文富強(qiáng)

(云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院 云南昆明 650213)

人工智能新時(shí)代的到來(lái)給人們的生活方式帶來(lái)了巨大的改變，人工智能已經(jīng)被廣泛地使用到各個(gè)領(lǐng)域[1]，而人工智能的發(fā)展離不開(kāi)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的應(yīng)用。汽車(chē)數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)主要包括CAN總線和LIN總線兩大類(lèi)構(gòu)成[2]?？偩€系統(tǒng)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用，使得汽車(chē)上的線束大大減少，從而降低了汽車(chē)的制造成本和故障發(fā)生率，同時(shí)還提高了通信的可靠性。

LIN線的全稱(chēng)為L(zhǎng)IN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，也被稱(chēng)為局域網(wǎng)系統(tǒng)，它主要是用來(lái)傳遞模塊（控制單元）與模塊（控制單元）之間的信號(hào)。LIN總線主要包括主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)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(gè)主節(jié)點(diǎn)（主模塊）發(fā)送命令，其余從節(jié)點(diǎn)（從模塊）都是接收命令的。LIN線通信具有價(jià)格實(shí)惠和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此LIN 總線可以用于不涉及安全問(wèn)題且傳輸速率要求低的門(mén)、燈、窗、空調(diào)、音響等設(shè)備的信號(hào)傳輸[4]，如燈光照明、車(chē)窗座椅、電動(dòng)天窗、汽車(chē)空調(diào)、雨刮系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、蓄電池負(fù)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(chē)燈光系統(tǒng)特點(diǎn)

邁騰B8L 車(chē)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(yīng)靈敏、照明效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；此外，邁騰B8L汽車(chē)燈光系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)在于燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)采用了LIN總線來(lái)通信。

1.2 LIN線通信的工作原理

燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)主要由開(kāi)關(guān)、擋位觸點(diǎn)、控制單元和4 針插頭組成。4 針插頭所對(duì)應(yīng)的針腳定義分別為電源線、搭鐵線、LIN 信號(hào)線和冗余信號(hào)線[5]。燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)要順利實(shí)現(xiàn)對(duì)小燈（示寬燈和尾燈）、近光燈、自動(dòng)大燈、前后霧燈加以控制[6]，主要就是靠這4 根線來(lái)實(shí)現(xiàn)的（而上一代邁騰B7L要實(shí)現(xiàn)此功能需要10根線來(lái)完成）。當(dāng)開(kāi)關(guān)處于不同擋位時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)部的擋位觸點(diǎn)會(huì)發(fā)送不同數(shù)值的電信號(hào)到燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)控制單元，通過(guò)控制單元進(jìn)行內(nèi)部處理后，再由LIN 線傳輸給J519 車(chē)載電網(wǎng)控制單元。同時(shí)，冗余信號(hào)線會(huì)把不同擋位電阻值傳輸給J519，J519 會(huì)根據(jù)冗余信號(hào)線給的阻值判斷當(dāng)前開(kāi)關(guān)所處的擋位，只有在J519接收到擋位信號(hào)和冗余信號(hào)一致時(shí)，相應(yīng)的燈光才會(huì)被點(diǎn)亮,否則全部小燈和近光燈被點(diǎn)亮，系統(tǒng)進(jìn)入應(yīng)急模式。

此外，如果LIN 線存在故障而不能準(zhǔn)確傳遞信號(hào)時(shí)，冗余信號(hào)線會(huì)向J519 傳遞小燈和近光燈的信號(hào)，因此小燈和近光燈仍然被點(diǎn)亮[7]。但此時(shí)若按下前后霧燈按鍵時(shí)，前后霧燈都不能被點(diǎn)亮。

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

2 邁騰B8L汽車(chē)燈光系統(tǒng)的組成

邁騰B8L 汽車(chē)燈光控制系統(tǒng)（主要指由燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)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(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、J519車(chē)載電網(wǎng)控制單元、J533數(shù)據(jù)總線診斷接口、J285組合儀表控制單元等組成。

燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)EX1的安裝位置在轉(zhuǎn)向柱左側(cè)儀表臺(tái)偏下的地方，主要功能是用來(lái)控制小燈、近光燈、前后霧燈的開(kāi)閉。其擋位主要包括關(guān)閉檔、AUTO（自動(dòng)大燈）擋、小燈擋、近光燈擋這4個(gè)旋轉(zhuǎn)擋位，以及采用按鈕形式的前后霧燈兩個(gè)擋位[8]，共6個(gè)擋位。各擋位的功能介紹如下。

