电装长期致力于主动安全和被动安全两个领域的研发和产品供应。在刚刚结束的第14届智能交通大会（ITS 2007）上，电装研发的诸如自适应前灯照明系统、困倦监控系统、汽车周边监控系统、实时交通信息对应导航仪等汽车安全产品引起与会者和专业观众的广泛关注。

使用普通的前照灯在黑夜行使时，由于车灯固定，无法照亮转弯死角和转向前方的道路，因此驾驶员往往会有不安的感觉。而且据统计显示，夜间交通事故的发生率相当于白天的两倍，而夜间可视性差是根本原因。

那么，是不是车灯随着方向盘实时转向就可以了呢？结果是否定的。因此，以往各国都在法律上明令禁止挪动车灯。但是，经过整车厂家和车灯相关厂家联合向政府申请，2003年，欧洲法规得到修改，并规定允许使用可以照亮转弯方向的新型车灯AFS（Adaptive Front-lighting System，即自适应前灯照明系统）。从图1可以看出，安装有AFS的车辆前方照射范围得到了扩大。

图1  安装有AFS的车辆前方照射范围得到了扩大

AFS的使用可以保证驾驶员的广泛视野，行人、动物、障碍等能够被及早发现，进而使驾驶员有充分的时间进行避让。2003年2月，电装率先开发并批量生产了被称作“自适应前灯照明系统”的左右摆动低光束前照灯电子控制系统。

最初，AFS是指通过搭载在车辆上的传感器识别行驶环境（如弯道行驶、市内行驶、高速路行驶、雨天行驶等）而自动变换配光方式的新一代前照灯系统的统称，特别是作为帮助驾驶员在夜间及恶劣天气时的行驶、长途驾驶以及在道路照明设施不完善的地区行驶的安全系统。2003年欧洲法规的修改对象只限于AFS其中一种，即在弯道行驶时，根据汽车转向使前照灯左右转动、照射前进方向的可转向车灯。此后，E模式（高速公路）配光、V模式（市区）、W模式（雨天）等所有AFS于2007年全部得到了批准。

系统构成

图2为AFS系统的结构示意图。AFS的ECU从每个传感器获得行驶信息，以决定前照灯的转向角度，并驱动搭载在前照灯上的电机转动低光束。AFS的ECU除了具有转向控制功能外，根据车辆侧倾程度，还具有使前照灯上下转动的自动水平调节功能。将这两种控制相组合，就可以实现在各种行驶条件下提供最佳的前照灯配光功能。

图2   AFS系统结构示意图

AFS系统在原有高度控制传感器、车轮转速传感器等自动稳定系统的基础上，追加安装了转向角度传感器、前照灯转向执行器以及取消转向控制的AFS取消开关。驾驶员座位附近安装有AFS取消开关，驾驶员可以在护栏、雪墙等反射前照灯灯光从而会妨碍驾驶的情况下取消AFS转向控制。

转向控制概要

1、最大swivel角

为了保证搭载了转向前照灯的车辆不会对相向方向行驶的车辆造成干扰，对最大swivel角作了如下规定：

车辆前方（交错用前照灯下端距地面高度的100倍以上）位置的elbow点与车辆中心的行驶轨迹不可交叉。elbow点即前照灯光左右交叉点，也就是前照灯光轴的中心点。因此，从几何学的角度分析，运用下面以旋转半径为参数的公式，可以计算出符合以上法规规定的最大swivel角ωmax（见图3）。

图3   最大swivel 角

ωmax＝sin-1（50×H/R） (1)

H——交错用前照灯距地面高度

R——旋转半径

根据公式(1)可算出规定最大swivel角和旋转半径的关系（见图4）。

图4   旋转半径和最大swivel角的关系

低光束前照灯距地面高度按照一般小型车假想为H＝670mm，从图4可以看出，旋转半径越大（越接近直线），最大swivel角就越小，也就是说在长时间交错直线行驶时，低光束前照灯是不允许转动的。

