AFS(前照灯自适应)系统相关法规的研究分析

1、上海交通大学硕士学位论文AFS(前照灯自适应系统相关法规的研究分析姓名:卜伟理申请学位级别:硕士专业:车辆工程指导教师:黄宏成;张建文20090301AFS(前照灯自适应系统相关法规的研究分析摘要前照灯自适应系统(Adaptive Front-Lighting Systems,以下简称AFS,是一种能适应各种不同环境条件的智能前照灯系统,是未来汽车前照明系统的主要发展方向。通过多年的研究,目前欧洲已形成了针对AFS系统的较为成熟的法规ECE R123关于机动车自适应前照明系统(AFS认证的统一规定。本文以ECE R123法规为基础,对AFS系统不同级别的近光功能,包括C级基础近光、V级城市道路

2、近光、E级高速道路近光、W级恶劣天气近光以及各级近光的弯道照明T模式的功能实现条件和实现方式以及配光测点要求进行了逐一研究。同时根据试验室实际情况,建立并完善AFS 系统配光性能的检测方法。同时,从ECE R123法规和ECE R98法规(传统前照灯配光测点间的对比分析以及样品试验结果来看,传统前照灯的近光能满足AFS系统中的C级近光的配光要求。AFS系统V、E、W级近光可以在C级近光的基础上,通过调整左右前照灯的照射方向而合成。为进一步研究AFS系统和传统前照灯配光性能上的差异,本文将AFS各级近光的合成方法用于传统前照灯,并按AFS系统各级近光的配光要求进行试验。从试验结果来看,该传统前照

3、灯在光学系统不变的前提下,通过变化左右灯的照射方向,可以实现并满足AFS系统C、V、E级近光要求。而对于W级近光,由于无法同时满足“25LL”、“III区”、“线段10”测试区域的要求,故无法实现该功能。关键词前照灯自适应系统,前照灯,近光,配光检测RESEARCH ON REGULATION OF ADAPTIVEFRONT-LIGHTING SYSTEMSABSTRACTAdaptive Front-Lighting Systems (AFS direct the headlight output so that the beam pattern is optimized for diff

4、erent environment conditions.ECE R123“Uniform provisions concerning the approval of adaptive front-lighting systems (AFS for motor vehicles”is newest AFS Regulation in Europe.In this paper we searched photometric requirements and test points of (C、V、E、WPassing beam and their bending mode(T. Establis

5、hing the ability to test AFS.Class C is same to the passing beam of common headlamp,and passing beam of common headlamp can pass photometric requirement of class C. So we change the angle of headlamps to achieve AFS function. From the test result, we can draw a conclusion that common headlamp can ac

6、hieve the function of class C,class V and class E. But it can not achieve the class W because it can not pass all photometric requirements for “25LL”,“Zone III”and “Segment 10”.KEY WORDS AFS,headlamp,passing beam, photometric上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不

7、包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:卜伟理日期: 2009 年 4 月 20日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密。(请在以上方框内打“”学位论

8、文作者签名:卜伟理指导教师签名:黄宏成日期:2009 年 4 月 20 日日期:2009 年 4 月 20 日第一章绪论1.1 引言随着社会的发展和技术的进步,汽车所行驶的周边环境已变得越来越复杂多样。道路的限速不同、路面的照明不同、行人的密度不同、天气条件的环境不同,使得传统上只具有近光和远光两种照明模式的前照灯,已无法满足人们日益增长的行驶安全需要。人们普遍希望能在未来的汽车上安装一种能够显著提高行车安全和舒适驾驶的照明系统,这种照明系统能根据周边环境调整自身的配光方式,提供更大的照明范围和照明距离,同时也能改善传统前照灯的照明死角,这就是前照灯自适应系统(AFS1 2。过去的十年中,汽车

9、装备了越来越智能化的系统以改善行车安全性和驾驶舒适性。AFS系统作为汽车的主动安全部件,其通过传感器来获得车辆行驶过程中周边环境的信息,并将前照灯模式变换为相应的照明状态。譬如,在蜿蜒的乡间公路,AFS照明状态能随着道路的弯曲程度而改变。通过来自于方向盘转角传感器和速度传感器的信息,系统能自动判断道路曲率,并在此基础上,按不同的速率和角度使近光灯进行随动,对于原先的死角进行照明,获得安全舒适的道路照明效果3。1.2 AFS技术现状经过多年的研究和开发,各大汽车制造商均形成了独特且有效的AFS技术能力。虽然这些技术的配光实现方式有所不同,但就其设计初衷和功能模式均大同小异。在此本文将以欧洲的现行

10、法规为依据,介绍目前已经被广泛认同的AFS照明模式4 5:1.2.1 基础照明模式基础照明模式适合于在环境照明不好的普通道路上行驶的车辆,其类似于普通的近光灯。基础照明模式是AFS系统的默认模式,在所有情况下均能开启。1.2.2 城市道路照明模式城市中一般都有路灯照明,但道路复杂、交错。传统前照灯近光因为光型比较狭长,不能完全适合城市道路照明需要。在市区车辆行驶速度较为缓慢的前提下,AFS系统使用比较宽阔的光型,以便在道路边缘和交叉路口都能获得较好的照明,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(图 1。 图1 AFS系统的城市道路照明Fig.1 Town Passing B

