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【摘要】自适应大灯是近些年来的新科技。本文首先介绍了自适应大灯的功能与优点，接着叙述了宝马X5自适应大灯的系统组成。本文重点分析了宝马X5自适应大灯的工作过程及其控制原理。
【关键词】宝马大灯自适应灯光
1自适应大灯的功用与优点
夜晚在弯道上行车、会车或者在不宽敞的路上会车都是有一定的危险性。在弯道上行车时困扰驾驶员的是不能及时看清楚路面，对面来车眩目。在不宽敞的路上会车时，对方驾驶员不主动关闭远光灯，本车驾驶员眩目。自己不关闭远光灯，对方眩目。而驾驶员频繁的打开、关闭远光灯不仅麻烦，而且也分散了驾驶员的注意力，这样就大大的降低了行车的安全性。自适应大灯的灯光可在一定限度内摆动使驾驶员提前看清前面的路面。在会车时，自适应大灯会自动关闭远光灯以保护对面来车的安全，因而不会因前灯使对面来车驾驶员眩目，从而提高了行车的安全性。
2 宝马X5自适应大灯的系统组成及控制功能
宝马X5自适应大灯系统由灯光开关、脚部空间模块、动态稳定控制系统、雨天/行车灯/光照传感器、车顶功能中心、转向柱开关中心等组成。自适应大灯系统零部件在车上的位置如图1所示。
图1 宝马X5自适应大灯系统组件在车上的布置
1-灯光开关；2-脚部空间模块（FRM）；3-动态稳定控制系统（DSC）；4-接线盒控制单元（JBE）；5-雨天/行车灯/光照传感器（RLSS）；6-车顶功能中心（FZD）；7-转向柱开关中心（SZL）
2.1自动开启或关闭远光灯控制
灯光辅助（FLA）控制单元根据交通状况向脚步空间模块发送接通或关闭远光灯的建议。脚步空间模块根据该建议和其他不同的输入参数决定是否接通或关闭远光灯。
2.2大灯摆动控制
夜晚汽车在弯道上行驶，脚步空间模块会根据动态稳定系统、转向柱开关中心等模块提供的信息向大灯摆动模块发出大灯摆动的控制信号，使大灯左右摆动，以便照亮弯道内侧的路面。
3宝马X5自适应大灯的工作过程与控制原理
3.1自适应大灯的开启与关闭
会车时，开启自适应大灯的车辆不会造成对方车辆的眩目，并能根据实际情况开启或关闭自适应大灯，如图2所示。
图2 开启自适应大灯的车辆
光照传感器可以感知左右角度为15°并且在1000m内的灯光当对面来车时，在相距400时远光灯被自动关闭。当车辆驶离这个范围时，远光灯又被重新打开，如图3所示。
图3 光照传感器的感知范围
1-远光灯光束；2-前面行驶车辆的尾灯；3-向前的光照传感器的感知范围；
4-对面来车的大灯有对面来车时自动关闭远光灯
3.1.1自适应大灯的开启
远光灯辅助系统根据交通状况向FRM发送一个远光灯接通建议或关闭建议。FRM根据这个建议和不同的其它输入端数决定，是否接通或关闭远光灯。
远光灯辅助系统的接通条件：①灯开关在开关位置“A”； ②近光灯已接通；③已向前（沿行驶方向）点击行驶方向远光灯开关。
远光灯的接通条件：①行驶速度大于40km／h；②未挂入倒车档；③光照传感器未识别到对面来车或前面行驶的车辆；④光照传感器识别到足够的黑暗。
3.1.2自适应大灯的关闭
远光灯光束的作用距离约400m。光照传感器感知范围的作用距离约1000m。因此可确保，光照传感器在远光灯光束给对面来车造成眩目之前即识别到对面来车。当光照传感器识别到一辆对面来车时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM自动关闭远光灯。
1）有前面行驶的车辆时自动关闭远光灯。当图像传感器识别到一部前面行驶的车辆时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM关闭远光灯。
2）在照明充分时自动关闭远光灯。当图像传感器识别到照明充分的环境时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM关闭远光灯。充分的照明意味着：日光、晨昏、路灯（例如在有路灯的地方）。
3）远光灯辅助系统的功能限制。在下列情况下可能导致FLA的功能受限：①不利的天气情况②自身照明不佳的交通参与者③某些交通标志④在凹凸不平的道路上行车⑤图像传感器的视野范围受阻。
