淺談主動(dòng)轉(zhuǎn)向HID前大燈的演進(jìn)
根據(jù)德國(guó)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局(FederalStatisticsOffice)所研究的資料,日夜車禍發(fā)生比率為6:4,但夜晚的車流量是白天的五分之一,由此可見夜間駕車有多危險(xiǎn)!夜間駕車的事故發(fā)生率偏高,究其原因視線不良占相當(dāng)大的比重,而視線的維持,除了靠政府設(shè)置的夜間照明設(shè)施,更重要的還是車上的照射燈具,頭燈的功效居功厥偉。
100年前的汽車是沒有頭燈的,首次導(dǎo)入汽車的照明工具只是使用煤油的家用照明器材,直到電力的燈泡技術(shù)普及化才有了大幅進(jìn)步。初期汽車頭燈是由燈殼、燈泡、反射鏡所組成,由于所采用的燈泡為鎢絲燈泡,照明效果差強(qiáng)人意,且需搭配大面積的反射鏡;圓形是反射面積最大的設(shè)計(jì),所以當(dāng)時(shí)汽車的頭燈清一色為圓形。而隨著80年代亮度提升的鹵素?zé)襞輪?wèn)世,不再需要大型反射鏡,燈具造型的限制不見了,遠(yuǎn)光燈、近光燈、方向燈、霧燈均可整合為一,也就形成了我們熟悉的多變?cè)煨皖^燈。
HID水平調(diào)整AFS靈感來(lái)源
由于燈泡的發(fā)光原理是由電能轉(zhuǎn)成熱能再轉(zhuǎn)成光能,只能在燈絲材質(zhì)、內(nèi)部灌入的氣體上作文章,亮度因而受限。近代最具革命性的發(fā)明是高強(qiáng)度放電HID(HighIntensityDischarge),其原理是直接將電能直接轉(zhuǎn)換成光能,所以HID燈泡內(nèi)部并沒有燈絲,而是將電流通過(guò)一條內(nèi)含金屬鹵化物與氙氣(Xenon)的封閉石英管,再發(fā)出光亮。HID的亮度我們就不再贅述,市面上常見的「蒼白之光」、「太陽(yáng)之光」、「宇宙之光」等產(chǎn)品名稱就是最好的說(shuō)明。
如此一來(lái),HID不就是比較亮的燈具?與自動(dòng)轉(zhuǎn)向頭燈又有什么關(guān)系呢?這是因?yàn)镠ID燈具的亮度實(shí)在過(guò)高,容易將對(duì)向來(lái)車的駕駛者雙眼照得張不開,肇禍的駕駛者本身往往不自知,所以這是非常危險(xiǎn)的事情。為了免除這項(xiàng)危險(xiǎn),政府單位要求規(guī)定,配置HID的新車必須具備水平調(diào)整功能,免得「照亮自己,照瞎別人」!
HID如何做到水平調(diào)整?很簡(jiǎn)單,就是在燈具內(nèi)裝上一組步進(jìn)馬達(dá),以移動(dòng)燈泡的上下角度。既然可以移動(dòng)燈泡做出水平調(diào)整,聰明的汽車專家馬上想到:「將這組步進(jìn)馬達(dá)修改一下,做出左右移動(dòng)的功能,頭燈就可以跟著行走的方向轉(zhuǎn),照明面積馬上獲得提升!
