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小知识 图解主动转向前大灯的演进(组图)

王朝购车·作者佚名  2007-07-06
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现在的汽车是愈来愈安全了,除了日渐普及的DSC、ESP、VDC…等动态控制系统,近来驾驶视线的提升亦为重点,这当中要以主动转向头灯的可看性最高!

根据德国联邦统计局(Federal Statistics Office)所研究的资料,日夜车祸发生比率为6:4,但夜晚的车流量是白天的五分之一,由此可见夜间驾车有多危险!夜间驾车的事故发生率偏高,究其原因视线不良占相当大的比重,而视线的维持,除了靠政府设置的夜间照明设施,更重要的还是车上的照射灯具,头灯的功效居功厥伟。

『HID技术的运用无疑是汽车照明科技的一大突破,也让夜间行车安全强化许多』

『除了转向头灯辅助外,另以雾灯、侧灯等辅助灯具运用,补足头灯照射面积死角范围缩减至最低』

『转向头灯的主要好处在于增加弯道中的照明范围与距离,让驾驶人能有更充裕的时间反应路况』

100年前的汽车是没有头灯的,首次导入汽车的照明工具只是使用煤油的家用照明器材,直到电力的灯泡技术普及化才有了大幅进步。初期汽车头灯是由灯壳、灯泡、反射镜所组成,由于所采用的灯泡为钨丝灯泡,照明效果差强人意,且需搭配大面积的反射镜;圆形是反射面积最大的设计,所以当时汽车的头灯清一色为圆形。而随着80年代亮度提升的卤素灯泡问世,不再需要大型反射镜,灯具造型的限制不见了,远光灯、近光灯、方向灯、雾灯均可整合为一,也就形成了我们熟悉的多变造型头灯。

HID水平调整 AFS灵感来源

由于灯泡的发光原理是由电能转成热能再转成光能,只能在灯丝材质、内部灌入的气体上作文章,亮度因而受限。近代最具革命性的发明是高强度放电HID(High Intensity Discharge),其原理是直接将电能直接转换成光能,所以HID灯泡内部并没有灯丝,而是将电流通过一条内含金属卤化物与氙气(Xenon)的封闭石英管,再发出光亮。HID的亮度我们就不再赘述,市面上常见的「苍白之光」、「太阳之光」、「宇宙之光」等产品名称就是最好的说明。

如此一来,HID不就是比较亮的灯具?与自动转向头灯又有什么关系呢?这是因为HID灯具的亮度实在过高,容易将对向来车的驾驶者双眼照得张不开,肇祸的驾驶者本身往往不自知,所以这是非常危险的事情。为了免除这项危险,政府单位要求规定,配置HID的新车必须具备水平调整功能,免得「照亮自己,照瞎别人」!

『真实世界中反胎过弯的可能性远低于零,不过将主动转向头灯与其它汽车网络系统结合仍是设计趋势』

HID如何做到水平调整?很简单,就是在灯具内装上一组步进马达,以移动灯泡的上下角度。既然可以移动灯泡做出水平调整,聪明的汽车专家马上想到:「将这组步进马达修改一下,做出左右移动的功能,头灯就可以跟着行走的方向转,照明面积马上获得提升。」这就是转向头灯的起头!事实上,车灯跟着车头转并不是什么新奇的发明,机车骑士必有充分的体验,笔者在十多年前与同学相约夜奔阳金公路,我们分别骑乘Yamaha FZ与FZR,在刚开始两旁设有路灯的路段中,FZR仗着低车身与煞车优势领先FZ,但在两旁的路灯消失后,FZR的优势就消失了!这是因为FZR的头灯是固定在整流罩上,只能笔直往前照射,一到大弯就瞎掉了;FZ的头灯则是直接装在龙头上,车头转多少、头灯就转多少。转向头灯功效如何,这就是最简易的说明。

