2．信号灯
    信号灯的主要作用是显示车辆的存在、宽度、状态以及辅助照明等，它包括转向灯、制动灯、前后位置灯、示廓灯、后雾灯、回复反射器等。对于色度的要求，中国法规和欧洲法规有相同的要求：前雾灯为黄色或白色，目前大多为白色；后位置灯、制动灯和后雾灯为红色；转向灯为黄色；倒车灯为白色。在美国，允许转向灯使用红色光。
    （1）日间行车灯日间行车灯在国外已经非常普遍，而国内多见于进口车上。由于一些国家（例如英国、加拿大）常年受到气候影响，白天多雾，城市里的能见度并不高，因此汽车厂商开发出日间行车灯，后来逐步被各个国家所效仿，以提高日间行车的安全性。
    如图35所示为奥迪A8L型日间行车灯。日间行车灯，英文简称DRL （ Daytime   RunningLight），是指使车辆在白天行驶时更容易被识别的灯具，装在车身前部。这个灯具不是照明灯，不是为了使驾驶人能看清路面，而是为了让车辆在白天行驶时能够让对方辨识，以达到警示作用，是属于信号灯的范畴，也是一项真正的安全装备。日间行车灯要满足基本的亮度要求，穿透性较强，但也不能太亮，以免干扰他人。早期日间行车灯多半采用的是卤素灯泡，随着科技的进步，现在汽车厂商们所设计的日间行车灯几乎都采用了亮度更高和穿透性更强的LED光源。这可以大幅降低35％的电力需求，更可增加蓄电池的寿命，且LED灯泡最常长寿命可达8000～10000h。

    （2） LED灯随着近几年半导体芯片技术的不断改进及封装技术的迅速提高，LED的光效从最初不到1IM/ W，今天已发展至100lm/W红色、100lm/W橙色和501m/W绿色，大超过了传统白炽灯。LED具有体积小、重量轻、耗能少、寿命长、响应时间短及抗振性能好等优点，正逐步成为信号灯的主要光源。由于LED的反应时间大约比P21 W的白炽灯泡快大约50ms，在车速为100km/h的情况下，大约可以减少1. 5m的制动距离，这1.5m对提高行车的安全性很重要。LED的工作寿命约1万h，与整车的寿命相同，在正常使用中不需要更换，减少维护费用。由于LED的发光效率高、能耗低、发热量小、发出的光有很好的方向性，大大减少了灯仓体积，简化结构，降低生产的材料费用和制造成本，降低电能消耗，节约燃油，减少使用费用。

    LED在高位制动灯中已得到广泛使用，如图36所示是由多个LED构成的高位制动灯。例如宝马7系列的两级制动灯，它由25个LED构成，分两组，9个单亮度LED和16个双亮度LED。当制动的加速度小于5m/s2时，9个单亮度LED发光；当制动的加速度为5～7m/s2时，25个LED发出相同亮度的光；当制动的加速度大于－7m/s2时，9个单亮度LED发光，16个双亮度LED发强光。这样能够提高行车安全性，是常规灯泡所不能达到的。

    如图37所示，LED信号灯由PC板、LED、配光元件、配光镜组成。

    LED由环氧树脂密封，固定在PC板上，配光元件为一块菲涅耳透镜，LED位于菲涅耳透镜的焦点处，LED发出的光经菲涅耳透镜折射后，形成平行于光轴的光线，经配光镜的折射作用，产生符合法规配光要求的光线。
    用于汽车信号灯系统的LED光源具有很大的潜力，随着效率更高的LED材料的开发及LED封装技术的发展，LED的性能将不断提高。同时，随着技术的不断进步，LED信号灯的性能价格比也将更加优化。如今，汽车信号灯日趋一体化、薄形化、美观化和个性化，LED将在更多的信号灯中得以应用，前景不可限量。

    （3）氖光灯氖光灯是低压气体放电灯的一种，属于辉光放电，光谱640nm，为红色光范围。氖光灯的特点是：反应快、能耗低、寿命长、形状多样，是高位制动灯和制动灯的理想光源。缺点是成本高，需要升压变压器，存在电磁干扰问题，对收放机的无线电设备有一定影响。
    如图38所示，氖放电管式高位制动灯由氖管和变压器组成。变压器将4200V的起辉电压施加在电极两端时，在两电极之间就会产生连续的辉光放电，在这一过程中被激发的氖原子在恢复到基态时放出光子而发光。它的发光光谱由以640nm光谱为主的数根线谱构成。在氖管达到额定光输出后，变压器向氖管提供维持工作电压，保证其正常光输出。

