摘 要：前照燈是保障車輛夜間行車安全的重要部件。本文參考美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS對(duì)前照燈評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的測(cè)試條件，對(duì)前照燈進(jìn)行客觀測(cè)試及主觀評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，僅滿足國(guó)標(biāo)GB25991-2010設(shè)計(jì)出的前照燈較難滿足駕駛員在夜間駕駛需求；主觀感知與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量有較好的一致性；前照燈的開發(fā)除了實(shí)驗(yàn)室測(cè)量外，加入主觀感知可以大大提升前照燈性能。

關(guān)鍵詞：前照燈；評(píng)價(jià)；設(shè)計(jì)參數(shù)

中圖分類號(hào)：U463.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0351-02

1 前 言

目前國(guó)內(nèi)汽車LED前照燈的開發(fā)依據(jù)國(guó)標(biāo)GB25991-2010進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而依據(jù)國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)出的前照燈并不能滿足司機(jī)在各種復(fù)雜路況下駕駛的需求。2016年，美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS（Insurance Institute for Highway Safety）在頂級(jí)安全車型評(píng)定中增加前照燈相關(guān)測(cè)試，主要測(cè)試前燈及其在夜間和惡劣天氣中所能提供的最大能見(jiàn)度。IIHS宣稱：“夜間能見(jiàn)度是公路交通安全的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在暗夜環(huán)境下（包括黃昏和黎明）發(fā)生的交通事故致死人數(shù)占事故死亡人數(shù)的一半以上”！

對(duì)于IIHS新增加的前照燈相關(guān)測(cè)試，目的在于讓車輛在夜間、黎明及黃昏行駛更具備安全性。IIHS對(duì)車輛前照燈的評(píng)價(jià)方法優(yōu)勢(shì)在于它可以直觀的將車輛的夜間照明效果在實(shí)車中測(cè)試出來(lái)。本文基于開發(fā)的一款MPV前照燈，參考IIHS提供的相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)測(cè)量條件，將主觀評(píng)價(jià)加入到車輛前照燈的開發(fā)中，類似于IIHS對(duì)車輛夜間照明效果檢測(cè)。經(jīng)過(guò)本次開發(fā)工作，得出了在往后的前照燈開發(fā)中需要加入主觀評(píng)價(jià)這一項(xiàng)工作作為前照燈開發(fā)的檢驗(yàn)。

2 IIHS測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

IIHS工程師會(huì)針對(duì)車輛在直行和轉(zhuǎn)彎時(shí)的燈光照射距離進(jìn)行測(cè)量。傳感器裝在規(guī)定的軌道內(nèi)，當(dāng)傳感器接收到至少5lux的光線照度時(shí)則測(cè)量車輛到傳感器之間的距離，作為車輛前照燈照射距離。lux是照度單位，是光線照射到單位面積上的總和。比如，在晴朗的夜晚，滿月光線照射到地面，照度大約1lux。

近光燈和遠(yuǎn)光燈都需要進(jìn)行5項(xiàng)測(cè)量，包括：

（1）直道。

（2）左轉(zhuǎn)彎（半徑800英尺）。

（3）右轉(zhuǎn)彎（半徑800英尺）。

（4）左急轉(zhuǎn)彎（半徑500英尺）。

（5）右急轉(zhuǎn)彎（半徑500英尺）。

IIHS在評(píng)價(jià)車輛夜晚照明性能時(shí)，考慮到車輛在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中會(huì)進(jìn)行減速，相比直行更安全。因此，車輛直行時(shí)的照明性能評(píng)價(jià)結(jié)果權(quán)重大于轉(zhuǎn)彎時(shí)的照明性能評(píng)價(jià)結(jié)果。由于國(guó)內(nèi)缺少類似IIHS測(cè)量的場(chǎng)地和儀器，所以在以下的評(píng)價(jià)中，車輛在直行時(shí)的評(píng)價(jià)以實(shí)驗(yàn)室全掃描測(cè)量以及測(cè)評(píng)人員的主觀評(píng)價(jià)為主；車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的評(píng)價(jià)以測(cè)評(píng)人員的主觀評(píng)價(jià)為主。

3 測(cè)試規(guī)程

3.1 測(cè)試道路

3.1.1 高速公路

高速公路指能適應(yīng)年平均晝夜小客車交通量為25000輛以上、專供汽車分道高速行駛、并全部控制出入的公路。高速公路主要使用遠(yuǎn)光燈，短時(shí)間使用近光燈。

3.1.2 二級(jí)公路

二級(jí)公路，是指行車時(shí)速每小時(shí)60～100km左右，雙向行駛且無(wú)中央分隔帶的雙車道公路。二級(jí)公路主要使用近光燈，短時(shí)間使用遠(yuǎn)光燈。

3.2 主觀評(píng)價(jià)方法

根據(jù)美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS對(duì)燈光的測(cè)試法，車輛前照燈應(yīng)該滿足如下要求。

3.2.1 高速公路

在高速公路路況下，車輛前照燈應(yīng)具備：遠(yuǎn)光燈至少能夠照亮三條車道，并且遠(yuǎn)光燈的照射距離至少達(dá)到146m（以邊界照度5lux作為照射距離）。

3.2.2 二級(jí)公路

在二級(jí)公路路況下，車輛前照燈應(yīng)具備：近光燈至少能夠照亮三條車道，并且近光燈的照射距離在60～100m（以邊界照度5lux作為照射距離）。此外，車輛在直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)時(shí)不允許對(duì)對(duì)向來(lái)車造成炫目。

3.3 測(cè)試及關(guān)注點(diǎn)

