重型卡車燈光控制系統(tǒng)淺析

陳 軒

（陜西萬(wàn)方天運(yùn)汽車電器有限公司， 陜西 西安 710201）

國(guó)內(nèi)的重型卡車 （以下簡(jiǎn)稱重卡） 經(jīng)過(guò)多次換代升級(jí)，其燈光系統(tǒng)的構(gòu)成原理也發(fā)生了極大的變化， 從開(kāi)關(guān)繼電器硬線控制， 到如今的CAN總線通信控制， 技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了跨越。 隨著卡車駕駛員對(duì)重卡舒適性、 使用性越來(lái)越多的要求， 重卡的燈光種類日趨復(fù)雜， 對(duì)應(yīng)的燈光故障檢修也愈加困難。 本文從燈光控制的電路原理出發(fā)， 結(jié)合對(duì)電路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的按序排查， 化繁為簡(jiǎn)， 使重卡燈光故障問(wèn)題能夠更高效地解決。

重卡的燈光主要包括： 室內(nèi)燈、 室外照明燈、 信號(hào)燈。其中室內(nèi)燈又包括： 閱讀燈、 環(huán)境燈、 門燈、 背光燈、 頂燈、 臥鋪燈、 工具箱燈等； 室外照明燈包括： 近光燈、 遠(yuǎn)光燈、 霧燈、 輔助遠(yuǎn)光燈、 工作燈等； 信號(hào)燈包括： 位置燈、 日間行車燈、 轉(zhuǎn)向燈、 制動(dòng)燈、 倒車燈等。 室外照明燈與信號(hào)燈同類型的燈具又經(jīng)常分為前后、 左右等， 如左遠(yuǎn)光燈、 右遠(yuǎn)光燈； 左前轉(zhuǎn)向燈、 左后轉(zhuǎn)向燈。

一般情況下同類型的燈具由于控制開(kāi)關(guān)只有一個(gè)， 若出現(xiàn)只有一端出現(xiàn)燈光故障， 多為燈泡端接觸問(wèn)題或燈泡本身問(wèn)題， 可通過(guò)檢查燈泡端的電路接觸或更換燈泡的方式解決問(wèn)題； 若出現(xiàn)兩端都出現(xiàn)燈光故障， 多為開(kāi)關(guān)控制端出現(xiàn)問(wèn)題， 需要優(yōu)先檢查開(kāi)關(guān)到繼電器輸入線圈處的回路是否正常。 比如霧燈有前霧燈和后霧燈， 前霧燈又分為左前霧燈和右前霧燈。 接通前霧燈開(kāi)關(guān)， 若左前霧燈亮右前霧燈不亮， 這種問(wèn)題多考慮拆開(kāi)右前霧燈， 查看線路輸出或更換右前霧燈燈泡； 若接通前霧燈開(kāi)關(guān)， 左前霧燈與右前霧燈均不亮， 則應(yīng)考慮為整體的前端線路問(wèn)題， 需要對(duì)霧燈開(kāi)關(guān)到繼電器盒的整個(gè)前端線路進(jìn)行排查。

各燈具工作時(shí)會(huì)發(fā)熱， 工作時(shí)功率大電流大， 因此不能直接將燈光開(kāi)關(guān)與燈具相連， 否則會(huì)嚴(yán)重影響開(kāi)關(guān)的使用壽命。 使用繼電器可有效解決此類問(wèn)題， 開(kāi)關(guān)-線圈回路的弱電流控制繼電器-負(fù)載的大電流， 繼電器本身成本小，使用壽命長(zhǎng)， 遠(yuǎn)比開(kāi)關(guān)直接控制效果好。 另外， 使用繼電器控制回路時(shí)， 開(kāi)關(guān)回路的線束線徑可以選擇較小線徑，節(jié)約整體的設(shè)計(jì)成本。

1 無(wú)控制器參與的燈光系統(tǒng)原理與故障分析思路

傳統(tǒng)的重卡車型由于功能較少， 使用硬線連接就能達(dá)到車輛需求的全部功能。 燈光控制采用開(kāi)關(guān)直接控制繼電器控制端線圈， 通過(guò)繼電器輸出端對(duì)燈具負(fù)載進(jìn)行通電，如圖1所示。由于開(kāi)關(guān)直接驅(qū)動(dòng)繼電器， 可實(shí)現(xiàn)的燈光控制功能比較單一， 無(wú)法滿足復(fù)雜邏輯下實(shí)現(xiàn)控制燈光開(kāi)啟的功能。