4）远光灯辅助系统的自动校准。为了确保远光灯辅助系统无故障的工作，必须将光照传感器校准到与中心线平行。FLA在夜间行驶时可以最多自动向左校准3度和向右校准3度。因此可补偿与中心线的细微偏差。适合于自动校准远光灯辅助系统的行驶状态是：在距离超过约50km的相对的直路段上行驶。直路段可缩短自动校准的时间。道路标线必须清晰可见。
3.2自适应大灯的摆动
驾驶员转动方向盘时，车辆沿圆形轨道移动。该圆形轨道通过车轮的移动和前车轮的角度位置确定。而灯光也随转向角摆动，如图4所示。
图4灯光随转向角转动
1-预期的圆形轨道；2-明暗界限的交界点；3-转向角
灯光摆动后弯道的照明更好，视野得到改善，在弯道上驾驶员更容易看清楚路面。提高了行车的安全性。
自适应弯道照明灯根据摆动模块的当前位置进行参考运行，以确定零位。为了避免在校正期间出现滞后现象，摆动模块始终从同一侧移过零位传感器。只要在关闭自适应弯道照明灯前始终使摆动模块移动到零位传感器同一侧的静止位置处，即可实现上述效果。
3.2.1大灯的摆动
1）大灯摆动零位传感器。摆动模块从关闭位置方向向光轴方向摆动时，通过脉冲下降沿可识别出摆动模块相对于零位传感器的零位。根据该“软”参考点，可在运行期间反复校准摆动模块。位置1和2表示摆动模块的机械止动点。前灯结构决定了机械止动点。如图5所示。
图5 摆动模块参考运行值
1-机械止动点；2-最小电气止动点；3-关闭位置；4-零位传感器位置；5-光轴位置等于0；
6-最大电气止动点；7-机械止动点；8-摆动方向；9-从左侧进行参考运行
2）大灯摆动的差角。不清楚摆动模块的位置时，就需要一个差角。为此必须完成到达机械止动点的参考运行。这种运行称为“硬”参考运行。
3）大灯摆动的光轴。当摆动模块指向车辆直线行驶方向时，此时的摆动位置称为光轴。该位置的角度为 0°。光轴的准确定义指的是与零位传感器之间的角度以及与机械止动点之间的角度。因此，在“正常情况”下可通过零位传感器确定摆动过程中的光轴。受到干扰时，使用与机械参考点之间的差角。
4）大灯摆动的摆动范围。通常情况下，摆动模块不会运动到机械止动点，而是到达最小和最大电气止动点处。摆动模块运动到电气止动点可避免到达机械止动点时失去脉冲。最小和最大电气止动点的定义是指与零位之间的角度。前灯向车辆中部的摆动角度为 8 度，向外侧的摆动角度为 15度，如图6所示。摆动范围不会受到机械公差的限制。
图6 自适应大灯的摆动范围
5）大等摆动的方向。步进电机向摆动模块的正摆动方向移动时，相当于向右摆动。
6）大等摆动的回转角速度。摆动模块的回转角速度最大为 30°/s。
7）大灯摆动的信息。向脚部空间模块发送下列信号时可使摆动模块摆动：①转向角；②车速；③偏转率。在正常行驶条件下，车速不超过约 40 km/h时，自适应弯道照明灯通过转向角传感器发送的数据来控制。
3.2.2大灯的失效摆动
出现下列情况时：①车速超过约 40 km/h；②车辆过度转向或不足转向；③车辆开始偏转。计算大灯摆动角度过程中会考虑到偏转率传感器的数据。
车辆过度转向、不足转向或偏转是通过转向角传感器和偏转传感器识别的。当车辆过度转向、不足转向或偏转时，自适应弯道照明灯将不起作用。摆动模块返回其零位位置。如图7所示。
3.2.3大灯的水平调整
在车辆倾斜不同时，自适应大灯水平调整补偿不同的照明范围。由于加栽、制动和极端的驾驶车辆的倾斜度会受到影响。自适应大灯光线水平调整相应的向上或者向下摆动大灯。调整过程为：高度传感器和制动信号灯开关为大灯光线水平调整提供信号。自适应大灯控制单元从输入信号中计算出车辆车辆倾斜度（车道纵向）。大灯水平调整步进马达自动和动态调整大灯的照明范围。具体调整如下：①车辆后部低于前部，实际照明范围比规定的照明范围长。将照明范围缩短到法律照明范围；②车辆水平，照明范围与规定的照明范围基本一致，无须调整；③车辆前部低于后部，实际照明范围比规定的范围短，将照明范围扩大到规定的照明范围。
图7 大灯摆动返回零位置
1-车速；2-转向角；3-偏转率
参考文献
[1]WDS.Wiring Diagram System.宝马电气接线图资料[M].德国宝马总部.2006
[2]TIS.Technical Information System.宝马汽车的维修与保养[M].德国宝马总部.2006
[3]汽车配件.汽车灯具[J].博世汽车照明系列系统浅析.2007.4
