通用型大灯高度调节开关在汽车上的应用

王 佳

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

随着汽车行业的竞争日益激烈，快速高效的产品开发是每个汽车厂商的追求，所以各汽车厂都在大力的推进零部件平台化和通用化。大灯高度调节属于法规项，必须配备，大灯高度调节目前有两种设计，一种是电动调节，通过大灯高度调节开关输入电压比信号给大灯高度调节电机，通过电机顶杆的伸缩，控制灯光的照射高度调节，此方案结构及原理简单，易于实现，成本低，在经济型车型上大量采用；另一种是自适应调节，通过车身高度传感器，根据车身高度，自动调节灯光照射高度，不需要大灯高度调节开关，此方案系统相对复杂，对传感器和车身精度要求都较高，且成本高，在中高端车型上才会采用。本文主要针对第一种方案，探讨研究一种通用性高的大灯高度调节开关，可以适应大灯高度调节电机不同的布置位置，提高大灯高度调节开关的通用化，从而降低大灯高度调节开关的开发周期及成本。

1 大灯高度调节装置的原理

大灯高度调节装置由大灯高度调节开关、控制模块、大灯高度调节电机组成。控制模块接收大灯高度调节开关输出的电压信号，控制调节电机球头顶杆的伸缩，从而控制近光灯的照射高度，具体原理图如图1 所示。

图1 大灯高度调节控制原理图

2 大灯高度调节电机

大灯高度调节电机（图2）是用来调节大灯灯光照射角度的装置，通常控制部分和电机是集成的，为了适应不同的结构，调节电机通常有斜率分别为正、负的行程特性曲线。行程特性曲线斜率为正的调节电机要求开关电压比为20%时，球头顶杆缩进到极限位置，电压比为80%时，球头顶杆伸出到极限位置，如图3 所示。行程特性曲线斜率为负的调节电机要求开关电压比为20%时，球头顶杆伸出到极限位置，电压比为80%时，球头顶杆缩进到极限位置，如图4 所示。

图2 大灯高度调节电机

图3 斜率为正的行程特性曲线

图4 斜率为负的行程特性曲线

3 通用型大灯高度调节开关的设计介绍

大灯高度调节开关作为大灯高度调节装置的信号输入端，通常需要针对大灯高度调节电机的行程特性曲线匹配开发，而行程特性曲线又要根据大灯高度调节电机的大灯内部的布置位置进行选择。当调节电机布置位置在上面时，选择行程特性曲线斜率为正的调节电机，就需要大灯高度调节开关的最低档位输出的电压比最大（例如设置为0 档输出80%电压），最高档输出的电压比最小（例如设置为6 档输出20%电压）；但当电机的布置位于下方时，就需要以反逻辑进行控制：调节开关的最低档位输出的电压比最小（例如设置为0 档输出20%电压），最高档输出的电压比最大（例如设置为6 档输出80%电压）。因此，通常需要针对电机的不同位置开发至少两种调节开关，导致开发管理及生产制造成本均有所增加。为了最大限度的提高大灯高度调节开关的通用化率，采用对称设计的方法，使一种大灯高度调节开关可以输出满足要求的2 种电压比来适应不同斜率的大灯高度调节电机。以0 档～6 档开关为例，大灯高度调节开关原理图如图5所示。

图5 大灯高度调节开关原理图

（1）当电源输入端1 接正极，电源输入端2 接负极时：

大灯高度调节开关在0 档时的等效电路如图6 所示：

图6 大灯高度调节开关0 档等效电路

注：13.5V 是车辆启动后的整车供电电压，10 是回路电阻之和大灯高度调节开关在1 档时的等效电路如图7 所示：

图7 大灯高度调节开关1 档等效电路

以此类推，大灯高度调节开关在6 档时的等效电路如图8 所示：

图8 大灯高度调节开关6 档等效电路

各档位输出电压比及电压如下表1 所示：

表1 大灯高度调节开关各档位输出电压比

（2）当电源输入端1 接负极，电源输入端2 接正极时：

大灯高度调节开关在0 档时的等效电路如图9 所示：

图9 大灯高度调节开关0 档等效电路

大灯高度调节开关在1 档时的等效电路如图10 所示：

图10 大灯高度调节开关1 档等效电路

以此类推，大灯高度调节开关在6 档时的等效电路如图11 所示：

图11 大灯高度调节开关6 档等效电路

表2 各档位输出电压比及电压

4 不同档位数的通用型大灯高度调节开关设计说明

将大灯高度调节开关档位数（含0 档，如0 档～6 档的大灯高度调节开关的档位数为7）设为N(N为自然数且N≥2），那么大灯高度调节开关回路将有N+1 个电阻，N+1 个电阻串联在电源输入端1 和电源输入端2 之间，且在电源输入端1和电源输入端2 之间根据电阻阻值对称设置。

当N 为奇数时，所述N+1 个电阻具体包括(N+1)/2 对电阻，其中每对中的两个电阻的阻值相等，电路原理图如图12所示。

图12 档位数为奇数的大灯高度调节开关原理图

当N 为偶数时，所述N+1 个电阻具体包括位于电源输入端1 和电源输入端2 之间的对称中心的一个电阻以及N/2 对电阻，其中每对中的两个电阻的阻值相等，对称中心的电阻与相邻的电阻阻值相等，从而实现电压比的正反对称输出，电路原理图如图13 所示。

图13 档位数为偶数的大灯高度调节开关原理图

5 结束语

本文通过设计对称设置的多个分压电阻以及与多档选择开关的对应连接关系，实现了一种装置可采用供电正、负极对调的接线方式，即本发明能够适应不同布局位置的大灯调节电机，并具有如下效果：第一，通过减少多种类型开关的开发状态，从而降低开发管理成本；其次，促进通用型开关的生产，便于形成规模化量产及配套的自动化生产，进而提高生产质量，降低生产成本。