    以氖放电管式高位制动灯为例，其组成如下。
    1）氖管。氖管由玻璃制成，氖管两端有两个电极，这两根电极被封在充有氖气和其他微量气体的玻璃泡壳内。氖管可按要求制成各种长度和各种形状。
2）变压器。变压器的作用是在电路接通后，将9～16V的直流电转换为4200V的氖放电管起辉电压，在氖管达到额定光输出后，变压器向氖管提供维持工作电压，保证氖管的正常光输出。在变压器中集成了多种保护电路，如过电压保护电路、短路保护电路、防极性错接电路等。如果氖管不能被第一个高压脉冲起辉，变压器自动地将4200V脉冲每隔10ms加在氖管两极一次。若1s后，氖管仍不能起辉，变压器将自动停止工作。变压器的工作温度为－40～100 ℃，如果温度过高，变压器将停止工作，以防止变压器内元件损坏。氖管损坏时，变压器也将停止向氖管供电。
（4）个性化设计个性化的设计分为统一色调技术、晶亮外观和复层面罩几个方面。

    如图39a所示，统一色调采用光谱滤波技术，通过增加附加配光镜，可实现红、灰、蓝、绿等外观效果，同时满足法规的配光要求。这里所说的红色实际上是一种粉红色，它与黄绿色的附加配光镜配合可得到黄光，用于转向灯；同蓝色的附加配光镜配合可得到白光，用于倒车灯；同红色的附加配光镜配合可得到红光，用于制动灯、位置灯和后雾灯。这里的全红面罩不能使用纯正的红色，转向灯和倒车灯无法满足法规的色度要求。
单色的统一色调面罩都存在一个问题，就是回复反射器不能在该灯上，需要单独安装反射器，因为反射器法规要求反射光为红色。对于红色面罩还有另外一种解决方法，就是采用三色面罩的生产技术，在同一面罩上的不同区域使用不同的材料，如转向灯和倒车灯的部位使用粉红色，其他部分使用红色，以满足转向灯和倒车灯配光的色度要求，并节省了制动灯等的红色附加面罩，还可以将回复反射器做在面罩的红色部分上。

    如图4-39b所示，目前很多轿车都相继使用晶亮外观的灯具。这种灯的主要特点是外观效果非常有冲击力，整盏灯晶莹剔透，形似一块大水晶，故又名为“水晶灯”。该灯采用了很多前照灯的技术，如反射镜的自由曲面技术、镜面镀铝技术等，同时结合多色面罩技术生产出来的一种全新感觉的尾灯。在造型上应整车造型要求，首先确定面罩和反射镜是否有花纹；再进行配光设计，达到法规的要求。花纹的形式包括：面罩带花纹、反射镜带花纹，面罩带花纹、反射镜不带花纹，面罩不带花纹、反射镜不带花纹和面罩不带花纹、反射镜带花纹等。通常情况下无附加面罩，也有在黄色的转向灯泡外加镀铝遮光片来提高整体效果的一致性。该灯面罩、反射镜等零件的表面质量要求比较高。

    如图40所示，复层面罩采用了两层面罩，是“水晶灯”的一种变型。通常情况下，两层面罩中有一层是无色透明的，整体效果比“水晶灯”稳重一些。由于有两层面罩，看上去面罩有很大的纵深，立体视觉效果很好。

    （5）尾灯切换功能如图41所示，有些车辆由于尾灯布置在行李箱盖上，打开行李箱盖时尾灯也会向上翻起，因此需要具备尾灯切换功能。其功能如下。

    1）后行李箱盖开启时，后行李箱盖上的制动信号灯／尾灯和转向信号灯会切换到保险杠上的辅助后车灯。后行李箱关闭时，又会切换回后行李箱盖上的后车灯。
    2）当车辆一侧的转向信号灯失灵或制动信号灯／尾灯组合的两个灯泡都失灵时，会不对称地切换到后保险杠上的车灯，此时组合仪表会有故障提示。

    （6）智能尾灯（Intelligent rear lights）目前现有的车辆尾灯照明亮度保持不变，对于环境变化的适应能力非常有限。智能尾灯则可通过车内外传感器检测环境亮度的变化，从而调整尾灯亮度，如图42所示。例如当外界环境处于大雾笼罩下时，现有的尾灯所能警示的范围将大大减小，这就很容易导致追尾事故的发生。而应用智能尾灯技术后，系统将在此种条件下自动提高尾灯亮度，让其照射范围加大，起到更好的警示作用，尽可能降低事故的发生概率。

    （7）激光后雾灯（Laser rear fog light）激光后雾灯同样是为了提高尾灯性能而研发的一项全新技术。工程师将一个激光发生器安置于现有尾灯总成内部，雾天行驶时激光发生器将会投射出扇形激光光束，在车辆后方划定出安全距离，如图43所示。由于激光光束穿透力较强，为避免对后车驾驶人的视线造成负面影响，因此设计师将光束倾斜投向车尾下方，当光束接触路面后将形成一条红线用于警示后车。这条线的宽度取决于后车与前车的车距，例如，从30m远的距离看上去，这条线与车辆同宽，就像一个“停止”线，明确警示后车保持安全车距。这种设计相对于传统高亮度雾灯对于后车的影响更小，但安全性更高。

