基于LIN線通信的邁騰B8L汽車燈光系統(tǒng)原理探析

文富強

(云南國土資源職業(yè)學院 云南昆明 650213)

人工智能新時代的到來給人們的生活方式帶來了巨大的改變，人工智能已經被廣泛地使用到各個領域[1]，而人工智能的發(fā)展離不開數據總線系統(tǒng)的應用。汽車數據總線系統(tǒng)主要包括CAN總線和LIN總線兩大類構成[2]?？偩€系統(tǒng)在汽車上的廣泛應用，使得汽車上的線束大大減少，從而降低了汽車的制造成本和故障發(fā)生率，同時還提高了通信的可靠性。

LIN線的全稱為LIN數據總線系統(tǒng)，也被稱為局域網系統(tǒng)，它主要是用來傳遞模塊（控制單元）與模塊（控制單元）之間的信號。LIN總線主要包括主節(jié)點、從節(jié)點兩部分[3]。LIN 線為單線傳輸，其通信協(xié)議為“單主多從”，即在LIN 線系統(tǒng)中，只有一個主節(jié)點（主模塊）發(fā)送命令，其余從節(jié)點（從模塊）都是接收命令的。LIN線通信具有價格實惠和可靠性高等優(yōu)點，因此LIN 總線可以用于不涉及安全問題且傳輸速率要求低的門、燈、窗、空調、音響等設備的信號傳輸[4]，如燈光照明、車窗座椅、電動天窗、汽車空調、雨刮系統(tǒng)、發(fā)電機、蓄電池負極、壓力傳感器等系統(tǒng)。

1 LIN線的工作原理

1.1 邁騰B8L汽車燈光系統(tǒng)特點

邁騰B8L 車外燈光大都采用LED 燈制成，與傳統(tǒng)的白熾燈相比具有節(jié)能、反應靈敏、照明效果好、使用壽命長等優(yōu)點；此外，邁騰B8L汽車燈光系統(tǒng)最大的亮點在于燈光旋轉開關采用了LIN總線來通信。

1.2 LIN線通信的工作原理

燈光旋轉開關主要由開關、擋位觸點、控制單元和4 針插頭組成。4 針插頭所對應的針腳定義分別為電源線、搭鐵線、LIN 信號線和冗余信號線[5]。燈光旋轉開關要順利實現(xiàn)對小燈（示寬燈和尾燈）、近光燈、自動大燈、前后霧燈加以控制[6]，主要就是靠這4 根線來實現(xiàn)的（而上一代邁騰B7L要實現(xiàn)此功能需要10根線來完成）。當開關處于不同擋位時，開關內部的擋位觸點會發(fā)送不同數值的電信號到燈光旋轉開關控制單元，通過控制單元進行內部處理后，再由LIN 線傳輸給J519 車載電網控制單元。同時，冗余信號線會把不同擋位電阻值傳輸給J519，J519 會根據冗余信號線給的阻值判斷當前開關所處的擋位，只有在J519接收到擋位信號和冗余信號一致時，相應的燈光才會被點亮,否則全部小燈和近光燈被點亮，系統(tǒng)進入應急模式。

此外，如果LIN 線存在故障而不能準確傳遞信號時，冗余信號線會向J519 傳遞小燈和近光燈的信號，因此小燈和近光燈仍然被點亮[7]。但此時若按下前后霧燈按鍵時，前后霧燈都不能被點亮。

因而，邁騰B8L 燈光控制系統(tǒng)是以LIN 信號線為主控信號，而以冗余信號線為輔助信號的控制方式，區(qū)別主要為LIN 線可以傳遞所有的擋位信號，而冗余信號線只能傳遞關閉擋、ATUO擋、小燈擋、近光燈擋這4個擋位，而不能傳遞前后霧燈擋位。

2 邁騰B8L汽車燈光系統(tǒng)的組成

邁騰B8L 汽車燈光控制系統(tǒng)（主要指由燈光旋轉開關所控制的燈光系統(tǒng)）主要由燈光總成（主要包括左右前照燈總成、左右尾燈總成、前后霧燈總成）、EX1燈光旋轉開關、J519車載電網控制單元、J533數據總線診斷接口、J285組合儀表控制單元等組成。

