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摘 要：前照灯是保障车辆夜间行车安全的重要部件。本文参考美国公路安全保险协会IIHS对前照灯评测标准，结合国内现有的测试条件，对前照灯进行客观测试及主观评价。结果表明，仅满足国标GB25991-2010设计出的前照灯较难满足驾驶员在夜间驾驶需求；主观感知与实验室测量有较好的一致性；前照灯的开发除了实验室测量外，加入主观感知可以大大提升前照灯性能。
关键词：前照灯；评价；设计参数
中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0351-02
1 前 言
目前国内汽车LED前照灯的开发依据国标GB25991-2010进行设计，然而依据国标设计出的前照灯并不能满足司机在各种复杂路况下驾驶的需求。2016年，美国公路安全保险协会IIHS（Insurance Institute for Highway Safety）在顶级安全车型评定中增加前照灯相关测试，主要测试前灯及其在夜间和恶劣天气中所能提供的最大能见度。IIHS宣称：“夜间能见度是公路交通安全的关键。据统计，在暗夜环境下（包括黄昏和黎明）发生的交通事故致死人数占事故死亡人数的一半以上”！
对于IIHS新增加的前照灯相关测试，目的在于让车辆在夜间、黎明及黄昏行驶更具备安全性。IIHS对车辆前照灯的评价方法优势在于它可以直观的将车辆的夜间照明效果在实车中测试出来。本文基于开发的一款MPV前照灯，参考IIHS提供的相关测试标准，结合国内测量条件，将主观评价加入到车辆前照灯的开发中，类似于IIHS对车辆夜间照明效果检测。经过本次开发工作，得出了在往后的前照灯开发中需要加入主观评价这一项工作作为前照灯开发的检验。
2 IIHS测试标准
IIHS工程师会针对车辆在直行和转弯时的灯光照射距离进行测量。传感器装在规定的轨道内，当传感器接收到至少5lux的光线照度时则测量车辆到传感器之间的距离，作为车辆前照灯照射距离。lux是照度单位，是光线照射到单位面积上的总和。比如，在晴朗的夜晚，满月光线照射到地面，照度大约1lux。
近光灯和远光灯都需要进行5项测量，包括：
（1）直道。
（2）左转弯（半径800英尺）。
（3）右转弯（半径800英尺）。
（4）左急转弯（半径500英尺）。
（5）右急转弯（半径500英尺）。
IIHS在评价车辆夜晚照明性能时，考虑到车辆在转弯过程中会进行减速，相比直行更安全。因此，车辆直行时的照明性能评价结果权重大于转弯时的照明性能评价结果。由于国内缺少类似IIHS测量的场地和仪器，所以在以下的评价中，车辆在直行时的评价以实验室全扫描测量以及测评人员的主观评价为主；车辆在转弯时的评价以测评人员的主观评价为主。
3 测试规程
3.1 測试道路
3.1.1 高速公路
高速公路指能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路。高速公路主要使用远光灯，短时间使用近光灯。
3.1.2 二级公路
二级公路，是指行车时速每小时60～100km左右，双向行驶且无中央分隔带的双车道公路。二级公路主要使用近光灯，短时间使用远光灯。
3.2 主观评价方法
根据美国公路安全保险协会IIHS对灯光的测试法，车辆前照灯应该满足如下要求。
3.2.1 高速公路
在高速公路路况下，车辆前照灯应具备：远光灯至少能够照亮三条车道，并且远光灯的照射距离至少达到146m（以边界照度5lux作为照射距离）。
3.2.2 二级公路
在二级公路路况下，车辆前照灯应具备：近光灯至少能够照亮三条车道，并且近光灯的照射距离在60～100m（以边界照度5lux作为照射距离）。此外，车辆在直行、左转、右转时不允许对对向来车造成炫目。
3.3 测试及关注点
3.3.1 法规要求
