自适应前照灯的功能及实现

　　由1. 2 节高速公路照明模式分析可知，只有刹车距离在前照灯的照明区域内才能保证汽车的安全行驶，所以要求前照灯旋转后能照射到的弯道上的最大直线距离大于或等于刹车距离，由此不难得出前照灯需要旋转的角度φ 。如图6 所示，不难看出：

　　其中，x 为安全刹车距离，且x = Vt + S，V 表示初始车速，t 为反应时间，S 表示制动距离，R 表示弯道半径。

图6 前照灯旋转角度的计算

　　1. 6 恶劣天气照明模式

　　1. 6. 1 阴雨天气照明方式

　　阴雨天气时，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，使其眩目，如图7 所示。法国的一项民意调查表明，83% 的驾驶员认为，夜晚的反射眩光比直接眩光更令人感到不安，所以必须设法降低阴雨天气产生的反射眩光。

　　由雨量传感器获得的数据即可判断当前是否下雨，并能够进一步获知雨量的大小。一般汽车前面距离为5 ～ 25m 的路面可以产生反射眩光，AFS 可根据雨量大小适当降低前照灯的高度，对此范围内的照度进行限制，从而避免反射眩光对车辆前方60m范围内的驾驶员造成眩目。

　　1. 6. 2 雾霾天气照明方式

　　雾霾天气时，前照灯光线产生漫射且前照灯上布满小水珠，使前照灯的亮度和穿透力降低，导致前方景像难以看清，司机的能见度很低，给交通带来很大不便。由雾传感器感知雾的大小和光敏传感器感知光线的强弱从而启动AFS。AFS 会提高前照灯的驱动功率和抬高前照灯的垂直高度，而且还会启动车灯清洗装置，冲洗前照灯上的小水珠，以增强前照灯光束的亮度和穿透力，从而提高前方道路的能见度与清晰度。

图7 积水反光造成眩目

　　1. 6. 3 沙尘暴天气照明方式

　　沙尘暴天气和下雾天气情况类似，虽然此时不存在小水珠，但是在沙尘暴天气下会有大风，使前照灯上布满灰尘，且四周随时可能刮来不明物体。由风速传感器、颗粒物传感器和光敏传感器判断是否进入沙尘暴照明模式。这时，AFS 同样会提高前照灯的驱动功率和抬高前照灯的垂直高度，同时启动车灯清洗装置，洗净前照灯上的灰尘，此外，其中1 只前照灯会向外侧旋转一定角度以及时发现被风刮来的障碍物。

　　2 AFS 的实现方案

　　为了实现AFS 的功能，需要对AFS 的光源部分和控制部分分别进行研究。

　　2. 1 AFS 光源

　　传统的前照灯光源难以实现AFS 的全部功能，相对于传统AFS 的光源卤素灯或HID 灯，LED 明显的优势是体积小、重量轻，从而节省了非常有限的AFS 灯具内部空间，较轻的重量也减小了电机的使用功耗。此外，由于单个LED 功率太小，所以在LED前照灯的设计中，一般将很多个LED 排列起来组成1只前照灯，如图8 所示。如果对多个LED 进行不同的开关控制和旋转，就可实现AFS 功能模式所要求的不同光型，并且系统更加节能和可靠。福特公司的一款汽车就采用了基于LED 的AFS。这种基于LED的AFS 通过传感器采集环境信息并传至中央控制单元，中央控制单元将数据处理后去控制各个角度LED 的亮度，从而使得驾驶员能够更精确地掌握前方道路等周边信息，有效提高了驾驶的安全系数。

图8 用LED 作光源的AFS