CN112197944A - 一种车灯阳光聚焦试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车灯阳光聚焦试验方法,其用于验证车用LED大灯的阳光聚焦,步骤1,将单个LED大灯安装于23°恒温的温度箱内,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤2,将单个LED大灯安装在温度为55°恒温的温度箱内,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤3,将单个LED大灯安装在位于夏日室外的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤4,将单个LED大灯安装于车辆上,将车辆放置于夏日各个室外角度的路面上,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险。本发明可验证反射式LED大灯的阳光聚焦。
Description
技术领域
本发明属于车灯模拟仿真技术领域,具体涉及一款反射式LED大灯阳光模拟聚焦方法,可以被广泛应用在汽车车灯开发领域。
背景技术
随着车灯技术的不断发展和广大客户对车灯鉴赏水平的不断提升,汽车前大灯采用反射式LED技术来实现汽车照明变得日益广泛。反射式LED大灯相比于传统的投射式(或透镜式)LED大灯,最大的优势在于能实现多种复杂的造型风格,给造型师提供更大的造型自由度,而且反射式LED大灯的散热性能更好,光学效率更高,因而是当前车灯技术开发领域正日益推广的车灯技术。在阳光聚焦性能方面,传统的投射式(透镜式)LED大灯是通过凸透镜对光线聚焦而在透镜周围的过渡盘或其他装饰件上形成阳光聚焦焦点,而反射式LED大灯是通过反射镜的二次反射,在电路板上形成阳光聚焦焦点,这种光线聚焦会导致电路板局部过热而引起电路板损伤,甚至引起火灾。上述两种尽管都属于阳光聚焦,但焦点产生的原因不同。
发明内容
为了解决反射式LED大灯的阳光聚焦的问题,就需要在设计阶段基于3D模型对光线进行模拟,并在工业化阶段采用物理方式来验证。为保证模拟和验证的准确性,本发明提出一种基于单个反射式车灯以及车灯在整车上的模拟和验证方法,其除了可以实现透镜式车灯的验证外,也可以实现反射式LED车灯的阳光聚焦验证。
本发明公开了一种车灯阳光聚焦试验方法,其用于验证车用LED大灯的阳光聚焦,其具体步骤包括:步骤1,将单个LED大灯安装在位于23°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤2,将单个LED大灯安装在温度为55°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤3,将单个LED大灯安装在位于夏日室外的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤4,将单个LED大灯安装于车辆上,将车辆放置于夏日各个室外角度的路面上,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险。
在本发明的一种优选实施方案中,所述人造光源包括三个阳光模拟器,每个阳光模拟器的垂直角度调整范围为+10°至+85°、水平角度调整范围为-90°至+50°、能量密度大于1300w/m2。
在本发明的一种优选实施方案中,单个LED大灯与阳光模拟器之间的距离为1.2m,单个LED大灯位于阳光模拟器辐射的覆盖区域中心,该覆盖区域的面积至少大于单个LED大灯在辐射区域内投影面积的10%。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤1包括以下步骤:调节各个阳光模拟器角度形成模拟阳光位于单个LED大灯的焦点区域矩阵图谱,根据焦点区域矩阵图谱确出现定模拟阳光聚焦点时对应的各个阳光模拟器的试验布置角度。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤1包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先利用辐射照度1300w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1500w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射2小时;最后利用辐射照度1800w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤2包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈85°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈50°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射3小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤3中,室外温度大于等于35°,单个LED大灯的车灯基准面与水平地面成30°角,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
在本发明的一种优选实施方案中,步骤4中,室外温度大于等于35°,整车位于斜坡空旷水泥地面,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
在本发明的一种优选实施方案中,所述斜坡的角度为30°。
本发明的有益效果是:本发明可以在车灯设计初期发现潜在的太阳光聚焦风险,提前采取相应的预防措施,并在工业化阶段进行进一步验证,避免灯具生产出来后出现严重的问题导致失效的情况出现,对汽车灯具的设计有指导性意义。
附图说明
为了更清楚地说明实施中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见,下面描述中的附图是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种车灯阳光聚焦试验方法的流程图;
图2是一种车灯阳光聚焦试验方法中模拟器辐射区域示意图;
图3是一种车灯阳光聚焦试验方法中单个LED大灯的车灯基准面示意图;
图4是一种车灯阳光聚焦试验方法中焦点区域矩阵图谱图;
图5是一种车灯阳光聚焦试验方法中整车试验示意图;
图中,1-模拟区域中心;2-模拟器覆盖区域;3-车灯投影面积。
具体实施方式
