關(guān)于前照燈評(píng)價(jià)的最佳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　UNECE標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)使用將近60年了。由于在過(guò)往的技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，光源類型發(fā)生了變化，光學(xué)設(shè)計(jì)方法也隨之有所改變。因此，標(biāo)準(zhǔn)也變得越來(lái)越復(fù)雜。下文是關(guān)于前照燈的現(xiàn)況分析及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)展望。

　　目前常用的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)白熾燈的光束特點(diǎn)設(shè)計(jì)出的反光拋物面，這種設(shè)計(jì)方式雖然限制了光束的再次改變，但是這種傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)出來(lái)的光型是可預(yù)測(cè)的，而且也是可重復(fù)的，出光也相對(duì)均勻。造成以上的結(jié)果的原因是傳統(tǒng)方式采用了拋物線設(shè)計(jì)，限制了光通量。這種設(shè)計(jì)只關(guān)注25m以內(nèi)的參考點(diǎn)及區(qū)域的光度設(shè)計(jì)要求，不可能獲得更大變化的光學(xué)輸出。更大的光學(xué)輸出很難實(shí)現(xiàn)，因此常用的只是簡(jiǎn)單的和簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)方案。

　　多年來(lái)，當(dāng)新技術(shù)出現(xiàn)在市場(chǎng)上，設(shè)計(jì)要求也會(huì)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上隨之得到微調(diào)。鹵素?zé)舻膶?shí)現(xiàn)，就增加了最小光度值。隨之，光學(xué)測(cè)量的點(diǎn)和區(qū)域也發(fā)生了變化，不變的是定義的測(cè)量屏幕。普遍的，新的設(shè)計(jì)方式的結(jié)果會(huì)比老的更好，也更能滿足現(xiàn)有的需求。當(dāng)初，單白熾燈普遍使用時(shí)，F(xiàn)F技術(shù)的出現(xiàn)使設(shè)計(jì)結(jié)果更加實(shí)用。后來(lái)，前照燈的性能不斷提高，設(shè)計(jì)的最低要求卻依舊未變。同時(shí)，由于涉及到測(cè)量屏幕設(shè)定，設(shè)計(jì)結(jié)果仍不足以照亮路面。

　　在標(biāo)準(zhǔn)的整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，我們可以看出初始階段是為了能夠格式化以及盡量簡(jiǎn)化；隨后設(shè)計(jì)要求從設(shè)計(jì)導(dǎo)向?qū)?huì)轉(zhuǎn)向性能導(dǎo)向。這也表明全球許多國(guó)家更加看重前照燈及車輛的制造過(guò)程，因?yàn)檫m用性和安全性在過(guò)往的時(shí)間里變得越來(lái)越重要。不過(guò)，目前的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)在向?qū)嵱眯赞D(zhuǎn)化過(guò)程仍然較難。下文將針對(duì)現(xiàn)有的UN ECE前照燈的設(shè)計(jì)要求的不足，經(jīng)過(guò)分析給出未來(lái)的發(fā)展和改變方向。

　　光度量測(cè)量

　　如下圖所示，目前的光度量設(shè)計(jì)要求被局限在一個(gè)特定屏幕或者等價(jià)角度坐標(biāo)系統(tǒng)里。該屏幕位于距燈25m處的位置，且得到的光學(xué)參數(shù)與真實(shí)路面的參數(shù)是不同的，屏幕上的平均照度值也會(huì)隨著路面的面積增加而減少。

　　以上的標(biāo)準(zhǔn)將光度參數(shù)要求局限在為數(shù)不多的參考點(diǎn)和相關(guān)區(qū)域里，在屏幕上的特定區(qū)域選擇不變的最小值作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證道路照明的正常使用，顯然該依據(jù)不具有普遍性和實(shí)用性。為了獲得真正實(shí)用的光度效果，需要提高屏幕上的光度值，所以數(shù)值會(huì)遠(yuǎn)大于目前設(shè)計(jì)要求的最小數(shù)值。過(guò)往的拋物線反射面設(shè)計(jì)，對(duì)于目前常用的光源，比如LED或者激光，已經(jīng)明顯不實(shí)用了。

　　在直道部分規(guī)定部分點(diǎn)光度值的限值標(biāo)準(zhǔn)，被用來(lái)作為道路照明的最小參考值。同時(shí)，選取另外部分的點(diǎn)和區(qū)域作為最大值的標(biāo)準(zhǔn)，也就是眩光部分，即允許燈光照在行人及對(duì)面來(lái)車司機(jī)的頭部位置的最大照度值。由于屏幕測(cè)量值與真實(shí)道路照明之間復(fù)雜的非線性關(guān)系，將導(dǎo)致視覺(jué)自適應(yīng)加強(qiáng)，也可能由于前景明亮照明導(dǎo)致自我眩光。比如H4光束燈只提供最小照明距離，雖然這種前照燈已經(jīng)過(guò)時(shí)，但仍然合法，可以使用。優(yōu)化后的H7或者LED頭燈雖給出相似結(jié)果，但H7項(xiàng)目或者FF系統(tǒng)可以在更遠(yuǎn)距離得到更好的照明。

