摘 要：隨著公路的建設(shè)質(zhì)量越來越好，車輛行駛的速度逐漸提高，因此汽車在高速行駛中的安全問題也被高度重視，這就要求汽車的各項功能都達到符合的標準。傳統(tǒng)的汽車車燈照明都是固定的方式，它的光束會沿著彎道的切線方向射出，這就會給駕駛員造成很大的視覺盲區(qū)，所以在彎道處很容易造成車禍的發(fā)生。因此，夜間高速行駛的汽車需要有車燈能同步轉(zhuǎn)向的功能，保證前行的安全。本文就汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)做重要的探討，并提出一些可供參考的意見和建議。

關(guān)鍵詞：汽車車燈 轉(zhuǎn)向機構(gòu) 自動控制系統(tǒng) 安全性能

中圖分類號：U463.651 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（c）-0100-01

1 汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的簡要介紹

1.1 汽車的轉(zhuǎn)向頭燈

根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，汽車在夜間行駛時發(fā)生車禍的概率遠大于白天，其中因視線阻礙而造成車禍所占比例相當大，因此視線的保持就需要汽車的車燈有良好的性能。因各地形不同導致公路的形狀不同，路況十分復雜，在夜間時，特別在公路的轉(zhuǎn)彎處，汽車的車燈不能夠迅速同步轉(zhuǎn)向，造成了公路內(nèi)側(cè)視線盲區(qū)，會引發(fā)嚴重的車禍。轉(zhuǎn)向頭燈，就是在駕駛員轉(zhuǎn)彎的時候，汽車的大燈發(fā)出的光線會隨之向轉(zhuǎn)彎的方向發(fā)生一定的偏角，及時照明前方的路況，增加了駕駛員的視野，減少了車禍的發(fā)生。轉(zhuǎn)頭燈偏轉(zhuǎn)的角度最多是15°，有些汽車的轉(zhuǎn)頭燈是單邊作動，有的是左右同時轉(zhuǎn)，甚至是灣內(nèi)的燈轉(zhuǎn)動的角度大、灣外的燈轉(zhuǎn)動的角度小。

1.2 汽車同步轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

單邊作動只是單純的應用了大燈后面的步進馬達，再結(jié)合方向盤的轉(zhuǎn)角信息，然后連動步進馬達和方向盤同時發(fā)生相同的轉(zhuǎn)向，這種技術(shù)只是單純的機械式的設(shè)計。而主動轉(zhuǎn)向頭具有自動控制系統(tǒng)，它會隨著駕駛員汽車的轉(zhuǎn)向，迅速做出相對應的轉(zhuǎn)向。當汽車進入到彎道時，燈光會立即照射到路面上。這樣的照明可以是路面的照明效果增加90%：當汽車進入到半徑為190 m的彎道時，較常規(guī)的車燈只能照亮約30 m的范圍，而新的轉(zhuǎn)頭燈系統(tǒng)能夠照亮約55 m的范圍。車燈的照明和轉(zhuǎn)向角度的相互配合就能使駕駛員及時看到前方的路面，以便做出相應的反應，調(diào)整好駕駛員的駕駛狀態(tài)。主動轉(zhuǎn)向燈控制系統(tǒng)能自動根據(jù)駕駛情況做出調(diào)整，當處于高速駕駛時，它能迅速跟著方向盤的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，當?shù)退仔旭倳r，它的旋機結(jié)構(gòu)也自動調(diào)節(jié)為低速，讓駕駛員更好的適應光速的變化。

1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨向

目前，國際上有2個不同的汽車前燈照明標準，即美國標準和歐洲標準。兩者的最大差別在于近光的配光上，歐洲更加關(guān)注對眩光的控制，所以在配光上有15°的截止線，并且照明亮度也很低。而由于美國的公路大多都很寬闊，所以對眩光沒有很高的要求，只要前燈能夠照遠照亮即可。隨著經(jīng)濟的全球化不斷加快，這兩個標準之間的差別有望被消除，從而建立一個國際化標準。這就需要研發(fā)一種可適應兩種標準的全新轉(zhuǎn)向車燈，它可以根據(jù)路況、天氣的不同而做出正確的反應，真正實現(xiàn)照明的安全性。未來的轉(zhuǎn)向燈將具有智能化、自動化、便捷化等功能，能夠給駕駛員最好的駕駛狀態(tài)。

