基于LIN线通信的迈腾B8L汽车灯光系统原理探析.pdf

SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯 2023 NO.17 动 力 与 电 气科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION基于LIN线通信的迈腾B8L汽车灯光系统原理探析文富强(云南国土资源职业学院 云南昆明 650213)摘要：近年来，随着汽车技术的飞速发展，汽车已呈现出向电动化、智能化、电子化、共享化等多方向发展的趋势，未来的汽车会像手机一样成为人们生活的伙伴，而这一切的发展都离不开汽车数据总线技术的发展与应用。该文主要从大众迈腾B8L汽车灯光系统原理分析与研究出发，阐述了LIN线工作原理及故障原因分析、汽车灯光系统组成及控制原理等，从而为LIN线的故障诊断与维修提供参考。关键词：汽车灯光系统 迈腾B8L LIN线 原理中图分类号：U464.11文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)17-0079-04Analysis of the Principle of the Magotan B8L Automobile Lighting System Based on LIN Bus CommunicationWEN Fuqiang(Yunnan Land and Resources Vocational College,Kunming,Yunnan Province,650213 China)Abstract:In recent years,with the rapid development of automobile technology,the automobile has shown a trend of the development in the directions of electrification,intelligence,electronics and sharing,automobiles will become our life partners like mobile phones in the future,and all development is inseparable from the development and application of automotive data bus technology.This paper mainly starts from the analysis and research of the principle of the Volkswagen Magotan B8L automobile lighting system,and expounds the working principle and fault cause analysis of the LIN bus,the composition and control principle of automotive lighting systems,etc.,so as to provide reference for the fault diagnosis and maintenance of the LIN bus.Key Words:Automotive lighting system;Maiteng B8L;LIN bus;Principle人工智能新时代的到来给人们的生活方式带来了巨大的改变，人工智能已经被广泛地使用到各个领域1，而人工智能的发展离不开数据总线系统的应用。汽车数据总线系统主要包括CAN总线和LIN总线两大类构成2。总线系统在汽车上的广泛应用，使得汽车上的线束大大减少，从而降低了汽车的制造成本和故障发生率，同时还提高了通信的可靠性。LIN线的全称为LIN数据总线系统，也被称为局域网系统，它主要是用来传递模块（控制单元）与模块（控制单元）之间的信号。LIN总线主要包括主节点、从节点两部分3。LIN线为单线传输，其通信协议为“单主多从”，即在LIN线系统中，只有一个主节点（主模块）发送命令，其余从节点（从模块）都是接收命令的。LIN线通信具有价格实惠和可靠性高等优点，因此LIN总线可以用于不涉及安全问题且传输速率要求低的门、灯、窗、空调、音响等设备的信号传输4，如灯光照明、DOI：10.16661/ki.1672-3791.2301-5042-0453基金项目：云南国土资源职业学院教师科研基金项目资助“大众迈腾B8L汽车灯光控制系统设计与研究”（项目编号：2023YJ05）。作者简介：文富强（1986），男，硕士，讲师，研究方向为汽车电子控制。79SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯动 力 与 电 气 2023 NO.17 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯车窗座椅、电动天窗、汽车空调、雨刮系统、发电机、蓄电池负极、压力传感器等系统。