[4]汽车电子.转向灯[J].自适应转向大灯系统设计.2007.5
[5]林维成.汽车电器养护与维修[J].汽车照明灯.第二章
[6]汽车之友.汽车美容[J].灯光的调整.2008.3
【关键词】宝马大灯自适应灯光
1自适应大灯的功用与优点
夜晚在弯道上行车、会车或者在不宽敞的路上会车都是有一定的危险性。在弯道上行车时困扰驾驶员的是不能及时看清楚路面，对面来车眩目。在不宽敞的路上会车时，对方驾驶员不主动关闭远光灯，本车驾驶员眩目。自己不关闭远光灯，对方眩目。而驾驶员频繁的打开、关闭远光灯不仅麻烦，而且也分散了驾驶员的注意力，这样就大大的降低了行车的安全性。自适应大灯的灯光可在一定限度内摆动使驾驶员提前看清前面的路面。在会车时，自适应大灯会自动关闭远光灯以保护对面来车的安全，因而不会因前灯使对面来车驾驶员眩目，从而提高了行车的安全性。
2 宝马X5自适应大灯的系统组成及控制功能
宝马X5自适应大灯系统由灯光开关、脚部空间模块、动态稳定控制系统、雨天/行车灯/光照传感器、车顶功能中心、转向柱开关中心等组成。自适应大灯系统零部件在车上的位置如图1所示。
图1 宝马X5自适应大灯系统组件在车上的布置
1-灯光开关；2-脚部空间模块（FRM）；3-动态稳定控制系统（DSC）；4-接线盒控制单元（JBE）；5-雨天/行车灯/光照传感器（RLSS）；6-车顶功能中心（FZD）；7-转向柱开关中心（SZL）
2.1自动开启或关闭远光灯控制
灯光辅助（FLA）控制单元根据交通状况向脚步空间模块发送接通或关闭远光灯的建议。脚步空间模块根据该建议和其他不同的输入参数决定是否接通或关闭远光灯。
2.2大灯摆动控制
夜晚汽车在弯道上行驶，脚步空间模块会根据动态稳定系统、转向柱开关中心等模块提供的信息向大灯摆动模块发出大灯摆动的控制信号，使大灯左右摆动，以便照亮弯道内侧的路面。
3宝马X5自适应大灯的工作过程与控制原理
3.1自适应大灯的开启与关闭
会车时，开启自适应大灯的车辆不会造成对方车辆的眩目，并能根据实际情况开启或关闭自适应大灯，如图2所示。
图2 开启自适应大灯的车辆
光照传感器可以感知左右角度为15°并且在1000m内的灯光当对面来车时，在相距400时远光灯被自动关闭。当车辆驶离这个范围时，远光灯又被重新打开，如图3所示。
图3 光照传感器的感知范围
1-远光灯光束；2-前面行驶车辆的尾灯；3-向前的光照传感器的感知范围；
4-对面来车的大灯有对面来车时自动关闭远光灯
3.1.1自适应大灯的开启
远光灯辅助系统根据交通状况向FRM发送一个远光灯接通建议或关闭建议。FRM根据这个建议和不同的其它输入端数决定，是否接通或关闭远光灯。
远光灯辅助系统的接通条件：①灯开关在开关位置“A”； ②近光灯已接通；③已向前（沿行驶方向）点击行驶方向远光灯开关。
远光灯的接通条件：①行驶速度大于40km／h；②未挂入倒车档；③光照传感器未识别到对面来车或前面行驶的车辆；④光照传感器识别到足够的黑暗。
3.1.2自适应大灯的关闭
远光灯光束的作用距离约400m。光照传感器感知范围的作用距离约1000m。因此可确保，光照传感器在远光灯光束给对面来车造成眩目之前即识别到对面来车。当光照传感器识别到一辆对面来车时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM自动关闭远光灯。
1）有前面行驶的车辆时自动关闭远光灯。当图像传感器识别到一部前面行驶的车辆时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM关闭远光灯。
2）在照明充分时自动关闭远光灯。当图像传感器识别到照明充分的环境时，FLA向FRM发送一个关闭建议。FRM关闭远光灯。充分的照明意味着：日光、晨昏、路灯（例如在有路灯的地方）。
3）远光灯辅助系统的功能限制。在下列情况下可能导致FLA的功能受限：①不利的天气情况②自身照明不佳的交通参与者③某些交通标志④在凹凸不平的道路上行车⑤图像传感器的视野范围受阻。
4）远光灯辅助系统的自动校准。为了确保远光灯辅助系统无故障的工作，必须将光照传感器校准到与中心线平行。FLA在夜间行驶时可以最多自动向左校准3度和向右校准3度。因此可补偿与中心线的细微偏差。适合于自动校准远光灯辅助系统的行驶状态是：在距离超过约50km的相对的直路段上行驶。直路段可缩短自动校准的时间。道路标线必须清晰可见。