11、eam of AFS1.2.3 高速道路照明模式适合高速道路的照明。车辆在高速公路上行驶,因为具有极高的车速,所以需要前照灯比普通前照灯照得更远,照得更宽(图 2。 图2 AFS系统的高速道路照明Fig.2 Motor-way Passing Beam of AFS1.2.4 恶劣天气照明模式恶劣天气照明模式主要针对的是阴雨天气,此时地面的积水会将前照灯打在地面上的光线反射至对面会车司机的眼睛中,使其眩目,进而可能造成交通事故。AFS系统能变换合理的光型,减弱地面可能对会车产生眩光的区域的光强(图 3。 图3 AFS系统的恶劣天气道路照明Fig.3 Wet Road Passing Beam

12、of AFS1.2.5 弯道照明模式当车辆进入弯道时,传统前照灯的光束因为和车辆行驶方向保持一致,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系统解决的方法是:车辆在进入弯道时,产生旋转的光型,给弯道以足够的照明。 图4 AFS系统的弯道照明Fig.1 The Passing Beam Bending of AFS1.3 AFS系统相关法规简介AFS前照灯是未来汽车灯具的一个发展方向,与传统的前照灯不同,AFS前照灯具有多种能适应于不同外界环境的照明模式,能根据汽车所处的不同状态和环境,自动改变照明的效果。然而AFS究竟是什么样的东西,它

13、究竟应该具有什么样的功能或应该达到什么样的要求,大家均没有一个统一的说法。欧洲1994年启动了Eureka Project(EU1403计划,联合多家知名厂家研究AFS系统及其对应法规,2007年随着ECE R123法规的发布,终对AFS系统形成了一个明确的定义及要求,并正式将这类灯具纳入了认证范围。ECE(Economic Commission for Europe全称为欧洲经济委员会。早在20世纪50年代,随着欧洲汽车工业的不断发展,交通安全日益得到人们的重视。ECE认识到道路交通安全光靠制定道路交通守则是不能保证的,因为它与机动车本身的结构性能有直接的关系。于是ECE于1953年在其下属

14、的内陆运输委员会、道路交通分委会专门成立车辆结构工作组WP29。针对车辆结构性能方面的要求为各国政府起草一些建议或推荐要求。后来,随着欧洲汽车生产和贸易的迅速发展,各国原有的汽车法规和认证方式阻碍了贸易自由化和技术交流。为此,ECE 于1958年3月20日在日内瓦制定了关于采用统一条件批准机动车辆装备和部件并相互承认此批准的协定书(简称1958年协定书。这一具有法律效力的多边框架协定书,旨在整个欧洲各国互相承认对这种型式认证的批准,以便打破欧洲各国的疆界,便利汽车贸易与技术交流。ECE/WP29下设6个专家组,其中灯光与光信号专家组(GRE专门负责灯光ECE法规的制、修订工作。到目前为止WP2

15、9共制定126项ECE汽车技术法规,其中与汽车前照灯相关的法规包括,白炽灯泡和卤素灯泡前照灯的ECE R112法规和气体放电光源前照灯的ECE R98法规,以及针对自适应前照灯的ECE R123法规。ECE R123法规源于ECE的Eureka Project(EU1403计划,即尤利卡项目。该项目从1994年开始历时10年时间,由荷兰、德国、法国、意大利、瑞典等国的十多个大型汽车灯具和光源企业参与。项目共分为三个阶段可性能研究阶段:主要针对不同环境下汽车前照明的需求以及对于前照灯进行操纵的技术能力进行研究,并在此基础上形成AFS系统设计指导规范。产品验证阶段:在设计指导规范的基础上,制造AF

16、S样品雏形并进行实车试验,对其环境适应性进行评估和改进。草案递交:1999年,在巴洛克召开的GRE 44次会议上正式提交AFS技术要求草案。在此技术要求草案的基础上,ECE于2007年正式发布ECE R123法规,该法规定义了AFS系统的各类照明模式,并对每个模式提出了配光试验要求。同时和传统前照灯法规类似,为了保证灯具在正常使用条件下的耐候性,R123法规中还对于灯具的材料特别是配光镜材料提出相应的试验规定。在ECE R123发布之后,ECE R48也在其内容中也添加了与AFS相关的条款。ECE R48即关于在照明和光信号装置安装方面对机动车辆进行认证的统一规定。该法规主要规定了汽车上所有外

17、部灯具的安装要求。内容包括灯具的安装数量、安装位置和布局、可见度、电路等多方面的要求。针对AFS系统,其还规定了AFS各照明模式的开启条件。全世界采用欧洲ECE体系的国家相当广泛,远远超出欧洲范围。在我国的汽车灯具强制性标准的制定过程中,为了确保与国际接轨,始终遵循一个原则:就是在考虑中国国情的基础上,尽可能的等效采用ECE法规的相应条款主要是技术条款。目前所有的汽车灯具类国家标准均采用了ECE的相应法规。我国的汽车前照灯强制性国家标准主要包括GB4599和GB21259。其中GB 4599-2007汽车用灯丝灯泡前照灯对应于ECE R112法规;GB 21259-2007汽车用气体放电光源前

