現(xiàn)代汽車照明系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1、現(xiàn)代汽車照明系統(tǒng)的發(fā)展趨勢目前，汽車照明系統(tǒng)正在經(jīng)歷著重要變革，不僅 HID 和 LED 光源得到了更廣泛的應(yīng)用，而且汽車照明系統(tǒng)也日益智能化。 并且在智能化的范圍不斷延伸， 汽車生產(chǎn)商們正在用更安 全、更環(huán)保、 設(shè)計更精美以及更省油料等優(yōu)點來吸引用戶。 與此同時， 新車款型也必須符合 最新的規(guī)定， 這就導致了新技術(shù)不斷得到應(yīng)用。在轎車的燈具中， 除了牌照燈之外， 主要作用是為駕駛者提供路面照明， 在一定情況 下也可以起信號作用， 例如超車時閃爍大燈以示對方注意。 外信號燈則是為方便其他駕車者 識別本車輪廓和判斷本車動向而設(shè)置的。其中轉(zhuǎn)向指示燈和制動燈是極重要的信號指示燈， 它對于汽車安全關(guān)系

2、重大。 為了進一步提高安全性， 近年來， 轎車廣泛采用副制動燈 - 高位 制動指示燈， 安置在后檔風窗的位置以吸引他人的注意。汽車照明系統(tǒng)是汽車的三大安全件之一，是最主要的主動式安全裝置。如轎車大燈，它是保障汽車安全運行的重要部件， 前照燈的燈照距離越遠， 配光特性越好， 汽車行駛的安全 性能就越高。由于汽車照明是行車安全的關(guān)鍵部件， 因此， 外照明燈和外信號燈， 都屬于 強制性檢驗的項目。鑒于燈光對于汽車行駛安全有著重要的作用，各國都有嚴格法規(guī)要求。要改變傳統(tǒng)的燈光方式， 首先要研究法規(guī)問題。為此，歐洲已經(jīng)組織了汽車制造商（如寶馬、羅浮、奔馳、大眾 / 奧迪、福特、沃爾沃、雷諾、標致、雪鐵龍

3、） 、燈具系統(tǒng)供應(yīng)商及 燈具制造商一同參加的工作組， 開展研究以使在燈光設(shè)計上能有更大的自由度，逐漸走向適應(yīng)式燈光， 并提出新法規(guī)的建議。汽車生產(chǎn)商們正在用更安全、更環(huán)保、設(shè)計更精美以及更省油料等優(yōu)點來吸引用戶。與此同時， 新車款型也必須符合最新的規(guī)定， 這就導致了新技術(shù)不斷得到應(yīng)用。 例如頭燈甚至可以轉(zhuǎn)化任意角度， 以便駕駛者看到偏僻的角落， 不過這還取決于汽車 的行駛速度。另外， 汽車內(nèi)部的照明系統(tǒng)對汽車內(nèi)環(huán)境也有著重要的影響，設(shè)計工程師們也正努力使這一系統(tǒng)與內(nèi)環(huán)境更加的融合。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，轎車前照燈發(fā)生越來越大 的變化。在現(xiàn)代轎車上， 過去那種可裝卸的白熾燈泡和白熾真空前照燈都先后

4、被淘汰，取而代之的是鹵素前照燈， 它在近幾年時間就席卷全球， 成為各國轎車前照燈的主力。 目前， 很 多生產(chǎn)廠家都開發(fā)出各種不同的樣品正在進行試驗，有的智能式前照燈已經(jīng)裝在最新樣車上。主動式旋轉(zhuǎn)頭燈在未來幾年中我們可以看到 Audi 先進的前燈照明系統(tǒng)， 從上到下： 角燈照明系統(tǒng)和轉(zhuǎn) 向鎖與速度輸入的響應(yīng)； 前燈旋轉(zhuǎn)； 前燈光束形狀隨周圍環(huán)境的變化而變化。其實， 部分雪鐵龍車型早在幾年前就已經(jīng)開始應(yīng)用這種旋轉(zhuǎn)頭燈，不過這種技術(shù)并沒有普遍流行。 但是現(xiàn)在這種主動式旋轉(zhuǎn)頭燈再次被人們提起，并且將會比以前具有更好的應(yīng)用。Audi 先進的頭燈照明系統(tǒng) （ AFS） 在汽車中的應(yīng)用被寄予厚望。 事實上，

