王文涛，汪 俊，高 波，黄建龙

（1.广州城市职业学院机电工程系，广东 广州 510405；2.广东技术师范学院天河学院机电工程系，广东 广州 510540）

随着经济的快速发展，生活水平的逐步提高，人们对于汽车的行驶主动安全性及驾驶舒适性更为关注。AFS（Adaptive Front-lighting System）即自适应前照明系统是一套能够根据车辆行驶路况和承载状态的变化，自动对前照灯近光的照度及照射范围进行最优分配与调节的自适应系统。目前该系统俨然已成为中高级轿车的标准配置。通常来说，AFS前照灯自适应调节系统由传感器组、传输通路、ECU、执行机构等部分组成。其控制逻辑相对较为复杂，而正确了解AFS系统的组成、工作原理是广大汽车工程技术人员正确、快捷维修此类系统的前提。为此，本文详细介绍了广汽丰田汽车有限公司生产的2013款CAMERY 200E系列所配置的AFS系统的组成及控制逻辑。

1 AFS系统组成及各组成部分的作用

AFS前照灯自适应调节系统的主要组成及其在车身布置情况如图1所示。主要包括：AFS ECU、前照灯旋转马达、转向角度传感器、AFS OFF开关、ECM、主体ECU、防滑控制ECU、组合仪表ECU、AFS OFF指示灯。

图1 智能AFS系统主要零件布置状况

1）AFS ECUAFS ECU是该系统的控制单元核心部分，它首先接收各传感器信号及其它ECU的传输信号，然后通过逻辑、数字运算，计算出目标照明角度并向前照灯旋转马达发送执行信号，使其执行旋转目标角度。

2）前照灯旋转马达 由AFS ECU驱动，马达将近光光束向左或向右转移动至AFS ECU算出的角度。前照灯旋转马达使用的是步进电机，可根据步进电机的步进 （位置）数精确确定近光光束角度。

3）转向角度传感器 转向角度传感器检测转向角度和方向 （用以判别车头是左转还是右转），并将该信号输出至AFS ECU。

4）AFS OFF开关 驾驶者根据需要，按下此开关可禁止智能AFS运行。

5）防滑控制ECU 该部件传输左右前照灯转速、车速信号至AFS ECU。

6）ECM ECM为发动机控制模块，其主要向AFS提供发动机运转状态信号至AFS，如转速。此外还将挡位信号传输至AFS ECU，其根据此信号判别车辆是前行还是后退。

7）主体 ECU该控制单元向AFS-ECU传送前照灯工作状态信号。

8）组合仪表 （仪表ECU）及AFS OFF指示灯 系统有故障时，根据来自AFS ECU的信号，仪表ECU使AFS OFF指示灯闪烁以警告驾驶员。当AFS OFF开关在 ON（按下）位置时，仪表ECU使AFS OFF指示灯常亮，以示AFS系统关闭。

其余部件为各种连接导线、接线器、通信线束等。

2 智能AFS系统工作原理、控制逻辑

2.1 控制逻辑

智能AFS系统的控制逻辑框图如图2所示。

图2 AFS系统控制框图

AFS是一个由传感器组、传输通路、处理器和执行机构组成的系统。该系统须从不同传感器取得车辆的行驶信息，拟实现不同的控制功能。为了实现弯道旋转照明的功能，需从车速传感器获取车速、方向盘角度传感器获取方向盘转角、车身高度传感器获得车身倾斜角度、发动机控制模块获取挡位、发动机转速等信号。因此通常情况下，AFS还须通过总线、网关与主体ECU、发动机ECM、组合仪表ECU进行信息共享。

此外，AFS除了接受车速、车身转角和车身倾斜角等少数定量信息外，从其他传感器获取的信息大多只能进行定性判别。例如，路面不平度、雨量大小等车外环境信息，均未能量化。而智能AFS ECU不仅可进行模糊判别，并且还可随着外部环境的改变不断修整系统参数，最终智能AFS系统成为一个自适应的模糊控制系统。该系统处理完总线及传感器信息后，向执行机构发出调节信号 （左、右前照灯旋转马达和光学调节机构）。

2.2 工作模式

智能AFS系统主要工作模式有低速控制模式、中速至高速控制模式、初始设定控制模式以及失效保护控制模式等。无论处于什么控制模式状态，该系统只对前照灯的近光予以调整，其最大转角示意如图3所示，左转向时，左近光最大向左调整角度为15°，右转时右近光最大转角为10°。

图3 前照灯最大转角示意

2.2.1 低速控制模式

当车辆AFS ECU执行低速控制模式时，其运行状态条件如下：①发动机运转，若发动机无运转信号则该系统停止工作；②车辆前行速度为V，30＞V≥10 km／h；③转向角度为 6°或者更大；④近光灯居于ON位置。

一旦AFS系统执行低速控制模式，其左、右近光旋转的角度范围见表1。

表1 旋转角度范围 （低速控制）

在低速控制模式下其照明区域如图4所示。显然，左转弯道路面上装有智能AFS可将光区有效分布于弯道区域，照至前行车辆，有效避免追尾事故发生。

图4 低速控制照明区域对比

2.2.2 中至高速控制模式

当车辆AFS ECU执行中至高速控制模式时，其运行状态条件如下：①发动机运转，发动机转速及挡位信号正常传输至总线系统；②车辆前行速度为V，V≥30 km／h；③转向角度为7.5°或更大；④近光灯在ON位置；⑤AFS OFF开关在OFF位置。

一旦AFS系统执行中速至高速控制模式，其左、右近光旋转的角度范围见表2。

表2 旋转角度范围 （中速至高速控制模式）

在中速至高速控制模式下，其照明区域如图5所示。显然，装有智能AFS系统的车辆在十字路口可有效将左前车辆置于照明区域内，若无该系统则可能无法将光有效投射至前方车辆。

图5 高速控制照明区域对比

2.2.3 初始设定控制模式

起动发动机时，AFS ECU驱动前照灯旋转执行器并将投射型前照灯向车辆中心方向移动到操作极限位置，然后将它恢复到正确位置。AFS ECU评估前照灯位置并以此作为参考控制。

2.2.4 失效保护模式

如果AFS ECU检测到智能AFS的故障，AFS ECU进行失效保护控制。同时，仪表ECU使AFS OFF指示灯闪烁以通知驾驶员有故障。表3为AFS失效保护模式。

3 结束语

目前车辆智能AFS前照灯系统是中高档车辆的流行配置之一，详细正确理解该系统的基本组成、工作原理是广大汽修人员的基本要求，而进一步探讨其工作控制模式是汽车从业人员必须掌握的技术。车辆车型众多，各车型的控制逻辑可能有所出入，广大汽车从业人员应该具体情况具体分析。本文仅对广汽丰田轿车智能AFS前照灯系统的工作原理和基本组成作出系统介绍，拟供同行参考。

表3 AFS失效保护模式