前照灯的的开发时均要参照国标GB25991-2010。
3.3.2 测试设备
本次实验室测量工具选用G0-HD5交通及车用灯具配光性能测试系统。测试设备安装按照国标GB25991-2010对前照灯进行装夹。
设备可以对GB25991-2010上规定的点进行照度值测量也可以进行全扫描，本次测试测量了国标规定的照度值同时也对前照灯全扫描。
3.3.3 关注点
在评价汽车前照灯照明效果时，发现驾驶员会关注照射距离和照射宽度，结合GB25991-2010，评价关注点在：25L、25R、50V、50R、75R、HV、1125L、1125R、2250L、2250R，在接下来的评价中，都围绕评价关注点进行。
4 结果与改进
4.1 实验室测量数据及路试结果
4.1.1 实验室测量
实验室测量某MPV的LED大灯，各项指标均符合国家标准。（表1）实验室对某MPV的LED大灯进行全扫描，照射距离符合国家标准，但低于IIHS的评价标准。
4.1.2 路试结果
对满足国标GB25991-2010测试的前照灯进行路试。①在高速公路上前照灯对道路两边的车道并没有有效的照亮，在对所在车道的前方也未能有效照亮。导致驾驶员在行驶过程中未能对车道两边及所在车道正前方有充足的安全感。②在二级公路上前照灯未对对向来车造成炫目，由于车速较低未抱怨安全感差。本次评价人数为16人，16人均认为该前照灯在高速公路中不能满足驾驶员在夜间的驾驶需求。
4.2 原因分析 将前照灯近光灯光线照射到墙上观察光型，发现近光灯有效照亮宽度非常窄，光线大部分集中在车头正前方，该前照灯未能将光线以一种比较平缓的梯度均匀的分配到25L、25R、50V、50R、75R这5个点上，导致了车头正前方光线充足，左右斜前方光线不足的情况出现。
将前照灯远光灯光线照射到墙上观察光型，发现远光灯的光线大部分汇聚在一个点上，并不能将光线均匀的分散开，导致了远光灯未能将1125L、1125R、2250L、2250R、HV这5个点有效照亮。
4.3 改进及路试验证
根据原因改进：①将前照灯内部的反射面进行调整，将照射宽度由12°提高到20°；②再将光源由4芯片提高至6芯片增加光通量。
前照灯改进前后实验室照度参数测量对比（表2）。
前照灯改进前后实验室全扫描测量对比。能够明显发现前照灯照射宽度大幅增加，对1125L、1125R、2250L、2250R的照度提升1倍；HV點由原来72.26lux提升至111.5lux。
通过观察实验室测试报告，改进后的前照灯预期是能够有效照亮两边车道，本车道前方视野能大幅提高，经过验证结果符合预期，参与评审的16人均认为改进效果显著，功能上达到驾驶员使用需求，3人认为后期还需处理光线均匀性。
5 结 论
本文通过结合美国公路安全保险协会IIHS对前照灯评测法及国内实际路况，确定评审关注点，对比实验室测量数据与路试表现之间的差异，找出满足国家标准却不能满足驾驶员夜间驾驶需求的原因，通过改变前照灯内部配光，最终提升前照灯照明效果，满足驾驶员夜间驾驶需求。通过本次路试提出问题到解决问题，发现：
（1）仅满足国标GB25991-2010设计出的前照灯较难满足驾驶员在夜间驾驶需求；
（2）主观感知与实验室测量有较好的一致性；
（3）前照灯的开发除了实验室测量外，加入主观感知可以大大提升前照灯性能。
参考文献
[1]IIHS.First-ever IIHS headlight ratings show most need improvement[EB/OL].
[2]IIHS.Headlights[EB/OL].
[3]IIHS.About our tests[EB/OL].
[4]《汽车用LED前照灯》（GB 25991-2010）[S].
[5]《PERFORMANCE ASSESSMENT METHOD FOR VEHICLE HEADLIGHTING SYSTEMS》（CIE 188-2010）[S].
