畢業(yè)論文-電子技術(shù)在汽車照明中的應用

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、引言-----------------------------------3</p><p>　　二、HID前照燈------------------------------3</p><p>　　三、紅外線前照燈----------------------------<

2、/p><p>　　四、LED汽車燈-------------------------------</p><p>　　五、智能化汽車照明系統(tǒng)----------------------</p><p>　　六、上海小糸電子技術(shù)的進步------------------</p><p>　　七、參考文獻 ----------------------

3、----------</p><p>　　論電子技術(shù)在汽車照明系統(tǒng)中的應用</p><p>　　摘要：汽車照明器件是汽車的重要安全部件。為了提高行車的安全性和舒適度，許多新型的汽車燈正被開發(fā)出來。本文簡要介紹了HID前照燈、紅外線前照燈、LED汽車燈和智能化汽車照明系統(tǒng)，并說明了在這些新型汽車燈中先進的電子技術(shù)的應用情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車照明，HI

4、D前照燈，紅外線前照燈，發(fā)光二極管，自適應性前照燈系統(tǒng)</p><p><b>　　一、引言</b></p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，我國汽車工業(yè)已步入高速成長期。不僅汽車的產(chǎn)量在成倍地增長，汽車的科技含量也在不斷增加?，F(xiàn)代汽車制造技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)日益密切融合在一起。汽車已不再是簡單的交通工具，而已成為現(xiàn)代科技的載體。照明裝置是

5、汽車中十分重要的安全部件。關(guān)于汽車的歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）法規(guī)有113項，而其中與汽車燈光有關(guān)的法規(guī)就有37項之多，約占總法規(guī)數(shù)的1/3。由此可見汽車照明裝置的重要性。另外，汽車燈還是汽車造型至關(guān)重要的部份。因此，世界各國對汽車燈具的研發(fā)都非常重視。</p><p><b>　　二、HID前照燈</b></p><p>　　現(xiàn)在，一般的汽車前照燈都是采用鹵鎢光源。H

6、ID汽車前照燈則是采用高強度放電（High Intensity Discharge—HID）光源。具體說來，汽車前照燈中應用的是35瓦小功率金屬鹵化物燈。在汽車前照燈中采用比鹵鎢光源更亮、壽命更長的HID光源，有以下幾方面的原因： </p><p>　　1、節(jié)電的需要——隨著汽車電子化的發(fā)展，汽車中用電的部件增加，因此有必要降低單個裝置的耗電量，而前照燈是特別耗電的裝置。 </p><p>

7、;　　2、為了安全和經(jīng)濟，希望有更長的使用壽命——隨著高速道路網(wǎng)的形成，夜間長距離行駛的機會增加，前照燈的使用頻率提高，因而對光源使用壽命的要求也隨之提高。很顯然，光源的壽命越長，車輛的安全性越高。另外，如果光源的壽命長到可以與整車的壽命相比擬，也就是說在汽車的壽命期內(nèi)無需更換光源，免去了這方面的維修費用，就更加經(jīng)濟。 </p><p>　　3、駕駛?cè)藛T老齡化和車速的提高，希望車燈有更高的亮度——隨著健康水平的提

8、高，駕駛?cè)藛T有老齡化的趨向。最近我國已將駕駛員的年齡從60歲延長到70歲。與年輕人相比，老年人視力下降很多。為了彌補老年視力下降以及反應遲鈍等缺陷，需要提高車燈的照明水平。另外，在高速公路上行駛速度的提高也要求車燈能提供更好的照明，以提高行車的安全性。 </p><p>　　4、適應流線型車身的需要——為了改善汽車空氣動力特性，車身設計成流線型。由此引發(fā)了前照燈尺寸縮小和前照燈透鏡面傾斜度增加。為了彌補由于這些原

9、因造成的光量的降低，有必要采用更亮的光源。 </p><p>　　正是以上幾方面的原因，促成了HID汽車前照燈的開發(fā)。1984年時，飛利浦公司首先提出將HID光源用于汽車前照燈的設想，后來各公司便先后開始進行這方面的研究和開發(fā)。為了加速HID汽車前照燈的研發(fā)，1988年包括Philips、Osram、Bosch和Hella在內(nèi)的歐洲的七個大的光源、車燈和汽車廠聯(lián)合，執(zhí)行歐洲的聯(lián)合研發(fā)項目EUREKA 273，開展

10、汽車放電燈照明系統(tǒng)VEDILIS的研發(fā)工作。1990年，HID汽車前照燈進行了3個月15萬公里的實車試驗。1996年時正式批準了二個ECE法規(guī)，即ECE No.98氣體放電型前照燈和ECE No. 99氣體放電型光源。首先，HID光源功率小，節(jié)能效果顯著；其次，HID光源發(fā)出的光更強，因而照明效果更好；再則，HID光源色溫比鹵鎢光源高，光色更白，這對提高行車人員的夜間視見度有積極的作用。另外，HID光源還有一個可貴的優(yōu)點。在供電電源電壓