圖1 傳統(tǒng)重卡車型燈光系統(tǒng)原理圖

此類車型燈光故障排除比較簡(jiǎn)單， 全部為硬線連接，主要測(cè)量線束之間的通斷與輸出電壓。 出現(xiàn)車燈故障時(shí)，首先更換燈泡確認(rèn)是否為燈泡本身問(wèn)題， 若更換燈泡后問(wèn)題未排除， 需要檢查燈泡正極與車架搭鐵間電壓是否正常，排除負(fù)極搭鐵不良現(xiàn)象。 以上方法未解決故障時(shí)， 應(yīng)查找車上的熔斷絲盒位置， 一般熔斷絲盒的位置處會(huì)粘貼整車相應(yīng)的繼電器、 熔斷絲功能說(shuō)明牌。 根據(jù)功能說(shuō)明牌， 找到對(duì)應(yīng)故障燈的繼電器、 熔斷絲位置， 先檢查熔斷絲的熔斷情況與熔斷絲兩端電壓， 若都正常， 可繼續(xù)檢查繼電器線圈兩端的電壓是否正常。 通過(guò)上述檢測(cè)， 可迅速判定出故障問(wèn)題發(fā)生的回路是開(kāi)關(guān)控制端還是負(fù)載輸出端， 再分別通過(guò)檢查線路電源、 搭鐵、 線路通斷 （測(cè)量線路通斷時(shí)需要在整車斷電的情況下測(cè)量） 判斷出問(wèn)題回路發(fā)生故障的具體位置。 常見(jiàn)的問(wèn)題類別有： 搭鐵虛接、 串電、 線路之間的插接器松接、 插接器端子縮針等。

若發(fā)生熔斷絲熔斷現(xiàn)象， 需要檢查整個(gè)輸出回路里是否有短路點(diǎn)， 具體方法為： 整車斷電后測(cè)量熔斷絲兩端與搭鐵點(diǎn)是否導(dǎo)通， 再逐一斷開(kāi)用電設(shè)備或插接器， 查找回路內(nèi)的短路點(diǎn)； 若熔斷絲未熔斷， 應(yīng)測(cè)量熔斷絲兩端電壓情況， 再做出具體操作。 測(cè)量熔斷絲電壓時(shí)應(yīng)注意： 整車上電后， 拔掉熔斷絲后用萬(wàn)用表檢測(cè)熔斷絲插接位置的兩端， 熔斷絲插接位置兩端都有電， 考慮為熔斷絲盒至燈泡端串電， 應(yīng)將串電那端所帶負(fù)載依次斷掉檢查， 確認(rèn)串電位置； 熔斷絲插接位置兩端均無(wú)電， 則為電源端問(wèn)題， 檢查電源線接入熔斷絲盒的針腳是否有虛接； 熔斷絲電源端有電、 熔斷絲盒至燈泡端無(wú)電， 檢查熔斷絲盒到燈泡正極接線端線路是否正常導(dǎo)通 （繼電器閉合）。

2 車身控制器控制的燈光系統(tǒng)原理與故障分析思路

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展， 重卡需求增加的各功能項(xiàng)可以用車身控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)， 重卡燈光控制系統(tǒng)也可以通過(guò)車身控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)不同邏輯下的燈光控制輸出。 利用車身控制器內(nèi)部的復(fù)雜邏輯運(yùn)算來(lái)對(duì)車輛燈光進(jìn)行控制， 可以滿足不同車輛配置時(shí)的燈光開(kāi)啟條件。 車身控制器的優(yōu)勢(shì)在于可以采集各種輸入信號(hào) （如開(kāi)關(guān)信號(hào)、 傳感器信號(hào)等）， 并經(jīng)過(guò)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)邏輯控制， 在不同的條件下輸出不同的控制信號(hào)， 內(nèi)部芯片高度集成， 可以減少大量硬線的使用。 車身控制器通過(guò)接收燈光電源開(kāi)關(guān)與光線傳感器信號(hào)， 經(jīng)過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換后輸出控制繼電器線圈的開(kāi)合（圖2），從而控制燈光的開(kāi)啟。

