1 概述
众所周知,驾驶视野的好坏直接影响到行车安全,因此,车灯关系着行驶安全。据统计,驾驶员80%以上的有关交通信息是通过视觉获得的,包括道路的状况、方向、交通信号标志、本车所处的交通环境等。以上信息在白天很容易通过视觉获得,但在没有光线的夜间,特别是在恶劣天气或者烟尘干扰的情况下,车辆在没有照明或者照明条件不良的道路上行驶就相对困难。为减少交通事故,人们对改进汽车灯光系统寄予希望。良好的照明系统应该既能为驾驶者提供有关交通环境和道路条件的视觉信息,又不会对其他车主造成干扰。
灯光调节是指灯光高度具有一定的可调性,通过调节开关改变灯光的照射角度和覆盖区域,使车辆在起伏路面上能处于最佳的照射区域,从而保证行驶安全。在车身负重、长时间振动、复杂路况等影响下,会引起汽车灯光照射位置偏离标准位置的情况;此时,通过灯光调节器的调节可以将灯光照射位置恢复到标准位置,从而改善前照灯的照明效果。灯光调节器主要有手动和自动两种控制方式。手动式灯光调节器主要由前照灯调节电动机和手动开关组成,调节电动机位于前部车灯处,手动开关则通常位于中控台某一位置(图1)。
日常行车时,驾驶员根据路况和车辆装载情况,通过操纵调节开关适时调整前照灯照射角度;但配有自动调节装置的高档车不需要驾驶员进行此操作。自动式灯光调节器由调节电动机、控制器和水平传感器组成;水平传感器分别安装在车身前后两端,通过检测汽车底盘的离地高度,把高度差值信号传送给控制器;控制器经对比计算并通过预先设定好的程序去控制调节电动机,从而完成对前照灯照明角度的自动调节。
车辆在装配线完成装配后,会被放在检测调试线的四轮定位装置上,技术员使用专用检测仪器按照GB7258要求检测调试灯光。日常保养时,即使车辆有主动适应式照明角度调整装置或者在驾驶舱内有前照灯角度调整旋钮,也需要进行额外的车灯校正;因为,必须给予前照灯一个准确的基础设定,这样车灯的自动调整才不会过度或不足,丧失该设备应有的功能。打开前舱盖就会发现,在每只前照灯上都有2个螺孔,这2个螺孔可以分别被用来调整前照灯的上下左右照射角度。
前照灯在整车上的设计状态确定后,设计手动式灯光调节开关的内部电路参数时,需要灯具和开关研发工程师到达指定场地,对于同一系列车型中的安装有手动式灯光调节开关的不同配置的车型,分别安排至少一台车进行匹配测试。
2 测试原理
近光灯是指用于照明车辆行驶前方道路,并且不会对迎面来车的驾驶员及其它的道路使用人员造成眩目的灯具。近光灯照射角度最高时,照射光线会分散和减弱比较明显,驾驶员可以通过调节开关及时调整灯光。调整近光光束时所要求的负载状况应标注在调节开关附近。
如图2所示,描述了M1类车辆近光光束向下的倾斜度,该垂直屏幕与车辆纵向对称平面垂直,并位于车前L距离处;h1表示在屏幕上测量的特性点的离地高度(车辆在实际装载下,经调节开关后,光束明暗截止线拐角的高度);h2表示近光灯基准中心的离地高度,该基准中心是h1特性点的标称原点;h3表示初始状态下(0档时),光束明暗截止线拐角的高度。倾斜度X=[(h1-h2)/L]×100%;倾斜度取决于基准中心的离地高度h2(0.5m≤h2≤1.0m时),各装载状况下的车辆,其倾斜度应保持在-0.5%~-2.5%限度内,初始倾斜度保持在-1.0%~-1.5%或制造厂规定限度内。以基准中心的离地高度h2和车辆制造厂规定的初始倾斜度X算出对应的初始光束高度h3;在不同装载状况下,近光灯光束高度发生变化后,操纵调节开关,开关的输出信号即产生相应的变化,电动机在接收到开关的输出信号后,带动反射镜运转,使得近光灯光束高度h1能够恢复至初始光束高度h3这个范围值内。根据测试时开关操纵机构所处的位置、输出信号以及光束调节高度作为测量数值,为确定调节开关的技术参数提供数据支撑。M1类车辆应在以下装载状况下确定近光光束的角度:①1位驾驶员;②1位驾驶员、距离驾驶员最远的前排座位上有1位乘客;③1位驾驶员、距离驾驶员最远的前排座位上有1位乘客、最后排的所有座位上均坐满乘客;④所有座位均坐满乘客;⑤全部座位均坐满乘客,加上行李厢内均匀分布的载荷,由此达到后轴或前轴(如果行李厢设置在前部)的容许轴载荷。如果在达到车轴之一的允许轴载荷之前,就超出最大容许装载质量,则必须限制行李厢的装载量,以保证不超出最大允许装载质量;⑥1位驾驶员,加上行李厢内均匀分布的载荷,由此达到相应车轴的容许轴载荷。然而,若在达到车轴之一的允许轴载荷之前,就超出最大允许装载质量,则必须限制行李厢的装载量,以保证不超出最大容许装载质量。