5、 這一技術(shù)的 最基本的照明系統(tǒng)（ 角燈照明系統(tǒng)） 已經(jīng)用在 Audi A8 豪華汽車和其他的一些汽車上。但 是所提到的這種系統(tǒng)更有意思的是： 它們甚至在汽車開始拐彎以前就已經(jīng)可以照到周圍的拐 角。在 Audi 系統(tǒng)中， 側(cè)面照明主要取決于轉(zhuǎn)向角， 不過， 它同時還與汽車的速度有關(guān)。 例如， 當汽車行駛在高速公路上時和在市區(qū)時， 當相應(yīng)的輸入信號進入到系統(tǒng) （ 包括 GPS）， 前燈自動的改變光束寬度、角度和范圍。目前所銷售的豪華汽車幾乎都裝配了GPS 導航系統(tǒng)，因此這一系統(tǒng)非常可行， 而且該系統(tǒng)的安全性能是顯著的。傳統(tǒng)的近光燈在曲率半徑為 190m 拐彎時，傳統(tǒng)的近光燈可以提供的照明范圍僅有3

6、0m而該系統(tǒng)可以達到 55m.采用 HID 照明技術(shù)的主動照明系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的用于Mercedes 汽車上。獨立的微控制器， 通過處理來自轉(zhuǎn)向角和速度的傳感器的即時信息，控制電動機旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的前燈。另外， 傳統(tǒng)的主動前燈可用來減少對駕駛者造成眩目的機會。BMW 照明系統(tǒng)BMW 像素照明系統(tǒng)，這是德國汽車制造商不久前開始研究的技術(shù)，這就是所謂的“pixelheadlights ” 系統(tǒng)， 它采用 480， 000 個獨立控制的顯微鏡片取代了傳統(tǒng)的發(fā)射鏡 功能。這種方法形成的前燈光柱形狀完全符合駕駛者的駕駛條件，同時還不會產(chǎn)生耀眼的遠光照明。并且在拐彎、城市、高速公路和惡劣天氣時具有獨特的照明效果，另

7、外， 它的附屬光還可以照亮道路標志。BMWPixel light 前燈系統(tǒng)可以給駕駛者提供特別的提示、警告信息，例如左轉(zhuǎn)時光束顯示出相應(yīng)的左轉(zhuǎn)箭頭指示信息。LED 前大燈和智能化前照燈LED 前大燈：北美國際車展登場的福特概念車中，其中一輛將結(jié)合環(huán)?？萍?， 采用太陽能作為照明系統(tǒng)的電力來源， 在日間有陽光時采集能量， 加以儲存之后， 夜間便可提供 燈光照明使用；而另一輛概念車則使用發(fā)光二極管LED 取代傳統(tǒng)燈泡，因為 LED 擁有高亮度、反應(yīng)時間短與使用壽命長等優(yōu)點。以往 LED 通常應(yīng)用在尾燈， 此次福特工程師將這種技術(shù)巧妙地應(yīng)用到汽車前大燈上。 2007 款林肯 Aviator 也將全面采

