汽車燈具產(chǎn)品關(guān)聯(lián)性設(shè)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(fā)院，吉林 長春 130012）

汽車燈具產(chǎn)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(guī)要求嚴格細致［1］。另一方面，整車系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜，燈具產(chǎn)品也不斷的升級換代，燈具產(chǎn)品開發(fā)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(fā)工作不僅僅局限在自己內(nèi)部，還擴展到與其他專業(yè)和零件的合作開發(fā)。燈具產(chǎn)品關(guān)聯(lián)性設(shè)計主要是要求設(shè)計師在燈具產(chǎn)品開發(fā)的每一個步驟中不僅僅局限于自身性能和結(jié)構(gòu)的開發(fā)，還要全面考慮與相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)和零件相互影響，在開發(fā)和變更過程中識別出對其他系統(tǒng)和零件的需求和影響，全面地分析相關(guān)關(guān)聯(lián)因素，并將其融入到自身產(chǎn)品開發(fā)中，才能保證燈具產(chǎn)品開發(fā)較好地融入整車開發(fā)體系中，成為整車的一個亮點和賣點。

1 造型關(guān)聯(lián)性設(shè)計

燈具產(chǎn)品造型關(guān)聯(lián)性設(shè)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(xù)和提升的需求，這就要求設(shè)計師充分了解整車及燈具產(chǎn)品造型中的亮點元素，利用透鏡、光導(dǎo)、厚壁、散射材料及造型襯框等零件結(jié)構(gòu)，結(jié)合電鍍、磨砂、噴漆或鐳雕等生產(chǎn)工藝，來完成燈具造型元素的設(shè)計，可以在成本可控的前提下，通過一些先進的技術(shù)應(yīng)用，來提升燈具的科技感和時尚感。只有造型基因的不斷優(yōu)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(nèi)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(shè)計過程中，可以通過型線連貫性檢查等手段來識別和優(yōu)化。最后燈具的色彩也要符合整車色彩要求，要根據(jù)車型所要展現(xiàn)的設(shè)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(shè)定自身顏色，還要與其它小燈面罩的顏色保持一致。

造型關(guān)聯(lián)性設(shè)計能夠保證燈具產(chǎn)品與整車造型保持統(tǒng)一性。

2 結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性設(shè)計

燈具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性設(shè)計首先要考慮燈具的安裝牢固性，優(yōu)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(tǒng) （RPS）設(shè)計。一般認為，RPS的設(shè)計流程分為6個步驟：產(chǎn)品功能的研究，產(chǎn)品公差的研究，RPS的制定，定位基準尺寸的確定，產(chǎn)品公差的計算，繪制產(chǎn)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(chǎn)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(fā)過程中，需要與車身設(shè)計師和總布置設(shè)計師一起進行方案制定，在滿足自身安裝匹配實現(xiàn)的同時，也要考慮車身上對應(yīng)結(jié)構(gòu)的可行性，以及現(xiàn)生產(chǎn)燈具裝配工藝的便利性。

結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性設(shè)計主要原則是依托周邊零件結(jié)構(gòu)特征，最大限度地保證燈具安裝匹配的可靠性。

3 電路關(guān)聯(lián)性設(shè)計

燈具產(chǎn)品電路關(guān)聯(lián)性設(shè)計首先要根據(jù)整車電氣原理圖和線束圖，了解燈具產(chǎn)品與相關(guān)控制器之間的連接關(guān)系和回路構(gòu)成，明確蓄電池、發(fā)電機、控制開關(guān)及熔斷絲規(guī)格等電性能參數(shù)，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(chǎn)品，不同的電壓輸入會對產(chǎn)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(chǎn)生一定的影響；其次，要明確燈具產(chǎn)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(shè)計師和BCM等控制器設(shè)計師進行針對性設(shè)計；最后還要進行線束和接插件與車身端的連接及固定設(shè)計。

電路關(guān)聯(lián)性設(shè)計能夠保證燈具產(chǎn)品在通電狀態(tài)下的工作穩(wěn)定性。

4 驅(qū)動關(guān)聯(lián)性設(shè)計

驅(qū)動關(guān)聯(lián)性設(shè)計首先要明確燈具產(chǎn)品點亮的的外部驅(qū)動方式，主要是明確BCM和燈光控制器的驅(qū)動模式、點亮策略及負載情況，進行對應(yīng)的內(nèi)部電路設(shè)計；其次，在自適應(yīng)遠光 （ADB）系統(tǒng)設(shè)計中，車身信號、環(huán)境及道路信息和外部車輛位置信息的流轉(zhuǎn)，在設(shè)計初期需要與電氣架構(gòu)專業(yè)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(tǒng)輸出的開關(guān)狀態(tài)、擋位、車速等信息，因此與相關(guān)控制器的信號交互的驅(qū)動關(guān)聯(lián)性設(shè)計尤為重要。同時通信協(xié)議和診斷協(xié)議還需要按照電氣網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)品中，一般通過BCM來驅(qū)動燈具內(nèi)部控制電路，需要與BCM設(shè)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(yīng)對方案。

驅(qū)動關(guān)聯(lián)性設(shè)計，保證高端燈具產(chǎn)品在整車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的準確性。

5 EMC關(guān)聯(lián)性設(shè)計

EMC關(guān)聯(lián)性設(shè)計首先主要考慮前部燈具對收音機、導(dǎo)航系統(tǒng)和遙控鑰匙等易受電磁干擾的零件的影響，需要在電路設(shè)計過程中注意電磁防護設(shè)計，要從合理搭鐵、有效屏蔽、電路濾波和布線優(yōu)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(guān)器件共同工作時的電磁工況驗證，不斷地優(yōu)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(huán)境和測試手段相同，通過零件測試結(jié)果對比，為設(shè)計整改提供思路。

EMC關(guān)聯(lián)性設(shè)計能夠保證LED光源及帶控制器的燈具產(chǎn)品的EMC測試滿足要求。

6 法規(guī)關(guān)聯(lián)性設(shè)計

法規(guī)關(guān)聯(lián)性設(shè)計首先要考慮燈具布置位置和數(shù)量的法規(guī)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(guī)定》和GB7258《機動車運行安全技術(shù)條件》中的相關(guān)規(guī)定；其次要考慮具體功能產(chǎn)品的法規(guī)要求，比如前照燈設(shè)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(guān)規(guī)定；其次還要考慮其他專業(yè)法規(guī)對車燈產(chǎn)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(guī)；最后如有出口要求，還需要滿足出口國家的法規(guī)要求。

法規(guī)關(guān)聯(lián)性設(shè)計保證整車產(chǎn)品型式認證需求。

7 總結(jié)

正確地使用燈具產(chǎn)品關(guān)聯(lián)性設(shè)計方法，可以支撐汽車燈具產(chǎn)品的正向設(shè)計，最大程度避免開發(fā)過程中的零件匹配出現(xiàn)問題，提升燈具產(chǎn)品開發(fā)效率，最大限度避免后期更改，對整車開發(fā)體系做最大的支撐。