在确定上述装载状况时,必须考虑到制造厂对于装载状况的限制说明;每位乘客的质量按75kg计。
3 测试方法
此测试依据标准GB4785—2007中第4.3.2条关于“确定近光灯光束在垂直方向上变化的各种装载状况”的描述进行。
1)核对车辆以下基本信息参数:车辆形式及悬挂系统;轮胎型号及油箱容量;前轮空载气压,后轮空载气压;整备轴载质量(前轴,后轴);厂定允许最大轴载质量(前轴,后轴);乘员数(包括驾驶员)(前排乘员,后排乘员);零部件信息(前照灯零件号,调节开关零件号)。
2)车辆准备。对车辆进行3000km左右的磨合;轮胎按车辆制造厂规定的压力充气;补充燃料(不少于油箱额定容量的90%)、冷却液、制动液、转向液、洗涤液及润滑油;按制造厂规定备齐附件及工具;将车辆在0~30℃环境中停放至少8h。检查灯具的安装位置、灯具配置、配光镜的清洁度。
3)测试辅材准备。地磅、充气泵、激光测距仪、万用表、记号笔、标签纸、六角扳手。
4)测试场地准备。暗室空间足够大(允许车辆驶入)、地面平整;屏幕位置如图2所示;环境温度为10~30℃。
5)车辆入场后准备。①对车辆进行整备轴载质量配重,并将其移至前照灯基准中心与屏幕相距10m位置处(车头左右侧与屏幕等距)。②车辆置于空档怠速状态,松开驻车制动装置。③将灯光总开关调至前照灯档,变光开关调至近光档。④将配重用假人或沙袋安放在驾驶员座椅上,打开前舱盖开启开关。⑤测量基准中心的离地高度h2;确认车辆制造厂规定的近光光束初始倾斜度(在驾驶座位上只有1名人员的空载车条件下,按图3将近光明暗截止线的初始下倾度值标注在车辆制造厂铭牌或前照灯附近);算出对应的初始光束高度h3。⑥根据电动机的工作电压参数,确定调节开关的初始输出电压;将调节开关按照引脚定义连接到线束接插件上;测量调节开关的输入电压;用万用表测量开关的输出电压,同时调整开关位置至初始输出电压,然后标记出初始档位“0”档。因开关的最后一段调节行程属微调,而电机有约±5%的电压差响应保护,故标记完“0”档后,需将开关断电,再给开关重新上电,电机就会自动恢复运转至“0”档所对应的实际位置。⑦打开并固定好前舱盖,用六角扳手将左右近光灯在水平和垂直方向上的调光旋钮分别调节至合适位置;调整结束后,屏幕上左右近光灯光束明暗截止线拐角间距应与左右近光灯灯泡基准中心水平距离一致,光束明暗截止线拐角高度应达到h3(应在0.7h2~0.9h2范围内)位置。6)不同装载状况下的测量。按上文中的各种装载状况,分别测得左、右前照灯的结果;为避免车辆受过大冲击,应逐渐施加载荷。按照车辆的装载状况,先对车辆进行配重,然后通过操作调节开关使得近光光束恢复至初始光束高度附近,在调节开关上做好标记后,将开关调至“0”档,然后将开关断电,重新给开关上电后,电机恢复至“0”档对应位置,此时,调节开关至最后一次的标记位置,电机会运转至该档位所对应的实际位置。最后测量h1和开关的输出电压。
4 测试数据处理
根据测试时开关操纵机构所处的位置、开关的输入和输出信号数据(表1),确定输出与输入电压比、工作行程以及档位间的关系(图4)。
5 匹配测试的意义
设计人员可以根据近光灯与调节开关的匹配测试结果,结合开关电路原理图(图5),对开关进行系统化设计;驾驶员在车内操纵状态良好的调节开关后,就可以获得比较理想的照射效果(光束角度变化时,近光照射范围合理,光线不会分散和减弱得比较明显)。