2、swivel角设计

在swivel角控制中，要想尽量照得远（弯道纵深处），只要在法规允许范围内尽量加大swivel角就可以了。然而在实际驾驶中，swivel角与驾驶员反应速度的配合度是影响AFS适销性的原因。一般而言，驾驶员的注视点随着车速的提高而变远。通过对应车速加大swivel角，加大照射纵深度（弯道深处），从而成为更加适应驾驶员反应速度的控制系统。拟定了以照射“t秒后”自车位置到达地点角度为转向swivel的设计模型。照射“t秒后”自车到达位置角度，以几何学的旋转半径为变数关系如下：

ω＝180Vt/2πR (2)

ω——swivel角

V——车速

R——旋转半径

如公式(2)所示，为了使swivel角为照射“t秒后”自车到达位置角度，根据车辆行驶情况推算旋转半径是必要的。一般情况下，根据车速与方向盘的稳定转弯理论，求出旋转半径的公式如下：

ρ＝（1+AV2）×L /δ(3)

ρ——旋转半径

A——稳定因素

V——车速

L——轴距

δ——前轮转角（方向盘转角/转向齿轮比）

每种车型的稳定因素、轴距、转向齿轮比都有固定数值。虽然车速和方向盘转角是随着行驶状态变化的，但是可以由车轮转速感应器、转动角度感应器获知。

3、t值的讨论

t秒值决定转向角度。为了规避例如前方行驶车辆的突然减速，从岔道快速驶出车辆等情况带来的撞击危险，需要测试驾驶员所需要的规避时间。试验表明，从规避危险的角度看，t取3s是适宜的。根据这个控制逻辑，以t=3s对真车行驶做性能评估，评估结果显示，各种车速的转向角度都是充裕的（对右转弯的中心线、左转弯的路肩线的照射都是充裕的），从而证明了AFS的有效性。

swivel方式

AFS是将左右的前照灯向行进方向转动。这种光轴的转动方式分为双转向方式和单转向方式两种。

双转向方式是前照灯左右两灯同时转向，用左右两个灯同时照射行进方向。路面照明度很高，效果很明显。但是如果在S形转弯路行驶，驾驶员在操作方向盘之前视线会注意下一个转弯，也就是和灯光照射相反的方向，这种情况下会导致路面可视性还不如普通前照灯。

单转向方式是左右两个前照灯中只转动弯道内侧的灯，外侧的灯不动，在S形弯道行驶时可以保证和以前同样的可视性，万一发生灯体故障，由于一侧的灯是照向前方的，仍可以保证路面的基本照明。

电装生产的AFS ECU能根据车速切换使用这两种转向方式，从而提高可视性。也就是说，在路口等旋转半径小的低速弯道使用单转向方式扩大视野，在旋转半径大的中、高速弯道使用双转向方式提高远方可视性。另外，针对在S形弯道的反应延迟现象，已经改换为可检测方向盘转动快慢并迅速反应的装置。

AFS的未来技术

电装正在开发自适应前灯照明系统和车载导航联动装置IHS(Intelligent Headlamp control System)。

图5  自适应前灯照明系统和车载导航联动装置和原有AFS效果对比

图5显示了IHS装置与原有AFS的不同。IHS是在方向盘转角信息之上加入了导航仪的地图信息并有效控制配光的系统。这个系统可以使原有AFS系统在弯道入口时转向偏慢的情况得到改善，更早地照亮驾驶者希望看到的地方。但是，高精度地图信息的整合以及在地图信息与实际路况不符时的应对方法等还是今后IHS的开发课题。

图6   IHS系统图例

从图6可以看出，IHS系统使用车载前方监控摄像头获知前方、对面有无行驶车辆以及车距、前方路况等信息。通过切换高光束和低光束照明光，在不干扰前方车辆的范围内，向上调整低光束照明光的光轴角度，来增加远方的配光，从而达到提高驾驶者远方可视性的目的。要实现这个系统，判断前方、对面有无车辆的计算公式和对适应各种环境配光的研究还都是要开发的课题。