某車型前照燈遠光照度偏低問題的整改方法

孫 睿，李志剛，馬文峰，王子軍，滕云鵬，金 平

（一汽奔騰轎車有限公司奔騰開發院，吉林 長春130012）

車燈作為汽車的眼睛，是整車外觀造型的重要組成部分，它不僅為用戶提供道路照明，同時還向來車駕駛員及其他道路使用者提供光信號裝置［1］。照明效果良好的前照燈可以提高夜間行車安全性，讓駕駛者夜間行車更為輕松舒適，減少盲區帶來的交通意外事故。

1 問題描述

在試生產階段，對供應商提供的前照燈產品進行實車路面評價，發現存在遠光照度偏低的問題，影響夜間行車。本文通過光學測試提出一種提升LED前照燈遠光照度的改進方法，其目的是使駕駛員視野更清晰，提升夜間行車安全性。

2 原因分析

2.1 實件測試

首先，按照企業標準要求，利用配光屏、照度儀等工具，針對此問題進行相關技術分析工作。經過測量發現，中心點的遠光照度偏弱，數值僅為215.7lx，低于企業標準400lx。如圖1所示。

其次，利用魚骨圖（圖2），從人機料法環測6個維度，對零件制作到整車裝車的過程中影響遠光照度的原因進行了全面分析和排查。

通過分析和排查，初步判斷問題原因在前照燈透鏡組內部，即光學模組結構問題。圖3為前照燈外觀及零件拆解圖。

2.2 真因分析

該車型前照燈透鏡組結構如圖4所示。透鏡組內部零件主要有透鏡、光學擋板聚光器、光源及線路板、散熱器等。透鏡起到二次聚攏光線的作用，使四散的光線聚集成光束；光學擋板聚光器在近光開啟時起到遮擋部分光型的作用，防止Ⅲ區超亮。遠光開啟時起到聚光器的作用，對遠光光源產生的光線進行第一次聚集，保證全部光線射出；光源為LED，通過線路板固定在散熱器上；散熱器為鋁制，將LED點亮產生的熱量散到周圍空氣中，降低LED工作時的溫度，保證LED的發光效率。

進一步拆解透鏡組，將所有內部零件與數據及圖紙進行對比，驗證一致性，發現存在3個問題。

圖1 遠光照度（10m配光屏）

圖2 魚骨圖原因分析

1）透鏡上的花紋比較小，由于透鏡面積一定，各個花紋之間連接處所占比例增加，真正起到配光作用的區域變小，光效下降約5%。如圖5所示。

2）光學擋板聚光器面差設計公差為±0.08mm，實際測量零件尺寸公差為±（0.11~0.19）mm，實際偏差超過設計公差，造成LED光線偏離，雜散光比例增加，光效下降約31%。如圖6所示。

3）散熱器的實際尺寸偏差超出了設計公差。散熱器為沖壓成型件，成本較低，產量大，模具加工精度較差，出件合格率較低，易出現折彎變形，實際尺寸偏差超出設計公差0.4~0.8mm。由于LED及線路板固定在散熱器上，散熱器的位置偏差會導致LED位置相對聚光器產生偏離，光效降低約55%。如圖7所示。

圖3 前照燈外觀及零件拆解圖

圖4 透鏡組外觀及內部零件示意圖

圖5 透鏡花紋示意圖

圖6 光學擋板聚光器超差尺寸示意

圖7 散熱器超差尺寸示意

4）光源亮度BIN選擇不合理。目前使用的光通量為929lm，屬于普通亮度BIN，光通量偏低，相比LED高亮BIN，光強偏低約7%。

3 制定措施

針對上述分析的影響前照燈照度的原因，制定對策。一方面為迅速解決客戶反饋的問題，另一方面也從根本上杜絕此類問題的復發，整改措施如下。

1）更改透鏡花紋數據，使單位面積內配光的有效面積比例增加約5%。

2）調整光學擋板聚光器注塑工藝，控制產品尺寸在公差范圍內，同時優化出光口花紋，提高配光余量，使雜散光比例降低，光效提高約45%。

3）重新評估散熱器成型方式，將沖壓成型改為壓鑄成型，提高加工精度，不易出現彎折變形，LED位置準確，出光率提高約81%。

4）改用高亮BIN LED光源，光通量為1000lm，光強提高約7%。

4 方案驗證

4.1 臺架驗證

將改進后的前照燈進行配光試驗，25m配光屏的遠光光型如圖8所示。

圖8 4種整改措施下25m配光屏的遠光光型對比

從圖8中可以看出，4種整改措施均有效，散熱器和聚光器整改后優化效果比較明顯。

測試4種整改措施實施后的遠光照度，結果匯總如表1。

從表1可以看出，散熱器和聚光器整改后，遠光照度提升效果明顯，與光型驗證結果一致。

4.2 燈光夜間評價

將整改后的前照燈裝車，進行燈光夜間評價，通過10m配光屏檢測后發現，遠光照度有明顯提升，中心點數值達到513.2lx，符合企業要求，整改有效。

4.3 路試驗證

整改后的前照燈進行實車路試驗證，前照燈路面照明效果良好，駕駛員夜間視野清晰，行車安全性顯著提升。如圖9所示。

圖9 整改優化后路面照明效果

表1 4種整改措施下遠光照度對比

5 結語

本文從夜間評價發現遠光照度偏低的問題入手，分析、拆解、測量，找到問題真因，提出整改措施，結合臺架試驗、夜間評價和道路試驗，驗證措施有效，解決了遠光照度偏低的問題，提前降低售后抱怨發生的概率，增強夜間行車安全性，提升用戶體驗。