圖2 車身控制器控制的燈光系統(tǒng)原理圖

此類車輛燈光故障排查時(shí)， 若出現(xiàn)單個(gè)燈光故障時(shí)， 則應(yīng)測(cè)量相應(yīng)燈光開(kāi)關(guān)信號(hào)在控制器的輸入針腳與控制器輸出針腳是否正常， 有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入， 無(wú)輸出電源可判定為控制器本身?yè)p壞， 需要更換控制器； 若無(wú)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入， 可排查開(kāi)關(guān)本身及開(kāi)關(guān)至控制器端線束導(dǎo)通狀態(tài)； 若開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入與控制器輸出均正常，則需要排查控制器至負(fù)載燈泡正極之間線束的導(dǎo)通狀態(tài)。注意， 出現(xiàn)多個(gè)燈光故障的現(xiàn)象時(shí)， 應(yīng)首先更換控制器確認(rèn)控制器是否正常； 更換控制器后問(wèn)題未排除， 再檢查控制器本身各電源針腳， 確認(rèn)控制器是否正常上電。

大部分燈具由于本身功率問(wèn)題不能直接由控制器針腳對(duì)燈具進(jìn)行控制， 否則可能會(huì)因?yàn)榇箅娏髟驘龤Э刂破鳎虼巳孕枰ㄟ^(guò)控制繼電器線圈對(duì)燈具的輸出回路進(jìn)行控制， 提高整車的安全性能。

3 CAN總線參與控制的燈光系統(tǒng)原理與故障分析思路

CAN總線通信的廣泛運(yùn)用， 使重卡可以更容易實(shí)現(xiàn)更多的需求功能， 同時(shí)也給重卡燈光控制系統(tǒng)帶來(lái)很大的提升， 具體表現(xiàn)為： 所有開(kāi)關(guān)信號(hào)可直接通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)入CAN總線， 通過(guò)CAN總線驅(qū)動(dòng)車身控制器， 再由車身控制器控制繼電器的線圈， 從而達(dá)到控制燈光回路的目的（圖3）。

圖3 CAN總線參與控制的燈光系統(tǒng)原理圖

CAN總線的運(yùn)用可以使更多的燈光控制功能實(shí)現(xiàn)， 節(jié)省了因功能增加造成的整車成本。 維修時(shí)， 控制器端的排查與前面提到的方法一致， 主要不同在于對(duì)CAN總線網(wǎng)絡(luò)的檢查， 檢查CAN總線時(shí)主要測(cè)量CAN總線間電阻是否正常 （應(yīng)注意要在車輛斷電的情況下測(cè)量）， 確認(rèn)CAN總線電壓是否正常， CAN總線導(dǎo)通是否正常。 也可以選擇讀取報(bào)文的方式， 對(duì)連接在CAN網(wǎng)絡(luò)上的各控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，確認(rèn)報(bào)文是否正常， 可快速查到發(fā)生問(wèn)題的位置。

通過(guò)以上基礎(chǔ)原理的介紹， 可幫助車輛維修人員迅速判斷出重卡燈光故障問(wèn)題出現(xiàn)的故障位置。 在實(shí)際維修時(shí)，維修人員應(yīng)先確認(rèn)所修車輛的整體配置架構(gòu)， 了解車輛各系統(tǒng)的控制方式， 再對(duì)車輛發(fā)生的全部故障進(jìn)行分析， 找出共性問(wèn)題， 可更容易識(shí)別故障發(fā)生的原因。 其次應(yīng)優(yōu)先檢查容易檢測(cè)到的地方， 比如熔斷絲盒、 開(kāi)關(guān)等信號(hào)源，各線束的連接器插接狀況， 搭鐵線是否正常等， 這些位置一般都可以直接測(cè)量， 不需要去拆卸車輛內(nèi)飾襯板等。 最后再重點(diǎn)測(cè)量控制器電源、 控制器性能、 CAN網(wǎng)絡(luò)通信是否正常等。 通過(guò)從簡(jiǎn)到繁的方法排查問(wèn)題， 可提高整體的工作效率， 減少無(wú)用功。 另外， 維修人員應(yīng)了解所修車輛的原理圖與裝配圖， 知道故障燈整體的線束走向、 插接器連接具體位置， 否則只能通過(guò)測(cè)量找到故障發(fā)生的原因，而不能通過(guò)原因?qū)?wèn)題直接處理解決。

