汽车车灯转向机构的探讨

摘 要：随着公路的建设质量越来越好，车辆行驶的速度逐渐提高，因此汽车在高速行驶中的安全问题也被高度重视，这就要求汽车的各项功能都达到符合的标准。传统的汽车车灯照明都是固定的方式，它的光束会沿着弯道的切线方向射出，这就会给驾驶员造成很大的视觉盲区，所以在弯道处很容易造成车祸的发生。因此，夜间高速行驶的汽车需要有车灯能同步转向的功能，保证前行的安全。本文就汽车车灯转向机构做重要的探讨，并提出一些可供参考的意见和建议。

关键词：汽车车灯 转向机构 自动控制系统 安全性能

中图分类号：U463.651 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（c）-0100-01

1 汽车车灯转向机构的简要介绍

1.1 汽车的转向头灯

根据调查的数据发现，汽车在夜间行驶时发生车祸的概率远大于白天，其中因视线阻碍而造成车祸所占比例相当大，因此视线的保持就需要汽车的车灯有良好的性能。因各地形不同导致公路的形状不同，路况十分复杂，在夜间时，特别在公路的转弯处，汽车的车灯不能够迅速同步转向，造成了公路内侧视线盲区，会引发严重的车祸。转向头灯，就是在驾驶员转弯的时候，汽车的大灯发出的光线会随之向转弯的方向发生一定的偏角，及时照明前方的路况，增加了驾驶员的视野，减少了车祸的发生。转头灯偏转的角度最多是15°，有些汽车的转头灯是单边作动，有的是左右同时转，甚至是湾内的灯转动的角度大、湾外的灯转动的角度小。

1.2 汽车同步转向控制系统

单边作动只是单纯的应用了大灯后面的步进马达，再结合方向盘的转角信息，然后连动步进马达和方向盘同时发生相同的转向，这种技术只是单纯的机械式的设计。而主动转向头具有自动控制系统，它会随着驾驶员汽车的转向，迅速做出相对应的转向。当汽车进入到弯道时，灯光会立即照射到路面上。这样的照明可以是路面的照明效果增加90%：当汽车进入到半径为190 m的弯道时，较常规的车灯只能照亮约30 m的范围，而新的转头灯系统能够照亮约55 m的范围。车灯的照明和转向角度的相互配合就能使驾驶员及时看到前方的路面，以便做出相应的反应，调整好驾驶员的驾驶状态。主动转向灯控制系统能自动根据驾驶情况做出调整，当处于高速驾驶时，它能迅速跟着方向盘的转动而转动，当低俗行驶时，它的旋机结构也自动调节为低速，让驾驶员更好的适应光速的变化。

1.3 国内外的研究现状和发展趋向

目前，国际上有2个不同的汽车前灯照明标准，即美国标准和欧洲标准。两者的最大差别在于近光的配光上，欧洲更加关注对眩光的控制，所以在配光上有15°的截止线，并且照明亮度也很低。而由于美国的公路大多都很宽阔，所以对眩光没有很高的要求，只要前灯能够照远照亮即可。随着经济的全球化不断加快，这两个标准之间的差别有望被消除，从而建立一个国际化标准。这就需要研发一种可适应两种标准的全新转向车灯，它可以根据路况、天气的不同而做出正确的反应，真正实现照明的安全性。未来的转向灯将具有智能化、自动化、便捷化等功能，能够给驾驶员最好的驾驶状态。

2 汽车车灯转向机构的设置

2.1 机构的硬件构成

灯体的动作机构是实现光线自动控制的主要构件。传统的随大灯系统，灯体动作是由软件检测来检测方向盘不断变化的脉冲来控制的。在夜间行驶时，随动的大灯的灯体机构能够根据方向盘的转动而迅速转动。控制系统由灯体动作机构、双轴传感器、灯置传感器、定位信号放大滤波电路、步进电机、A/D转换电路、LIN信号接收单元和控制盒中的MCU单元组成。车姿、轮速传感器和轴向加速传感器分布在车辆的不同部位。系统将各路被检测到的信号分别送到MCU。

2.2 控制系统的工作原理

当系统启动时，灯体内的灯体姿态传感器，会把Z轴进行旋转定位、限位信号和双轴加速度的X轴基准位置信号分别放大和A/D处理后送至MCU单元。同时，车身传感器组也将车身的姿态、车速、方向盘转角和旋转加速度信号分别送至MCU。二路信号在MCU单元中与预置的参数进行比较，并通过控制算法处理确立灯体的基准位，并且写入灯体状态存储器中。与此同时系统产生电机驱动控制信号由经LIN—BUS数据传输模块，驱使电机完成灯体自检。当车辆前行时，MCU采集车身传感器组的前后轴高度传感器的信号和轴向加速度信号，比照灯体状态存储器中的灯体水平基准点的数据，经运算后发出控制信号分别给左右前照灯的水平调光步进电机，指示电机转动到指定位置，完成自动水平调光。 当汽车驾驶到弯道时，MCU就会采集车身传感器组的轮速信号和方向盘传感器的转向信号、旋转加速度信号以及横向加速度传感器感测到的车身侧向信号，再把检测出的车身转向信号演算成车身转向角。比照灯体状态存储器中的灯体旋转基准点，运算后发出控制信号分别给左右前照灯的旋转调光电机，将灯体转动到指定位置。与此同时系统监测方向盘的持续转动，继续驱动旋转调节电机，直至大灯随动转向动作完成。

还由于灯体的温度差、道路的不平整、运动造成的磨损、机构与控制的响应滞后等因素，造成灯体的基准位有累积误差。所以，系统的归零处理是定位控制的又一大重点。系统设计前要充分考虑到车灯的使用环境，设置的多个传感器就可以解决系统软件出现的难题。

2.3 汽车车灯转向机构的设计要求

车灯转向机构就是将汽车转向器上的转向臂轴的转动，传递到可以绕其转轴转动的车灯上，以致车灯随着车轮达到同步转向。按照对汽车转向系的要求可以得出对车灯转向机构的设计要求是：（1）工作安全可靠，结构和体积较小，质量轻；（2）保证车轮的运动和车灯的转向一致；（3）机构要求简单并方便布置，尽量减少其调整量；（4）机掏应该安装缓冲减震的装置，延长车灯的使用寿命。

3 汽车车灯转向机构的总结

公路的安全行驶是最重要的要求，因此要加大汽车在实际道路行驶中的安全的研究。汽车同步转向车灯为驾驶员扫除了转弯时的视线盲区，提前照亮了驾驶员的视觉死角，大大降低了交通事故的发生率。但是，汽车车灯转向机构的研究不能止步，要继续完善其功能，确保安全性。

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