11、變化時，HID光源的光輸出幾乎是恒定的。而鹵鎢光源的光輸出要隨電壓大幅度的變化。過去，用于照明的一般氣體放電光源（如熒光燈，高壓鈉燈，金屬鹵化物燈等）都是采用電磁式的鎮(zhèn)流器，現(xiàn)在為了節(jié)電并改善光源的性能，正逐步</p><p><b>　　三、紅外線前照燈</b></p><p>　　夜間交通事故率較高的原因之一是由于在普通前照燈照明之下駕駛員的視見距離有限。采用遠光

12、燈，距離可以大一些，但這會給來車駕駛員造成眩光。采用基于主動夜視原理制成的紅外線前照燈卻可以增加視見距離，而又不存眩光的問題。這樣駕駛員就能清晰地觀察到汽車前方路面的狀況。對許多材料而言，它們對近紅外線和可見光的反射性能是差不多的，因為二者的光譜范圍接近。實驗發(fā)現(xiàn)，對某些材料，紅外圖象甚至比可見圖象更清晰。例如，黑色的服飾對近紅外線的反射率更高，因而其圖象更清楚些。這種紅外線前照燈可以采用鹵鎢光源、氣體放電光源或下面要介紹的LED作為紅

13、外線發(fā)射源。燈具可以采用投影式的結(jié)構(gòu)，但它的用于產(chǎn)生近光型的模板是由能透紅外線而不透可見光的材料制成的。這樣，這種前照燈能同時產(chǎn)生可見光的近光和紅外線的遠光。很顯然，紅外線夜視系統(tǒng)所提供的附加的信息，對提高夜間交通安全性會有很大的幫助。</p><p><b>　　四、LED汽車燈</b></p><p>　　發(fā)光二極管LED是一種半導體光源，它能產(chǎn)生光譜純度很高的單

14、色光。最早它被用作儀器儀表的指示光源。后來隨著高亮度LED材料GaInN和GaAlInP的發(fā)明，LED的光效以及單顆LED的功率都有了很大的提高。現(xiàn)在，通過熒光粉技術(shù)和雙色或多色光混合的方法又制成發(fā)白光的LED。這樣，LED逐漸在光信號、顯示技術(shù)和照明領(lǐng)域中得到廣泛的應用。與其他光源相比，LED有許多杰出的優(yōu)點。首先，LED的壽命很長，據(jù)報道有10萬小時。LED又十分堅實，因此采用LED作為光源，幾乎可以免維護。其次，LED的顏色豐富，

15、既有白色的LED；也有發(fā)各種單色光的LED，而且顏色的飽和度高，在需要色光的場合，不再需要用濾色片來進行濾光。再則，LED本身有反射鏡和透鏡等控光元件，更使光的利用效率大為提高。另外，LED還有工作電壓低、安全；能調(diào)光；光線中不含紫外線和紅外線以及光源中不含污染環(huán)境的汞等優(yōu)點。正是由于以上這些原因，LED已成為人們最看好的新世紀的照明光源。為了加速LED的發(fā)展，我國已正式啟動了“國家半導體照明計劃”。 LED在汽車照明中有十分光明的應用

16、前景。除了前面所介紹的LED的優(yōu)點之外，LED還有幾個杰出的優(yōu)</p><p>　　五、智能化汽車照明系統(tǒng) </p><p>　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展，全世界汽車工業(yè)的研發(fā)部門都在努力開發(fā)智能化的輔助駕駛系統(tǒng)，以減輕駕駛員的負擔，并進一步提高汽車行駛的安全性和舒適度。在汽車照明方面，人們也在開發(fā)智能的汽車照明系統(tǒng)。智能化的汽車照明系統(tǒng)又稱適應性的照明系統(tǒng)，它包括自適應前照燈系統(tǒng)AFS、改進的

17、的信號照明和車內(nèi)照明控制三部分。其中最重要的是AFS，下面對它做些介紹。適應性的前方照明系統(tǒng)AFS是EUREKA的1403號項目，歐洲的汽車公司、車燈公司和光源公司共同承擔了這個項目，美國和日本的一些公司也參與了此一項目。AFS具有彎道照明BL、高速公路照明ML/鄉(xiāng)間照明CL/城鎮(zhèn)照明TL和惡劣天氣照明AL等功能。在城區(qū)駕駛時路面情況復雜，因而光形較寬，又由于車速不快，因而照射的距離不要很遠。在高速公路，車速快，因而ML光束照射得遠。在

