林燕丹

　　復(fù)旦大學(xué)電光源研究所副所長、

　　中國國際汽車照明論壇(IFAL)組委會首席執(zhí)行人

　　《2018阿拉丁照明產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》汽車照明 總顧問

　　1.1 汽車照明及燈具產(chǎn)品概述

　　汽車行駛時(shí)，照明燈具是不可缺少的裝置。汽車燈具主要功能有兩點(diǎn)：一是為汽車內(nèi)部、外部提供照明功能，即照亮道路、交通標(biāo)志、行人、其他車輛、識別標(biāo)志和障礙物，此外，還給車內(nèi)閱讀、娛樂等活動提供照明;二是信號功能，給駕駛?cè)嘶蛐腥颂峁╋@示車輛存在和傳達(dá)車輛行駛狀態(tài)的信號預(yù)警功能。汽車照明裝置是汽車電器的組成部分，它不僅直接影響整車性能和行車安全，而且在提高運(yùn)輸效率、節(jié)約能源、貫徹交通法規(guī)等方面都有重要意義?，F(xiàn)代汽車照 明涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、軟件工程學(xué)、電子信息學(xué)、電工學(xué)、機(jī)械學(xué)、化工工程學(xué)、光度色度學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、工效學(xué)和美學(xué)等等。它是多種學(xué)科相互滲透、交叉之后形成的跨界學(xué)科。它有自己獨(dú)特的功能要求、測試技術(shù)和計(jì)算技術(shù)，自成體系。

　　汽車照明的種類，有外裝照明燈：汽車車頭近光/遠(yuǎn)光前照燈(head lamp)、前霧燈、示寬燈和轉(zhuǎn)彎時(shí)用于弧線照明的曲線燈、方向指示燈、側(cè)燈、腳踏照明車門燈、車門狀態(tài)燈(僅在車門打開時(shí)點(diǎn)亮)、水坑燈、晝行燈等;

　　汽車后部：低位剎車燈(stop lamp)、方向指示燈、顯示車輛存在的尾燈、倒車燈、車牌照明燈、泊車燈、反光鏡上指示燈，車窗玻璃安裝的高位剎車燈(HMSL)、后霧燈等;

　　汽車內(nèi)部：有儀表背光源、閱讀燈、音響/車門/空調(diào)等指示燈， 全車廂內(nèi)部可變色調(diào)的照明燈、氛圍燈、梳妝燈、內(nèi)部轉(zhuǎn)向燈、后備箱燈等。

　　據(jù)Visteon公司統(tǒng)計(jì)，各車燈一年平均大約使用時(shí)間，近光前照燈200小時(shí)，遠(yuǎn)光前照燈約30小時(shí)，剎車燈200小時(shí)，尾燈220小時(shí)，轉(zhuǎn)向燈75小時(shí)，泊車燈220小時(shí)，側(cè)燈220小時(shí)，高位剎車燈200小時(shí)，倒車燈25小時(shí)，車牌燈220小時(shí)，白天轉(zhuǎn)彎燈280小時(shí)。

　　1.2 汽車照明光源及燈具產(chǎn)品發(fā)展

　　汽車照明發(fā)展歷程：

　　汽車照明的發(fā)展經(jīng)歷了煤油燈、乙炔燈、白熾燈、鹵鎢燈、高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)、LED燈，以及最近出現(xiàn)的激光燈，此外OLED照明也在發(fā)展中。

　　圖 1.1 LED 在車內(nèi)外的應(yīng)用

　　智能尾燈技術(shù)

　　尾燈是主動安全的重要組成部分，同時(shí)也是駕駛員與后車進(jìn)行交流的重要途徑。LED光源在尾燈中的普遍應(yīng)用，使尾燈智能化的范圍不斷延伸。

　　1)增加制動燈指示面積或亮度的緊急制動信號燈。

　　2)輔助制動信號。

　　3)利用新型電光轉(zhuǎn)換元件實(shí)施具有閃爍功能的制動信號。

　　4)能隨環(huán)境調(diào)整亮度的智能尾燈。

　　人性化的內(nèi)部照明

　　隨著消費(fèi)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)以緩解汽車行駛中駕駛者和乘客的心理壓力。

　　首先，在門套、把手、門飾及駕駛者放腿腳的擱腳空間等地方安裝相應(yīng)的照明燈，以產(chǎn)生舒適的感覺。以光導(dǎo)纖維為材料，應(yīng)用光的全反射原理為司乘人員營造出溫暖的車內(nèi)環(huán)境;

　　其次，安裝外部照明入口，當(dāng)遙控車門時(shí)可以打開相應(yīng)的照明系統(tǒng);利用傳感器來探測周圍光的亮度，并將感測到的信息傳送到控制模塊，以此決定內(nèi)部的光亮程度。對于內(nèi)部照明，如何能夠在晚上和較黑的環(huán)境中營造出一種安寧的氛圍是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

