重型卡車燈光控制系統淺析

陳 軒

（陜西萬方天運汽車電器有限公司， 陜西 西安 710201）

國內的重型卡車 （以下簡稱重卡） 經過多次換代升級，其燈光系統的構成原理也發生了極大的變化， 從開關繼電器硬線控制， 到如今的CAN總線通信控制， 技術方面實現了跨越。 隨著卡車駕駛員對重卡舒適性、 使用性越來越多的要求， 重卡的燈光種類日趨復雜， 對應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， 結合對電路中各個節點的按序排查， 化繁為簡， 使重卡燈光故障問題能夠更高效地解決。

重卡的燈光主要包括： 室內燈、 室外照明燈、 信號燈。其中室內燈又包括： 閱讀燈、 環境燈、 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、 遠光燈、 霧燈、 輔助遠光燈、 工作燈等； 信號燈包括： 位置燈、 日間行車燈、 轉向燈、 制動燈、 倒車燈等。 室外照明燈與信號燈同類型的燈具又經常分為前后、 左右等， 如左遠光燈、 右遠光燈； 左前轉向燈、 左后轉向燈。

一般情況下同類型的燈具由于控制開關只有一個， 若出現只有一端出現燈光故障， 多為燈泡端接觸問題或燈泡本身問題， 可通過檢查燈泡端的電路接觸或更換燈泡的方式解決問題； 若出現兩端都出現燈光故障， 多為開關控制端出現問題， 需要優先檢查開關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。 接通前霧燈開關， 若左前霧燈亮右前霧燈不亮， 這種問題多考慮拆開右前霧燈， 查看線路輸出或更換右前霧燈燈泡； 若接通前霧燈開關， 左前霧燈與右前霧燈均不亮， 則應考慮為整體的前端線路問題， 需要對霧燈開關到繼電器盒的整個前端線路進行排查。

各燈具工作時會發熱， 工作時功率大電流大， 因此不能直接將燈光開關與燈具相連， 否則會嚴重影響開關的使用壽命。 使用繼電器可有效解決此類問題， 開關-線圈回路的弱電流控制繼電器-負載的大電流， 繼電器本身成本小，使用壽命長， 遠比開關直接控制效果好。 另外， 使用繼電器控制回路時， 開關回路的線束線徑可以選擇較小線徑，節約整體的設計成本。

1 無控制器參與的燈光系統原理與故障分析思路

傳統的重卡車型由于功能較少， 使用硬線連接就能達到車輛需求的全部功能。 燈光控制采用開關直接控制繼電器控制端線圈， 通過繼電器輸出端對燈具負載進行通電，如圖1所示。由于開關直接驅動繼電器， 可實現的燈光控制功能比較單一， 無法滿足復雜邏輯下實現控制燈光開啟的功能。

圖1 傳統重卡車型燈光系統原理圖

此類車型燈光故障排除比較簡單， 全部為硬線連接，主要測量線束之間的通斷與輸出電壓。 出現車燈故障時，首先更換燈泡確認是否為燈泡本身問題， 若更換燈泡后問題未排除， 需要檢查燈泡正極與車架搭鐵間電壓是否正常，排除負極搭鐵不良現象。 以上方法未解決故障時， 應查找車上的熔斷絲盒位置， 一般熔斷絲盒的位置處會粘貼整車相應的繼電器、 熔斷絲功能說明牌。 根據功能說明牌， 找到對應故障燈的繼電器、 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， 可繼續檢查繼電器線圈兩端的電壓是否正常。 通過上述檢測， 可迅速判定出故障問題發生的回路是開關控制端還是負載輸出端， 再分別通過檢查線路電源、 搭鐵、 線路通斷 （測量線路通斷時需要在整車斷電的情況下測量） 判斷出問題回路發生故障的具體位置。 常見的問題類別有： 搭鐵虛接、 串電、 線路之間的插接器松接、 插接器端子縮針等。

若發生熔斷絲熔斷現象， 需要檢查整個輸出回路里是否有短路點， 具體方法為： 整車斷電后測量熔斷絲兩端與搭鐵點是否導通， 再逐一斷開用電設備或插接器， 查找回路內的短路點； 若熔斷絲未熔斷， 應測量熔斷絲兩端電壓情況， 再做出具體操作。 測量熔斷絲電壓時應注意： 整車上電后， 拔掉熔斷絲后用萬用表檢測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， 應將串電那端所帶負載依次斷掉檢查， 確認串電位置； 熔斷絲插接位置兩端均無電， 則為電源端問題， 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電， 檢查熔斷絲盒到燈泡正極接線端線路是否正常導通 （繼電器閉合）。

2 車身控制器控制的燈光系統原理與故障分析思路

隨著集成電路技術的發展， 重卡需求增加的各功能項可以用車身控制器來實現， 重卡燈光控制系統也可以通過車身控制器來實現不同邏輯下的燈光控制輸出。 利用車身控制器內部的復雜邏輯運算來對車輛燈光進行控制， 可以滿足不同車輛配置時的燈光開啟條件。 車身控制器的優勢在于可以采集各種輸入信號 （如開關信號、 傳感器信號等）， 并經過其內部的數據邏輯控制， 在不同的條件下輸出不同的控制信號， 內部芯片高度集成， 可以減少大量硬線的使用。 車身控制器通過接收燈光電源開關與光線傳感器信號， 經過內部轉換后輸出控制繼電器線圈的開合（圖2），從而控制燈光的開啟。