18、照灯对应于ECE R98法规。虽然这两个标准于2007年刚完成修制订工作,但从其内容上来说均属于普通前照灯范畴。AFS前照灯的国家标准的制定工作目前才刚刚开始。因此对于AFS相关欧洲法规的研究将为正在制定中的AFS相关国家标准提供有效的理论和实际参考。1.4 ECE R48法规内容简介ECE R48法规是一份规定各类灯具在汽车上安装位置或要求的法规。其中AFS 系统相关内容,涉及了AFS系统的配备要求;安装数量要求;横向、纵向和高度安装位置要求;可见度要求以及电路要求。在此本文将以ECE R48法规相关内容为基础,着重介绍一下AFS系统的近光级别分类,及其开启条件。AFS的近光级别即1.2节介

19、绍的照明模式,包括“基础近光”C级近光;“城市道路近光”V级近光;“高速道路近光”E级近光和“恶劣天气近光”W级近光。此外,每一级别的近光还可以有其对应的“弯道照明模式”T模式6。1.4.1 各级近光模式开启条件1.4.1.1 C级近光模式在没有使用其他级别近光的情况下,C级近光应默认打开。1.4. 1.2 V级近光模式V级近光模式由车辆控制系统产生的“V信号”来控制。当车辆传感器检测到下述一个或多个状况,便可以自动产生“V信号”打开V级近光模式。1 车辆行驶在城市道路,车速未超过60 km/h。2 车辆行驶道路有固定照明,且车速未超过60 km/h。3 路面亮度1cd/m2,和/或水平路面亮

20、度持续超过10 lx。4 车速未超过50 km/h。1.4. 1.3 E级近光模式E级近光模式由“E信号”来控制。同时按车速的不同,还允许使用“准E 模式”以E1、E2、E3表示,分别由“E1信号”、“E2信号”、“E3信号”来控制。当车速超过70km/h,且车辆传感器检测到下述一个或多个状况,便可以自动产生“E(1、2、3信号”打开(准E级近光模式。1 车辆行驶在中间有隔离带的公路,和/或车速超过110 km/h(适用E信号。2 车速超过100 km/h(适用E1信号。3 车速超过90 km/h(适用E2信号。4 车速超过80 km/h(适用E3信号。1.4. 1.4 W级近光模式W级近光模

21、式由“W信号”来控制。在前雾灯处于关闭状态的前提下。车辆传感器检测到下述一个或多个状况,便可以自动产生“W信号”打开W级近光模式。1 道路行驶于潮湿路面。2 雨刮器已开启,并连续运行至少2分钟以上。1.4. 1.5 T类弯道照明模式车辆对传感器采集的转向锁角和重心轨迹等数据进行评估,表明车辆行驶于弯道状态时,允许自动开启的C、V、E、W级近光的弯道照明模式。弯道照明按其形成方式可分为“1类弯道照明模式”和“2类弯道照明模式”。如图5,其中“整体旋转式”的弯道照明一般属于“1类”其形成弯道照明时光型进行整体移动;“补充光源”和“部分旋转式”的弯道照明一般属于“2类”其形成弯道照明功能时近光灯光型

22、会发生变形。目前较为常见的是“1类弯道照明模式”。整体旋转式补充光源部分旋转式 图5 弯道照明的形成方式Fig.5 Beam Changed of Bending Modes1.5 论文主要研究内容本文主要以欧洲经济委员会(ECE颁布的ECE R123关于机动车自适应前照明系统(AFS认证的统一规定法规为基础,对法规技术内容特别是近光配光规定进行研究,内容包括:1 整理并解读ECE R123法规中AFS系统配光试验等相关技术内容,并根据试验室实际情况,建立并完善AFS系统配光性能的检测能力。2 分析AFS系统与传统前照灯配光检测试在试验项目以及试验方法上的不同。3 研究ECE R123法规中C

23、级近光与ECE R98法规近光配光试验中各测点位置和限值上的异同之处,以及AFS系统C、V、E、W级近光之间功能和配光要求的差异。4 研究通过调整传统前照灯角度位置,实现AFS系统各级别近光功能并满足相应配光要求的可行性。第二章 ECE R123法规的解读和研究2.1 ECE R123法规章节目录AFS系统和传统汽车前照灯系统均属于汽车的前照明系统,不管是在灯具的外形还是结构与传统前照灯均有很多相似之处,因此,AFS系统相应法规(ECE R123在很多条款内容与传统前照灯法规(ECE R112和ECE R98类似,甚至相同7 8。同时,AFS系统是传统汽车前照灯系统的进化产品,其智能程度、功能

