汽车车灯成品质量测试系统设计

2018-05-12 11:47:34· 来源：复光智能健康光研究中心

汽车灯具可分为两大类，外部照明装置(照明灯)和信号装置(信号灯)。其中照明灯的功能，是在黑暗环境中照亮汽车行驶前方的路。照明灯主要是指前照灯、前雾灯、倒车灯；光信号装置包括汽车信号灯和回复反射器。信号灯中又包括转向指示灯、制动灯、后雾灯和位置灯等。信号灯的功能，是向其他道路使用者表明本车的存在，以及本车将要转向某一方向或正在制动减速等，以引起对其特别关注。

1、汽车车灯灯具
汽车灯具可分为两大类，外部照明装置(照明灯)和信号装置(信号灯)。其中照明灯的功能，是在黑暗环境中照亮汽车行驶前方的路。照明灯主要是指前照灯、前雾灯、倒车灯；光信号装置包括汽车信号灯和回复反射器。信号灯中又包括转向指示灯、制动灯、后雾灯和位置灯等。信号灯的功能，是向其他道路使用者表明本车的存在，以及本车将要转向某一方向或正在制动减速等，以引起对其特别关注。

图1 车灯实物图

汽车车灯一般由绝缘(固定)支架、LED灯管、控制线路等3个部分构成。LED灯管数量一般为几十个，它们被均匀分配到数个电气支路内，每个电气支路内的LED灯管相互串联，而电气支路之间为并联。

控制线路一般提供2~3个端口，每个端口接受不同等级的控制电压，并在串接不同阻值的电阻后向串并联结构的LED灯管供电，从而使车灯具有不同的亮度，进而实现不同的车灯逻辑功能，如“照明”、“刹车”、“照明强化”等。

安装在车辆上的这些灯具，为了在道路行驶过程中发挥其本身应具备的功能，必须同时满足以下两个特性要求：

1）单体灯具本身的光分布要求(即配光性能)
每种灯具为了实现它特定的功能，它的空间光分布必须满足特定的配光要求。

目前现行的国家标准中，针对每种功能灯具的配光性能要求都有严格明确的要求及试验方法，如前照灯、制动灯、转向灯、位置灯等。涉及到车辆行驶安全问题，这些内容均为国家强制性标准的技术要求。

图2 灯具配光曲线截面示意图

2)灯具在车辆上的安装位置及布局要求
车辆外部，安装灯具的种类、数量、位置、色度以及整体布局都有严格的安装要求，目的是为了满足灯具在车辆上的几何可见度。

每种功能的灯在车辆上的相对位置、数量在GB4785中都有严格的规定，目的是使车辆在夜间行驶时的行车信号、车辆轮廓，能够准确地被其他道路使用者接受和识别。

2、车灯检测系统
检验车灯成品质量是车灯生产过程的最后一个步骤，它对于保证出厂产品的合格率有重要意义。由于LED灯管数量较多，人工检验困难很大，虽然目前也己有厂家设计出基于车灯光照度测试技术，或基于图像处理技术检验车灯质量的设备，但是测试手续繁琐，因而不适合车灯批量生产情形。

图3 汽车灯光检测仪

机动车灯具产品作为影响车辆行驶安全的主要部件，政府对该产品的管理是实施国家强制性认证(简称CCC)和公告管理。CCC认证是机动车灯具生产企业直接向有关部门提出申请认证，公告管理则是整车企业把机动车灯具产品作为整车公告试验内容的一部分上报到管理部门。

两者形式不同，但对灯具产品的考核项目、检测方法和要求是一致的，都是以单独的车灯为试验样品做检验，并且必须满足配光性能的要求。

机动车灯具配光性能试验是考核安装在机动车上的外部照明及光信号装置(以下简称灯具)是否满足车辆道路行驶中应具备的照明、光信号传递能力的要求。根据实际装车位置特制的测试支架，主要作用是在灯具单体测试中模拟实际整车上的安装位置，它的尺寸精度、连接位置直接关系机动车灯具配光性能试验的有效性以及测量结果的准确性。

目前国际通用的配光性能试验的原理是将车灯在实际道路上光线传播的方向和强度要求转换成试验室内固定屏幕上的要求。通常照明灯的测试屏幕在距离灯具中心25m处，信号灯的测试屏幕普遍为3.16m。单体灯具利用测试支架模拟实车装车位置，安装在配光测试平台上，通过三轴旋转测试平台，逐一对标准要求的系列位置点或区域进行发光强度的测量。

试验室在测试时，确保单体灯具模拟实车安装位置的唯一依据是厂家提供的测试支架，支架的准确与否直接关系到配光性能的有效性。

3、汽车车灯成品质量测试系统
所设计的车灯质量测试系统采用的原理是:在直流供电电压下，LED灯管可等效为1个阻性负载，从而质量符合要求的LED灯管，在给定供电电压下其等效阻值应稳定在一个范围内，那么如果并联结构的电气支路中所有灯管均符合质量要求，则在控制线路的端口施加一定的电压后，供电电流将稳定在某个范围内；相反，只要1个LED灯管不符合质量要求，则供电电流的值将超出范围，从而可通过判断供电电流是否在给定范围内来判断该车灯中是否有质量不符合要求的LED灯管。

【参考文献】
【1】周涛. 基于测试支架的车灯配光性能有效性分析[J]. 汽车实用技术,2017(17):158-160.
【2】戎海龙, 王雪, 张晓花,等. 汽车车灯成品质量测试系统设计[J]. 常州大学学报(自然科学版), 2018(1).

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