先進的車輛照明系統

    在汽車領域中，電子系統的應用已經越來越廣泛，兩年前，電子技術已開始滲透到車輛照明系統之中。HID（high-intensity discharge，高強度放電）技術現在已經有了一些應用。以HID為基礎，電控智能照明設備也開始得到應用。這些正在開發中的系統會使車輛安全性、可靠性更高，并為從事工業造型設計的工程師們提供新的設計空間。它同時也會為銷售汽車零配件的市場提供一些商機，因為時尚的駕駛者會用HID系統替換他們車輛現有的照明系統。
　　從1970年代早期開始，車輛已經開始使用鹵素燈照明，它是一種將鎢絲裝到充滿鹵族元素氣體的石英封套中的照明技術。由于加電時燈絲變熱，鎢有一部分會蒸發。與一般燈泡不同的是，鎢與鹵素氣體結合后又會沉積于燈絲上。這使燈絲在高溫的時候也能長期使用。提高燈絲的溫度會使照明燈的亮度加大。鹵素的使用是邁向可靠控制和精確控制的主要一步。
　　另一個巨大的進步是歐洲1990年代早期引入的HID照明設備。使用HID設備不會發生燈絲斷裂或燒盡的情況，它使用高壓點火器在產生光的燈管生成電弧。燈管內充滿氙氣，并裝有兩個位置靠得很近的電極。電弧一旦點燃，鎮流器對所需的電壓和電流進行反饋控制并使之穩定。
　　運用HID概念的結果是系統光的強度三倍于鹵素燈，而所需能量僅為它的65%。
　　由于沒有燈絲，燈泡可以使用3000小時以上。有人甚至認為這些燈泡能一直裝配在車輛上直到車輛報廢。燈光的顏色也是不同的，鹵素燈產生很有特點的黃色光，而HID的稍顯藍色的燈光更接近于自然光的色溫度，可見性更佳。
　　HID的成本已經并將繼續有下降的趨勢。在歐洲，高檔車的購買者要花費超過1500美元在他們的汽車上安裝這一照明系統。在美國，裝有HID的新車占市場份額的6%，據預測，在以后20年將達到10%。預計在以后的很長一段時期，HID的優點將使得更多消費者需要并愿意付錢購買它。
　　HID照明設備的成本并不會不利于汽車后市場。OSRAM Sylvania、Hella North America以及其它一些供應商已經為將現有的車輛照明設備轉換為HID提供了工具。以Sylvania的工具XENARC HID X2010為例，它是專為Ford F-150設計的，零售價為899美元。其它工具的價位也在500到1000美元的范圍之間。要是這看起來像胡亂花錢的話，別忘了，許多車主也經常花差不多的錢去購買彩色車身或奇怪樣式的車輪。研究表明，在美國，年輕人平均愿意另外花費2500美元使他們的汽車看起來與眾不同、標新立異。
　　維修業的機遇在于銷售和安裝HID的配套工具。并且將會有許多人樂于并完全可以自行配線和安裝。典型的配套工具包括氙氣源、電控點火器/鎮流器和新型反射器或投影器。
　　在歐洲作為道路法規，照明燈校準和清洗系統是必須安裝的。車輛后部照明燈使后面司機致盲的現象得到廣泛關注。照明燈校準系統使用傳感器來決定照明燈相對地面的位置，使用伺服電機用來調整光源的角度位置。
　　當然，總有許多人試圖使用這種設備。上網到當地零配件商查詢一下會發現有很多帶有藍玻璃的鹵素燈出售。這當然不是真正的HID，但是燈光的顏色使它看來像是一個昂貴的升級產品。
　　真正的HID是一種所謂的“使能技術”。一旦您擁有了這種新出現的可用光，就能將其應用到更多的事物當中。HID的介入將使下一代照明系統成為可能。
　　“我們已經在歐洲的帕德博恩大學（德國）對照明生理學以及它是如何對人起作用進行了很多研究。” Hella North America 的照明技術協會副會長Jason Bonin（加森·博尼）最近聲稱：“我們的一項研究成果是人的眼睛對橙色光并不像我們原來想像的那樣敏感，我們可以在不干擾駕駛者的情況下在汽車的車廂內部為乘客安裝閱讀照明燈。”
　　博尼還說他們還進行了“尋找駕駛者真正需要照明系統為他們做什么”的研究。他們發現駕駛者希望前燈可以根據不同的路況和光線條件自動調整照明設備。智能前燈可以在日間、黎明、黃昏或者夜間自動進行調整，還可以在隧道里、雨天、霧天或者雪天調整。另外能在彎曲路段、高速公路駕駛狀態以及能對路邊和溝渠提供更好照明性能的照明系統也為人們所歡迎。
    智能照明系統
　　Hella的答案稱為Varilus，它是一種基于連接到車內數據網絡的傳感器的一種智能照明系統。現有的空調系統的陽光傳感器、車速傳感器和轉角傳感器等將被用于監測車輛的運轉狀況。新型的采用計算機算法的傳感器將被用于識別光線條件（日間、夜間、黎明、黃昏、隧道、橋梁等），然后由人或者照明計算機決定在特定環境下哪一種照明設置才是最好的。
　　關鍵是要實現實時更換照明設置，這樣才能使駕駛者在需要的時候體會到改進的照明系統所帶來的好處。第一步，Hella向車輛制造商展示一種叫做“鉍-氙燈”的產品。今天一般的HID系統在車前燈的遠距離光束時采用鹵素燈，在近距離采用氙燈。而在鉍-氙系統中，用一個活動罩放置于光源和投影透鏡之間。活動罩在某一個位置時，光線全部穿過透鏡形成遠距離光束，而在另一個位置，活動罩則遮擋一部分光線形成近距離光束。
　　Hella的VarioX前燈系統用一個電機驅動的圓柱體放在光源和投影透鏡之間。圓柱體的外形不是圓形而是經過雕琢的。在每個轉動位置，光線都以不同的方式部分被遮掩，從而產生不同的透射光。它可以產生多達5種不同的光線。根據傳感器探測到的信息，計算機控制的VarioX前燈系統產生最優的照明光線。
　　在美國，由于計算機控制的前燈系統有一些政府性的問題要解決，預料在2005年它們將適于投入生產。作為一個過渡階段，明年將出現可以判斷當車輛轉向的時候將光束投向該方向的前燈系統。機械的照明產品已經由Citroen和Tucker試用了一段時間。它的電子版產品使用伺服電機移動前燈內部的反射鏡以改變光線方向。
　　HID燈也可以借鑒當前正在新型分布式車輛照明系統中使用的另一個概念。這種概念使用遠離需要照明處的單一光源，并以光纖傳遞光線。單一光源可以為多個位置提供照明而無須配線、連接器和燈泡。它對造型設計也很有幫助，因為只要有空間，光就可以通過所謂光管道抵達所需的地方。這使得設計者以獨特的方式設計車輛前后端的外形而不必為傳統前燈或尾燈留下安裝空間。
　　電子技術已經介入車輛照明系統。作為與政府合作項目的一部分，在對新一代車輛——規則實驗車（Precept experimental car）的研制中，通用汽車公司發現采用HID會使照明系統的電力需求從170W降低到94W，相當于節省燃油1.5英里/加侖。從改進后的照明系統所帶來的安全性的提高看來，您就會明白為什么電子系統和照明系統是一對很好的搭檔。