24、模式和环境适应性远大于后者,因此相对于传统前照灯法规(ECE R112和ECE R98, AFS系统相应法规(ECE R123在试验项目特别是配光试验项目和试验方法上均有不同。为了将研究重点放在与传统前照灯所不同的内容上,在对ECE R123法规进行详细解读和分析前,先看一下ECE R123法规的目录内容9。“第123号法规关于机动车自适应前照明系统(AFS认证的统一规定目录法规A. 管理规定0. 范围1. 定义2. 一种系统的认证申请3. 标志4. 认证B. 系统技术要求5. 一般规定6. 照度一般规定有关近光规定有关远光规定其他规定7. 光色C. 取证后的管理规定8. 系统型号改进和认证扩

25、展9. 生产一致性10. 生产不一致性的处罚11. 产品正式停产12. 技术服务部门名称及地址附录附件1 关于遵照123号法规的某类型系统的认证的授予/扩展/废止/收回或产品停产的通知书附件2 认证标志布局示例附件3 近光配光要求附件4 系统在工作中配光稳定性测试附件5 生产一致性控制过程的最低要求附件 6 使用塑料材料配光镜系统的要求配光镜或材料试样以及整个系统或系统部件的测试附录1 认证试验顺序表附录2 漫射光和透射光的测试方法附录3 喷沙试验方法附录4 黏胶带附着力试验附件7 检验员抽样最低要求附件8 近光明暗截止线和照准规定附件9 配光测试规定附件10 描述格式”“A”章节主要为法规的

26、管理条款,包括本法规认证的适用范围;厂家进行认证申请的条件以及需要提交的认证资料; E-mark标记的表示方法等。由于管理条款在ECE所有法规中均存在,且内容类似,故本文不再进行过多介绍。“B”章节为法规的主要技术内容,包括进行AFS认证试验的试验项目和试验方法。此章为本文的重点研究部分。“C”章内容主要为E-mark认证的管理方法,包括试验合格产品或不合格产品的管理以及型式试验(厂家自己送样进行试验和一致性试验(由管理方随机抽样进行试验的方法。和A章一样,本节内容与ECE其它法规中的相关条款相同,本文不再进行过多介绍。“附录”内容主要为针对以上各章节中相应条款的详细说明,包括一些所需文件资料

27、格式;E-mark标记的具体实例;抽样方法;试验的具体内容等。“附件3、4、6、8、9”为技术内容。其中“附件6”主要针对灯具配光镜及其材料的试验,包括:1 耐温试验(将配光镜放置于一系列的高温和低温环境中,通过试验前后配光性能的变化,以检测配光镜材料的耐热性和耐寒性2 光源辐照试验(将配光镜试验按一定能量进行辐射照射,主要检测配光镜材料的抗UV性能3 耐试剂试验(将不同的试剂涂抹于配光镜表面,以此检测配光镜材料的抗化学试剂、洗涤剂和燃油的性能4 机械磨损试验(将具有一定硬度的细沙高速喷至配光镜表面,以此检测配光镜涂层硬度5 配光镜涂层附着力试验(将符合要求的粘胶带贴于配光镜表面,并按一定速率

28、撕开,以此检测配光镜涂层牢度这些试验项目与普通前照灯法规(ECE R112和ECE R98的相应内容完全相同,故本文中也不进行过多研究。综上所述,本文将把研究重点放在ECE R123法规B章节即法规的技术内容部分。2.2 ECE R123法规技术内容整理和解读由于ECE R123法规目前仅有英文原版,且内容上各条款之间互相穿插,不易理解。故在此,本文将在上一节的基础上对AFS系统的技术内容即B章进行翻译并重新整理和解读。2.2.1 AFS系统的一般要求2.2.1.1结构要求:系统或其组件在正常使用条件下,即使受到振动,仍能满足使用要求和符合法规规定。用户采用普通工具不应改变活动部件的形状或位置

29、,或影响开关装置。系统或其组件应配置有调节装置,使系统在车上可调,以满足对系统的要求。如果车辆上可以采用其他方法对系统进行调节,或制造商规定系统不需要,可以不安装这样的调节装置。在设计成选择提供远光和近光的系统或其组件上,与照明单元组合并用于控制光束转换的任何机械、电子机械或其他装置,其结构必须满足下面的要求:1 这些装置应有足够的强度,在正常使用条件下,即使受到振动,仍能通过50000次的工作,且不会受到损坏。2 能随时获得近光或远光,且不会停在这两种光束之间或其他不确定的位置。如果这些要求无法满足,那么其所处的状态必须使IIIb区域的照度值不大于1.5lx,Emax线段的上的照度值不小于4

30、lx。3 出现故障时,系统必须能自动获得近光,或通过关闭、减光、向下照准,和/或功能替代,使IIIb区域的照度值不大于1.5lx,Emax线段的上的照度值不小于4lx。“结构要求”说明:灯具的结构要求在各类汽车灯具标准中都有相似规定,其规定的初衷是要保证灯具的结构牢固,且在发生故障时不会给驾驶员或路人带来眩目等危险状况。但“结构要求”往往很难通过试验来进行考核,如“受到振动,仍能满足使用要求和符合本标准规定”其对振动的程度以及振动持续的时间都无具体说明,又如其虽然有对故障发生后,灯具的状态有相应规定,但对具体哪些故障却无说明,故无法进行验证试验。因此,灯具的结构要求一般可以理解为对于灯具制造厂

