汽车前照灯国标和美标试验中照准方法的分析与研究

汽车前照灯国标和美标试验中照准方法的分析与研究44第3期客车技术与研究BUSTECHN0LOGYANDRESEARCH汽车前照灯国标和美标试验中照准方法的分析与研究郭松,叶袁洪重庆车辆检测研究院国家客车质量监督检验中心,重庆401122摘要通过对比分析GB45992007和SAEJ1383中汽车前照灯照准方法的异同,认为SAEJ1383中的照准方法优于国标的目测照准法,并且参照SAEJ1383的照准方法,提出在GB4599中采用直线拟合照准的方法及相应建议关键词汽车前照灯照准方法配光性能中图分类号U46365025文献标志码B文章编号10063331201103004404ANALYSISOILAIMINGMETHODSFORVEHICLEHEADLAMPSTESTOFGBANDSAESTANDARDSGU0SONG,YEYUANHONGFCHONGQINGVEHICLETESTRCSAREHINSTNATIONALCOACHQUALITYSUPERVISIONANDTESTCENTER,CHONGQING401122,CHINAABSTRACTTHEAUTHORSCOMPARATIVELYANALYSETHESIMILARITIESANDDIFFERENCESOFAIMINGMETHODBETWEENGB45992007ANDSAEJ1383THROUGHREFERENCINGTHEAIMINGMETHODOFSAEJ1383,THEYPROPOSETHELINEFITTINGAIMINGMETHODINTHEGB45992007KEYWORDSAUTOMOBILEFRONTLAMPAIMINGMETHODPHOTOMETRICPERFORMANCE随着世界经贸一体化,汽车产品及零部件全球化趋势正在加快然而,由于世界各国和地区都立足于本国或本地区的实际情况,所以制定的技术法规有很大的不同经过多年的发展,已形成了欧,美,日三大典型的汽车技术法规体系汽车灯具作为汽车上重要的安全部件,各国的标准法规对其配光性能,光色和色度特性,光电参数性能和环境试验特性以及灯具的安装都有具体的要求在汽车灯具所有标准法规中,对汽车前照灯的要求更为严格,特别是对汽车前照灯配光性能的要求照准是在各测试点,测试线及测试区域测试前对前照灯初始照射位置的设定,是至关重要的一步,照准方法的正确与否直接影响配光性能的检测结果从标准法规来看,前照灯的测试基本上都是依据ECE联合国欧洲经济委员会法规和SAE美国机动车工程师学会来进行的,因此,前照灯的照准方法也多采用这两种标准法规GB45992007和ECE前照灯标准在测试方法和要求上是一样的本文就GB4599200711和SAEJ138321两个标准法规的照准方法进行分析1前照灯照准方法介绍11国内前照灯照准方法GB45992007中照准属于配光性能测试的一部分前照灯的照准包括近光照准和远光照准在进行配光测试前,首先需要借助于激光照准仪或准直望远镜确定前照灯基准点的正确装卡位置,然后分别进行照准前照灯近光照准主要通过调节明暗截止线在配光屏幕上的位置来实现,如图1所示V图1GB45992007理想状态明暗截止线在配光屏幕J的分布科研项目重庆市质量技术监督局科研项目2009一KY一06出口机动车灯具的配光性能检测方法研究作者简介郭松1976一,男,硕士研究生工程师研究方面车辆工程,汽车试验测试第3期郭松,等汽车前照灯国标和美标试验中照准方法的分析与研究45近光照准包括垂直和水平两个方向上的照准垂直方向的照准需将明暗截止线的水平部分置于HH线以下25CM处水平方向照准则将明暗截止线的转折处置于VV线上,若转折处不清晰,则以满足75R和50R的照度值为准按照上述照准后,若近光仍不满足要求,则允许明暗截止线在水平方向左右各144EM,垂直方向不超过HH线的范围内进行调整对于可以单独调节的远光,需要进行远光的照准,即将光束最大照度区域中心位于HV点否则以近光作为照准基准,即在近光照准后,不再进行远光的照准12美国前照灯照准方法121前照灯类型及标识SAEJ1383照准方法比较复杂,按不同照准方式,可将前照灯分为三类机械照准式前照灯,VHADVEHICLEHEADAIMINGDEVICE照准式前照灯和视觉/光学照准式前照灯这三类前照灯也不是严格分开的,可能存在垂直方向采用视觉/光学式照准