汽車LED頭燈改裝技術(shù)：用馬達(dá)連續(xù)調(diào)整照射范圍
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2016-03-16
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富士重工業(yè)為2015年10月局部改進(jìn)的新款“森林人”（Forester）配備了可從遠(yuǎn)光到近光連續(xù)調(diào)整LED頭燈照射范圍的系統(tǒng)（圖1）。特點是采用了旋轉(zhuǎn)式遮光板，能夠隨意調(diào)整照射范圍。
圖1 配備LED頭燈的新款“森林人”
把由遠(yuǎn)光燈（鹵素?zé)簦┖徒鉄簦℉ID燈）組成的雙燈式改成了LED單燈式。
可檢測出前方車輛（前方及對面的車輛）并自動切換LED頭燈遠(yuǎn)光和近光的方法大致分為“模塊控制式”和“遮光板式”。前者模塊控制式通過分別控制多個LED光源（模塊）來實現(xiàn)多種配光模式。這種方式的原理是，通過車載攝像頭來檢測前方車輛的尾燈和對面車輛的頭燈，并關(guān)閉多個模塊中的特定模塊，避免向前方車輛照射遠(yuǎn)光（表）。
后者遮光板式則使用遮光板來切換遠(yuǎn)光和近光。一種方法是讓遮光板上下機(jī)械運動，分兩檔來切換遠(yuǎn)光和近光，還有一種方法是使用多塊遮光板來進(jìn)行多檔切換。這些方式都可以只對前方車輛的方向進(jìn)行遮光，并向其他方向照射遠(yuǎn)光。由于能夠照射遠(yuǎn)光來行駛，車間照明，不會讓前方車輛的駕駛員感到晃眼，因此夜間視認(rèn)性較高。
利用馬達(dá)來驅(qū)動遮光板
富士重工在新款森林人的LED頭燈中采用的系統(tǒng)也屬于遮光板方式，但與以往使用遮光板的系統(tǒng)不同的一點是，使用馬達(dá)來驅(qū)動遮光板運動，車間照明， led亮化工程，從遠(yuǎn)光到近光可連續(xù)切換。該系統(tǒng)基于小糸制作所的“單燈式高功能投影儀”開發(fā)而成（圖2）。該公司的投影儀可通過調(diào)整遮光部件中的遮光板來實現(xiàn)多種配光模式。新款森林人的頭燈將這種遮光板由上下移動的兩檔式改成了以馬達(dá)驅(qū)動的無檔旋轉(zhuǎn)式。當(dāng)檢測到前方車輛時，就開始切換遠(yuǎn)光。當(dāng)前方車輛靠近本車時，照射范圍會根據(jù)輛車的距離連續(xù)調(diào)整，綠色照明，可一直避免向前方車輛的駕駛員照射遠(yuǎn)光（圖3）。
圖2 單燈式LED頭燈的構(gòu)造
（a）拆解后的頭燈。（b）由LED單元、反光板、遮光部件、透鏡等構(gòu)成。（出處：小糸製作所）
圖3 遮光部件的構(gòu)造
（a）拆解后的遮光部件。（b）由可連續(xù)調(diào)整遠(yuǎn)光照射范圍的旋轉(zhuǎn)式遮光板以及驅(qū)動遮光板的馬達(dá)等構(gòu)成。
檢測前方車輛時，LED筒燈，使用的是富士重工的安全駕駛輔助系統(tǒng)“EyeSight ver.3”的彩色立體攝像頭。如果是行駛在前面的車輛，會主要根據(jù)尾燈的紅色來判斷，如果是對面行駛的車輛，則會主要根據(jù)頭燈的亮度來判斷。為了將前方車輛的燈與路邊的反光板等區(qū)別開來，除了車燈的顏色及亮度信息之外，還會利用與對象物之間的距離信息。據(jù)富士重工介紹，如果是平坦的直線道路，商業(yè)照明燈具，可以檢測出700～800m遠(yuǎn)處的前方車輛。
系統(tǒng)可根據(jù)從立體攝像頭獲得的這些信息，使用EyeSight ver.3用ECU（電子控制單元）來控制馬達(dá)，并驅(qū)動遮光板運動。據(jù)富士重工介紹，為了避免對EyeSight ver.3的其他功能帶來影響，節(jié)能與環(huán)保，馬達(dá)控制所使用的信息降低到了最低限度，包括車燈的顏色和亮度，LED球泡燈，以及與對象物之間的距離等。
還具備可沿著拐彎方向軌跡驅(qū)動光軸的功能
而且，新款森林人的頭燈還配備了可沿著轉(zhuǎn)彎方向以馬達(dá)驅(qū)動車燈光軸的“方向盤聯(lián)動頭燈系統(tǒng)（SRH）”。利用安裝在方向盤上的舵角傳感器來檢測方向盤的轉(zhuǎn)向角度，并根據(jù)該數(shù)值和速度數(shù)據(jù)等來確定驅(qū)動光軸的角度。對驅(qū)動光軸的馬達(dá)進(jìn)行控制時，使用了專用ECU。
不過，如果在急轉(zhuǎn)彎等情況下前方突然出現(xiàn)車輛，向?qū)γ孳囕v的駕駛員照射遠(yuǎn)光的危險性就會增大。據(jù)富士重工介紹，使用立體攝像頭來控制的話，國內(nèi)資訊，很難完全避開這種情況。因此，新款森林人的頭燈還配備了方向盤的轉(zhuǎn)向角度超過一定值時會強(qiáng)制性地由遠(yuǎn)光切換至近光的功能。由此，可進(jìn)一步提高夜間的安全性。
另外，上代森林人的頭燈為雙燈式，近光為HID（High Intensity Discharge，高強(qiáng)度放電）燈，LED筒燈，商業(yè)照明燈具，遠(yuǎn)光為鹵素?zé)簟Ｐ驴钴噷⑵涓某闪藛螣羰絃ED燈。開發(fā)負(fù)責(zé)人布目智之表示，室外照明，其原因是“在外觀造型中突出‘眼睛’”。
該產(chǎn)品利用四個LED元件和一個驅(qū)動模塊構(gòu)成了單燈式單元。讓LED元件發(fā)光，口碑，LED照明工程，用反光板來調(diào)整光的方向，并通過透鏡照射出去。亮度為2250lm（流明），裝修照明，比原來的LED燈高1.6倍。功耗約為20W，還不到由HID燈和鹵素?zé)艚M成的雙燈式的1/4。
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