转向头灯非完美 路况复杂难负荷

白天的视线充足,完全是太阳的功劳,太阳的体积是地球的130万倍,因此照射的面积全面、死角少;夜间的视线全靠照明灯具,论照射面积,只不过车头前方的数十公尺长、十几公尺宽而已。

有了转向头灯,前方的照射面积得以增加,我们以M.Benz发表的数据为例,传统头灯在一个半径约190公尺的弯道中,约可提供30公尺的照明距离;转向头灯可将范围往后延伸25公尺,也就是提供驾驶者约55公尺的照明距离。整体来说,转向头灯可让有效照明范围提升90%以上。

一般见到的转向头灯的左右角度,我们查到的数据最多为15度,有些车厂的设计是单边作动,有的是左右灯具一起转,甚至是弯内灯具转得多、弯外灯具转得少。论技术,自然是后者比较先进,前者是单纯运用灯具后方的步进马达,结合方向盘的转角讯息,再连动步进马达与方向盘一起转,是纯粹机械式的设计。

然而,世界上的路况合其复杂,并不是方向盘转到哪里,驾驶者的视线就是哪里,比方说,驾驶者面临急弯会剧烈转动方向盘,但车身并不见得跟着方向盘的转角走,这情形尤其在转向不足时特别明显。假如驾驶者正处于严重推头、车头偏离路线的紧急时刻,这所谓的转向头灯应该照明车头的行走方向?还是方向盘的方向呢?

又好比甩尾,假如藤原拓海在送豆腐时运用反打技巧过弯,偏偏驾驶的不是古董AE86,而是向朋友借来、配置转向头灯的新车,车灯岂不是照耀外侧的山壁?这不是危险?

『转向头灯大多采机械式设定,其转向的动力源自HID内建步进马达,经由马达与方向盘舵角连动完成转向动作』

『经由灯具进化、照明系统提升与主动转向头灯的运用,汽车大灯将不再是被动无力的充数设计』结合动态控制系统 做出最准确的指示

为解除这些缺失,最新的转向头灯所依照的参数不只方向盘转角,更如入了行车速度、偏转率,及方向盘的转动速率,也就是所谓的自动转向头灯,其中的讯息往返、指令传送的过程十分复杂,也就是所谓的汽车网络。我们以BMW的新车为例,除了头灯具备约15度的转向角度,并可与车速与车况进行连动,在低速行驶时转向头灯能透过整合在雾灯或头灯中的投射灯,强化弯道内侧的照明亮度,可在交岔路口或是急弯中,与主要大灯一同配合使用。

这里所说的偏转率,意思是车辆与其垂直轴心的相对旋转动作,掌握了该车辆的偏转率,就等于明确掌握车辆的随时动态,进而换算出头灯要转多少角度,并且是由哪盏灯具负责。

『BMW的转向头灯不只是单纯的转向,而是与DSC动态行车信息整合为一,作动更形完善』

至此,你一定要问:「要如何感测车辆的偏转率?」答案很简单,正是透过车上动态控制系统的感应器,从感测到的加速、减速、侧向G值、煞车力道,再加上刚才所说的方向盘转动角度与速率,将这些讯息送到行车计算机,即可换算此时该要怎么转、怎么照,前途才会光明。

这还不是最完美的设计。未来的转向头灯将与卫星导航系统结合,即可预知下一个路段的弯角,结合行车速度甚至是对向来车,再做出最妥善的照明。也就是说,一旦你的爱车采用这种先进的的转向头灯,除了既有的转向照射功能,遇上对方来车,也不需要手动从远光灯切为近光灯,既安全又有礼貌,善哉!善哉!【车讯网/文/罗文杰 责编/杜嘉豪】

『主动转向头灯的未来趋势将与GPS结合,预先将前方路况经由卫星回传,让AFS不只主动、更能预备』

『在AFS话题渐热的情况下,高价进口等级车款享有此一配备的定律将被打破,普及化将是各车商应该且必须努力的方向』

 
 
 
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