燈光旋轉開關EX1的安裝位置在轉向柱左側儀表臺偏下的地方，主要功能是用來控制小燈、近光燈、前后霧燈的開閉。其擋位主要包括關閉檔、AUTO（自動大燈）擋、小燈擋、近光燈擋這4個旋轉擋位，以及采用按鈕形式的前后霧燈兩個擋位[8]，共6個擋位。各擋位的功能介紹如下。

（1）關閉擋：所有燈光都處于關閉狀態(tài)（除日間行車燈以外）。

（2）AUTO擋：燈光傳感器根據外界光線強弱自動控制小燈和近光燈的開閉。

（3）小燈擋：主要是前后小燈點亮，此外儀表、開關照明燈和牌照燈也被點亮。

（4）近光燈擋：主要是近光燈點亮，此外小燈仍被點亮。

（5）前霧燈擋：當旋轉開關處于小燈擋或近光燈擋時，按下此按鈕，則前霧燈被點亮。

（6）后霧燈擋：當旋轉開關處于小燈擋或近光燈擋時，按下此按鈕，則前后霧燈被均點亮。

3 燈光系統(tǒng)控制原理

3.1 小燈控制系統(tǒng)控制原理分析

3.1.1 小燈控制系統(tǒng)的組成

小燈控制系統(tǒng)主要是由小燈（安裝在左右前照燈總成和左右尾燈總成內）、EX1、J519、J533、J285等控制單元構成，如圖1所示。

3.1.2 小燈控制系統(tǒng)控制原理

當燈光旋轉開關EX1 處于小燈擋位置時，開關內部的擋位觸點會發(fā)送一個模擬信號給EX1 單元，EX1把信號轉變成數字信號后,由LIN 線將信號發(fā)送到J519。J519接收到此信號后命令小燈的控制信號線接通，此時全部小燈（即示寬燈和尾燈）被點亮。

同時，J519 將此信號傳遞給舒適CAN 總線，CAN總線傳遞給J285、J386、J387、J255（空調控制單元）等，而這類控制單元接收到此信號后就會點亮相應的照明燈（在開關或面板上）。此外，J386、J387 通過各自的LIN 總線將小燈開啟信號傳給J388 左后車門控制單元、J389 右后車門控制單元、J388 和J389 分別命令各自開關上的照明指示燈點亮[9]。

3.2 近光燈控制系統(tǒng)控制原理分析

3.2.1 近光燈控制系統(tǒng)的組成

近光燈控制系統(tǒng)主要由左右前照燈總成、EX1、J519、J533、J285等組成。

3.2.2 近光燈控制系統(tǒng)控制原理

近光燈控制系統(tǒng)控制原理圖如圖2所示，由圖2可以看出：當燈光旋轉開關EX1處于近光燈擋位置時，開關內部的擋位觸點會發(fā)送一個模擬信號給模塊EX1，EX1 把其轉換成數字信號，再由EX1 的LIN 線把信號傳遞到J519。J519接收此信號后命令左右側近光燈的控制線接通（左側近光燈通過T73c/5 與T14af/6 連接，右側近光燈通過T46b/1 與T14ad/6 連接），此時左右側近光燈被點亮。

圖2 近光燈系統(tǒng)原理圖

J519 把近光燈（左右兩側）點亮的同時，其還能把信號通過舒適CAN 傳遞給J285、J533、J527（轉向柱電子裝置控制單元）等相關的控制單元，以便相關控制單元進行數據的交換[10]。

當LIN 線因為發(fā)生故障而不能進行信息傳輸時，系統(tǒng)可以采用EX1的冗余信號線把機械開關（小燈、近光燈）的信號傳遞給J519（通過端子T4di/4 與T73c/28連接），此時前后霧燈按鍵的信號不能正常傳遞，所以前后霧燈的控制會失效，即此時若按下前后霧燈按鍵，則前后霧燈均不會被點亮。

從圖2 可以看出，系統(tǒng)為了對左右側近光燈泡的開啟和關閉進行監(jiān)測和控制，其采用J519車載電網控制單元為左右側近光燈提供電源，從而根據駕駛員的需要來控制近光燈的開閉。左側近光燈M29是由J519通過其端子T73c/5 與左側近光燈端子T14af/6 進行連接，從而給M29 提供電源，之后再通過端子T14af/5 進行搭鐵，從而形成一條完整的回路，在線路及元件正常的情況下M29 左側近光燈被點亮；右側近光燈M31 的工作是由J519 通過其端子T46b/1 與右側近光燈端子T14ad/6 進行連接，從而給M31 提供正極電源，再通過端子T14ad/5搭鐵構成回路，M31右側近光燈被點亮。