8、用此全新的照明系統(tǒng)， 可以 預見將來福特旗下的所有車型皆有可能采用此頭燈照明系統(tǒng)。福特將成為第一位將LED 置入頭燈設(shè)計并實際量產(chǎn)的車廠。在全新的照明系統(tǒng)中，除了將 AFS 主動式轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)加以運用外，同時結(jié)合了 LED 光源，主燈仍采用傳統(tǒng)的鹵素燈泡，擁有高亮度的光源但卻又沒有HID 的炫目疑慮，加上 LED 的輔助照明，使得車輛能擁有全方位的照明能力。智能化前照燈系統(tǒng)： Hella 運用高壓氣體放電集成遠光的雙氙氣前照燈批量生產(chǎn)已經(jīng)成 熟。在此基礎(chǔ)上， 該公司新開發(fā)出動態(tài)轉(zhuǎn)彎燈。 動態(tài)轉(zhuǎn)彎燈是智能化前照燈系統(tǒng)的一個重要 組成部分， 這項新技術(shù)極大的提高了駕車的安全性和舒適性。 動態(tài)轉(zhuǎn)彎燈

9、的特點是在不同的 轉(zhuǎn)彎半徑下， 該前照燈能夠在水平 150 度之內(nèi)擺動， 這使得轉(zhuǎn)彎時近光燈照亮區(qū)域幾乎 擴大了 1 倍，以幫助駕車者能夠更好更快地適應(yīng)彎道路況。當轉(zhuǎn)彎半徑為 190m 時，普通前照燈可以照亮前方彎道 30m 左右處，而動態(tài)轉(zhuǎn)彎燈可以將照亮彎道區(qū)域再延長25m 左右。在激活遠光燈功能時， 動態(tài)轉(zhuǎn)彎燈同樣發(fā)揮作用。鹵素前照燈傳統(tǒng)的大燈有兩組燈絲， 分別射出遠和近的光束。遠光束亮些，照得遠些，主要用于高速行駛； 近光束暗些， 照得近些， 主要用于會車。何時用遠燈或近燈皆由駕車者操縱， 而且前大燈的每組光束強弱是不可調(diào)的， 角度也是在安裝的過程中就調(diào)整好了。 隨著轎車的 行駛速度的不

10、斷提升，傳統(tǒng)大燈的照明已經(jīng)日益顯示出它的弊端，在轉(zhuǎn)彎、會車、雨霧天及在高速公路上行駛， 兩光束的大燈會使駕車者不易看清路面， 視野狹窄， 也容易造成對 方駕車者眩目。傳統(tǒng)的車燈是由一根緊密盤卷的細鎢絲裝在一個充滿惰性氣體的燈泡中組成， 當電流通 過鎢絲時，它會燃燒起來并發(fā)出白熱光， 在高溫的作用下， 鎢絲中的鎢原子處在蒸發(fā)狀態(tài)， 時間一長， 蒸發(fā)的鎢原子會越來越多， 鎢絲會越燒越細， 最終被燒斷， 鎢原子會沉積在相 對較冷的燈泡玻璃上， 日久天長就會有一層陰影， 遮住光線的照射， 燈的亮度就會減弱。 電光學工程師針對上述問題研制了鹵素燈，這種燈就是在燈泡內(nèi)的惰性氣體滲入少量的碘 （碘是化學元素

11、中的鹵元素） ，從燈絲蒸發(fā)出來的鎢原子與碘原子相遇反應(yīng)， 生成碘化鎢化 合物，當?shù)饣u化合物一接觸白熱化的燈絲（溫度超過 1450C）,又會分解還原為鎢和碘，鎢又重新回到燈絲中去， 碘則重新進入氣體中。 如此循環(huán)不已， 燈絲幾乎不會燒斷， 燈泡 也不會發(fā)黑。所以， 鹵素前照燈比傳統(tǒng)的白熾前照燈壽命更長，亮度更大?，F(xiàn)在的鹵素燈玻璃是用石英制成， 又稱作石英鹵素燈， 可以承受很高的溫度。鹵素燈主要用作汽車的前照燈， 有其獨特的配光結(jié)構(gòu)。每支燈管內(nèi)有兩組燈絲，一組是主光束燈絲， 發(fā)出的光經(jīng)燈罩反射鏡反射后徑直向前射去，這種光源俗稱“遠光” ; 另一組是偏光束燈絲， 發(fā)出的光給遮光板擋到燈罩反射鏡的上

