基于LIN 總線技術的后視鏡控制策略及故障處理方法研究

周延藤， 趙 剛， 黃振峰， 劉 輝， 劉子通， 肖 曉

（1.陜西汽車集團有限責任公司技術中心， 陜西 西安 710200；2.中汽研（天津） 汽車工程研究院有限公司， 天津 300300）

1 前言

后視鏡的主要作用是幫助駕駛員在行車時觀看后方車輛的行駛狀態，對汽車的安全駕駛有著舉足輕重的作用，是汽車的重要組成部分。由于卡車的底盤較高且后視鏡較大，手動調節后視鏡操作不方便，為了滿足客戶的使用需求，市場上一些高端卡車都配置了后視鏡電動調節裝置，這樣即使駕駛員在行車過程中，也可以根據自己的實際需求，通過后視鏡調節開關來調節左右兩側后視鏡的角度。

目前市場上常見的技術方案是后視鏡調節開關組與車身控制器之間通過硬線連接，車身控制器與后視鏡調節電機之間也是硬線連接，這就造成車身控制器針腳占用過多和線束過多的問題；為了解決這一問題，本文介紹了一種基于LIN總線技術的后視鏡調節策略及故障處理方法。

2 控制策略

2.1 系統組成

后視鏡調節系統包括：后視鏡調節電機總成、整車控制模塊VCU、后視鏡調節開關 （LIN開關組）、線束、電源模塊、一鍵啟動模塊PEPS、智能鑰匙等。后視鏡控制原理框圖如圖1所示，各部分功能介紹如下。

圖1 后視鏡控制系統工作原理圖

1） 整車控制模塊VCU：為左右兩側后視鏡控制的核心部件，內部集成了后視鏡控制的功能邏輯。在輸入端采集電源擋位信號和后視鏡調節開關的輸入信號 （開關信號為LIN報文） 并發送控制指令，其中A5為LIN開關組提供12V電源，A6為LIN開關組提供模擬搭鐵，A7為LIN總線；在輸出端是調節電機總成的驅動機構，接收到控制命令后，執行相應的驅動動作 （根據指令控制B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10的輸出狀態變化，表現形式為左/右后視鏡的上/下/左/右調節）。

2） 后視鏡調節開關組：為LIN開關組，為從節點，VCU為主節點。當駕駛員操作后視鏡調節開關時，開關組在LIN總線上發送左側或者右側后視鏡上下左右調節的信號。

3） 線束：將各零部件連接起來，用來傳遞輸入和輸出信息。

4） 電源模塊：為控制器提供電源。

5） 一鍵啟動模塊PEPS：控制整車上下電，同時將當前電源擋位信號發送給VCU。

6） 智能鑰匙：一鍵啟動模塊PEPS在整車上電過程中必須與智能鑰匙經過驗證，才能完成上電。

VCU與后視鏡開關之間的通信遵守LIN協議，VCU與PEPS之間的通信遵守CAN協議。

2.2 控制策略

2.2.1 后視鏡調節方向定義

1） 后視鏡向上調節：后視鏡向上調節置高、后視鏡向下調節置低。

2） 后視鏡向下調節：后視鏡向上調節置低、后視鏡向下調節置高。

3） 后視鏡向左調節：后視鏡向左調節置低、后視鏡向右調節置高。

4） 后視鏡向右調節：后視鏡向左調節置高、后視鏡向右調節置低。

2.2.2 后視鏡向上/下/左/右調節

1） 滿足下列所有條件時，驅動后視鏡向上/下/左/右調節：①點火開關處于ON擋；②左/右后視鏡選擇開關有效；③后視鏡向上/下/左/右調節開關信號為有效。

執行動作：驅動對應側后視鏡向上/下/左/右調節。

2） 滿足下列任一條件時，關閉后視鏡向上/下/左/右調節：①點火開關離開ON擋；②后視鏡向上/下/左/右調節開關信號為無效；③后視鏡到達上/下/左/右停止位置。

執行動作：停止后視鏡向上/下/左/右調節。

3 案例

一輛2020年5月出廠的某純電動輕卡，目前已行駛12萬公里，客戶反饋，操作后視鏡調節開關，主駕側后視鏡可以正常響應上下左右調節，但是副駕側后視鏡無響應。

3.1 故障診斷和分析

通過實車驗證副駕側后視鏡不能調節的故障，現象與駕駛員反饋一致，檢查時發現，在ON擋電時，操作后視鏡選擇開關，選擇右側后視鏡，操作右側后視鏡調節開關后，右后視鏡無反應，但是操作主駕側后視鏡調節開關，主駕側后視鏡可以正常調節。