1 LIN线的工作原理1.1 迈腾B8L汽车灯光系统特点迈腾B8L车外灯光大都采用LED灯制成，与传统的白炽灯相比具有节能、反应灵敏、照明效果好、使用寿命长等优点；此外，迈腾B8L汽车灯光系统最大的亮点在于灯光旋转开关采用了LIN总线来通信。1.2 LIN线通信的工作原理灯光旋转开关主要由开关、挡位触点、控制单元和4针插头组成。4针插头所对应的针脚定义分别为电源线、搭铁线、LIN信号线和冗余信号线5。灯光旋转开关要顺利实现对小灯（示宽灯和尾灯）、近光灯、自动大灯、前后雾灯加以控制6，主要就是靠这4根线来实现的（而上一代迈腾B7L要实现此功能需要10根线来完成）。当开关处于不同挡位时，开关内部的挡位触点会发送不同数值的电信号到灯光旋转开关控制单元，通过控制单元进行内部处理后，再由 LIN 线传输给J519车载电网控制单元。同时，冗余信号线会把不同挡位电阻值传输给J519，J519会根据冗余信号线给的阻值判断当前开关所处的挡位，只有在J519接收到挡位信号和冗余信号一致时，相应的灯光才会被点亮,否则全部小灯和近光灯被点亮，系统进入应急模式。此外，如果LIN线存在故障而不能准确传递信号时，冗余信号线会向J519传递小灯和近光灯的信号，因此小灯和近光灯仍然被点亮7。但此时若按下前后雾灯按键时，前后雾灯都不能被点亮。因而，迈腾B8L灯光控制系统是以LIN信号线为主控信号，而以冗余信号线为辅助信号的控制方式，区别主要为LIN线可以传递所有的挡位信号，而冗余信号线只能传递关闭挡、ATUO挡、小灯挡、近光灯挡这4个挡位，而不能传递前后雾灯挡位。2 迈腾B8L汽车灯光系统的组成迈腾B8L汽车灯光控制系统（主要指由灯光旋转开关所控制的灯光系统）主要由灯光总成（主要包括左右前照灯总成、左右尾灯总成、前后雾灯总成）、EX1灯光旋转开关、J519车载电网控制单元、J533数据总线诊断接口、J285组合仪表控制单元等组成。灯光旋转开关EX1的安装位置在转向柱左侧仪表台偏下的地方，主要功能是用来控制小灯、近光灯、前后雾灯的开闭。其挡位主要包括关闭档、AUTO（自动大灯）挡、小灯挡、近光灯挡这4个旋转挡位，以及采用按钮形式的前后雾灯两个挡位8，共6个挡位。各挡位的功能介绍如下。（1）关闭挡：所有灯光都处于关闭状态（除日间行车灯以外）。（2）AUTO挡：灯光传感器根据外界光线强弱自动控制小灯和近光灯的开闭。（3）小灯挡：主要是前后小灯点亮，此外仪表、开关照明灯和牌照灯也被点亮。（4）近光灯挡：主要是近光灯点亮，此外小灯仍被点亮。（5）前雾灯挡：当旋转开关处于小灯挡或近光灯挡时，按下此按钮，则前雾灯被点亮。（6）后雾灯挡：当旋转开关处于小灯挡或近光灯挡时，按下此按钮，则前后雾灯被均点亮。3 灯光系统控制原理3.1 小灯控制系统控制原理分析3.1.1 小灯控制系统的组成小灯控制系统主要是由小灯（安装在左右前照灯总成和左右尾灯总成内）、EX1、J519、J533、J285等控制单元构成，如图1所示。3.1.2 小灯控制系统控制原理当灯光旋转开关EX1处于小灯挡位置时，开关内部的挡位触点会发送一个模拟信号给EX1单元，EX1把信号转变成数字信号后,由 LIN 线将信号发送到J519。J519接收到此信号后命令小灯的控制信号线接通，此时全部小灯（即示宽灯和尾灯）被点亮。同时，J519将此信号传递给舒适CAN总线，CAN总线传递给J285、J386、J387、J255（空调控制单元）等，而这类控制单元接收到此信号后就会点亮相应的照明灯（在开关或面板上）。此外，J386、J387通过各自的LIN总线将小灯开启信号传给J388左后车门控制单元、J389右后车门控制单元、J388和J389分别命令各图1 小灯控制系统的组成80SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯 2023 NO.17 动 力 与 电 气科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION自开关上的照明指示灯点亮9。3.2 近光灯控制系统控制原理分析3.2.1 近光灯控制系统的组成近光灯控制系统主要由左右前照灯总成、EX1、J519、J533、J285等组成。3.2.2 近光灯控制系统控制原理近光灯控制系统控制原理图如图2所示，由图2可以看出：当灯光旋转开关EX1处于近光灯挡位置时，开关内部的挡位触点会发送一个模拟信号给模块EX1，EX1把其转换成数字信号，再由EX1的LIN线把信号传递到J519。J519接收此信号后命令左右侧近光灯的控制线接通（左侧近光灯通过T73c/5与T14af/6连接，右侧近光灯通过T46b/1与T14ad/6连接），此时左右侧近光灯被点亮。J519把近光灯（左右两侧）点亮的同时，其还能把信号通过舒适CAN传递给J285、J533、J527（转向柱电子装置控制单元）等相关的控制单元，以便相关控制单元进行数据的交换10。当LIN线因为发生故障而不能进行信息传输时，系统可以采用EX1的冗余信号线把机械开关（小灯、近光灯）的信号传递给J519（通过端子T4di/4与T73c/28连接），此时前后雾灯按键的信号不能正常传递，所以前后雾灯的控制会失效，即此时若按下前后雾灯按键，则前后雾灯均不会被点亮。从图2可以看出，系统为了对左右侧近光灯泡的开启和关闭进行监测和控制，其采用J519车载电网控制单元为左右侧近光灯提供电源，从而根据驾驶员的需要来控制近光灯的开闭。