12、半部分，其反射出去光線都是朝下漫射向地面， 不會給對面來車的駕駛者造成眩目， 這種光源俗稱“近光” 。目前的轎車前照燈總成比較流行低風阻的新型內(nèi)裝式燈具，外型與車身輪廓相配合， 做到渾然一體融于車中。 同時， 燈罩也做了改革， 采用新型聚光玻璃， 能提供更遠更廣泛的 視野區(qū)域，不易使迎面而來的駕車者造成眩目， 日本凌志轎車就裝配了這種前照燈。氙燈雖然氙燈的成本比鹵素燈高， 但由于性能優(yōu)越， 亮度、 色溫、防眩目和耐用等方面氙燈 都比鹵素燈好， 因此在汽車上日益受到重視， 已經(jīng)有越來越多的中高級乘用車使用氙燈。 鹵 素燈與普通燈泡一樣有燈絲， 而氙燈則是沒有燈絲， 這是氙燈與傳統(tǒng)燈具最重要的區(qū)別

13、。 氙燈是利用兩電極之間放電器產(chǎn)生的電弧來發(fā)光的，如同電焊中產(chǎn)生的電弧的亮光。 高壓脈沖電加在完全密閉的微型石英燈泡 （ 管） 內(nèi)的金屬電極之間， 激勵燈泡內(nèi)的物質(zhì) （ 氙氣、 少量的水銀蒸氣、 金屬鹵化物） 在電弧中電離產(chǎn)生光亮。 這種光亮的色溫與太陽光相似， 但 含較多的綠色與藍色成份， 因此呈現(xiàn)藍白色光。 這種藍白色光大幅提高了道路標志和指示牌 的亮度。氙燈發(fā)射的光通量是鹵素燈的 2 倍以上， 同時電能轉(zhuǎn)化為光能的效率也比鹵素燈提高70%以上， 所以氙燈具有比較高的能量密度和光照強度，而運行電流僅為鹵素燈的一半。車燈亮度的提高也有效擴大了車前方的視覺范圍， 從而營造出更為安全的駕駛條件。

14、 氙燈的變壓器 和電子控制單元控制電弧的放電過程， 保證了光亮的穩(wěn)定性及連續(xù)性。由于氙燈沒有燈絲， 因此就不會產(chǎn)生因燈絲斷而報廢的問題， 使用壽命比鹵素燈長得多。 據(jù)介紹， 氙燈使用壽命 相當于汽車平均使用周期內(nèi)的全部運行時間。 更重要的一點是， 氙燈一旦發(fā)生故障不會瞬間 熄滅， 而是通過逐漸變暗的方式熄滅，使駕車者能在黑夜行車中贏得時間， 緊急靠邊停車。 氙燈還有一個好處， 在安裝正確的情況下不會產(chǎn)生多余的眩光，不會對迎面來車的駕駛者造成干擾。采用氙燈增加了汽車前燈總成形狀設(shè)計的自由度， 即提高了對汽車前照面設(shè)計的任意性。 通過研制結(jié)構(gòu)緊湊的前大燈總成， 進一步提高了汽車的空氣動力學性能。目

15、前，為了減少成本簡化結(jié)構(gòu)， 一些轎車的四燈制前照燈采用氙燈與鹵素燈混用方式，遠光系統(tǒng)用氙燈，近光系統(tǒng)用鹵素燈， 充分發(fā)揮各自的性能。尾燈雖然沒有象前燈的發(fā)展那樣引人關(guān)注， 但尾燈系統(tǒng)同樣發(fā)生了巨大的變化。 其中的一個 方面是智能化， 就是使汽車尾燈自動的執(zhí)行工作， 改善與其他道路使用者之間的交流功能。 例如， 如果頻繁的忘記關(guān)閉或者誤用霧燈就會自動的由尾燈取代， 不過這還要取決于具體 天氣條件。用于照明系統(tǒng)中的傳感器會探測透鏡周圍的環(huán)境狀況、污染物，甚至速度和交通信息。 當有汽車尾隨時， 輸入信息經(jīng)分析后， 尾燈的工作方式自動改為“有霧”狀態(tài)，減少尾燈 的亮度， 避免車禍的發(fā)生。通過采用脈沖寬