31、商的设计指导,而不列入灯具认证时的试验项目内。2.2.1.2 光源要求除LED模块外,系统应使用符合ECE R37和ECE R99规定的光源。如果采用的是可替换光源,其灯座应符合IEC出版物中60061-2数据单上的尺寸特性。如果采用的是不可更换光源,该光源不能作为提供中性状态近光的照明单元的组成部分。当光源失效时,系统自动发出一个失效信号。在车上强制安装相应的失效指示器,此指示器发出的可视失效信号不应闪烁。当探测到AFS控制信号出现故障,或光源失效时,可视失效信号就应起动,并保持工作。在车上可视失效信号可以临时取消,但只要开启和关闭发动机装置时,可视失效信号应再次起动。系统使用的可更换光源应

32、安装方便,即使在黑暗中也能将其安装在正确位置。“光源要求”说明:除LED外,目前汽车灯具(这里主要指汽车前照灯使用的光源主要是灯丝灯泡和气体放电光源,而能使用的光源型号,在ECE R37和ECE R99中都有相应的定义,其中对每一类灯泡的电压、功率、光通量大小、灯丝尺寸和位置、灯座类型都有详细的规定,这主要是为了用户在使用中,可以方便地购买到并更换相同规格的光源。本要求中关于光源故障后的指示器要求,在ECE R48整车试验项目中已有类似规定,因此这里可以不作为灯具试验项目。其和“黑暗中安装”规定都可理解为对于灯具制造厂商的设计指导,而不列入灯具认证时的试验项目内。2.2.1.3 对采用不同光源

33、的系统试验要求:灯丝灯泡光源且直接在汽车电压系统下工作的场合:应采用ECE R37规定的,额定电压为12V的,相应类型的无色标准灯丝灯泡,在规定的试验光通量下进行配光测量。测量时,灯丝灯泡的端电压应能调整,以达到所规定的试验光通量。气体放电光源:按ECE R99规定的标准气体放电光源,经过至少15个循环的老练后再进行配光测量。配光测量结果应进行修正,乘以系数0.7。不可更换的光源且直接在汽车电压系统下工作的场合:所有的测量应按额定电压在6.75V(6V系统、13.5V(12V系统或28.0V(24V系统,或按申请人规定的电压进行。所测配光值应乘以系数0.7。光源可更换或不可更换,且工作电源独立

34、与整车的输入电源,而完全受控于系统的场合,或由专门电源输入光源的场合:按6.75V(6V系统、13.5V(12V 系统或28.0V(24V系统输入系统/电源的输入端。必要的话,检测机构可以要求申请人提供测量的专用电源。测量值应乘以系数0.7。2.2.1.4 明暗截至线照准要求明暗截止线的定义:光束投射到配光屏幕上,目视感觉到明暗显著变化的分界线。明暗截止线的形状见图6:向左呈平直的“扁平部分”、向右呈向上的“肘肩型部分”。 图6 明暗截止线的形状Fig.6 Shape of the “cut-off” line 图7 局部光形的目视照准Fig.7 Visual aiming of a part

35、ial beam明暗截止线的目视照准:1 照准前将系统设置在中性状态。2 将光束垂直向定位,使明暗截止线的“扁平部分”置于名义垂直位置(水平面以下0.57°的线A上。如果明暗截止线“扁平部分”的平直中线位于线A上,则垂直方向的照准完成,见7图。3 光束水平向定位,将向上的“肘肩型部分”位于VV线左侧,并与VV线接触,见7图。以上的单独初始照准和/或调整的方法可以用于分开安装的照明单元。对于其它级别的近光明暗截止线的形状和位置,若有的话,应符合表1的相关求。表1 各级别近光明暗截止线位置要求角度位置/扩展(°C级近光光束V级近光光束E级近光光束W级近光光束明暗截至线水平部分位

36、置位于 V=0.57D 不高于0.57D不低于1.3D不高于0.23D不低于0.57D不高于0.23D不低于0.57D明暗截止线照准后,应符合以下要求:1 明暗截止线的“扁平部分”在VV线左0.5°至4.5°的距离内,与水平中线(图7中的线A的上或下的垂直偏差不应大于0.2°,并在该距离的三分之二长度内的上或下的垂直偏差不大于0.1°2 向上的“肘肩型部分”有一个可以明确定义的左边缘,且起点位于线A和VV线交点的直线应与该左边缘相切,并与HH线成10°至60°的倾斜角(见图7。“明暗截至线照准要求”说明:不管是采用欧标体系还是符合国家