左侧近光灯M29是由J519通过其端子T73c/5与左侧近光灯端子T14af/6进行连接，从而给M29提供电源，之后再通过端子T14af/5进行搭铁，从而形成一条完整的回路，在线路及元件正常的情况下M29左侧近光灯被点亮；右侧近光灯M31的工作是由J519通过其端子T46b/1与右侧近光灯端子T14ad/6进行连接，从而给M31提供正极电源，再通过图2 近光灯系统原理图图3 雾灯控制系统电路图81SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯动 力 与 电 气 2023 NO.17 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯端子T14ad/5搭铁构成回路，M31右侧近光灯被点亮。3.3 雾灯控制系统控制原理分析3.3.1 雾灯控制系统的组成迈腾雾灯控制系统是通过J519进行集中控制的，系统主要由灯光旋转开关、前后雾灯开关（按键式）、前雾灯总成、左后雾灯总成、J533、J285、J519等组成，迈腾B8L的前雾灯有两个，而后雾灯只有左侧一个。其工作过程为：当灯光旋转开关处于小灯档或近光灯档时，灯光旋转开关单元接收到小灯或近光灯开启的信号，控制单元对信号进行处理后，通过LIN线传送至J519，同时小灯或近光灯被接通；若此时按下雾灯开关，灯光旋转开关模块接收到雾灯开启信号，模块将其转换为数字信号，通过 LIN 总线将此信号发送至J519，J519命令车外前雾灯（或后雾灯）线路接通，此时前雾灯（或后雾灯）点亮。3.3.2 雾灯控制系统控制原理图3为雾灯控制系统电路原理图。由图3可知，为了更好地监测和控制前后雾灯灯光开启和关闭，其前后雾灯的电源都是由J519提供的。当打开点火开关时，灯光旋转开关EX1旋转至小灯或近光灯位置时，此时按下前雾灯开关，灯光旋转开关通过LIN总线向J519发送前雾灯开启信号，J519（端子T46b/5）向右前雾灯（端子T2cv/2）提供电源，再通过右前雾灯的端子T2cv/1搭铁形成回路，从而点亮右前雾灯。同时 J519（端子 T46b/45）向左前雾灯（端子T2cy/2）提供电源，再通过左前雾灯的T2cy/1端子搭铁形成回路，点亮左前雾灯。当按下后雾灯开关，J519车载电网控制单元（端子T73a/72）向后雾灯（端子T8o/6）提供电源，再通过后雾灯的T8o/3端子搭铁构形成回路，点亮后雾灯。4 灯光系统LIN线故障与原因分析4.1 迈腾B8L汽车灯光系统LIN线故障（1）当点火开关打开时，灯光旋转开关旋转至任一挡位小灯和近光灯全部都会被点亮11。（2）当灯光旋转开关处于小灯或近光灯挡位时，小灯或近光灯正常点亮，但是按下前后雾灯按键，前后雾灯均不能被点亮。4.2 LIN线故障原因分析由LIN线工作原理分析可知，发生上述故障可能原因如下。（1）点火开关处于打开状态，灯光旋转开关旋转至任一档位时，小灯和近光灯全部都被点亮，说明灯光旋转开关模块EX1发送给J519的信号不正确，从而触发应急状态。故障可能原因为LIN线故障（短路、断路、虚接）或EX1故障（包括自身损坏或供电搭铁故障）。（2）当灯光旋转开关旋转至小灯或近光灯挡位时，小灯或近光灯正常点亮，但此时按下前后雾灯按键，前后雾灯都不能被点亮，说明J519能接收小灯和近光灯的挡位信号，但不能接收前后雾灯信号，可知冗余信号线能正常发出信号，因此，判断故障可能原因为LIN线故障（短路、断路、虚接）。5 结语迈腾B8L最大的特点是灯光系统采用的是LIN线通信，当灯光旋转开关不同各个挡位时，灯光旋转开关模块会收到不同的电信号，由模块处理后转为数字信号并通过LIN线传递给J519，J519会将相应的灯泡点亮。若LIN线出现故障，可能会导致系统进入应急状态或雾灯无法点亮。随着LIN线应用的推广，只有掌握了LIN线结构特点、工作原理等相关知识，才能适应汽车行业的飞速发展。参考文献1 任一帆.基于人工神经网络的汽车电路图字符识别方法设计与实现D.长春:吉林大学,2020.2 孙焕新,边辉.浅析大众数据总线故障与检测方法J.科教导刊,2014(15):199-200.3 李晓燕,刘宗健,蒋云峰.基于LIN总线的倒车雷达系统的设计与实现J.科技创新导报,2018,15(24):65-66.4 刘晨曦.基于LIN通信汽车车窗开关的设计与研发D.长春:吉林大学,2021.5 段绍斌,杨树启.一汽大众迈腾B8灯光系统典型故障案例解析J.中国设备工程,2020(19):53-54.6 张艳飞.大众迈腾B8L灯光开关信号的原理及故障诊断分析J.汽车实用技术,2021,46(11):168-170.7 王瑛,王胜,张鹏.基于LIN总线控制的迈腾B8L示宽灯故障研究J.陕西广播电视大学学报,2020,22(3):93-96.8 赵云堂,王海龙,张志鹏.一汽-大众迈腾B8L车灯开关简介J.汽车维修与保养,2017(7):60-61.9 杨金玉.迈腾B8轿车电动车窗故障诊断分析J.专用汽车,2021(8):91-93.10 张凯娟.一汽-大众迈腾轿车远光灯电路控制及检修J.汽车与驾驶维修(维修版),2021(6):60-62.11 廖腾辉.大众迈腾B8L灯光系统故障诊断与排除J.内燃机与配件,2019(15):124-125.82