方便其他驾车者识别本车轮廓和判断本车动向而设置的。其中转向灯和制动灯是极重要的信号指示灯，它对于汽车安全关系重大。 2.国内外技术水平及发展趋势[32] 我国车灯行业现阶段正处于稳步发展时期，灯具生产企业正在逐步完善产品设计与生产能力，并由原来的单纯追求产品质量向既追求产品质量也追求产品外观转换，同时也对国外先进的技术进行消化吸收，逐渐缩小与国外先进企业的差距。从光源来说，现阶段我国车灯还是以传统光源(白炽灯泡及卤素灯泡)为主，很少有企业采用高强度气体放电灯(HID)灯泡、高亮度发光二极管(LED)、或是光导纤维作为光源。这是由于大多数企业本身并不具备光源生产能力，所采购的光源成本高，使得整灯成本上升，制约了灯具行业的发展。而国外的大型企业大多数都有自己的光源生产线，所需成本大大降低，竞争能力也相应加强。 目前，国外的大多数轿车现都配备了HID前照灯。HID前照灯特点：高亮度输出，色温度舒适度高，产品寿命长，约1/2的电力消耗。部分信号灯也由高亮度LED取代了传统灯泡。LED特点：体积小，功耗低，亮度强和热量低，使得整车在节能及外观方面得到了很大的提高。我国的HID生产才刚刚起步，还没有生产出完整的HID前照灯。采用高亮度LED光源的企业大多数也还在测试开发阶段，完善的IED灯具还很少。这就突出了我国汽车灯具行业在高尖端技术方面与国外企业的差距。如何引入和吸收国外灯具企业的高尖端技术已经显得尤为重要了。另外，汽车灯具的智能化也是国外汽车灯具的一个主要发展方向。为了改善夜间以及气候因素所造成的视线不良问题，提出了一种新的前照灯照明系统，即AFS系统(Advanced front—lighting sys—terns)。由于超过8O 的车祸是在夜间和恶劣天气下发生的，为了在夜间或者是恶劣天气下能达到更好的视觉效果，这就要求前照灯光线随着方向盘转向角度或车辆速度的改变而改变。在6O年代，雪铁龙汽车远光光束能依照方向盘的角度水平转动而移动。这种系统在2003年首先设计成了近光灯具有转向功能。在2007年做出了完整的AFS系统，这个系统应包含适应其它各种不同状况的功能。例如在高速公路上，或是天气状况不佳时提供良好的视觉效果。国外先进企业开发的AFS系统(智能前照灯系统)使得车辆在转弯、高速行驶及雨雾天气等不同情况下受控自动生成能适应各种驾驶环境的灯光模式。日本开发的IIS系统(智能灯光系统)也向自动控制光线的方向发展，使汽车大灯随行驶状况的变化而实时变化，为驾车者提供了比较理想的光束模式。而这方面正是我国汽车灯具企业所欠缺的。 3.配光原理 [3] 将汽车行驶方向的道路从无穷远处以中心投影法投射到前照灯所在的配有明暗截止线的铅垂平面上的道路透视图，即为前照灯近光检验的配光屏幕。 （a） （b） 图1（a）道路透视图及近光配光屏幕 （b）道路及配光屏幕侧视图 图1给出了汽车行驶方向的道路透视图与配光屏幕的关系,结合图1（b）可清楚地看到主要检查点及区域的意义B50L称作防眩点，表示距前照灯50m处迎面而来的驾驶员眼睛的位置。该点的照度值不得大于规定值，否则会使对面会车的驾驶员感到眩目。50R及75R分别代