3.2自适应大灯的摆动
驾驶员转动方向盘时，车辆沿圆形轨道移动。该圆形轨道通过车轮的移动和前车轮的角度位置确定。而灯光也随转向角摆动，如图4所示。
图4灯光随转向角转动
1-预期的圆形轨道；2-明暗界限的交界点；3-转向角
灯光摆动后弯道的照明更好，视野得到改善，在弯道上驾驶员更容易看清楚路面。提高了行车的安全性。
自适应弯道照明灯根据摆动模块的当前位置进行参考运行，以确定零位。为了避免在校正期间出现滞后现象，摆动模块始终从同一侧移过零位传感器。只要在关闭自适应弯道照明灯前始终使摆动模块移动到零位传感器同一侧的静止位置处，即可实现上述效果。
3.2.1大灯的摆动
1）大灯摆动零位传感器。摆动模块从关闭位置方向向光轴方向摆动时，通过脉冲下降沿可识别出摆动模块相对于零位传感器的零位。根据该“软”参考点，可在运行期间反复校准摆动模块。位置1和2表示摆动模块的机械止动点。前灯结构决定了机械止动点。如图5所示。
图5 摆动模块参考运行值
1-机械止动点；2-最小电气止动点；3-关闭位置；4-零位传感器位置；5-光轴位置等于0；
6-最大电气止动点；7-机械止动点；8-摆动方向；9-从左侧进行参考运行
2）大灯摆动的差角。不清楚摆动模块的位置时，就需要一个差角。为此必须完成到达机械止动点的参考运行。这种运行称为“硬”参考运行。
3）大灯摆动的光轴。当摆动模块指向车辆直线行驶方向时，此时的摆动位置称为光轴。该位置的角度为 0°。光轴的准确定义指的是与零位传感器之间的角度以及与机械止动点之间的角度。因此，在“正常情况”下可通过零位传感器确定摆动过程中的光轴。受到干扰时，使用与机械参考点之间的差角。
4）大灯摆动的摆动范围。通常情况下，摆动模块不会运动到机械止动点，而是到达最小和最大电气止动点处。摆动模块运动到电气止动点可避免到达机械止动点时失去脉冲。最小和最大电气止动点的定义是指与零位之间的角度。前灯向车辆中部的摆动角度为 8 度，向外侧的摆动角度为 15度，如图6所示。摆动范围不会受到机械公差的限制。
图6 自适应大灯的摆动范围
5）大等摆动的方向。步进电机向摆动模块的正摆动方向移动时，相当于向右摆动。
6）大等摆动的回转角速度。摆动模块的回转角速度最大为 30°/s。
7）大灯摆动的信息。向脚部空间模块发送下列信号时可使摆动模块摆动：①转向角；②车速；③偏转率。在正常行驶条件下，车速不超过约 40 km/h时，自适应弯道照明灯通过转向角传感器发送的数据来控制。
3.2.2大灯的失效摆动
出现下列情况时：①车速超过约 40 km/h；②车辆过度转向或不足转向；③车辆开始偏转。计算大灯摆动角度过程中会考虑到偏转率传感器的数据。
车辆过度转向、不足转向或偏转是通过转向角传感器和偏转传感器识别的。当车辆过度转向、不足转向或偏转时，自适应弯道照明灯将不起作用。摆动模块返回其零位位置。如图7所示。
3.2.3大灯的水平调整
在车辆倾斜不同时，自适应大灯水平调整补偿不同的照明范围。由于加栽、制动和极端的驾驶车辆的倾斜度会受到影响。自适应大灯光线水平调整相应的向上或者向下摆动大灯。调整过程为：高度传感器和制动信号灯开关为大灯光线水平调整提供信号。自适应大灯控制单元从输入信号中计算出车辆车辆倾斜度（车道纵向）。大灯水平调整步进马达自动和动态调整大灯的照明范围。具体调整如下：①车辆后部低于前部，实际照明范围比规定的照明范围长。将照明范围缩短到法律照明范围；②车辆水平，照明范围与规定的照明范围基本一致，无须调整；③车辆前部低于后部，实际照明范围比规定的范围短，将照明范围扩大到规定的照明范围。
图7 大灯摆动返回零位置
1-车速；2-转向角；3-偏转率
参考文献
[1]WDS.Wiring Diagram System.宝马电气接线图资料[M].德国宝马总部.2006
[2]TIS.Technical Information System.宝马汽车的维修与保养[M].德国宝马总部.2006
[3]汽车配件.汽车灯具[J].博世汽车照明系列系统浅析.2007.4
[4]汽车电子.转向灯[J].自适应转向大灯系统设计.2007.5
[5]林维成.汽车电器养护与维修[J].汽车照明灯.第二章
[6]汽车之友.汽车美容[J].灯光的调整.2008.3