LED在汽車照明應(yīng)用中的角色變化
：2018-04-09
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1. 簡介
北美和世界其他地區(qū)的大多數(shù)道路都不是由固定安裝在桅桿上的道路照明系統(tǒng)照亮的，因此，汽車照明是夜間安全駕駛的關(guān)鍵部件。
汽車前大燈的性能要求是基于汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）和類似行業(yè)組織發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)和建議。這些要求規(guī)定了從車輛照明系統(tǒng)中心朝不同方向照射的最小或最大發(fā)光強(qiáng)度。
北美洲以外的國家也存在類似的光度性能要求；這些規(guī)定可能細(xì)節(jié)上有所不同，但是都具體規(guī)定了發(fā)光強(qiáng)度，目的是確保車輛照明系統(tǒng)為駕駛員提供足夠的光線看路，盡可能減少對其他駕駛員的眩光，并確保可以及時(shí)、清楚地檢測車輛信號燈。
2. 車頭燈
對于為車輛前方提供照明的汽車前大燈，需要兩個(gè)，需要安裝在盡可能遠(yuǎn)的地方。 每個(gè)前照燈必須符合相同的性能要求。有兩種主要類型的波束圖案：高光束和低光束。表1和表2給出了北美對于高光束和低光束前照燈的幾個(gè)角度位置的要求。
表1：美國對高光束遠(yuǎn)光燈的一些光度要求
表2：美國對低光束遠(yuǎn)光燈的一些光度要求
如預(yù)期的那樣，高光束的要求是更高的強(qiáng)度和更小的最大強(qiáng)度值。此外，遠(yuǎn)光束具有對稱的光束圖案。相比之下，近光束具有不對稱的波束圖案，更嚴(yán)格的最大值傾向左側(cè)（在北美是如此；如果是左側(cè)通行的國家，光束圖案從左到右顛倒過來）。
圖1顯示了低光束前照燈圖案的強(qiáng)度要求，前照燈照疊加在一條直線的雙車道道路的角位置上。使用反平方律，可以將角度發(fā)光強(qiáng)度值轉(zhuǎn)換成照在路上和車輛前方物體上的照度；應(yīng)將每個(gè)前照燈的照度加在一起以獲得總數(shù)。
圖1：美國低光束大燈圖案的光度要求，疊加在一條雙車道的圖像上。
圖2是一張低光束前照燈圖案投射在前照燈前面的墻上的照片。為了減少給前面的司機(jī)帶來的眩光，低光束模式通常會(huì)有如圖20.2所示的垂直梯度。在圖20.2的明暗部分之間的所謂截止邊界之上，強(qiáng)度低，光線不足。
圖2：低光束前照燈圖案投射在墻壁上的照片。
截止邊界可以檢查和調(diào)整前照燈的垂直目標(biāo)。大多數(shù)北美大燈要求右側(cè)截止邊界的位置與前照燈處于相同的高度。左側(cè)截止邊界通常低于右側(cè)邊界，以減少進(jìn)入迎面司機(jī)眼睛的光量。低光束大燈圖案的“刺眼的”截止邊界限制了司機(jī)的前方可見度。
當(dāng)駕駛速度超過60-65公里/小時(shí)時(shí)，駕駛員使用低光束前照燈可能難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些潛在的危險(xiǎn)并停止。對于這種情況，高光速是有保證的，除非靠近的車輛在100米以內(nèi)。然而，大多數(shù)司機(jī)都未充分利用遠(yuǎn)光前照燈。
由于低光束前照燈圖案的截止邊界很清晰，因此垂直目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳性能的重要因素。 例如，在美國，大多數(shù)州不要求將前大燈作為安全檢查的一部分。最近一份對車輛垂直目標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)車輛至少有一個(gè)目標(biāo)不佳的前照燈。當(dāng)目標(biāo)太高時(shí)，前大燈可能會(huì)造成不適的眩光。當(dāng)目標(biāo)太低時(shí)，駕駛員的前方能見度會(huì)受到影響。
自適應(yīng)照明系統(tǒng)是根據(jù)車速，打方向的角度而自動(dòng)調(diào)整近光燈轉(zhuǎn)向角度側(cè)，擴(kuò)大車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)有效照明范圍。自動(dòng)水平調(diào)節(jié)功能可確保無論承載情況如何，燈光始終照向前方地面。一些車輛有轉(zhuǎn)彎和彎道燈；彎曲燈有時(shí)使用機(jī)械元件將一個(gè)或兩個(gè)前照燈朝向道路曲線。
一些歐洲車輛配備了一種“城鎮(zhèn)的”前照燈光束模式，其具有較低的最大發(fā)光強(qiáng)度，并且比大多數(shù)低光束具有更廣泛的分布，可以幫助司機(jī)在城市低速駕駛時(shí)可以檢測行人。大多數(shù)國家的自適應(yīng)照明系統(tǒng)要求是根據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）第123號車輛法規(guī)制定的。美國的“聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)108”目前對自適應(yīng)照明系統(tǒng)持保留意見。
目前，大多數(shù)汽車前大燈使用反射鏡或投影儀光學(xué)系統(tǒng)的燈絲源（鎢鹵素或更簡單的鹵素）來產(chǎn)生必要的光束圖案。相對較小比例的前大燈使用高強(qiáng)度放電（HID）燈，使用金屬鹵化物和氙燈來迅速接通燈。使用LED前大燈也剛剛開始在幾款車型上使用。不管使用的光源如何，所有頭燈都需要滿足相同的光度要求。
3. 信號燈
車輛需要有信號燈，這樣司機(jī)能夠在白天和黑夜間進(jìn)行制動(dòng)和轉(zhuǎn)向時(shí)可以提示別人。現(xiàn)在，越來越多的車輛使用LED進(jìn)行信號照明。不同的信號燈對顏色和發(fā)光強(qiáng)度都有不同的要求。美國聯(lián)邦對車輛信號的要求是基于SAE標(biāo)準(zhǔn)和建議。表3列出了幾種車輛信號燈類型的顏色和允許的發(fā)光強(qiáng)度值。
表3：美國汽車信號燈的光度和顏色要求
歐洲汽車信號燈的性能要求與北美在顏色和發(fā)光強(qiáng)度方面沒有太大差別，但是有一個(gè)例外。在美國，車輛背面的信號燈可能是紅色或黃色，具有不同的強(qiáng)度要求，具體取決于它們的顏色。在世界其他大部分地區(qū)，后轉(zhuǎn)信號必須為黃色。
Allen此前報(bào)道，黃色后轉(zhuǎn)信號往往會(huì)出現(xiàn)更少的碰撞，可能是因?yàn)樗鼈兊陌l(fā)光強(qiáng)度比紅色后轉(zhuǎn)信號高，或者因?yàn)辄S色使得它們更容易區(qū)分制動(dòng)燈或尾燈。美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）正在考慮是否需要對所有后置式汽車轉(zhuǎn)向信號變成黃色。
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