    （8） OLED尾灯OLED是“有机发光二极管”（Organic Light Emitting Diode）的缩写。与目前使用的由半导体晶体组成的LED不同，OLED技术能源效率高，同时也赋予了设计师更大的创意空间。这种材料在初始状态下只是一种在绝对平坦的平面上（例如高度抛光的显示屏玻璃）延展得很薄的糊状物，其涂层厚度仅仅不到0. 01 mm。通电后，糊状物的分子发出光子，OLED平面因此被点亮。通过调整电量输入的分布，照明效果既可以是均匀的，也可产生明暗效果，甚至是动态效果。

    如图44所示为OLED尾灯。OLED平面只能微微弯曲，因此其在车身表面的应用受到一定限制。但另一方面，OLED技术非常适用于车内或尾灯。工程师们打造了由数个直立的OLED平面前后排列构成的实验单元，实现了引人入胜的三维效果。由于OLED材料只能承受80℃的温度，因此OLED灯的热管理尤为重要。

    3．新型室内灯CELIS
    目前，各种先进技术不断地应用在汽车的外部灯具上，如氖灯、气体放电灯等。而对于汽车的室内照明灯具的发展则显得稍逊一筹，即使在豪华轿车上，车内照明也只是起着为仪表和主要控制元件提供照明的作用。因此汽车在夜间行驶时，车内驾乘人员总是感到车中的一切都被笼罩在黑暗之中。
    国外市场调查表明，被调查者对目前的汽车外部灯具还比较满意，但对于其内部灯具，尤其是对一个不熟悉的车，如果想在黑暗中寻找掉在车内的钥匙、门把手等时，就暴露出室内照明的明显不足。许多人认为提供杂货箱、通风口、安全带扣环和门把手照明是汽车内部安全和舒适性的重要象征。
    CELIS （Central Lighting Systems）即中央照明系统，它使用分立的光源，应用光导纤维技术，向汽车提供大面积、高质量的室内照明，大大提高了汽车的安全性和舒适性。CELIS开拓了汽车内部照明的新领域。
    （1） CELIS的组成CELIS由光源和光导材料两部分组成。
    1）光源部分：它由6W和10w的白炽灯泡或微型卤素灯泡及镀铝的椭球面反光镜组成。
灯泡位于椭球面的第一焦点处，光导材料的前表面位于椭球面的第二焦点处。椭球面反光镜的特点：椭球面的第一焦点处光源发出的光经椭球面反光镜反射后，在椭球面的第二焦点处会聚。
    2）光导部分：它由许多束的PMMA聚合纤维组成。每根纤维的直径为0.5～1. 0mm。所有的光导材料的前表面都集中在椭球面反光镜的第二焦点处，之后按设计要求分散到各个照明区域，使用一束还是多束光导纤维由不同区域的不同照明要求决定。
    光导材料的特殊性质有：环境温度不能超过85T；最小弯曲半径R = 20mm。如果光导
材料同其他物体接触，必须将光导材料保护起来。这样做的目的是防止光导材料的表面被划
伤而影响光的全反射性能。
    （2） CELIS的应用CELIS照明系统可通过一个开关来实现同时为多处提供照明的目的。它将车内照明分为四类：定位照明、临时照明、工作区照明和附加照明（图45）。

    1）定位照明。定位照明是指为某些固定位置提供的照明（图46）。这组照明系统使用3个6 W/85lm氙灯泡作为光源，可为24个位置提供照明，总的功率消耗为18W，它应同近光灯一起被点亮。

    2）临时照明。临时照明指为不需长时间被照亮的地方提供的照明（图47）。这组照明系统可使用4个6 W/85lm氙灯泡作为光源，总的功率消耗为24 W。

    3）工作区照明。工作区照明是指为乘员工作或学习提供的照明（如阅读灯），如图48所示，工作区照明应以不使驾驶人产生眩目为原则。阅读灯位于汽车A柱和C柱附近，由于每一个光源发出的光都分成两路，同时从乘员头部上方的左、右两侧的出光口投向阅读／工作区，大大减少了乘客头部及手臂在书本上投下的阴影。乘员可以得到一个清晰、均匀、无眩目、舒适的照明环境。每个乘员区的照明可由各自的开关单独控制，互不干扰。这组照明系统可使用4个10 W/200l m卤素灯泡作为光源，总的功率消耗为40 W。

    CELIS同传统的室内照明系统相比，具有如下优点：
    1）一个光源可为许多处提供照明（节约能源）。
    2）只需较少的导线、灯座和灯泡（故障点少）。
    3）结构简单、重量轻（设计、维修简便）。
    4）提供大面积、高质量的室内照明（提高安全性和舒适性）。
        目前的CELIS也还存在一定的不足之处，如光的利用率低、光导材料的耐热性差等，还有许多问题要解决。但瑕不掩瑜，CELIS作为一个全新概念，正在被越来越多的汽车生产厂商所接受。

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