LED在汽车照明应用中的角色变化

1.简介

北美和世界其他地区的大多数道路都不是由固定安装在桅杆上的道路照明系统照亮的，因此，汽车照明是夜间安全驾驶的关键部件。

汽车前大灯的性能要求是基于汽车工程师协会(SAE)和类似行业组织发布的标准和建议。这些要求规定了从车辆照明系统中心朝不同方向照射的最小或最大发光强度。

北美洲以外的国家也存在类似的光度性能要求;这些规定可能细节上有所不同，但是都具体规定了发光强度，目的是确保车辆照明系统为驾驶员提供足够的光线看路，尽可能减少对其他驾驶员的眩光，并确保可以及时、清楚地检测车辆信号灯。

2.车头灯

对于为车辆前方提供照明的汽车前大灯，需要两个，需要安装在尽可能远的地方。 每个前照灯必须符合相同的性能要求。有两种主要类型的波束图案：高光束和低光束。表1和表2给出了北美对于高光束和低光束前照灯的几个角度位置的要求。

表1：美国对高光束远光灯的一些光度要求

表2：美国对低光束远光灯的一些光度要求

如预期的那样，高光束的要求是更高的强度和更小的最大强度值。此外，远光束具有对称的光束图案。相比之下，近光束具有不对称的波束图案，更严格的最大值倾向左侧(在北美是如此;如果是左侧通行的国家，光束图案从左到右颠倒过来)。

图1显示了低光束前照灯图案的强度要求，前照灯照叠加在一条直线的双车道道路的角位置上。使用反平方律，可以将角度发光强度值转换成照在路上和车辆前方物体上的照度;应将每个前照灯的照度加在一起以获得总数。

图1：美国低光束大灯图案的光度要求，叠加在一条双车道的图像上。

图2是一张低光束前照灯图案投射在前照灯前面的墙上的照片。为了减少给前面的司机带来的眩光，低光束模式通常会有如图20.2所示的垂直梯度。在图20.2的明暗部分之间的所谓截止边界之上，强度低，光线不足。

图2：低光束前照灯图案投射在墙壁上的照片。

截止边界可以检查和调整前照灯的垂直目标。大多数北美大灯要求右侧截止边界的位置与前照灯处于相同的高度。左侧截止边界通常低于右侧边界，以减少进入迎面司机眼睛的光量。低光束大灯图案的“刺眼的”截止边界限制了司机的前方可见度。

当驾驶速度超过60-65公里/小时时，驾驶员使用低光束前照灯可能难以及时发现一些潜在的危险并停止。对于这种情况，高光速是有保证的，除非靠近的车辆在100米以内。然而，大多数司机都未充分利用远光前照灯。

由于低光束前照灯图案的截止边界很清晰，因此垂直目标是实现最佳性能的重要因素。 例如，在美国，大多数州不要求将前大灯作为安全检查的一部分。最近一份对车辆垂直目标的研究发现，大多数车辆至少有一个目标不佳的前照灯。当目标太高时，前大灯可能会造成不适的眩光。当目标太低时，驾驶员的前方能见度会受到影响。

自适应照明系统是根据车速，打方向的角度而自动调整近光灯转向角度侧，扩大车辆转弯时有效照明范围。自动水平调节功能可确保无论承载情况如何，灯光始终照向前方地面。一些车辆有转弯和弯道灯;弯曲灯有时使用机械元件将一个或两个前照灯朝向道路曲线。

一些欧洲车辆配备了一种“城镇的”前照灯光束模式，其具有较低的最大发光强度，并且比大多数低光束具有更广泛的分布，可以帮助司机在城市低速驾驶时可以检测行人。大多数国家的自适应照明系统要求是根据联合国欧洲经济委员会(ECE)第123号车辆法规制定的。美国的“联邦机动车辆安全标准108”目前对自适应照明系统持保留意见。

目前，大多数汽车前大灯使用反射镜或投影仪光学系统的灯丝源(钨卤素或更简单的卤素)来产生必要的光束图案。相对较小比例的前大灯使用高强度放电(HID)灯，使用金属卤化物和氙灯来迅速接通灯。使用LED前大灯也刚刚开始在几款车型上使用。不管使用的光源如何，所有头灯都需要满足相同的光度要求。

3.信号灯

车辆需要有信号灯，这样司机能够在白天和黑夜间进行制动和转向时可以提示别人。现在，越来越多的车辆使用LED进行信号照明。不同的信号灯对颜色和发光强度都有不同的要求。美国联邦对车辆信号的要求是基于SAE标准和建议。表3列出了几种车辆信号灯类型的颜色和允许的发光强度值。

表3：美国汽车信号灯的光度和颜色要求

欧洲汽车信号灯的性能要求与北美在颜色和发光强度方面没有太大差别，但是有一个例外。在美国，车辆背面的信号灯可能是红色或黄色，具有不同的强度要求，具体取决于它们的颜色。在世界其他大部分地区，后转信号必须为黄色。

Allen此前报道，黄色后转信号往往会出现更少的碰撞，可能是因为它们的发光强度比红色后转信号高，或者因为黄色使得它们更容易区分制动灯或尾灯。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)正在考虑是否需要对所有后置式汽车转向信号变成黄色。