汽車燈具產品關聯性設計方法

李志剛，王 磊，盛紅金，滕云鵬，朱麗媛，王浩博，李 野

（一汽奔騰轎車有限公司奔騰開發院，吉林 長春 130012）

汽車燈具產品是重要的汽車電器零件，承擔著光學照明、信號提醒等重要的整車安全功能，其涉及到的國家強制標準多，法規要求嚴格細致［1］。另一方面，整車系統功能越來越復雜，燈具產品也不斷的升級換代，燈具產品開發與其它汽車零部件的安裝、連接、供電和通信等工作越來越密切，所以燈具開發工作不僅僅局限在自己內部，還擴展到與其他專業和零件的合作開發。燈具產品關聯性設計主要是要求設計師在燈具產品開發的每一個步驟中不僅僅局限于自身性能和結構的開發，還要全面考慮與相關聯的系統和零件相互影響，在開發和變更過程中識別出對其他系統和零件的需求和影響，全面地分析相關關聯因素，并將其融入到自身產品開發中，才能保證燈具產品開發較好地融入整車開發體系中，成為整車的一個亮點和賣點。

1 造型關聯性設計

燈具產品造型關聯性設計首先要保證燈具采用的造型特征符合整車造型家族特征延續和提升的需求，這就要求設計師充分了解整車及燈具產品造型中的亮點元素，利用透鏡、光導、厚壁、散射材料及造型襯框等零件結構，結合電鍍、磨砂、噴漆或鐳雕等生產工藝，來完成燈具造型元素的設計，可以在成本可控的前提下，通過一些先進的技術應用，來提升燈具的科技感和時尚感。只有造型基因的不斷優化，才能提升車型品牌價值。其次要保證燈具的外部型面與整車型面趨勢一致的同時，內部造型特征的重要型線也要與外部零件的造型型線相吻合。在A面設計過程中，可以通過型線連貫性檢查等手段來識別和優化。最后燈具的色彩也要符合整車色彩要求，要根據車型所要展現的設計理念和風格進行仔細的色彩定義，尤其是車輛后部尾燈不但要設定自身顏色，還要與其它小燈面罩的顏色保持一致。

造型關聯性設計能夠保證燈具產品與整車造型保持統一性。

2 結構關聯性設計

燈具產品結構關聯性設計首先要考慮燈具的安裝牢固性，優先選擇安裝在強度高的零件上。以前照燈為例，一般會選擇安裝在車身前橫梁、前端框架及翼子板等零件上；其次需要考慮定位準確性，為了滿足整車精良性評審對間隙段差的要求，必須進行基準點系統 （RPS）設計。一般認為，RPS的設計流程分為6個步驟：產品功能的研究，產品公差的研究，RPS的制定，定位基準尺寸的確定，產品公差的計算，繪制產品圖樣［2］。最后要考慮維修及更換光源的可行性和便利性，這就要求燈具產品與周邊零件必須要保持一定的距離，保證操作空間。上述開發過程中，需要與車身設計師和總布置設計師一起進行方案制定，在滿足自身安裝匹配實現的同時，也要考慮車身上對應結構的可行性，以及現生產燈具裝配工藝的便利性。

結構關聯性設計主要原則是依托周邊零件結構特征，最大限度地保證燈具安裝匹配的可靠性。

3 電路關聯性設計

燈具產品電路關聯性設計首先要根據整車電氣原理圖和線束圖，了解燈具產品與相關控制器之間的連接關系和回路構成，明確蓄電池、發電機、控制開關及熔斷絲規格等電性能參數，重點是外部輸入的電壓電流等信息，尤其是燈泡光源的燈具產品，不同的電壓輸入會對產品使用壽命有明顯的影響，尤其是具備怠速啟停功能的車輛，啟停工作時的電壓變化會對燈具光學強度產生一定的影響；其次，要明確燈具產品的自身電路接口信息，包括零件電路原理圖、回路名稱及描述、接插件型號及引腳定義、線徑信息及不同溫度和電壓條件下的輸出電流信息等，以方便線束設計師和BCM等控制器設計師進行針對性設計；最后還要進行線束和接插件與車身端的連接及固定設計。

電路關聯性設計能夠保證燈具產品在通電狀態下的工作穩定性。

4 驅動關聯性設計

驅動關聯性設計首先要明確燈具產品點亮的的外部驅動方式，主要是明確BCM和燈光控制器的驅動模式、點亮策略及負載情況，進行對應的內部電路設計；其次，在自適應遠光 （ADB）系統設計中，車身信號、環境及道路信息和外部車輛位置信息的流轉，在設計初期需要與電氣架構專業進行確認。ADB功能、通信功能、診斷功能和休眠喚醒功能，都需要從CAN總線上采集前置攝像頭系統輸出的開關狀態、擋位、車速等信息，因此與相關控制器的信號交互的驅動關聯性設計尤為重要。同時通信協議和診斷協議還需要按照電氣網絡診斷的要求編制。最后，在有整車解閉鎖時進行光學律動的燈具產品中，一般通過BCM來驅動燈具內部控制電路，需要與BCM設計師一起討論信號時序問題、接口電路一致性及各種典型工況應對方案。

驅動關聯性設計，保證高端燈具產品在整車網絡系統中的準確性。

5 EMC關聯性設計

EMC關聯性設計首先主要考慮前部燈具對收音機、導航系統和遙控鑰匙等易受電磁干擾的零件的影響，需要在電路設計過程中注意電磁防護設計，要從合理搭鐵、有效屏蔽、電路濾波和布線優化等方面考慮。其次要通過測試臺架和實車驗證來進行相關器件共同工作時的電磁工況驗證，不斷地優化電路方案。最后電磁干擾測試最好選擇同一家實驗室，確保測試環境和測試手段相同，通過零件測試結果對比，為設計整改提供思路。

EMC關聯性設計能夠保證LED光源及帶控制器的燈具產品的EMC測試滿足要求。

6 法規關聯性設計

法規關聯性設計首先要考慮燈具布置位置和數量的法規符合性，具體要求參考GB4785《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規定》和GB7258《機動車運行安全技術條件》中的相關規定；其次要考慮具體功能產品的法規要求，比如前照燈設計要遵守GB4599《汽車用燈絲燈泡前照燈》或者GB25991《汽車用LED前照燈》的相關規定；其次還要考慮其他專業法規對車燈產品的要求，如對燈具外表面形狀有要求的GB11566《乘用車外部凸出物》和滿足低速碰撞試驗要求的GB17354《汽車前、后端保護裝置》的國家法規；最后如有出口要求，還需要滿足出口國家的法規要求。

法規關聯性設計保證整車產品型式認證需求。

7 總結

正確地使用燈具產品關聯性設計方法，可以支撐汽車燈具產品的正向設計，最大程度避免開發過程中的零件匹配出現問題，提升燈具產品開發效率，最大限度避免后期更改，對整車開發體系做最大的支撐。