這就是轉(zhuǎn)向頭燈的起頭!事實(shí)上,車燈跟著車頭轉(zhuǎn)并不是什么新奇的發(fā)明,機(jī)車騎士必有充分的體驗(yàn),筆者在十多年前與同學(xué)相約夜奔陽(yáng)金公路,我們分別騎乘YamahaFZ與FZR,在剛開始兩旁設(shè)有路燈的路段中,F(xiàn)ZR仗著低車身與煞車優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先FZ,但在兩旁的路燈消失后,F(xiàn)ZR的優(yōu)勢(shì)就消失了!這是因?yàn)镕ZR的頭燈是固定在整流罩上,只能筆直往前照射,一到大彎就瞎掉了;FZ的頭燈則是直接裝在龍頭上,車頭轉(zhuǎn)多少、頭燈就轉(zhuǎn)多少。轉(zhuǎn)向頭燈功效如何,這就是最簡(jiǎn)易的說(shuō)明。
轉(zhuǎn)向頭燈非完美路況復(fù)雜難負(fù)荷
白天的視線充足,完全是太陽(yáng)的功勞,太陽(yáng)的體積是地球的130萬(wàn)倍,因此照射的面積全面、死角少;夜間的視線全靠照明燈具,論照射面積,只不過(guò)車頭前方的數(shù)十公尺長(zhǎng)、十幾公尺寬而已。
有了轉(zhuǎn)向頭燈,前方的照射面積得以增加,我們以M.Benz發(fā)表的數(shù)據(jù)為例,傳統(tǒng)頭燈在一個(gè)半徑約190公尺的彎道中,約可提供30公尺的照明距離;轉(zhuǎn)向頭燈可將范圍往后延伸25公尺,也就是提供駕駛者約55公尺的照明距離。整體來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)向頭燈可讓有效照明范圍提升90%以上。
一般見到的轉(zhuǎn)向頭燈的左右角度,我們查到的數(shù)據(jù)最多為15度,有些車廠的設(shè)計(jì)是單邊作動(dòng),有的是左右燈具一起轉(zhuǎn),甚至是彎內(nèi)燈具轉(zhuǎn)得多、彎外燈具轉(zhuǎn)得少。論技術(shù),自然是后者比較先進(jìn),前者是單純運(yùn)用燈具后方的步進(jìn)馬達(dá),結(jié)合方向盤的轉(zhuǎn)角訊息,再連動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)與方向盤一起轉(zhuǎn),是純粹機(jī)械式的設(shè)計(jì)。
然而,世界上的路況合其復(fù)雜,并不是方向盤轉(zhuǎn)到哪里,駕駛者的視線就是哪里,比方說(shuō),駕駛者面臨急彎會(huì)劇烈轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,但車身并不見得跟著方向盤的轉(zhuǎn)角走,這情形尤其在轉(zhuǎn)向不足時(shí)特別明顯。假如駕駛者正處于嚴(yán)重推頭、車頭偏離路線的緊急時(shí)刻,這所謂的轉(zhuǎn)向頭燈應(yīng)該照明車頭的行走方向?還是方向盤的方向呢?
又好比甩尾,假如藤原拓海在送豆腐時(shí)運(yùn)用反打技巧過(guò)彎,偏偏駕駛的不是古董AE86,而是向朋友借來(lái)、配置轉(zhuǎn)向頭燈的新車,車燈豈不是照耀外側(cè)的山壁?這不是危險(xiǎn)?
結(jié)合動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)做出最準(zhǔn)確的指示
為解除這些缺失,最新的轉(zhuǎn)向頭燈所依照的參數(shù)不只方向盤轉(zhuǎn)角,更如入了行車速度、偏轉(zhuǎn)率,及方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速率,也就是所謂的自動(dòng)轉(zhuǎn)向頭燈,其中的訊息往返、指令傳送的過(guò)程十分復(fù)雜,也就是所謂的汽車網(wǎng)絡(luò)。我們以BMW的新車為例,除了頭燈具備約15度的轉(zhuǎn)向角度,并可與車速與車況進(jìn)行連動(dòng),在低速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向頭燈能透過(guò)整合在霧燈或頭燈中的投射燈,強(qiáng)化彎道內(nèi)側(cè)的照明亮度,可在交岔路口或是急彎中,與主要大燈一同配合使用。
這里所說(shuō)的偏轉(zhuǎn)率,意思是車輛與其垂直軸心的相對(duì)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,掌握了該車輛的偏轉(zhuǎn)率,就等于明確掌握車輛的隨時(shí)動(dòng)態(tài),進(jìn)而換算出頭燈要轉(zhuǎn)多少角度,并且是由哪盞燈具負(fù)責(zé)。
至此,你一定要問(wèn):「要如何感測(cè)車輛的偏轉(zhuǎn)率?」答案很簡(jiǎn)單,正是透過(guò)車上動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的感應(yīng)器,從感測(cè)到的加速、減速、側(cè)向G值、煞車力道,再加上剛才所說(shuō)的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度與速率,將這些訊息送到行車計(jì)算機(jī),即可換算此時(shí)該要怎么轉(zhuǎn)、怎么照,前途才會(huì)光明。
這還不是最完美的設(shè)計(jì)。未來(lái)的轉(zhuǎn)向頭燈將與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合,即可預(yù)知下一個(gè)路段的彎角,結(jié)合行車速度甚至是對(duì)向來(lái)車,再做出最妥善的照明。也就是說(shuō),一旦你的愛車采用這種先進(jìn)的的轉(zhuǎn)向頭燈,除了既有的轉(zhuǎn)向照射功能,遇上對(duì)方來(lái)車,也不需要手動(dòng)從遠(yuǎn)光燈切為近光燈,既安全又有禮貌,善哉!善哉!
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