圖2 車身控制器控制的燈光系統原理圖

此類車輛燈光故障排查時， 若出現單個燈光故障時， 則應測量相應燈光開關信號在控制器的輸入針腳與控制器輸出針腳是否正常， 有開關信號輸入， 無輸出電源可判定為控制器本身損壞， 需要更換控制器； 若無開關信號輸入， 可排查開關本身及開關至控制器端線束導通狀態； 若開關信號輸入與控制器輸出均正常，則需要排查控制器至負載燈泡正極之間線束的導通狀態。注意， 出現多個燈光故障的現象時， 應首先更換控制器確認控制器是否正常； 更換控制器后問題未排除， 再檢查控制器本身各電源針腳， 確認控制器是否正常上電。

大部分燈具由于本身功率問題不能直接由控制器針腳對燈具進行控制， 否則可能會因為大電流原因燒毀控制器，因此仍需要通過控制繼電器線圈對燈具的輸出回路進行控制， 提高整車的安全性能。

3 CAN總線參與控制的燈光系統原理與故障分析思路

CAN總線通信的廣泛運用， 使重卡可以更容易實現更多的需求功能， 同時也給重卡燈光控制系統帶來很大的提升， 具體表現為： 所有開關信號可直接通過網關進入CAN總線， 通過CAN總線驅動車身控制器， 再由車身控制器控制繼電器的線圈， 從而達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原理圖

CAN總線的運用可以使更多的燈光控制功能實現， 節省了因功能增加造成的整車成本。 維修時， 控制器端的排查與前面提到的方法一致， 主要不同在于對CAN總線網絡的檢查， 檢查CAN總線時主要測量CAN總線間電阻是否正常 （應注意要在車輛斷電的情況下測量）， 確認CAN總線電壓是否正常， CAN總線導通是否正常。 也可以選擇讀取報文的方式， 對連接在CAN網絡上的各控制器進行數據讀取，確認報文是否正常， 可快速查到發生問題的位置。

通過以上基礎原理的介紹， 可幫助車輛維修人員迅速判斷出重卡燈光故障問題出現的故障位置。 在實際維修時，維修人員應先確認所修車輛的整體配置架構， 了解車輛各系統的控制方式， 再對車輛發生的全部故障進行分析， 找出共性問題， 可更容易識別故障發生的原因。 其次應優先檢查容易檢測到的地方， 比如熔斷絲盒、 開關等信號源，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量， 不需要去拆卸車輛內飾襯板等。 最后再重點測量控制器電源、 控制器性能、 CAN網絡通信是否正常等。 通過從簡到繁的方法排查問題， 可提高整體的工作效率， 減少無用功。 另外， 維修人員應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， 否則只能通過測量找到故障發生的原因，而不能通過原因將問題直接處理解決。

4 幾種典型故障的處理方法

1） 在重卡維修時， 如果無法確認零部件狀態， 可以采取更換零件的方法進行問題的排查， 但應注意部分控制器類零件往往需要進行參數標定與數據刷寫， 此類零件不能通過臨時更換零件確認故障原因。 例如， 某重卡車型的日間行車燈為選配配置， 在整車裝配時需要對車身控制器進行參數標定， 根據客戶需求開啟/關閉日間行車燈功能。 該車輛排查時各線路均正常導通， 車身控制器控制日間行車燈的針腳無輸出， 此時若更換車身控制器排查問題， 會發現車身控制器日間行車燈針腳依然無輸出， 無法找出問題發生的根本原因。

2） LIN總線的使用， 將以前的多個開關通過多根線束控制回路變成了多個開關只需要一根線束就能控制多個回路， 使排查同一LIN總線開關控制下的燈光回路故障變得簡單。 LIN總線開關主要應用在組合開關、 室內燈開關、 雨刮開關等位置， 將不同的開關信號通過LIN總線發送到控制器內達到控制多回路的目的。 此類車燈故障排查時， 需要先確認燈光的開關位置， 確定是LIN總線控制的燈光。 若單一燈光故障， 可確認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總線開關控制的所有燈光均出現故障， 可確認為開關控制回路故障， 可檢查開關至控制器之間的線路通斷情況及開關本身電源狀況。

3） 車門聯動室內燈故障問題排查時， 要先確認是否為每個車門開啟， 室內燈都不亮。 若主副車門開啟， 室內燈都不亮， 考慮為室內燈電源回路出現故障、 室內燈本身故障、 車門控制器故障， 此時使用室內燈開關開啟室內燈， 室內燈亮確認車門控制器故障， 室內燈不亮確認為室內燈電源回路故障、 室內燈本身故障； 若單一車門開啟時室內燈不亮， 確認為開門時的開關信號輸入故障， 需要查找相應車門聯動開關信號輸入針腳， 測量電壓情況解決問題。

5 結束語

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點儲備要與時俱進， 只有多了解最新的電器控制原理才能跟上車輛的升級步伐， 否則遇到新技術控制的燈光回路故障問題時， 將無從下手， 無法解決問題， 最后只能被時代淘汰。