37、GB标准的汽车前照灯,为了在保证照明的同时,又不会造成其他道路使用者的眩目,在配光设计上都有一条“明暗截止线”,具体表现为:打开前照灯后,在车辆前方的墙面上清晰地形成上暗下明的光形状,其明暗的分界线就是“明暗截止线”。对于国内的汽车(右行交通,明暗截止线一般左平右翘(左行交通为左翘右平。在前照灯进行配光检测前,都需对明暗截至线进行目视照准,以确定前照灯上下和左右角度基准位置。明暗截至线所处的位置要求,一般也是通过目视进行主观评价。2.2.2 AFS系统的配光要求2.2.2.1 一般规定每个系统应提供符合相应配光要求的C级(基础近光和一个或多个附加级别的近光;系统可以由每一级别近光内的一个或多个

38、附加模式,和符合近光的前照明功能,和/或其它照明及光信号的功能组成。系统应具备自动切换功能,以便在获得良好道路照明的同时,又不会对驾驶员和道路其他使用者产生眩目。“一般规定”说明:本规定是对AFS系统定义的一个补充,最简单的AFS系统从功能上来说,其必须包括一个C级(基础近光以及一个附加级别,包括(V, E,W级近光,从这点来看目前市场上仅配备弯道照明功能的前照灯并不能算是AFS。2.2.2.2 近光的配光要求近光要求照准要求:试验开始之前,将系统设置在中性状态,发射C级(基础近光。系统/车辆的每一侧,至少有一个照明单元提供的中性状态的近光,并按前文的方法进行明暗截止线的照准。各近光模式配光要

39、求:1 对于具备C,V,E,W等近光级别的AFS系统,对C级近光进行初始照准。对于各级别近光无法进行单独照准调节的AFS系统,初始照准后,理论上便不对其它级别近光进行再照准,但在配光无法满足要求的情况下,可相对与初始照准,在左右0.5°和垂直0.2°的范围内进行微调。对于各级别近光可以进行单独照准调节的AFS系统,各级别近光在进行配光检测前,均可按制造商要求进行再照准。2 系统每一侧发射的任何特定的近光模式,在50V点应提供至少3 lx的照度值,V级近光模式没有此项要求。3 未经过30 min或更长时间点灯的系统,接通4s后,C级(基础近光模式在50V点至少达到5 lx。4

40、 各级近光的Emax(照度最大值应满足表2要求表2 各级别近光Emax位置要求角度位置/扩展(°C级近光光束V级近光光束E级近光光束W级近光光束光束部分设计和要求水平垂直水平垂直水平垂直水平垂直Emax位于右侧定义的区域内(图中表示为Emax线段0.5L-3R0.3D-1.72D0.3D-1.72D0.5L-3R0.1D-1.72D0.5L-3R0.3D-1.72D5 系统发射的近光特定模式,应符合表4至表8部分的相应近光级别(C,V,E,W的配光要求。近光弯道照明要求:1 对不同类别(1类或2类的弯道照明模式进行测量时,应符合表4-B部分中相应的要求和原近光的明暗截止线位置要求。2

41、 最大照度Emax值应位于相应近光所规定的垂直方向最高位置至HH线以下2°,和水平方向系统基准轴的左右各45°所形成的矩形区内(不进行附加的水平再照准。即表3。表3 各级别近光弯道模式Emax位置要求角度位置/扩展(°C级近光光束V级近光光束E级近光光束W级近光光束光束部分设计和要求水平垂直水平垂直水平垂直水平垂直Emax位于45L-45R 0.3D-2D45L-45R0.3D-2D45L-45R0.1D-2D45L-45R0.3D-2D3 当T信号响应车辆向左(或向右最小转弯半径时,系统在HH线至HH线以下2°和系统基准轴左(或右10°至45

42、°所形成的区域内,有一点或多点的照度值不小于3 lx(不进行附加的水平再照准。4 对1类弯道照明模式,当故障引起光束发生横向移动或照度值发生变化时,系统必须满足原先近光的配光要求,或者处于以下状态,即IIIb 区域中所产生的照度值不超过1.5 lx,且Emax要求范围内有一点的照度值至少不小于4 lx。然而,若相对系统基准轴,向左至5°、从H-H 线向上至0.3°和向左大于5°、向上0.57°的上方范围内照度均不超过l lx(不进行附加的水平再照准,则不必满足这一要求。上海交通大学工程硕士学位论文 第二章 E C E R 123法规的解读和研究

43、16注:角度位置的表示:H H 线以上用“U ”表示;H H 线以下用“D ”表示;V V 线左侧用“L ”表示;V V 线右侧用“R ”表示。图8 近光配光要求的角度位置F i g .8 A n g u l a r p o s i t i o n s o f p a s s i n g b e a m p h o t o m e t r i c r e q u i r e m e n t s上海交通大学工程硕士学位论文 第二章 E C E R 123法规的解读和研究17表4 近光配光值要求位置(d e g 近光级别 25 m 距离上的照度(l x 水平距离 垂直距离 C 级 V 级 E 级