18、彎道處，BL應該給彎道以良好的照明。例如，速度傳感器，方向盤角度傳感器，車身傾斜度傳感器以及降水量信息和照明器件狀態(tài)傳感器等。此外，全球定位系統(tǒng)GPS/數(shù)字地圖和照相機成像處理系統(tǒng)也開始試驗用于信息采集。根據(jù)采集來的信息AFS給驅(qū)動器發(fā)出指令，將照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)到所需要的狀態(tài)。以彎道照明BL為例，車前</p><p>　　六、上海小糸電子技術(shù)的進步</p><p>　　上海小糸車燈有限公司一直

19、十分重視技術(shù)進步，在上海汽車工業(yè)總公司領(lǐng)導下，依靠日本小糸的支持，上海小糸技術(shù)中心于2000年被升級為上海市企業(yè)技術(shù)中心，今年又在中心內(nèi)建立了電子技術(shù)科，主要研究電子技術(shù)在汽車照明燈具和汽車信號燈具內(nèi)的應用。</p><p>　　汽車純機械的發(fā)展幾乎已到極限，汽車機械與電子技術(shù)的結(jié)合是國際汽車工業(yè)發(fā)展的潮流，汽車電子化、智能化程度的高低已成為衡量汽車水平的最重要的標志。世界各大汽車商競相投巨資開發(fā)大量的汽車電子產(chǎn)

20、品裝備新型汽車，使之更先進、安全、舒適與豪華，同時實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、多功能，從而提高其競爭力。在未來十多年里，汽車市場的競爭，就其本質(zhì)而言，就是汽車電子化、智能化的競爭。據(jù)預測，到2005年汽車電子產(chǎn)品占整車成本的價格將超過45%。</p><p>　　高強度氣體放電燈（HID）、半導體發(fā)光二極管（LED）光源汽車燈具以及在歐洲和日本已經(jīng)開始運用并立法的AFS系統(tǒng)（自適應前照燈系統(tǒng)）是國際上汽車電子化、智能化中最耀

21、眼的產(chǎn)品之一。汽車燈具一向就是集實用性和裝飾性于一體的，它最能體現(xiàn)汽車的品位，越是個性化車、高檔車，越注重車燈的設計及品質(zhì)。</p><p>　　可應用于汽車燈具上的LED品種是很多的，目前已經(jīng)得到采用的有T-1（3/4）即φ5的LED，superflux LED，snap LED,SMT LED以及一些與光學零件（如反射鏡）一體特制的LED。</p><p>　　1999年，上海小糸為上

22、海大眾桑塔納2000自主開發(fā)了第一個LED高位制動燈（見圖15），應用18只superfluxLED作為光源，在配光鏡上設計了配光花紋：內(nèi)側(cè)為集光用的菲涅耳花紋、外側(cè)為擴散用的玉米花紋。</p><p>　　到目前為止，上海小糸先后為上海通用GL8，上海大眾桑塔納、POLO，四川豐田考斯特，以及奇瑞B(yǎng)11等車型開發(fā)了以LED為光源的汽車信號燈（主要是高位制動燈），累計已配套50多萬只。根據(jù)預測，上海小糸在LED及

23、HID燈具上的銷售額將會有較大的增長：2004年為1345萬元，2005年為10937萬元，2006年為27203萬元，2007年為29915萬元。</p><p>　　意識到汽車燈具的發(fā)展趨勢，上海小糸加大了在汽車燈具電子技術(shù)發(fā)展方面的投入，在2003年8月份已經(jīng)成功開發(fā)出搭載日本松下電子鎮(zhèn)流器和PHILIPS放電燈泡的HID組合前照燈用于東風日產(chǎn)的新車型上，這將是第一個在國內(nèi)自主開發(fā)并批量生產(chǎn)的HID前照燈。

24、同時，上海小糸積極探索新型的LED的運用，并將在2003年底研發(fā)出光源全部為LED的組合后燈de 概念燈具（見圖16）以及LED室內(nèi)燈。</p><p>　　著眼于未來，上海小糸制定了未來的電子技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃，在現(xiàn)在直到2007年的時間段內(nèi)，上海小糸將逐步開發(fā)出包括紅外線前照燈、AFS系統(tǒng)以及LED前照燈等在內(nèi)的汽車電子化燈具，縮小國內(nèi)汽車燈具與國際水平的差距。</p><p><b

25、>　　參考文獻 </b></p><p>　?。?）板東完治.最新的白光LED的動向和應用.照明學會志，第85卷，第4號，PP.277-279（平成13年） </p><p>　?。?）M.F.Land & D.N.Lee:Nature,Vol.369,No.30,and pp742-744(1994). </p><p>　?。?）Det