通過對后視鏡系統的原理和結構的了解，針對車輛的故障現象，分析后視鏡不能工作的原因可能有：①VCU控制模塊故障；②后視鏡調節開關組故障；③開關與VCU之間相關線束故障；④電機總成與VCU之間相關線束故障；⑤電機總成故障。

3.2 故障診斷流程

根據故障現象，結合后視鏡調節系統工作原理，從控制器輸入和輸出端電路分析，設計出后視鏡系統故障的診斷流程，如圖2所示。

圖2 后視鏡調節系統故障診斷流程

3.3 故障排查

根據故障分析的可能原因進行排查。

1） 使用CANoe對VCU進行診斷，讀取故障碼，發現VCU沒有故障碼。

2） 使用CANoe讀取LIN總線的后視鏡調節開關報文，操

作開關組選擇右側后視鏡，操作上下左右按鍵后，開關信號隨開關操作變化而變化，說明開關組正常。

3） 操作開關組選擇左側后視鏡，操作上下左右按鍵后，VCU可以正常驅動左側后視鏡動作，說明VCU輸入端LIN模塊工作正常。

由此可以判斷該問題的故障范圍在VCU輸出執行端、輸出側線路和電機總成方面。

首先，拆卸副駕側后視鏡總成，測量副駕側電機總成1號針腳與VCU的B插件的7號針腳線束導通，測量電機總成2號針腳與VCU的B插件的8號針腳線束導通，測量電機總成3號針腳與VCU的B插件的9號針腳線束導通，測量電機總成4號針腳與VCU的B插件的10號針腳線束導通，同時測量線束是否與整車搭鐵導通，是否帶電壓，檢查線束端子是否存在松動現象，通過檢查確認線束無問題。

其次，檢查副駕側電機總成，使用萬用表分別測量電機總成1和2、3和4針腳之間的電阻，結果顯示電阻為有限值，電機未出現開路或者短路的故障。

最后，為確定VCU的B7、B8、B9、B10針腳是否有輸出，將萬用表正極接B7號針腳，負極接電機B8針腳，未按下開關時，VCU輸出端無電壓，電壓為0V，為正?，F象；按下右后視鏡選擇開關，按下向上、向下調節開關后，結果電壓為0；同時在臺架上進行驗證測試，結果表明，正常的情況是按下向上調節開關后，電壓變為27.21V，如圖3所示；按下向下調節開關后，電壓變為-27.13V，如圖4所示；萬用表正極接VCU的B9號針腳，負極接VCU的B10號針腳，按下向左調節開關后，電壓變為27.16V，如圖5所示；按下向右調節開關后，電壓變為-27.13V，如圖6所示。因此，可以判斷是VCU內部存在電路故障，導致開關按下后，驅動端為輸出。更換VCU后，后視鏡調節恢復正常。

圖3 向上調節開關按下后正常電壓值

圖4 向下調節開關按下后正常電壓值

圖5 向左調節開關按下后正常電壓值

圖6 向右調節開關按下后正常電壓值

4 總結

采用LIN總線技術的開關組的控制策略，可以有效地節約線束和控制器的針腳，同時開關組在不增加線束和控制器的針腳條件下，還可以集成更多的開關功能。

在解決后視鏡調節故障問題時，關鍵在于一是熟練掌握后視鏡控制系統的工作原理，二是熟練運用CANoe和萬用表等測試設備。通過分析數據和故障現象，形成一個清晰的故障排查思路，與臺架測試進行相互驗證，快速確定故障點；同理上文中提出的分析問題的方法可以擴展應用到排查其他車身控制問題的過程中。