44、W 级 N o 测量点或线段或区间 位于/始于止于 位于 M i n M a x M i n M a x M i n M a x M i n M a x 1 B 50L 4 L 3.43 U 0.57 0.4 0.4 0.78 0.7 2 H V 4 V H 0.7 0.7 3 B R 4 R 2.5 U 1 0.2 2 0.1 1 0.2 2 0.2 3 4 线段B R R 4 R 8 R 20 U 0.57 4 1 4 6 5 线段B L L L 8 L 20 U 0.57 0.7 1 1 1 6 P L 7 H 0.1 0.1 7 I I I 区(按本附录表3所规定的 0.7 0.7 1

45、 1 8a S 50,S 50L L ,S 50R R 5 U 4 0.17 0.17 0.17 9a S 100,S 100L L ,S 100R R 5 U 2 0.27 0.27 0.27 10 50R R 1.72 D 0.86 6 11 75R R 1.15 D 0.57 12 18 24 12 50V V D 0.86 6 6 12 12 13 50L L 3.43 D 0.86 4.2 159 4.2 159 8 8 309 14 25L L L 16 D 1.72 1.4 1 1.4 4 15 25R R R 11 D 1.72 1.4 1 1.4 4 16 线段20及其以下

46、L 3.5 V D 2 202 17 线段10及其以下 L 4.5 R 2.0 D 4 141 141 141 82 A 部分 18 E m a x 3 20 50 10 50 20 908 35 802 B 部分(弯道照明模式: A 部分中的第1、2、7、13和18行应由以下所示的数值代替。 1 B 50L 4 L 3.43 U 0.57 0.6 0.6 0.9 2 H V 4 V H 1 1 7 I I I 区(按本附录表3所规定的 1 1 1 1 13 50L L 3.43 D 0.86 2 2 4 4B 部分 18 E m a x 6 12 50 6 50 12 908 24 802

47、1若设计的系统还提供W 级近光,则最大值可以达18 l x 2适用下表6 对W 级近光的附加条款 3位置要求按表2(E m a x 4进行配光测量时,系统每一侧贡献的照度值不小于0.1 l x 6位置要求按照表3规定 7按照申请者的说明,可以点亮与系统组合或与系统装在一起的一对前位灯。 8适用本表8附加条款的要求 9如果根据生产商的描述,或系统本身能确保使用中不会超过该最大值,或系统在扯上海交通大学工程硕士学位论文 第二章 E C E R 123法规的解读和研究185按表7的位置要求 上适用时,其输入是稳定/限制的,该最大值可以乘以1.4表5 近光I I I 区角点位置位置(°角点编

48、号 1 2 3 4 5 6 7 8水平方向 8L 8L 8R 8R 6R 1.5R V -V 4L C 级或V 级近光光束的I I I a 区垂直方向 1U 4U 4U 2U 1.5U 1.5U H -H H -H 水平方向 8L 8L 8R 8R 6R 1.5R 0.5L 4L W 级和E 级近光光束的I I I b 区垂直方向 1U 4U 4U 2U 1.5U 1.5U 0.34U 0.34U表6 W 级近光的附加条款,以25m 处的l x 表示线段E ,F 1,F 2和F 3的定义和要求1不允许超过0.2l x : a 线段E 位于U 10和L 20至R 20处, b 三条垂直方向线段F

49、 1、F 2和F 3分别位于水平位置L 10,V 和R 10处,垂直方向扩展范围均为U 10至U 60。 E m a x 、线段20和线段10可供选择/附加的一组要求: 0A 或B 部分适用,然而第16、17和18行中最大值代替如下 2若按照申请人规定,W 级近光设计成在线段20及其下方产生不大于10 l x 的照度和在线段10及其下方产生不大于4 l x 的照度,则该光束的E m a x 设计值不应超过100 l x 。表7 车前上方标志要求:测量点的角位置设计点 S 50L L S 50 S 50R R S 100L L S 100 S 100R R 角度位置 4U /8L 4U /V -

50、V 4U /8R 2U /4L 2U /V -V 2U /4R表8 E 级近光光束的附加要求上述表1中A B 部分以及表2所适应的,然而,表1中第1和18行以及表2中的2.2由下述列表代替项目 设计 表4 A 或B 部分第1行 0A 或B 部分第18行 表1 N O 数据表 E B 50L E m a x , 25米处l x 明暗截止线 M a x m a x 不高于 1 E 1(车速>100k m /h 0.6 80 0.34D 2 E 2(车速>90k m /h 0.5 70 0.45D 3 E 3(车速>80k m /h 0.4 60 0.57D2.2.2.3 远光的配

51、光要求远光要求照准要求:在试验开始之前,将系统设置在中性状态。对于无法独立于近光进行独立调整(照准的远光,应在不改变当前位置的情况下进行试验。对于可以进行独立调整(照准的远光,系统的照明单元应按照制造厂的说明进行调整,将最大照度区的中心置于H-H线和V-V线的交点(HV。远光配光要求,照度应满足以下要求:1 HV点应位于远光最大照度的80%等照度区内。2 最大照度(Emax应不小于48 lx,并在任何情况下不应大于240 lx。3 从HV点起始,分别向左右水平延伸至2.6°和5.2°,其远光照度值分别不小于24 lx和6 lx。系统每侧的配光值至少为以上值的50%。4 未经