,而水平方向则采用了VHAD照准51对于这三种不同类型的前照灯,在设计时灯具厂家已将其标记不同的照准类型码对于机械照准式前照灯,配光镜上有三个照准衬垫,并且这三个衬垫的位置必须满足SAEJ1383中图1一图4的规格要求,这里不进行详述对于VHAD照准式前照灯则不需要标记任何照准类型码对于视觉/光学照准式前照灯,分垂直和水平两个方向分别进行照准根据照准时参考近光光型部位的不同和采用扫描方式的不同,将其进行不同的标记对于设计通过近光左边部分光型进行垂直方向上照准的前照灯应标有“VOL“对于设计通过近光右边部分光型进行垂直方向上照准的前照灯应标有“VOR“对于设计通过“02D扫描“进行水平方向照准,且设计通过近光右边部分光型进行垂直方向上照准的前照灯应标有“VORH1“对于设计通过“02D扫描“进行水平方向照准,且设计通过近光左边部分光型进行垂直方向上照准的前照灯应标有“VOLH1“对于设计通过“3LINE扫描“进行水平方向照准,且设计通过近光左边部分光型进行垂直方向上照准的前照灯应标有“VOLH2“对于设计通过远光光束照准的前照灯则应标有“VO“所以,在按SAEJ1383检测前照灯配光性能之前,应先检查其照准类型码,然后根据类型码选择不同的照准方式对前照灯进行照准对于不同照准类型的前照灯,SAE有不同的设计要求例如,对机械照准式前照灯的调节器有调节范围的要求,对VHAD有显示刻度及范围等参数的要求测试时按出厂要求进行设定即可下面重点讨论视觉/光学照准式前照灯的照准方法122前照灯照准方法前照灯照准对配光测试实验室的基本条件有一定的要求首先是对电压表的要求,测试时灯具两端的实际电压与设定电压值差不能大于401VDC其次是要求配光用标准灯泡为根据SAEJ387所筛选的标准灯泡,并且在配光性能测试前至少点亮3RAIN,使其发光强度趋于稳定因为电压的波动和发光不稳定的灯泡对照准时明暗截止线的测定有较大的影响在测试距离上,光度探头至少应放在距离前照灯10M处进行视觉/光学照准式前照灯的明暗截止线梯度测试而进行配光性能测量时,这一距离至少是183M对于水平明暗截止线光型为图2所示的视觉/光学照准式前照灯,其明暗截止线需要满足以下两点要求首先是对水平明暗截止线清晰度的要求,即要求水平明暗截止线在25L处的梯度值至少达到013,倾斜明暗截止线在2R线上测得的最大梯度应不小于008其次是对水平明暗截止线宽度和水平度的要求,即要求水平明暗截止线的水平宽度至少为2,并且在35L15L范围内,水平明暗截止线应清晰可见,同时在35L处或15L处测得最大梯度的垂直位置与在25L处测得最大梯度的垂直位置相差不得大于02对于明暗截止线光型为图3,图4所示的视觉/光学照准式前照灯,垂直或倾斜明暗截止线在02D线上的最大梯度也应该不小于008对于满足以上要求的前照灯,在配光性能测试前需根据近光的明暗截止线进行垂直方向和水平方向照准在垂直方向上的照准即确定近光明暗截止线在垂直方向上的位置,垂直方向上的照准以HH线为参考由于明暗截止线在垂直方向上照度变化较快,为了更加准确地判断出明暗截止线的准确位置,SAEJ1383以垂直方向上梯度变化最大的位置确定为明暗截止线的垂直位置前照灯垂直方向照准过程如下1前照灯按照其在车辆上安装位置固定在夹具上,夹具的轴线与光度探头所在的轴线重合2前照灯两端施加规定的电压客车技术与研究3根据近光光型将其水平明暗截止线的准确位置放置在04D或HH线上即实现近光垂直方向上的照准,如图2一图4所示在照准过程中,关键问题在于如何确定水平明暗截止线的准确位置SAE规定,对于光型为图2所示的前照灯,在25L处,从15D至15U扫描,根据公式CLOGEA一LOGEA0111式中,G为梯度值E为照度值为垂直角位置找出最大梯度值G,则G一对应的即为水平明暗截止线的准确位置在水平方向上的照准即确定近光明暗截止线在水平方向上的位置,水平方向上的照准以VV线为参考在实现了垂直方向上的照准后,水平方向上的照准关键在于确定倾斜或垂直明暗截止线的准确位置对于图2所示光型的前照灯,在垂直方向照准以后,采用“3一LINE扫描“法,在1R,2R和3R处分别进行垂直扫描根据公式1,可得到三个最大梯度点,这三个点可根据最小二乘法拟合成一条斜线这条拟合的斜线即认为是倾斜明暗截止线的准确位置这条拟合斜线与水平明暗截止线交于VV线上04D处,即确定了近光明暗截止线在水平方向上的位置,从而实现了水