一種基于IBCM集成氛圍燈控制的系統設計方案

李敏浩，陳海東，賴瑞福，徐 偉

（廣州汽車集團股份有限公司 汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

隨著車輛電子化、網絡化以及智能化水平的逐步提高，提升用戶對于車內氛圍的主觀感受越來越受到重視。汽車氛圍燈是一種創建和裝飾各種室內燈光場景功能的汽車室內照明系統[1]，用戶可以調整燈光的顏色和亮度，其燈光效果可以顯著提升車內環境的科技與時尚感。為了提升用戶體驗，現在越來越多的車輛上裝配有氛圍燈。現有氛圍燈方案往往都采用獨立的氛圍燈模塊IAL進行氛圍燈控制，本文主要論述采用車身控制模塊IBCM集成氛圍燈控制的優勢和系統方案。

1 氛圍燈控制的功能實現

隨著車聯網的興起，人們對人車交互體驗的需求不斷增長[2]。智能氛圍燈系統可以設計多種交互功能，其功能描述及實現邏輯如下。

1）門迎賓：車門打開時，集成式車身控制模塊IBCM采集到車門狀態由關閉跳變為打開，發送至CAN總線，對應側門飾板上的氛圍燈閃爍，實現開門迎賓效果。

2）啟動聯動：啟動車輛時，集成式車身控制模塊IBCM采集到電源擋位信號由OFF或者ACC跳變為ON，發送至CAN總線，氛圍燈亮度緩慢變亮，實現啟動聯動效果。

3）空調調節聯動：用戶空調調整溫度時，空調控制模塊HVAC檢測到用戶降低或者升高空調溫度，將調整信號發送至CAN總線，溫度降低則氛圍燈調整成冷色，溫度升高則氛圍燈調整成暖色，實現空調調節聯動效果。

4）盲區危險警告：盲區監測模塊BSD檢測到車輛側后方有行人或者車輛靠近時，將信號發送至CAN總線，對應側氛圍燈會閃爍提醒，實現盲區危險警告功能。

5）倒車輔助：電子線控換擋模塊GSM將變速器的擋位信號發送至CAN總線，當信號處于倒車擋時，所有氛圍燈亮度降低，從而不干擾駕駛員注意力，實現倒車聯動的功能。

6）車速跟隨：信息娛樂系統AVNT界面可由用戶自主選擇是否開啟車速跟隨功能，開啟功能時，制動控制系統BCS將車速信號發送至CAN總線，車速降低時氛圍燈亮度變暗，車速升高時氛圍燈亮度變亮，實現車速跟隨功能。

7）音樂律動功能：信息娛樂系統AVNT界面可由用戶自主選擇是否開啟音樂律動功能，開啟功能時，AVNT播放音樂，揚聲器會外放音樂，其供電電壓會與音頻特征信號同步變化。當采用IBCM集成控制氛圍燈時，AVNT需要額外增加音頻特征輸出。此時氛圍燈的亮度和顏色會根據音樂的節奏變化，從而達到音樂律動效果。

2 氛圍燈控制的系統設計方案

為了實現上述功能，采用獨立氛圍燈模塊IAL控制智能氛圍燈系統，如圖1所示，主要有智能氛圍燈模塊IAL、集成式車身控制模塊IBCM、空調控制模塊HVAC、中央網關GWM、盲區監測模塊BSD、電子線控換擋模塊GSM、制動控制系統BCS、信息娛樂系統AVNT、喇叭音響和多色氛圍燈RGB燈頭（1～N）。

圖1 IAL控制智能氛圍燈系統架構圖

為了實現上述功能，采用集成式車身控制模塊IBCM控制智能氛圍燈系統，如圖2所示，主要有集成式車身控制模塊IBCM、空調控制模塊HVAC、中央網關GWM、盲區監測模塊BSD、電子線控換擋模塊GSM、制動控制系統BCS、信息娛樂系統AVNT和多色氛圍燈RGB燈頭（1～N）。

圖2 IBCM控制智能氛圍燈系統架構圖

采用集成式車身控制模塊IBCM控制氛圍燈相較采用獨立氛圍燈模塊IAL而言，具有以下優勢。

1）不用單獨的氛圍燈模塊進行控制，有效降低整車成本與整車質量。

2）由AVNT同步采集音頻信號，而不是讀取揚聲器電壓判斷音頻信號，音樂律動時的律動表現和音樂節奏同步性更好。

3）集成式車身控制模塊IBCM自己采集車門狀態以及電源擋位，不用進行CAN信號交互控制，同步性及可靠性更佳。

3 IBCM集成氛圍燈控制技術細節

采用IBCM集成氛圍燈控制，需要注意較多技術細節，列舉部分如下。

1）IBCM增加與RGB連接PIN腳。當采用IBCM集成氛圍燈控制時，需要將氛圍燈燈頭的電源線和LIN線同時接于IBCM接口，如圖3所示。因此，IBCM需要增加兩處PIN腳，分別對應電源開關檢測以及LIN通信。其原理為用戶關閉氛圍燈時，IBCM斷開RGB燈頭供電，氛圍燈熄滅；需要調整氛圍燈亮度、顏色等特征時，IBCM發送相應LIN信號給RGB燈頭，燈頭根據收到的信號進行響應。

圖3 IBCM與IAL的交互控制邏輯

2）初次裝車需要做氛圍燈ID回讀確認。當采用IBCM集成氛圍燈控制時，會將氛圍燈進行編號控制，因此需要明確每個RGB燈頭節點的順序。其LIN通信邏輯為3C報文請求，3D報文回讀，當IBCM發出ID請求3C報文后，收到對應燈頭的反饋則認為正常，否則認為功能異常。正常的請求得到回應的報文如圖4所示，分別為編號為11和12的RGB燈頭請求和回復信號，說明ID為11和12的RGB燈頭工作正常。

圖4 IBCM與RGB燈頭的ID回讀LIN信號

3）AVNT音頻信號解算。當采用IBCM集成氛圍燈控制時，需要AVNT解算音頻信號，其信號必須包含音樂的能量、振幅和頻率，其音頻信號解算示例如圖5所示。RGB燈頭會根據對應的能量、振幅和頻率值變換顏色和亮度。

圖5 AVNT音頻信號解算示例

4 總結

汽車內飾氛圍燈作為功能性照明的補充，能擴大車內空間感官，提升內飾檔次，提高汽車駕乘舒適感和樂趣[3]。智能氛圍燈系統能為用戶提供舒適和愉悅的體驗，通過對于氛圍燈的智能控制，提高整車的科技感和時尚感。同時，其與整車其它ECU通過互動，可以實現多種輔助提醒功能，可以有效提高車輛駕駛安全性。隨著汽車新四化的到來，智能氛圍燈系統將成為中高端車型的必備配置，汽車氛圍燈已經成為消費者購買汽車的重要因素之一[4]。通過IBCM集成控制智能氛圍燈不僅可以有效減少其成本費用，也會顯著提高智能氛圍燈控制系統的可靠性。