收稿日期：2018-5-18
作者简介：林彦名（1991-），男，助理工程师，本科，主要从事车辆动态感知质量评价，对车辆驾驶品质和舒适便利性进行系统评价工作。
关键词：前照灯；评价；设计参数
中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0351-02
1 前 言
目前国内汽车LED前照灯的开发依据国标GB25991-2010进行设计，然而依据国标设计出的前照灯并不能满足司机在各种复杂路况下驾驶的需求。2016年，美国公路安全保险协会IIHS（Insurance Institute for Highway Safety）在顶级安全车型评定中增加前照灯相关测试，主要测试前灯及其在夜间和恶劣天气中所能提供的最大能见度。IIHS宣称：“夜间能见度是公路交通安全的关键。据统计，在暗夜环境下（包括黄昏和黎明）发生的交通事故致死人数占事故死亡人数的一半以上”！
对于IIHS新增加的前照灯相关测试，目的在于让车辆在夜间、黎明及黄昏行驶更具备安全性。IIHS对车辆前照灯的评价方法优势在于它可以直观的将车辆的夜间照明效果在实车中测试出来。本文基于开发的一款MPV前照灯，参考IIHS提供的相关测试标准，结合国内测量条件，将主观评价加入到车辆前照灯的开发中，类似于IIHS对车辆夜间照明效果检测。经过本次开发工作，得出了在往后的前照灯开发中需要加入主观评价这一项工作作为前照灯开发的检验。
2 IIHS测试标准
IIHS工程师会针对车辆在直行和转弯时的灯光照射距离进行测量。传感器装在规定的轨道内，当传感器接收到至少5lux的光线照度时则测量车辆到传感器之间的距离，作为车辆前照灯照射距离。lux是照度单位，是光线照射到单位面积上的总和。比如，在晴朗的夜晚，满月光线照射到地面，照度大约1lux。
近光灯和远光灯都需要进行5项测量，包括：
（1）直道。
（2）左转弯（半径800英尺）。
（3）右转弯（半径800英尺）。
（4）左急转弯（半径500英尺）。
（5）右急转弯（半径500英尺）。
IIHS在评价车辆夜晚照明性能时，考虑到车辆在转弯过程中会进行减速，相比直行更安全。因此，车辆直行时的照明性能评价结果权重大于转弯时的照明性能评价结果。由于国内缺少类似IIHS测量的场地和仪器，所以在以下的评价中，车辆在直行时的评价以实验室全扫描测量以及测评人员的主观评价为主；车辆在转弯时的评价以测评人员的主观评价为主。
3 测试规程
3.1 測试道路
3.1.1 高速公路
高速公路指能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路。高速公路主要使用远光灯，短时间使用近光灯。
3.1.2 二级公路
二级公路，是指行车时速每小时60～100km左右，双向行驶且无中央分隔带的双车道公路。二级公路主要使用近光灯，短时间使用远光灯。
3.2 主观评价方法
根据美国公路安全保险协会IIHS对灯光的测试法，车辆前照灯应该满足如下要求。
3.2.1 高速公路
在高速公路路况下，车辆前照灯应具备：远光灯至少能够照亮三条车道，并且远光灯的照射距离至少达到146m（以边界照度5lux作为照射距离）。
3.2.2 二级公路
在二级公路路况下，车辆前照灯应具备：近光灯至少能够照亮三条车道，并且近光灯的照射距离在60～100m（以边界照度5lux作为照射距离）。此外，车辆在直行、左转、右转时不允许对对向来车造成炫目。
3.3 测试及关注点
3.3.1 法规要求
前照灯的的开发时均要参照国标GB25991-2010。
3.3.2 测试设备
本次实验室测量工具选用G0-HD5交通及车用灯具配光性能测试系统。测试设备安装按照国标GB25991-2010对前照灯进行装夹。