3.3.1 法規(guī)要求

前照燈的的開發(fā)時(shí)均要參照國(guó)標(biāo)GB25991-2010。

3.3.2 測(cè)試設(shè)備

本次實(shí)驗(yàn)室測(cè)量工具選用G0-HD5交通及車用燈具配光性能測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)試設(shè)備安裝按照國(guó)標(biāo)GB25991-2010對(duì)前照燈進(jìn)行裝夾。

設(shè)備可以對(duì)GB25991-2010上規(guī)定的點(diǎn)進(jìn)行照度值測(cè)量也可以進(jìn)行全掃描，本次測(cè)試測(cè)量了國(guó)標(biāo)規(guī)定的照度值同時(shí)也對(duì)前照燈全掃描。

3.3.3 關(guān)注點(diǎn)

在評(píng)價(jià)汽車前照燈照明效果時(shí)，發(fā)現(xiàn)駕駛員會(huì)關(guān)注照射距離和照射寬度，結(jié)合GB25991-2010，評(píng)價(jià)關(guān)注點(diǎn)在：25L、25R、50V、50R、75R、HV、1125L、1125R、2250L、2250R，在接下來(lái)的評(píng)價(jià)中，都圍繞評(píng)價(jià)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行。

4 結(jié)果與改進(jìn)

4.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)及路試結(jié)果

4.1.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)量

實(shí)驗(yàn)室測(cè)量某MPV的LED大燈，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（表1）實(shí)驗(yàn)室對(duì)某MPV的LED大燈進(jìn)行全掃描，照射距離符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但低于IIHS的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.2 路試結(jié)果

對(duì)滿足國(guó)標(biāo)GB25991-2010測(cè)試的前照燈進(jìn)行路試。①在高速公路上前照燈對(duì)道路兩邊的車道并沒(méi)有有效的照亮，在對(duì)所在車道的前方也未能有效照亮。導(dǎo)致駕駛員在行駛過(guò)程中未能對(duì)車道兩邊及所在車道正前方有充足的安全感。②在二級(jí)公路上前照燈未對(duì)對(duì)向來(lái)車造成炫目，由于車速較低未抱怨安全感差。本次評(píng)價(jià)人數(shù)為16人，16人均認(rèn)為該前照燈在高速公路中不能滿足駕駛員在夜間的駕駛需求。

4.2 原因分析

將前照燈近光燈光線照射到墻上觀察光型，發(fā)現(xiàn)近光燈有效照亮寬度非常窄，光線大部分集中在車頭正前方，該前照燈未能將光線以一種比較平緩的梯度均勻的分配到25L、25R、50V、50R、75R這5個(gè)點(diǎn)上，導(dǎo)致了車頭正前方光線充足，左右斜前方光線不足的情況出現(xiàn)。

將前照燈遠(yuǎn)光燈光線照射到墻上觀察光型，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)光燈的光線大部分匯聚在一個(gè)點(diǎn)上，并不能將光線均勻的分散開，導(dǎo)致了遠(yuǎn)光燈未能將1125L、1125R、2250L、2250R、HV這5個(gè)點(diǎn)有效照亮。

4.3 改進(jìn)及路試驗(yàn)證

根據(jù)原因改進(jìn)：①將前照燈內(nèi)部的反射面進(jìn)行調(diào)整，將照射寬度由12°提高到20°；②再將光源由4芯片提高至6芯片增加光通量。

前照燈改進(jìn)前后實(shí)驗(yàn)室照度參數(shù)測(cè)量對(duì)比（表2）。

前照燈改進(jìn)前后實(shí)驗(yàn)室全掃描測(cè)量對(duì)比。能夠明顯發(fā)現(xiàn)前照燈照射寬度大幅增加，對(duì)1125L、1125R、2250L、2250R的照度提升1倍；HV點(diǎn)由原來(lái)72.26lux提升至111.5lux。

通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)室測(cè)試報(bào)告，改進(jìn)后的前照燈預(yù)期是能夠有效照亮兩邊車道，本車道前方視野能大幅提高，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證結(jié)果符合預(yù)期，參與評(píng)審的16人均認(rèn)為改進(jìn)效果顯著，功能上達(dá)到駕駛員使用需求，3人認(rèn)為后期還需處理光線均勻性。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)結(jié)合美國(guó)公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)IIHS對(duì)前照燈評(píng)測(cè)法及國(guó)內(nèi)實(shí)際路況，確定評(píng)審關(guān)注點(diǎn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)室測(cè)量數(shù)據(jù)與路試表現(xiàn)之間的差異，找出滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)卻不能滿足駕駛員夜間駕駛需求的原因，通過(guò)改變前照燈內(nèi)部配光，最終提升前照燈照明效果，滿足駕駛員夜間駕駛需求。通過(guò)本次路試提出問(wèn)題到解決問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)：

（1）僅滿足國(guó)標(biāo)GB25991-2010設(shè)計(jì)出的前照燈較難滿足駕駛員在夜間駕駛需求；

（2）主觀感知與實(shí)驗(yàn)室測(cè)量有較好的一致性；

（3）前照燈的開發(fā)除了實(shí)驗(yàn)室測(cè)量外，加入主觀感知可以大大提升前照燈性能。

參考文獻(xiàn)

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[5]《PERFORMANCE ASSESSMENT METHOD FOR VEHICLE HEADLIGHTING SYSTEMS》（CIE 188-2010）[S].

收稿日期：2018-5-18

作者簡(jiǎn)介：林彥名（1991-），男，助理工程師，本科，主要從事車輛動(dòng)態(tài)感知質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)車輛駕駛品質(zhì)和舒適便利性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)工作。