　　同時(shí)，我們所說(shuō)的均勻性在目前的標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有定義清楚。利用現(xiàn)有的方法，可以得到在測(cè)試參考點(diǎn)附近較大數(shù)值，而在其他區(qū)域的數(shù)值無(wú)法保證均一性。因此，均一性的前照燈與基于最小值設(shè)計(jì)的前照燈類型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)需要實(shí)行。

　　UN ECE標(biāo)準(zhǔn)

　　目前，任何符合最低要求的前照燈都可以安裝在車輛上，而選擇因素并非前照燈的性能，而是汽車外觀、設(shè)計(jì)成本、設(shè)計(jì)者的想法或者使用者的意見(jiàn)。而對(duì)于性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，需將評(píng)價(jià)對(duì)象從屏幕轉(zhuǎn)到具體道路上，即不以最小的光度值作為標(biāo)準(zhǔn)，只以光的分布作為唯一的標(biāo)準(zhǔn)。如果前照燈可以在不同駕駛條件下的同一車上使用，那么前照燈的選擇要求應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)性能決定，而不是根據(jù)光源的不同設(shè)計(jì)。比如使用老舊的R2燈泡的前照燈的最低照度要求只有目前常用的鹵素前照燈的一半，而對(duì)于氣體前照燈，最低要求設(shè)定值更高且更復(fù)雜。這也就說(shuō)明使用這種燈需要更好的道路照明條件。對(duì)于目前最新的光源——LED，普遍認(rèn)為L(zhǎng)ED前照燈性能比鹵素?zé)舾?。正確設(shè)計(jì)的H4前照燈的實(shí)際性能遠(yuǎn)大于規(guī)定最低要求，但是通過(guò)FF標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出來(lái)的鹵素?zé)粜阅軈s比H4前照燈好很多。

　　適當(dāng)?shù)那罢諢粼O(shè)計(jì)可以滿足的道路照明需求，也可以防眩光。為了這個(gè)目標(biāo)，1958年施行了UN ECE標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)給出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的界限，但不夠明確，截止線的形狀不夠清楚。特別在最近一次修正后，結(jié)果也未完全符合道路照明需求。由于設(shè)計(jì)師主要精力放在截止線上，因此會(huì)造成在截止線附近光的顏色容易發(fā)生變化，或者出現(xiàn)刺眼的高亮度區(qū)域。

　　大多數(shù)的道路照明需要滿足20-150m范圍內(nèi)的照明需求，同時(shí)滿足手動(dòng)或者自動(dòng)裝置的使用。滿足這些要求一般需要大于2000lm的光源，對(duì)于鹵素?zé)粢髤s是1500lm，而對(duì)于HID燈的要求是3000lm。為了滿足光度要求，卻存在截止特性問(wèn)題和目標(biāo)模糊現(xiàn)象。在測(cè)試過(guò)程中，采用橫向和縱向移動(dòng)的光束模型。而在使用過(guò)程中，卻沒(méi)有解決這種差異造成的結(jié)果，以及沒(méi)有將截止線位置當(dāng)作參考。所以，問(wèn)題從一開(kāi)始就存在于截止線的精度，或者光束模式需求。因此需要性能導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決以上問(wèn)題。

　　性能導(dǎo)向標(biāo)準(zhǔn)

　　性能導(dǎo)向的前照燈標(biāo)準(zhǔn)需要使用統(tǒng)一的光源。對(duì)于光源的光分布的幾何要求應(yīng)該比大規(guī)模生產(chǎn)更嚴(yán)格。標(biāo)準(zhǔn)光源在測(cè)試期間，嚴(yán)格確定光通量，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)保證光輸出。對(duì)于性能導(dǎo)向的標(biāo)準(zhǔn)，首先需要夜間安全行駛的光度數(shù)值以及眩光的要求；其次需要定義標(biāo)準(zhǔn)的近似坐標(biāo)系統(tǒng)，確定通過(guò)前照燈照亮一定區(qū)域路面的照度數(shù)值，同時(shí)可以在安全距離外看清路面的障礙以保證可以及時(shí)剎車；對(duì)于可能的眩光也要有所兼顧。下圖為根據(jù)目前的認(rèn)知，設(shè)計(jì)的基于性能導(dǎo)向前照燈路面的照度分布。

　　下圖的橫坐標(biāo)為照度值，縱坐標(biāo)是高度。圖中的三條直線分別代表100m/75m/50m處對(duì)應(yīng)高度的照度值。

　　以上兩個(gè)分別從相對(duì)于車輛行駛方向的水平和豎直兩個(gè)方向給出相應(yīng)的光度數(shù)值要求。