16、度調(diào)整LED,尾燈的亮度可以很輕易的以低成本的方式實現(xiàn)在很大的范圍內(nèi)的改變。 另外一種智能技術(shù)是緊急剎車后， 自動緊急后燈就會亮 起（ 這種技術(shù)在一些汽車中已經(jīng)實現(xiàn)， 不過是在安全氣囊打開后） 。通過采用 LED 矩陣，尾燈的形狀和亮度可以相應(yīng)的改變。這種方法還提供白天和夜間的model-to-model 改變及軟件驅(qū)動改變。如果LED 矩陣用于尾燈，現(xiàn)在尾燈已確定的形狀將來可能不會再延續(xù)下去, 他們的形狀可以由軟件命令來確定和改變,這有可能取決于法律的規(guī)定（ 剎車燈和指示燈） ,例如, 剎車燈與倒車燈可以變成不同形狀。最后,剎車燈的照亮范圍也可以由汽車行駛速度的快慢來決定。BMW 概念車 X

17、-Coupe 已經(jīng)采用了該技術(shù)，在開始剎車時, 剎車燈只有外圍亮。 隨著踏板壓力的不斷增加, 照明的范圍逐漸的向內(nèi)延伸, 全剎車時, 整個區(qū)域被照亮。目前， 紅色 LED 已經(jīng)開始被用在一系列的汽車剎車燈上，低功耗、快速點亮和較長的使用壽命使它們具有了比傳統(tǒng)燈更先進的優(yōu)點。內(nèi)部照明隨著消費者對汽車舒適性要求的提高, 汽車制造商不斷開發(fā)新技術(shù)以緩解汽車行駛中的駕駛者和乘客之間的心理壓力，內(nèi)部照明技術(shù)也隨之更加先進。Audi A8 在門套、把手（內(nèi)、外） 、門飾及駕駛者放腿腳的擱腳空間等地方都安裝了相應(yīng)的照明燈。不過, 事實上, 汽車內(nèi)部的照明系統(tǒng)仍保留在比較初始的階段,照明的方式和控制通 常用手

18、來實現(xiàn),其他小艙的燈也僅是幾個離散的。 內(nèi)部照明系統(tǒng)應(yīng)該營造出一種安寧的氛圍。 當汽車在夜間停止行駛和駕駛者離開汽車時,EL 條可以朦朧的照射車門。這種所謂的“心理”方式已經(jīng)在 Mercedes SL 系列汽車上開始應(yīng)用, 包括： 照亮汽車 駕駛者和乘客擱腳空間, 產(chǎn)生一種廣闊空間的舒適感覺； 車門把手凹陷的夜間照明燈, 有 助于黑暗中乘客的開門；汽車后視鏡中央安裝有綜合照明燈,可以發(fā)出溫和的光。為了確保良好的狀態(tài), SL 系列的汽車上裝有一個特別的傳感器來探測周圍光的亮度, 測定的信息傳送到控制模塊, 最終決定內(nèi)部的光亮強度。我國車燈生產(chǎn)前景廣闊未來的汽車照明系統(tǒng)的前景是令人興奮的。先進的前燈、可變亮度的尾燈和更人性化的 內(nèi)部照明系統(tǒng)是全新的汽車照明技術(shù), 在不久的將來我們就會看到它們的應(yīng)用。伴隨著汽車使用率的日益提高, 國內(nèi)外汽車廠家紛紛搶灘市場, 形成群雄爭霸之勢, 從 而加速推動中國汽車市場的變化。在未來幾年中,我國汽車市場將發(fā)生四大變化：一是國外汽車廠商在中國銷售日益本土化； 二是國外汽車廠商和中國汽車正以戰(zhàn)略聯(lián)盟方式發(fā)生變化,更趨于靈活開放； 三是隨著中國消費者對汽車的