自動遠光路試研究

王玉磊，劉 策，高 巍

（中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司，天津 300300）

引言

汽車前照燈遠光使汽車在照明不良的路面上行駛時有較遠的照射距離，為駕駛員及時判斷路況提供較好的視野支持，保證汽車在夜間照明不好的路面上可以以相對較高的正常速度前進，同時為汽車的安全行駛提供前提條件。然而在前照燈遠光的使用中，在照亮前方路況的同時，會給其他的道路交通參與者帶來一定的影響。遠光燈的不適當使用會給其他道路使用者造成炫目，影響汽車的行駛安全。

遠光燈自動控制與自適應遠光功能（以下稱：自動遠光）可有效地解決這一問題，GB 4785—2019對自動遠光做了明確規定，設置了要求，確保自動遠光功能能夠達到預期的目標，降低對汽車燈光對周邊交通參與者的影響[1]。

1 自動遠光功能原理及法規解析

1.1 原理概要[2-5]

自動遠光由汽車前照燈遠光自動切換系統實現，該系統總體由信號采集單元、信號處理單元和驅動電路組成。信號采集單元的核心部件是感受前方光照強度的光電傳感器、傳感器組或較復雜光強檢測系統，用于識別車輛前方一定范圍內的車輛或環境光強。現階段，由于AFS的使用，很多較高級配置車輛的信號采集單元的采集的數據擴展到車速，毫米波雷達及圖像識別攝像頭等感知車輛狀態及周邊環境的傳感器，以便作出更優的遠近光狀態選擇，更好地適應車輛前方交通狀態。信號處理單元將信號采集單元的數據進行處理并判定合理的遠近光狀態發送給驅動電路，前照燈中的遠近光變換電路將改變遠近光狀態，或者AFS提供的遠光關閉部分燈具或調整照射位置的方法在保證不造成炫目的情況下更好的照射路面。

1.2 法規解析[1]

自動遠光功能會使駕駛員更合理地使用遠近光，提高行車安全性能，減少對其他交通參與人員的影響。為規范前照燈遠光的自動遠光功能，保證功能設計目標的實現，聯合國法規ECE R48 對配備自動遠光功能的汽車做了明確規定，我國則在新版燈光標準GB4785—2019《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規定》對我國車輛的自動遠光功能做出了規定。

國標要求車輛在前方左右15°，向上5°，向下2°到5°視窗范圍內能夠探測到道路交通情況，探測距離要求：傳感器能在水平直道上探測到至少400 m距離范圍內迎面而來的機動車和至少100 m范圍內前方行駛的機動車或帶掛車的車輛。

2 試驗工況分析

自動遠光功能的試驗方法在GB4785—2019標準的附錄E有對工況的描述，如表1所示。

表1 試驗工況匯總

2.1 新版國家標準中對路況和交通情況的規定

城區道路需要包含有照明和無照明的情況；

鄉村公路選擇要包含2車道，4車道及更多車道路段，且需要包含交叉道路，丘陵或斜坡，下坡和彎曲道路；

多車道應包含長度超過600 m的平直路段，應包括左、右彎道路段。

以上均要考慮交通繁忙的情況。

2.2 車輛實際運行道路情況分析[6]

汽車在我國一般的公路上行駛時遇到的實際道路是按照我國的道路建設標準《公路工程技術標準》建設的，這有助于試驗中確定車輛之間的橫向距離，為實現車輛的實際運行情況，檢驗車輛遠近光燈自動切換系的性能提供有效的支持。《公路工程技術標準》中規定了道路建設的技術條件，其中各級公路車道寬度的要求見表2。

表2 各級公路車道寬度

試驗道路選擇：結合GB4785—2019《汽車及掛車外部照明和光信號裝置的安裝規定》附錄E的試驗工況及《公路工程技術標準》選擇試驗道路。利用汽車試驗場的常規試驗條件，直線測試路段預留加速，穩速，正式試驗測量及最后的安全距離，綜合選擇直線段長度。具體情況如表3所示。