52、过30 min或更长时间点灯的系统,接通4s后,远光HV点的照度值不得小于42 lx。5 如果规定的光束要求得不到满足,则允许对光束位置重新照准。重新照准的范围是相对初始照准在上下0.5°内,和/或左右1°内;在重新照准后的位置上,所有的配光要求应满足。6 系统发出的光,或部分光可以自动地横向移动(或改变以获得等效的效果,前提条件是:满足相应远光的配光要求。2.2.2.4 配光试验方法近光和远光配光测量1 系统或其组件应安装在测角计上,测角计有一固定的水平轴和一个与固定的水平轴相垂直的可动轴。2 采用光接受器进行照度测量,该接受器包含在边长为65 mm的方形内,位于各照明单

53、元基准中心前方至少25 m,垂直于测角计的测量轴。3 配光测试时应适当遮蔽,以避免杂散光反射。4 光强测量,规定以25 m距离处垂直向测量的照度值。5 应避免各照明单元基准中心相对测角计旋转轴的偏移,这一要求特别适用垂直方向和产生明暗截止线的照明单元。采用的照准屏幕可以位于比接受器更短的距离上。6 对本标准规定的照明功能或模式的每个测量点(角度坐标位置进行测量时,应对适用该照明功能或模式的所有照明单元分别进行测量,取值为测量值总和的50% 。7 以上要求用于单侧系统的场合时(如B50L和50V的单侧要求,系数50%不适用。8 对系统的照明单元应逐一进行测量;但是,对一个安装单元的二个或二个以上

54、的照明单元,且采用相同型式的光源,可以按照其输入的电源(电源可以受控也可以不受控同时进行测量,前提是:其结构和位置使这些照明单元的发光面完全包含在一水平向不大于300 mm和垂直向不大于150 mm的矩形内,以及制造商规定了一个共同的基准中心。弯道照明模式配光测量1 系统应在中性状态下进行试验,另外还包括采用信号发生器的两方向上相对车辆最小弯道半径的各状态下的检测。2 在2类弯道照明模式的场合,不应进行附加的水平再照准;3 在1类弯道或远光弯道照明模式的场合,相关安装单元应进行反方向的水平再照准(例如借助测角计。4 测量1类或2类弯道照明模式时,对除C级近光(即中性状态以外的车辆弯道半径,应检

55、查光分布是否足够均匀,是否产生眩目。如果检查结果无法确定,在按相应的配光要求进行试验。“配光要求及相应试验方法”的说明:和传统的前照灯一样,AFS系统也必须进行配光试验,以保证其在空间的光分布既能满足照明要求,又能保证安全性。和传统前照灯配光检测方式所不同的是,传统前照灯的左灯和右灯分别作为独立的单元进行检测和考核,左灯或右灯的测试结果分别和标准要求对照以确认合格与否;而AFS系统前照灯的左灯和右灯虽然也进行分开的检测,但其结果是综合考核的,对于法规要求的检测位置,左灯和右灯的检测结果可以相加后除以2后再以标准要求对其考核。对于AFS系统的远光,虽然和近光一样采用了左右灯配光值相加乘以50%的

56、试验方式,但无论是测点位置还是限值,ECE R123要求均与传统前照灯法规(ECE R112和ECE R98的相同。因此可以认为AFS系统和传统前照灯一样只有一个级别的远光,且要求相同。2.2.2.5 配光相关的其他要求:在系统或其组件装有一个或多个可调照明单元的场合,每个安装位置(调光范围上,近光和远光的配光要求都应得到满足。采用试验测角仪来实现系统的每个使用位置。灯具基准中心与照准屏幕上的HV呈一直线。然后将可调的系统或其组件被移动/转动到使屏幕上的光型与相应照准规定一致的位置;在此基础上,系统必须符合相应近光和远光的配光要求;并在每个安装位置上,进行以下附加试验:将反射镜/系统,或其组件

57、,借助其调光装置,从其初始位置垂直调整+/-2°,或者当小于2°时调至其最大位置后,进行附加试验。附加试验是借助(例如:测角仪,在相应的反方向对系统或其组件整体重新照准后,对以下各点进行照度测量,所测结果应在所要求的限值范围内:近光:HV点和75R,或50R(适用的话;远光: Emax和HV点;如果申请人未提出特定的安装位置,系统或其组件进行近光和远光配光测量前的照准应将其相应的调光装置调至其平均位置。进行附加试验前,借助相应调光装置,将系统或其组件移动/转动至其极限位置(而不是+/-2°。“配光相关的其他要求”的说明:汽车前照灯往往会有多个不同的使用位置,以适应不同的行驶情况。安标准要求,每个使用位置都应满足配光要求。除此之外,前照灯还配有装车时用于照准调节的调节螺丝,在每个使用位置还需使用调节螺丝对其进行附加的配光试验,以确认在灯具可能处于的任何位置,都能保证配光要求。2.2.2.6 配光稳定性试验在完成配光试验后,还需对整个AFS系统进行配光稳定性试验(对远光Emax 和近光HV、50V、B50L点进行配光试验,可能的