（1）關(guān)閉擋：所有燈光都處于關(guān)閉狀態(tài)（除日間行車(chē)燈以外）。

（2）AUTO擋：燈光傳感器根據(jù)外界光線強(qiáng)弱自動(dòng)控制小燈和近光燈的開(kāi)閉。

（3）小燈擋：主要是前后小燈點(diǎn)亮，此外儀表、開(kāi)關(guān)照明燈和牌照燈也被點(diǎn)亮。

（4）近光燈擋：主要是近光燈點(diǎn)亮，此外小燈仍被點(diǎn)亮。

（5）前霧燈擋：當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)處于小燈擋或近光燈擋時(shí)，按下此按鈕，則前霧燈被點(diǎn)亮。

（6）后霧燈擋：當(dāng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)處于小燈擋或近光燈擋時(shí)，按下此按鈕，則前后霧燈被均點(diǎn)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(nèi)）、EX1、J519、J533、J285等控制單元構(gòu)成，如圖1所示。

3.1.2 小燈控制系統(tǒng)控制原理

當(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)EX1 處于小燈擋位置時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)部的擋位觸點(diǎn)會(huì)發(fā)送一個(gè)模擬信號(hào)給EX1 單元，EX1把信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后,由LIN 線將信號(hào)發(fā)送到J519。J519接收到此信號(hào)后命令小燈的控制信號(hào)線接通，此時(shí)全部小燈（即示寬燈和尾燈）被點(diǎn)亮。

同時(shí)，J519 將此信號(hào)傳遞給舒適CAN 總線，CAN總線傳遞給J285、J386、J387、J255（空調(diào)控制單元）等，而這類(lèi)控制單元接收到此信號(hào)后就會(huì)點(diǎn)亮相應(yīng)的照明燈（在開(kāi)關(guān)或面板上）。此外，J386、J387 通過(guò)各自的LIN 總線將小燈開(kāi)啟信號(hào)傳給J388 左后車(chē)門(mén)控制單元、J389 右后車(chē)門(mén)控制單元、J388 和J389 分別命令各自開(kāi)關(guān)上的照明指示燈點(diǎn)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(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)EX1處于近光燈擋位置時(shí)，開(kāi)關(guān)內(nèi)部的擋位觸點(diǎn)會(huì)發(fā)送一個(gè)模擬信號(hào)給模塊EX1，EX1 把其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由EX1 的LIN 線把信號(hào)傳遞到J519。J519接收此信號(hào)后命令左右側(cè)近光燈的控制線接通（左側(cè)近光燈通過(guò)T73c/5 與T14af/6 連接，右側(cè)近光燈通過(guò)T46b/1 與T14ad/6 連接），此時(shí)左右側(cè)近光燈被點(diǎn)亮。

圖2 近光燈系統(tǒng)原理圖

J519 把近光燈（左右兩側(cè)）點(diǎn)亮的同時(shí)，其還能把信號(hào)通過(guò)舒適CAN 傳遞給J285、J533、J527（轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元）等相關(guān)的控制單元，以便相關(guān)控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換[10]。

當(dāng)LIN 線因?yàn)榘l(fā)生故障而不能進(jìn)行信息傳輸時(shí)，系統(tǒng)可以采用EX1的冗余信號(hào)線把機(jī)械開(kāi)關(guān)（小燈、近光燈）的信號(hào)傳遞給J519（通過(guò)端子T4di/4 與T73c/28連接），此時(shí)前后霧燈按鍵的信號(hào)不能正常傳遞，所以前后霧燈的控制會(huì)失效，即此時(shí)若按下前后霧燈按鍵，則前后霧燈均不會(huì)被點(diǎn)亮。