2 汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)置

2.1 機構(gòu)的硬件構(gòu)成

燈體的動作機構(gòu)是實現(xiàn)光線自動控制的主要構(gòu)件。傳統(tǒng)的隨大燈系統(tǒng)，燈體動作是由軟件檢測來檢測方向盤不斷變化的脈沖來控制的。在夜間行駛時，隨動的大燈的燈體機構(gòu)能夠根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)動而迅速轉(zhuǎn)動?？刂葡到y(tǒng)由燈體動作機構(gòu)、雙軸傳感器、燈體位置傳感器、定位信號放大濾波電路、步進電機、A/D轉(zhuǎn)換電路、LIN信號接收單元和控制盒中的MCU單元組成。車姿、輪速傳感器和軸向加速傳感器分布在車輛的不同部位。系統(tǒng)將各路被檢測到的信號分別送到MCU。

2.2 控制系統(tǒng)的工作原理

當系統(tǒng)啟動時，燈體內(nèi)的燈體姿態(tài)傳感器，會把Z軸進行旋轉(zhuǎn)定位、限位信號和雙軸加速度的X軸基準位置信號分別放大和A/D處理后送至MCU單元。同時，車身傳感器組也將車身的姿態(tài)、車速、方向盤轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)加速度信號分別送至MCU。二路信號在MCU單元中與預置的參數(shù)進行比較，并通過控制算法處理確立燈體的基準位，并且寫入燈體狀態(tài)存儲器中。與此同時系統(tǒng)產(chǎn)生電機驅(qū)動控制信號由經(jīng)LIN—BUS數(shù)據(jù)傳輸模塊，驅(qū)使電機完成燈體自檢。當車輛前行時，MCU采集車身傳感器組的前后軸高度傳感器的信號和軸向加速度信號，比照燈體狀態(tài)存儲器中的燈體水平基準點的數(shù)據(jù)，經(jīng)運算后發(fā)出控制信號分別給左右前照燈的水平調(diào)光步進電機，指示電機轉(zhuǎn)動到指定位置，完成自動水平調(diào)光。 當汽車駕駛到彎道時，MCU就會采集車身傳感器組的輪速信號和方向盤傳感器的轉(zhuǎn)向信號、旋轉(zhuǎn)加速度信號以及橫向加速度傳感器感測到的車身側(cè)向信號，再把檢測出的車身轉(zhuǎn)向信號演算成車身轉(zhuǎn)向角。比照燈體狀態(tài)存儲器中的燈體旋轉(zhuǎn)基準點，運算后發(fā)出控制信號分別給左右前照燈的旋轉(zhuǎn)調(diào)光電機，將燈體轉(zhuǎn)動到指定位置。與此同時系統(tǒng)監(jiān)測方向盤的持續(xù)轉(zhuǎn)動，繼續(xù)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)電機，直至大燈隨動轉(zhuǎn)向動作完成。

還由于燈體的溫度差、道路的不平整、運動造成的磨損、機構(gòu)與控制的響應滯后等因素，造成燈體的基準位有累積誤差。所以，系統(tǒng)的歸零處理是定位控制的又一大重點。系統(tǒng)設(shè)計前要充分考慮到車燈的使用環(huán)境，設(shè)置的多個傳感器就可以解決系統(tǒng)軟件出現(xiàn)的難題。

2.3 汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計要求

車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)就是將汽車轉(zhuǎn)向器上的轉(zhuǎn)向臂軸的轉(zhuǎn)動，傳遞到可以繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的車燈上，以致車燈隨著車輪達到同步轉(zhuǎn)向。按照對汽車轉(zhuǎn)向系的要求可以得出對車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計要求是：（1）工作安全可靠，結(jié)構(gòu)和體積較小，質(zhì)量輕；（2）保證車輪的運動和車燈的轉(zhuǎn)向一致；（3）機構(gòu)要求簡單并方便布置，盡量減少其調(diào)整量；（4）機掏應該安裝緩沖減震的裝置，延長車燈的使用壽命。

3 汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的總結(jié)

公路的安全行駛是最重要的要求，因此要加大汽車在實際道路行駛中的安全的研究。汽車同步轉(zhuǎn)向車燈為駕駛員掃除了轉(zhuǎn)彎時的視線盲區(qū)，提前照亮了駕駛員的視覺死角，大大降低了交通事故的發(fā)生率。但是，汽車車燈轉(zhuǎn)向機構(gòu)的研究不能止步，要繼續(xù)完善其功能，確保安全性。

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