3.3 霧燈控制系統(tǒng)控制原理分析

3.3.1 霧燈控制系統(tǒng)的組成

邁騰霧燈控制系統(tǒng)是通過J519進行集中控制的，系統(tǒng)主要由燈光旋轉開關、前后霧燈開關（按鍵式）、前霧燈總成、左后霧燈總成、J533、J285、J519 等組成，邁騰B8L的前霧燈有兩個，而后霧燈只有左側一個。

其工作過程為：當燈光旋轉開關處于小燈檔或近光燈檔時，燈光旋轉開關單元接收到小燈或近光燈開啟的信號，控制單元對信號進行處理后，通過LIN線傳送至J519，同時小燈或近光燈被接通；若此時按下霧燈開關，燈光旋轉開關模塊接收到霧燈開啟信號，模塊將其轉換為數字信號，通過LIN 總線將此信號發(fā)送至J519，J519命令車外前霧燈（或后霧燈）線路接通，此時前霧燈（或后霧燈）點亮。

3.3.2 霧燈控制系統(tǒng)控制原理

圖3為霧燈控制系統(tǒng)電路原理圖。由圖3可知，為了更好地監(jiān)測和控制前后霧燈燈光開啟和關閉，其前后霧燈的電源都是由J519提供的。

圖3 霧燈控制系統(tǒng)電路圖

當打開點火開關時，燈光旋轉開關EX1 旋轉至小燈或近光燈位置時，此時按下前霧燈開關，燈光旋轉開關通過LIN總線向J519發(fā)送前霧燈開啟信號，J519（端子T46b/5）向右前霧燈（端子T2cv/2）提供電源，再通過右前霧燈的端子T2cv/1 搭鐵形成回路，從而點亮右前霧燈。同時J519（端子T46b/45）向左前霧燈（端子T2cy/2）提供電源，再通過左前霧燈的T2cy/1端子搭鐵形成回路，點亮左前霧燈。

當按下后霧燈開關，J519車載電網控制單元（端子T73a/72）向后霧燈（端子T8o/6）提供電源，再通過后霧燈的T8o/3端子搭鐵構形成回路，點亮后霧燈。

4 燈光系統(tǒng)LIN線故障與原因分析

4.1 邁騰B8L汽車燈光系統(tǒng)LIN線故障

（1）當點火開關打開時，燈光旋轉開關旋轉至任一擋位小燈和近光燈全部都會被點亮[11]。

（2）當燈光旋轉開關處于小燈或近光燈擋位時，小燈或近光燈正常點亮，但是按下前后霧燈按鍵，前后霧燈均不能被點亮。

4.2 LIN線故障原因分析

由LIN 線工作原理分析可知，發(fā)生上述故障可能原因如下。

（1）點火開關處于打開狀態(tài)，燈光旋轉開關旋轉至任一檔位時，小燈和近光燈全部都被點亮，說明燈光旋轉開關模塊EX1發(fā)送給J519的信號不正確，從而觸發(fā)應急狀態(tài)。故障可能原因為LIN 線故障（短路、斷路、虛接）或EX1故障（包括自身損壞或供電搭鐵故障）。

（2）當燈光旋轉開關旋轉至小燈或近光燈擋位時，小燈或近光燈正常點亮，但此時按下前后霧燈按鍵，前后霧燈都不能被點亮，說明J519能接收小燈和近光燈的擋位信號，但不能接收前后霧燈信號，可知冗余信號線能正常發(fā)出信號，因此，判斷故障可能原因為LIN線故障（短路、斷路、虛接）。

5 結語

邁騰B8L最大的特點是燈光系統(tǒng)采用的是LIN線通信，當燈光旋轉開關不同各個擋位時，燈光旋轉開關模塊會收到不同的電信號，由模塊處理后轉為數字信號并通過LIN 線傳遞給J519，J519 會將相應的燈泡點亮。若LIN 線出現(xiàn)故障，可能會導致系統(tǒng)進入應急狀態(tài)或霧燈無法點亮。隨著LIN 線應用的推廣，只有掌握了LIN線結構特點、工作原理等相關知識，才能適應汽車行業(yè)的飛速發(fā)展。