從圖2 可以看出，系統(tǒng)為了對(duì)左右側(cè)近光燈泡的開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，其采用J519車(chē)載電網(wǎng)控制單元為左右側(cè)近光燈提供電源，從而根據(jù)駕駛員的需要來(lái)控制近光燈的開(kāi)閉。左側(cè)近光燈M29是由J519通過(guò)其端子T73c/5 與左側(cè)近光燈端子T14af/6 進(jìn)行連接，從而給M29 提供電源，之后再通過(guò)端子T14af/5 進(jìn)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(cè)近光燈被點(diǎn)亮；右側(cè)近光燈M31 的工作是由J519 通過(guò)其端子T46b/1 與右側(cè)近光燈端子T14ad/6 進(jìn)行連接，從而給M31 提供正極電源，再通過(guò)端子T14ad/5搭鐵構(gòu)成回路，M31右側(cè)近光燈被點(diǎn)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(guò)J519進(jìn)行集中控制的，系統(tǒng)主要由燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、前后霧燈開(kāi)關(guān)（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(gè)，而后霧燈只有左側(cè)一個(gè)。

其工作過(guò)程為：當(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)處于小燈檔或近光燈檔時(shí)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)單元接收到小燈或近光燈開(kāi)啟的信號(hào)，控制單元對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，通過(guò)LIN線傳送至J519，同時(shí)小燈或近光燈被接通；若此時(shí)按下霧燈開(kāi)關(guān)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)模塊接收到霧燈開(kāi)啟信號(hào)，模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)LIN 總線將此信號(hào)發(fā)送至J519，J519命令車(chē)外前霧燈（或后霧燈）線路接通，此時(shí)前霧燈（或后霧燈）點(diǎn)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(cè)和控制前后霧燈燈光開(kāi)啟和關(guān)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(dāng)打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)EX1 旋轉(zhuǎn)至小燈或近光燈位置時(shí)，此時(shí)按下前霧燈開(kāi)關(guān)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)通過(guò)LIN總線向J519發(fā)送前霧燈開(kāi)啟信號(hào)，J519（端子T46b/5）向右前霧燈（端子T2cv/2）提供電源，再通過(guò)右前霧燈的端子T2cv/1 搭鐵形成回路，從而點(diǎn)亮右前霧燈。同時(shí)J519（端子T46b/45）向左前霧燈（端子T2cy/2）提供電源，再通過(guò)左前霧燈的T2cy/1端子搭鐵形成回路，點(diǎn)亮左前霧燈。

當(dāng)按下后霧燈開(kāi)關(guān)，J519車(chē)載電網(wǎng)控制單元（端子T73a/72）向后霧燈（端子T8o/6）提供電源，再通過(guò)后霧燈的T8o/3端子搭鐵構(gòu)形成回路，點(diǎn)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(chē)燈光系統(tǒng)LIN線故障

（1）當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至任一擋位小燈和近光燈全部都會(huì)被點(diǎn)亮[11]。

（2）當(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)處于小燈或近光燈擋位時(shí)，小燈或近光燈正常點(diǎn)亮，但是按下前后霧燈按鍵，前后霧燈均不能被點(diǎn)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(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)狀態(tài)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至任一檔位時(shí)，小燈和近光燈全部都被點(diǎn)亮，說(shuō)明燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)模塊EX1發(fā)送給J519的信號(hào)不正確，從而觸發(fā)應(yīng)急狀態(tài)。故障可能原因?yàn)長(zhǎng)IN 線故障（短路、斷路、虛接）或EX1故障（包括自身?yè)p壞或供電搭鐵故障）。

（2）當(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至小燈或近光燈擋位時(shí)，小燈或近光燈正常點(diǎn)亮，但此時(shí)按下前后霧燈按鍵，前后霧燈都不能被點(diǎn)亮，說(shuō)明J519能接收小燈和近光燈的擋位信號(hào)，但不能接收前后霧燈信號(hào)，可知冗余信號(hào)線能正常發(fā)出信號(hào)，因此，判斷故障可能原因?yàn)長(zhǎng)IN線故障（短路、斷路、虛接）。

5 結(jié)語(yǔ)

邁騰B8L最大的特點(diǎn)是燈光系統(tǒng)采用的是LIN線通信，當(dāng)燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)不同各個(gè)擋位時(shí)，燈光旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)模塊會(huì)收到不同的電信號(hào)，由模塊處理后轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)LIN 線傳遞給J519，J519 會(huì)將相應(yīng)的燈泡點(diǎn)亮。若LIN 線出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài)或霧燈無(wú)法點(diǎn)亮。隨著LIN 線應(yīng)用的推廣，只有掌握了LIN線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理等相關(guān)知識(shí)，才能適應(yīng)汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展。