　　新的智能RGB系統(tǒng)也望在未來導(dǎo)入到車內(nèi)照明中。

　　本小節(jié)圖表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于中國汽車工業(yè)協(xié)會。本小節(jié)的圖包括2015-2017年國內(nèi)制造汽車出口統(tǒng)計(jì)，2015-2017年國內(nèi)制造汽車出口增長情況， 2014-2017年國內(nèi)汽車廠前20名出口情況，2015-2017年全國汽車進(jìn)出口情況，2015-2017年全國汽車(含底盤)進(jìn)出口金額，2015-2017年全國汽車細(xì)分市場進(jìn)出口金額。

　　圖 1.5 2015-2017年國內(nèi)制造汽車出口統(tǒng)計(jì)

　　圖 1.6 2015-2017年國內(nèi)制造汽車出口增長情況

　　圖 1.7 2014-2017年國內(nèi)汽車廠前20名出口情況

　　圖 1.8 2015-2017年全國汽車進(jìn)出口情況

　　圖 1.9 2015-2017年全國汽車(含底盤)進(jìn)出口金額

　　圖 1.10 2015-2017年全國汽車細(xì)分市場進(jìn)出口金額

　　1.3 汽車照明控制系統(tǒng)發(fā)展歷程

　　前照燈水平自動調(diào)光系統(tǒng)

　　為了規(guī)范HID前照燈市場，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會在ECE-R48條款中明確規(guī)定：裝備HID前照燈的車輛必須配備能夠全自動調(diào)節(jié)其照射高度的系統(tǒng)，稱之為前照燈水平自動調(diào)光系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作時(shí)，會根據(jù)車輛負(fù)載的變化自動調(diào)整HID前照燈的投射俯仰角度，確保其投射高度在合適的范圍內(nèi)，既達(dá)到良好的照明效果，又不會對迎面車輛的司機(jī)造成炫目。

　　該系統(tǒng)可分為三個(gè)部分，即車身高度傳感器、中央控制單元和驅(qū)動執(zhí)行單元。中央控制單元采集車身前后軸高度傳感器的信號，經(jīng)運(yùn)算后發(fā)出控制信號給左右前照燈的執(zhí)行單元，完成自動調(diào)光。

　　主動轉(zhuǎn)向前照燈系統(tǒng)(Full Adaptive Frontlight System)

　　智能化的汽車照明系統(tǒng)又稱適應(yīng)性的照明系統(tǒng)(Adaptive Lighting Systems )， 它包括適應(yīng)性的前方照明系統(tǒng)AFs(Adaptive Front-lighting Systems )、改進(jìn)的信號照明和車內(nèi)照明控制三部分。其中最重要的是AFS。適應(yīng)性的前方照明系統(tǒng)AFS是EUREKA的1403號項(xiàng)目。AFS具有彎道照明BL(Bending Light)、高速公路照明ML(Motorway Light)， 鄉(xiāng)村照明CL (Country Light ) / 城鎮(zhèn)照明 TL( Town Light ) 和惡劣天氣照明AL(Adverse Weather Light ) 等功能。

　　P-AFS系統(tǒng)(ADAS)描述

　　智能駕駛員輔助系統(tǒng)(advanced driver assistance systems，ADAS)提供的路況信息能夠足夠可信地預(yù)測車輛前方的道路彎曲程度。

　　ADAS系統(tǒng)是一種具有預(yù)知功能的AFS，它特有的優(yōu)良性能使得出射的光束偏離道路走向的角度更小。它包括5個(gè)方面的應(yīng)用：導(dǎo)航，速度協(xié)助，沖突避免，十字路口支持和道路預(yù)測。ADAS系統(tǒng)的路況信息包括：高精度幾何學(xué)，高精度道路位置和道路輪廓信息，經(jīng)過選擇的信息(速度限制信息、彎道的數(shù)量和道路傾斜度信息)。其中道路輪廓信息是用來預(yù)測最理想的前照燈照射位置，并且提醒駕駛者注意不要進(jìn)彎太快。

　　圖 1.13 P-AFS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　夜視系統(tǒng)

　　汽車夜視可以利用多種形式實(shí)現(xiàn)，有紫外夜視系統(tǒng)、紅外夜視系統(tǒng)及光子夜視系統(tǒng)等，目前應(yīng)用最廣泛的是紅外夜視系統(tǒng)，又分主動紅外和被動紅外。

　　無論是主動紅外夜視系統(tǒng)還是被動紅外夜視系統(tǒng)，都是在車內(nèi)或車前安裝了一個(gè)對紅外線非常敏感的攝像機(jī)，用來拍攝夜間的路面情況，再將圖像傳輸?shù)絻x表盤內(nèi)的顯示屏上。

　　比亞迪夜視系統(tǒng)采用近紅外主動夜視技術(shù)，由紅外燈發(fā)出波長為780nm-1100nm的紅外光去照射被觀察的景物，夜視可視距離最高可達(dá)200米?！　?/p>

　　智能前照燈除了具備隨動轉(zhuǎn)向等功能外，還可以根據(jù)車輛的行駛狀況(例如高速巡航、緊急制動、起動等)，路況(如高速公路、城市公路、鄉(xiāng)村公路等)以及天氣(例如下雨、下雪等)來適時(shí)自動的調(diào)節(jié)前照燈的光形，從而達(dá)到相應(yīng)狀況下的最優(yōu)光照表現(xiàn)。