一種汽車遠(yuǎn)近燈光智能切換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

常榮俊

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院 汽車工程系 T643－1，湖北 十堰442002）

駕駛員在夜間會(huì)車過程中不當(dāng)或違規(guī)使用汽車前照燈，是夜間公路交通事故的重要原因之一。夜間行車，由于光線昏暗，為了獲得更好的行車視線，很多駕駛員喜歡將車燈打?yàn)檫h(yuǎn)光燈。但是當(dāng)兩車相會(huì)時(shí)，遠(yuǎn)光燈的強(qiáng)光線在較遠(yuǎn)處就已直射到對(duì)方駕駛員的眼睛，兩車越接近光線越刺眼，使人眼感到眩暈。若晚間車流量較大，駕駛員頻繁受到對(duì)方車輛遠(yuǎn)光燈強(qiáng)光的刺激，勢(shì)必會(huì)影響行車安全而誘發(fā)交通事故。因此，我國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例規(guī)定：機(jī)動(dòng)車夜間會(huì)車“須距對(duì)面來車150 m外互閉遠(yuǎn)光燈，改用近光燈”。但現(xiàn)實(shí)中，往往因?yàn)轳{駛忙于操縱方向盤或換擋而沒有及時(shí)切換；還有一些駕駛員明知此時(shí)應(yīng)該切換燈光，但為了使自己行車視線更好而沒有做。為了保證晚間行車安全，避免因上述原因引發(fā)的交通事故，初步設(shè)計(jì)了一種基于紅外信號(hào)技術(shù)的汽車遠(yuǎn)近燈光智能切換系統(tǒng)。

1 總體設(shè)計(jì)

在汽車的車頭中間安裝一個(gè)的紅外線發(fā)射器，用于向?qū)Ψ杰囕v發(fā)射紅外信號(hào) （有效距離為150～240 m），而在車頭的兩側(cè)各安裝一個(gè)紅外信號(hào)接收器，用于接收對(duì)面車輛的紅外信號(hào)，如圖1所示。當(dāng)汽車在晚間或夜間行駛時(shí)（通常情況下都是用遠(yuǎn)光等），如遇兩車會(huì)車，接收器檢測(cè)到有信號(hào)時(shí)，就反饋一個(gè)信號(hào)給控制電路，控制電路控制電磁開關(guān)接通近光燈電路（開始時(shí)是遠(yuǎn)光燈）斷開遠(yuǎn)光燈電路，汽車就由遠(yuǎn)光燈切換成近光燈了。當(dāng)汽車會(huì)車完畢之后，接收器沒有接收到信號(hào)，也將此信號(hào)反饋給控制電路，控制電路就控制電磁開關(guān)將近光燈電路斷開，接通遠(yuǎn)光燈電路。

圖1 接收器與發(fā)射器位置

2 工作原理

汽車遠(yuǎn)近光燈智能切換系統(tǒng)的控制電路示意圖如圖2所示。晚間駕駛員打開車燈，通常會(huì)選擇遠(yuǎn)光燈行駛，同時(shí)汽車上的紅外線發(fā)射器和接收器也開始工作。發(fā)射器、接收器與汽車前照大燈公用一個(gè)總開關(guān)。紅外發(fā)射器不斷向外發(fā)射出紅外信號(hào)，當(dāng)遇到迎面過來的車輛時(shí)，接收器接收到對(duì)面車輛的紅外信號(hào)，將2種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過放大器放大以后將信息反饋到控制器中，控制器就發(fā)出一個(gè)電信號(hào)控制電磁鐵線圈接通（在初始狀態(tài)時(shí)，電磁鐵線圈中無電流，動(dòng)觸頭在彈簧片的作用下接通遠(yuǎn)光燈電路，遠(yuǎn)光燈組亮），將動(dòng)觸頭吸起。此時(shí)遠(yuǎn)光燈組電路斷開，動(dòng)觸頭接通近光燈電路，近光燈組亮，這就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)光燈到近光燈的切換。兩車會(huì)車時(shí)，接收器一直接收信號(hào)，控制器就控制電磁鐵持續(xù)作用，近光燈組一直點(diǎn)亮，當(dāng)兩車會(huì)車完畢之后，接收器沒有接收到信號(hào)，這一信息也反饋給控制器，控制器控制電磁鐵線圈斷電，磁力消失，動(dòng)觸頭在彈簧片作用下彈回原位，使近光燈電路斷開，接通遠(yuǎn)光燈電路，此時(shí)遠(yuǎn)光燈組點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)近光燈到遠(yuǎn)光燈的切換。整個(gè)過程中不需要駕駛員的參與，完全由控制器完成，達(dá)到智能遠(yuǎn)近燈光的切換。

圖2 系統(tǒng)控制電路示意圖

3 性能分析

系統(tǒng)采用紅外信號(hào)技術(shù)接收對(duì)方發(fā)射的紅外信號(hào)，而不是利用光傳感器接收信號(hào)，目的是避免系統(tǒng)切換近光后失去對(duì)對(duì)方的光照，對(duì)方即使也是具有一樣自動(dòng)控制系統(tǒng)的同型車，也將失去變用近光的條件，此稱之為單向受控。但是利用紅外信號(hào)技術(shù)，要求對(duì)方車輛同時(shí)也應(yīng)配備相同系統(tǒng)的才可使用，因此系統(tǒng)具有很大的局限性。本系統(tǒng)只對(duì)一般情況的夜間會(huì)車情況進(jìn)行燈光控制，為設(shè)計(jì)的初級(jí)階段。到具體的應(yīng)用，還應(yīng)考慮許多問題：1）如何解決對(duì)方車輛沒有配備相同系統(tǒng)時(shí)的遠(yuǎn)近燈光智能切換問題；2）如何保證在特殊情況下，系統(tǒng)能優(yōu)先執(zhí)行手動(dòng)功能；3）除夜間會(huì)車外，系統(tǒng)能否在其它特殊情況下準(zhǔn)確開啟或切換燈光，如山區(qū)道路隧道較多，汽車進(jìn)入隧道時(shí)，若駕駛員沒有及時(shí)開啟前照燈，系統(tǒng)是否能及時(shí)開啟；4）如何保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行等。

以上這些問題只是后續(xù)設(shè)計(jì)要考慮的部分問題，因此還有待進(jìn)一步進(jìn)行深入研究，以滿足現(xiàn)代汽車智能化與人性化設(shè)計(jì)的要求。

4 小 結(jié)

基于紅外信號(hào)技術(shù)初步設(shè)計(jì)了一種汽車遠(yuǎn)近光燈智能切換系統(tǒng)，在一定程度上減少了駕駛員的操作動(dòng)作，防止手動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈時(shí)注意力的分散，減少其它人為原因造成的一些夜間行車安全問題。同時(shí)系統(tǒng)采用智能操作，能在車輛會(huì)車時(shí)迅速做出動(dòng)作，防止人為操作的遲緩情況。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還處于初級(jí)階段，許多具體問題還有待進(jìn)一步研究。

［1］ 陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］ 余志生.汽車?yán)碚摚跰］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［3］ 王望予.汽車設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.