平方向上的照准L明04IIL/_35L25LL5LLLV图2SAEJ1383“3一LINE扫描“法照准截止线对于图3所示光型的前照灯,在垂直方向照准后,采用“02D扫描“法从5L至5R扫描,根据公式1,计算最大梯度点N将该最大梯度点放置在VV线上,即确定了近光明暗截止线在水平方向上的照准对于标有VOR或VOL的前照灯,如果按照以上方法照准后不能满足SAEJ1383规定的配光要求,则允许在垂直方向上025调节范围内重新照准对于标有VORH,VOLH1或VOLH2的前照灯,如果按照以上方法调节照准后仍不能满足配光要求,则允许在垂直方向上025和水平方向上L调节范围内重新照准04厂/F日暗截止线02D扫描04厂02D扫描Q暗截止线图3SAEJ1383“02D扫描“法照准对于远光和近光混合的前照灯,远光以近光的垂直照准和水平照准为准,不再进行重新照准若远光未与近光混合,则远光的垂直照准即将远光最亮区域置于HH线上,远光的水平照准即将远光的最亮区域对准VV线2前照灯照准方法对比分析GB4599对前照灯近光的照准采用目测法,南检测人员目测确定明暗截止线在配光屏幕上的位置,从而确定近光的照准位置由于不同的检测人员对明暗截止线的位置判断不同,即便是同一检测人员,两次照准对近光明暗截止线的位置判断也略有不同,而照准位置的不同将导致近光各配光测试点在屏幕上的实际测试位置发生改变,从而导致同一测试点两次测量的结果误差较大因此,这种照准方法存在较大的人为因素的影响表1中的“目测照准法检测结果“为在前照灯固定在试验台上后在不调整装夹位置的情况下,检测人员A和B分别采用目测照准方法后测得的照准后近光的配光值由于在75R,50R,50L,50V等这些点周同的照度值变化较大且两次测量同一点的位置并不一样,因而两次测量这些点所测得的照度值的绝对误差也相差较大采用日测照准法可能会给近光配光性能测试结果带来不容忽视的误差SAEJ1383中,视觉/光学照准式前照灯的照准位置由配光测试系统通过软件控制定位其基本做法是通过软件控制光度探头线性扫描明暗截止线如图2一图3所示根据公式1在扫描线上找出最大梯度值所在的点,以这些点的位置来确定明暗截止线的准确位置,从而定位近光在配光屏幕上的照准位置这种方法所确定第3期郭松,等汽车前照灯国标和美标试验中照准方法的分析与研究47的照准位置完全由配光测试系统确定,与检测人员无关,从而避免了目测法中人为因素的影响参照SAEJ1383中视觉/光学照准式前照灯的照准方法,结合GB4599的照准要求,我们提出了在GB4599中采用拟合直线的照准方法,如图4所示V图4实际明暗截止线的拟合直线照准具体实现过程如下根据122中所述的SAEJ1383的照准方法,在25L处垂直扫描,所测得的最大梯度点为水平明暗截止线的垂直位置,在垂直方向上调整该水平明暗截止线到HH线下25CM处,即确定了前照灯近光垂直方向上的照准再采用“3一LINE扫描“在1R,2R和3R处分别进行垂直扫描,得到三个最大梯度点这三个点根据最小二乘法拟合成一条斜线,这条拟合斜线与水平明暗截止线交于VV线上0573D25CM处,即确定了近光明暗截止线在水平方向上的位置,从而实现了水平方向上的照准为了在国标和欧标中实现拟合直线照准方法,我们采用VISUALC在上位机上编程,对每条扫描线按一定的步距进行垂直扫描,通过找最大梯度值点的坐标来确定拟合直线的位置,并计算HV两条拟合直线的交点的坐标,根据交点的坐标最后控制转台的电机转动一定的角度,实现水平和垂直方向上的照准表1中“拟合直线照准法检测结果“为检测人员A和B分别采用拟合直线照准法照准后根据GB4599配光测试要求测得的照度值与目测照准法的检测结果相比,不难发现,采用拟合直线的照准法所测得的GB4599近光配光值重复性更好同表1目测照准法/拟合直线照准法照准后测得的配光值目测照准法拟合直线照准法测试点标准检验结果检验结果1X1或测试要求A测B测绝对A测B测绝对区域量值量值误差量值量值误差B50L04075072003O72072075R125_3628L25527731003375L122O6133073137155O1850R1217641242522122714352085OL156834462L37418485O6750V688L5433_384_42510O6825L21218114407410701125O5525R2111310O11