表3 直線行駛檢驗實際工況

3 驗證試驗設計

3.1 平直正向試驗設計

3.1.1 定義關鍵距離

車輛間距D：陪試車輛與被測試車輛的縱向中分平面間的橫向距離；

縱向距離L：陪試車輛相對測試車輛由遠及近駛出探測區域或超越測試車輛時陪試車輛由后到前駛入探測區域時兩車在行駛方向上的距離；

縱向距離S：陪試車輛相對測試車輛由遠及近駛入探測區域或超越測試車輛時陪試車輛由近到遠駛出探測區域時兩車在行駛方向上的距離。

車輛在較寬的道路上靠邊道的行車道上行駛時，會車時車輛在對側道路的邊上相對距車輛較遠，選擇橫向距離最遠（即D最大）的工況進行試驗，復現較嚴苛的工況。

3.1.2 邊界范圍計算

同向：

對向：

3.1.3 邊界范圍確定

在水平路面上車輛前方如圖1和圖2示意范圍內有車輛時保持遠光光束關閉或有車輛位置遠光光束關閉（對于自適應遠光燈），具體邊界位置尺寸數值如下圖所示：

圖1 對向行駛時試驗圖

圖2 同向行駛時的區域圖

3.2 附錄E中部分術語給出關鍵術語解讀與試驗實現

一臺車按一定頻率出現：

即在圖1和圖2所示區域或更遠區域（根據車型設計有所不同）每次僅有一臺車輛出現，車輛恢復正常遠光狀態前，區域中不會出現第二輛車輛。當陪試車輛駛出了區域且測試車燈光恢復正常遠光后第二輛車才進入探測邊界界定的區域。

多臺車按一定頻率出現：

即在圖1和圖2所示區域或更遠區域（根據車型設計有所不同）每次有相距較近的多臺車輛出現，車輛的距離最大值不超過圖1和圖2區域確定的縱向距離，使某些車輛駛出規定區域后繼續有車輛在區域內，驗證車輛是否持續關閉遠光光束或按前方車輛位置調整遠光光束。

3.3 交叉路口與左右轉彎試驗設計

交叉路口與左右工況要求車輛在空曠的地方駛向交叉路口時，能夠檢測到在相同交叉路口或同一條轉彎道路的車輛，車輛遠光燈不能在側或前方或通過后視鏡照到陪試車的駕駛員的眼睛造成炫目。

交通路口設計為陪試車輛與被測車輛垂直向行駛，左右轉彎道路在試驗場彎道或大型動態廣場上實現在車輛有一定車速轉彎時前方有駕駛車輛能夠探測到陪試車輛車輛能夠自動識別并關閉或調整遠光燈，當車輛行駛出15°探測角度范圍內時可以調整光形或打開遠光。

4 試驗及結果分析

選取有遠光燈自動控制功能或自適應遠光的車輛4臺（詳情見表4）進行試驗，試驗中存在通過和不通過的現象，測試結果統計記錄如表5所示。

表5 典型試驗工況結果

試驗結果說明：

1#樣車對向行駛不通過情況為對向車輛LED光源時車輛自適應遠光燈關閉對側車輛部分時兩車縱向距離為280 m，遠小于400 m；

4#樣車交叉路口試驗時未能作出相應關閉調整；

2#樣車試驗結果表現良好：對向行駛時車輛在相距580 m位置時及關閉遠光燈，跟隨及超車試驗，在車輛相距430 m時關閉遠光燈，被超車試驗其他車輛尾燈出現在車輛前方時被試車輛即關閉遠光燈，左右轉彎即交叉路口試驗時車輛能夠關閉遠光燈。

3#樣車試驗結果和1#、4#驗車試驗通過的試驗項目結果與2#類似，在此不做贅述。

5 分析與總結

本次試驗設計了部分符合我國實際道路情況并相對嚴格的試驗工況，為后續試驗研究提供方法參照并對部分車型進行了驗證。

未通過的試驗即不能識別或反應較慢情況基本為陪試車輛前照燈為較低強度的LED光源，辨識相對困難。

現階段各車型基本滿足法規要求，可以有效減少夜間開車遠光炫目的發生。而各車型對道路交通工況的辨識能力上有所差異，還需要進一步地提高和驗證。