4 幾種典型故障的處理方法

1） 在重卡維修時(shí)， 如果無(wú)法確認(rèn)零部件狀態(tài)， 可以采取更換零件的方法進(jìn)行問(wèn)題的排查， 但應(yīng)注意部分控制器類零件往往需要進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定與數(shù)據(jù)刷寫， 此類零件不能通過(guò)臨時(shí)更換零件確認(rèn)故障原因。 例如， 某重卡車型的日間行車燈為選配配置， 在整車裝配時(shí)需要對(duì)車身控制器進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定， 根據(jù)客戶需求開(kāi)啟/關(guān)閉日間行車燈功能。 該車輛排查時(shí)各線路均正常導(dǎo)通， 車身控制器控制日間行車燈的針腳無(wú)輸出， 此時(shí)若更換車身控制器排查問(wèn)題， 會(huì)發(fā)現(xiàn)車身控制器日間行車燈針腳依然無(wú)輸出， 無(wú)法找出問(wèn)題發(fā)生的根本原因。

2） LIN總線的使用， 將以前的多個(gè)開(kāi)關(guān)通過(guò)多根線束控制回路變成了多個(gè)開(kāi)關(guān)只需要一根線束就能控制多個(gè)回路， 使排查同一LIN總線開(kāi)關(guān)控制下的燈光回路故障變得簡(jiǎn)單。 LIN總線開(kāi)關(guān)主要應(yīng)用在組合開(kāi)關(guān)、 室內(nèi)燈開(kāi)關(guān)、 雨刮開(kāi)關(guān)等位置， 將不同的開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)LIN總線發(fā)送到控制器內(nèi)達(dá)到控制多回路的目的。 此類車燈故障排查時(shí)， 需要先確認(rèn)燈光的開(kāi)關(guān)位置， 確定是LIN總線控制的燈光。 若單一燈光故障， 可確認(rèn)為燈光本身輸出回路故障， 需要排查故障燈電源線線路及搭鐵情況； 若LIN總線開(kāi)關(guān)控制的所有燈光均出現(xiàn)故障， 可確認(rèn)為開(kāi)關(guān)控制回路故障， 可檢查開(kāi)關(guān)至控制器之間的線路通斷情況及開(kāi)關(guān)本身電源狀況。

3） 車門聯(lián)動(dòng)室內(nèi)燈故障問(wèn)題排查時(shí)， 要先確認(rèn)是否為每個(gè)車門開(kāi)啟， 室內(nèi)燈都不亮。 若主副車門開(kāi)啟， 室內(nèi)燈都不亮， 考慮為室內(nèi)燈電源回路出現(xiàn)故障、 室內(nèi)燈本身故障、 車門控制器故障， 此時(shí)使用室內(nèi)燈開(kāi)關(guān)開(kāi)啟室內(nèi)燈， 室內(nèi)燈亮確認(rèn)車門控制器故障， 室內(nèi)燈不亮確認(rèn)為室內(nèi)燈電源回路故障、 室內(nèi)燈本身故障； 若單一車門開(kāi)啟時(shí)室內(nèi)燈不亮， 確認(rèn)為開(kāi)門時(shí)的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入故障， 需要查找相應(yīng)車門聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入針腳， 測(cè)量電壓情況解決問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著重卡車型燈光功能日益增加， 要求維修人員自身的知識(shí)點(diǎn)儲(chǔ)備要與時(shí)俱進(jìn)， 只有多了解最新的電器控制原理才能跟上車輛的升級(jí)步伐， 否則遇到新技術(shù)控制的燈光回路故障問(wèn)題時(shí)， 將無(wú)從下手， 無(wú)法解決問(wèn)題， 最后只能被時(shí)代淘汰。