下面通过说明书附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种车灯阳光聚焦试验方法,其用于验证车用LED大灯的阳光聚焦,其具体步骤包括:步骤1,将单个LED大灯安装在位于23°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤2,将单个LED大灯安装在温度为55°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤3,将单个LED大灯安装在位于夏日室外的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;步骤4,将单个LED大灯安装于车辆上,将车辆放置于夏日各个室外角度的路面上,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险。
优选地,所述人造光源包括三个阳光模拟器,每个阳光模拟器的垂直角度调整范围为+10°至+85°、水平角度调整范围为-90°至+50°、能量密度大于1300w/m2。
优选地,单个LED大灯与阳光模拟器之间的距离为1.2m,单个LED大灯位于阳光模拟器辐射的覆盖区域中心,该覆盖区域的面积至少大于单个LED大灯在辐射区域内投影面积的10%。
优选地,步骤1包括以下步骤:调节各个阳光模拟器角度形成模拟阳光位于单个LED大灯的焦点区域矩阵图谱,根据焦点区域矩阵图谱确出现定模拟阳光聚焦点时对应的各个阳光模拟器的试验布置角度。
优选地,步骤1包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先利用辐射照度1300w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1500w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射2小时;最后利用辐射照度1800w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时。
优选地,步骤2包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
优选地,步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈85°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
优选地,步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈50°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射3小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
优选地,步骤3中,室外温度大于等于35°,单个LED大灯的车灯基准面与水平地面成30°角,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
优选地,步骤4中,室外温度大于等于35°,整车位于斜坡空旷水泥地面,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
优选地,所述斜坡的角度为30°。
下面结合本发明对一种反射式LED车灯进行测试,测试步骤如下:
步骤1,完成反射式LED前大灯的3D数据设计。该前大灯设计带有反射镜的灯具3D数据模型,包括近远光反射镜,近远光光学模组(电路板),塑料装饰部件和透气装置,以及灯具周边的车身钣金和灯罩前部的发光面,光学模组,即带有LED驱动和LED光源的电路板,在光学法规满足要求的前提下,基于以上数据完成样件制作。
步骤2,单灯在常温(23度)的模拟验证,模拟在常温下用人造光源照射时是否有阳光聚焦的风险,并检测配光性能是否合格。前照灯设计完成后,将制作的样件先按GB4785/GB4599标准进行配光测试,并符合要求。然后将前照灯模拟安装在装车状态下,调整好光源与前照灯的相对位置。安装位置应保证:光源模拟器与前照灯之间的距离为1.2m,前照灯必须位于模拟太阳辐射的覆盖区域中心,且覆盖区域必须至少大于前照灯在辐射区域内的投影面积的10%(如图1所示)。模拟光源的入射角垂直于车身纵轴。环境温度设定为23度,箱体内允许最大气流量0.5米/秒。试验过程中车灯不工作,模拟太阳辐射循环前需要稳定前照灯的温度。
步骤3,在定义的角度范围内,通过扫描,确定聚焦点。阳光模拟器的水平和垂直角度范围(如下图2定义):垂直角度范围:+10°到+85°(向上为正);水平角度范围:-90°到+50°(向内为正);能量等级:1300W/m2(试验前照度计测量照度)。在上述阳光模拟器和水平/垂直旋转角度下,寻找焦点区域,并形成矩阵图谱,根据矩阵图中所显示的红色风险(软件识别,自动标出风险),来确定出现阳光聚焦点对应的角度以及电调所在的位置(包括透镜后部出现聚焦时对应的角度)。旋转前照灯或光源,当前照灯基准面(XOY平面)与太阳光成上述角度角时,分别按表1在3种辐射照度下进行测试。
序号 | 辐射照度 | 测试时间 |
1 | 1300w/m<sup>2</sup> | 1h |
2 | 1500w/m<sup>2</sup> | 2h |
3 | 1800w/m<sup>2</sup> | 1h |
表1单灯在常温23度下的测试时间
步骤4,实验室内模拟验证(单灯在52度环境箱中进行测试)
单灯在环境温度为55度下(环境温度箱)的模拟验证,模拟车灯在发动机起动的环境温度下采用人造光源下聚焦风险
第一步:前照灯样件配光测试,要求满足GB4785/GB4599。
第二步:将产品安装在装车状态下,调整好光源与前照灯的相对位置。
要求:光源模拟器与样件之间的距离为1.2m,前照灯样件必须位于模拟太阳辐射的覆盖区域中心,且覆盖区域必须至少大于前照灯在辐射区域内的投影面积的10%(如图1所示)。模拟光源的入射角垂直于车身纵轴线。环境温度为52度,箱体内允许最大气流量0.5米/秒。试验过程中前照灯不工作,并要求前照灯内温度稳定。
第三步:在图1定义角度范围内,通过扫描,确定聚焦点。
阳光模拟器的旋转范围定义如下:垂直角度范围:+10°到+85°(向上为正);水平角度范围:-90°到+50°(向内为正);能量等级:840W/m2(试验前照度计测量照度)。
在上述阳光模拟器和水平/垂直旋转角度下,寻找焦点区域,并形成矩阵图谱,根据矩阵图中所显示的红色风险(软件识别,自动标出风险),来确定出现阳光聚焦点对应的角度以及电调所在的位置(包括透镜后部出现聚焦时对应的角度)。
第四步:旋转车灯或光源,当车灯基准面(XOY平面)与太阳光成上述角度时,试验测试时间如下表2所示:
表2单灯在52度环境箱中的测试时间
第五步:旋转车灯或光源,当车灯基准面(XOY平面)与太阳光成85度角时,试验测试时间如下表所示:
第六步:旋转前照灯角度,当前照灯基准面(XOY平面)与太阳光成50度角时,试验测试时间如下表所示:
对模拟阶段识别出的风险及对应阳光照射角度结论,按照上述实验流程完成阳光灼烧试验。
上述试验完成后,将试验样件取出,重新进行配光试验,满足GB4785/GB4599法规。
步骤5,真实环境下的阳光照射实验(单灯)
在实验室单灯试验完成后,选择天气晴朗的炎热天气(环境温度35度以上),将装车阶段具有代表性的前照灯零件(左右各一只),以前照灯的基准面与水平地面成30度角,照射方向朝南(与整车对应)在阳光下暴晒3天,检查前照灯的状态。
步骤6,真实环境下的阳光照射实验(整车)
选择天气晴朗的炎热天气(温度35度以上),将配备有代表性车灯零件的VRS/EL阶段车辆放置在斜坡空旷水泥地面(放置角度和方向如附图所示),按照要求来检查前照灯的状态。
可以看出,本发明设计的一种车灯阳光聚焦验证方法,创建了单灯在试验箱内,在真实环境中以及在整车上的流程。该验证流程是该发明的核心内容,流程是确保评价过程有效和评价结果真实可靠的重要手段。该阳光聚焦验证流程除了针对当前的乘用车的阳光聚焦风险分析外,也可以针对SUV,商用车等车灯的光学性能评价,因而在推广运用方面具有一定的普适性。
需要指出,上述步骤2-4中需要一套能检测照度的配光检测系统。步骤3-6的各个试验所需要样件为2只。步骤3-6的各个试验测试的样件必须是具有代表性的零件(比如椭球,皮纹,镀铝等),并完成相关测试,比如反射率和镀铝厚度。测试必须使用具有代表性的车辆或支架,保证前照灯正确的装车姿态。测试的车辆或等效装置必须是黑色或深色,以便模拟最严酷的状态。温度箱/环境试验室温度:23度+/-1度(不可调温度环境室)或者52度+/-1度(可调环境箱)。步骤3-4要求环境箱的湿度:52%(单灯)。步骤3-6的点灯输入电压:13.5v+/-0.2V。
本领域技术人员容易理解,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不以限制本发明,凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:其用于验证车用LED大灯的阳光聚焦,其具体步骤包括:
步骤1,将单个LED大灯安装在位于23°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;
步骤2,将单个LED大灯安装在温度为55°恒温的温度箱内的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用人造光源对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;
步骤3,将单个LED大灯安装在位于夏日室外的支架上,保证单个LED大灯正确的装车姿态,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险;
步骤4,将单个LED大灯安装于车辆上,将车辆放置于夏日各个室外角度的路面上,利用太阳光对其照射判断是否有阳光聚焦的风险。
2.根据权利要求1的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:所述人造光源包括三个阳光模拟器,每个阳光模拟器的垂直角度调整范围为+10°至+85°、水平角度调整范围为-90°至+50°、能量密度大于1300w/m2。
3.根据权利要求2的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:单个LED大灯与阳光模拟器之间的距离为1.2m,单个LED大灯位于阳光模拟器辐射的覆盖区域中心,该覆盖区域的面积至少大于单个LED大灯在辐射区域内投影面积的10%。
4.根据权利要求3的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤1包括以下步骤:调节各个阳光模拟器角度形成模拟阳光位于单个LED大灯的焦点区域矩阵图谱,根据焦点区域矩阵图谱确出现定模拟阳光聚焦点时对应的各个阳光模拟器的试验布置角度。
5.根据权利要求4的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤1包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先利用辐射照度1300w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1500w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射2小时;最后利用辐射照度1800w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时。
6.根据权利要求4的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤2包括以下步骤:各个阳光模拟器处于试验布置角度,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
7.根据权利要求6的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈85°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射4小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
8.根据权利要求7的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤2还包括以下步骤:调整模拟入射阳光与单个LED大灯的车灯基准面呈50°,首先,利用辐射照度840w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;然后利用辐射照度1120w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射3小时;最后利用辐射照度820w/m2的阳光模拟器对单个LED大灯照射1小时;上述步骤重复三次。
9.根据权利要求1的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤3中,室外温度大于等于35°,单个LED大灯的车灯基准面与水平地面成30°角,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
10.根据权利要求1的车灯阳光聚焦试验方法,其特征在于:步骤4中,室外温度大于等于35°,整车位于30°斜坡空旷水泥地面,照射方向朝南在阳光下暴晒3天。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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