设备可以对GB25991-2010上规定的点进行照度值测量也可以进行全扫描，本次测试测量了国标规定的照度值同时也对前照灯全扫描。
3.3.3 关注点
在评价汽车前照灯照明效果时，发现驾驶员会关注照射距离和照射宽度，结合GB25991-2010，评价关注点在：25L、25R、50V、50R、75R、HV、1125L、1125R、2250L、2250R，在接下来的评价中，都围绕评价关注点进行。
4 结果与改进
4.1 实验室测量数据及路试结果
4.1.1 实验室测量
实验室测量某MPV的LED大灯，各项指标均符合国家标准。（表1）实验室对某MPV的LED大灯进行全扫描，照射距离符合国家标准，但低于IIHS的评价标准。
4.1.2 路试结果
对满足国标GB25991-2010测试的前照灯进行路试。①在高速公路上前照灯对道路两边的车道并没有有效的照亮，在对所在车道的前方也未能有效照亮。导致驾驶员在行驶过程中未能对车道两边及所在车道正前方有充足的安全感。②在二级公路上前照灯未对对向来车造成炫目，由于车速较低未抱怨安全感差。本次评价人数为16人，16人均认为该前照灯在高速公路中不能满足驾驶员在夜间的驾驶需求。
4.2 原因分析 将前照灯近光灯光线照射到墙上观察光型，发现近光灯有效照亮宽度非常窄，光线大部分集中在车头正前方，该前照灯未能将光线以一种比较平缓的梯度均匀的分配到25L、25R、50V、50R、75R这5个点上，导致了车头正前方光线充足，左右斜前方光线不足的情况出现。
将前照灯远光灯光线照射到墙上观察光型，发现远光灯的光线大部分汇聚在一个点上，并不能将光线均匀的分散开，导致了远光灯未能将1125L、1125R、2250L、2250R、HV这5个点有效照亮。
4.3 改进及路试验证
根据原因改进：①将前照灯内部的反射面进行调整，将照射宽度由12°提高到20°；②再将光源由4芯片提高至6芯片增加光通量。
前照灯改进前后实验室照度参数测量对比（表2）。
前照灯改进前后实验室全扫描测量对比。能够明显发现前照灯照射宽度大幅增加，对1125L、1125R、2250L、2250R的照度提升1倍；HV點由原来72.26lux提升至111.5lux。
通过观察实验室测试报告，改进后的前照灯预期是能够有效照亮两边车道，本车道前方视野能大幅提高，经过验证结果符合预期，参与评审的16人均认为改进效果显著，功能上达到驾驶员使用需求，3人认为后期还需处理光线均匀性。
5 结 论
本文通过结合美国公路安全保险协会IIHS对前照灯评测法及国内实际路况，确定评审关注点，对比实验室测量数据与路试表现之间的差异，找出满足国家标准却不能满足驾驶员夜间驾驶需求的原因，通过改变前照灯内部配光，最终提升前照灯照明效果，满足驾驶员夜间驾驶需求。通过本次路试提出问题到解决问题，发现：
（1）仅满足国标GB25991-2010设计出的前照灯较难满足驾驶员在夜间驾驶需求；
（2）主观感知与实验室测量有较好的一致性；
（3）前照灯的开发除了实验室测量外，加入主观感知可以大大提升前照灯性能。
参考文献
[1]IIHS.First-ever IIHS headlight ratings show most need improvement[EB/OL].
[2]IIHS.Headlights[EB/OL].
[3]IIHS.About our tests[EB/OL].
[4]《汽车用LED前照灯》（GB 25991-2010）[S].
[5]《PERFORMANCE ASSESSMENT METHOD FOR VEHICLE HEADLIGHTING SYSTEMS》（CIE 188-2010）[S].
收稿日期：2018-5-18
作者简介：林彦名（1991-），男，助理工程师，本科，主要从事车辆动态感知质量评价，对车辆驾驶品质和舒适便利性进行系统评价工作。