分析汽车自适应前照灯系统的设(一)
AFS是指针对外界条件对汽车前部照明做最佳调整以增强行车安全的系统。AFS技术是一种能够控制汽车前照灯的配光形象，并且控制车灯光束的照射角度随着行车状况变化而上下左右调节的技术，是一个和行车安全息息相关的主动式安全技术。
1 AFS技术分析
在AFS设计方案中，系统根据当前车速、转向盘转角和前后高度传感器等信号，通过内置数学模型对近光灯光轴进行左右实时调整和动静态上下调整，以补偿和扩展驾驶员在夜晚的视野。同时，该方案具有模块化构建能力，在硬件改变的情况下，可以灵活裁剪增加组成，适应不同车型的要求。另外，通过对目标车型的软件标定和匹配，可以和汽车制造商的功能需求对接。
1.1 AFS构成及工作原理
AFS是一个由传感器组、传输通路、处理器/控制器和执行机构等组成的系统。由于需要对多种行车状态做出综合判断，所以决定了AFS是一个多输入/输出的复杂系统。
为实现灯光的自适应功能，AFS必须要从不同的传感器取得多种行车信息。系统从转向盘转角传感器、车速传感器、车身高度传感器分别取得车轮转角、车速和车身倾斜度的精确信息。其中角度和速度信息通过*控制电路精确计算后，系统输出信号控制旋转执行器对投射式前照灯进行左右旋转，倾斜度信息控制调高电动机对光束进行上下旋转，从而实现智能化控制。图1为长城某车型AFS构成及功能示意图。
图1中AFS所需部分信息（如车辆行驶状态、灯光状态等信号）也被其他的车身控制系统采用，即AFS实际上要和其他控制系统共用一些传感器，这里总线技术的应用为车身信息的高速共享提供了可能。AFS控制系统采集的信号为车身功能总线信号和传感器信号。图2为AFS系统工作原理框图。
1.2 系统设计
AFS能够实现包括随动转向、动态水平调节、雨天以及启动、紧急制动等行车模式的光束照射角度和范围的控制功能。AFS功能设计示意图见图3，系统部分设计参数详见表1。与此同时，所设计系统还应具备以下功能。
1）故障诊断当出现故障时，能根据故障的类别产生相应的故障代码及故障处理方式，通过CAN通信在组合仪表内进行故障报警。当发生故障时，AFS控制系统发出故障保护指令，使前照灯光形和照射角度回到规定的初始状态。
2）功能解除驾驶员应能通过开关解除AFS系统左右调节的功能，使AFS系统回位到规定的初始状态。
3）休眠唤醒在发动机长期不工作的情况下，为保证蓄电池处于节电状态，系统应可通过总线命令进入休眠状态，同时支持总线唤醒。
4）自检功能启动前照灯时，近光灯上下左右自转一周后可回到当前的调平位置。系统上电时会进行执行器的回零操作，以保证控制精度和效果。
事实上，对于右侧行车，左转弯时，左前灯为主灯，右前灯为从灯；相反，右转弯时，右前灯为主灯，左前灯为从灯。
1.3 系统设计要点分析
行车过程中，通常弯道上出现危机时采用的首要措施就是制动，AFS前照灯需要旋转的角度就是要保证有效的制动距离。AFS控制策略要求是：反应距离与制动距离相加后的距离必须要在前照灯旋转后的照明区域内。相关文献表明：车辆在转弯时，前照灯应能照亮车辆3 s后到达的位置，依据此位置点，可计算车灯行驶旋转角。图4为车辆弯道行车旋转角度示意图。
由图4可知α=μ+σ=arcsin(S/2R)+arcsin(L/R) （1）S=2Rsinμ（2）
根据文献［4］中关系式S =0.0102v2+0.0803v +2.7476，并整合式（2）可得到
μ=arcsin［1R（0.0051v2+0.0402v+1.3738)］（3）
图5为依据式（3）得到的车灯弯道转角与车速、弯道半径之间的关系图。从图5中可看出，在相同车速时弯道半径越大车灯弯道转角越小，另外在相同弯道半径时车速越大车灯弯道转角越大。为了避免车灯弯道转角过大造成对面行车驾驶员炫目，所以需要限定车灯弯道转角的上限值，根据式（1）可计算出本文设计的AFS的最大弯道转角为20°。
1.4 AFS方案设计
1.4.1 系统设计要求
为满足相关法规的