重型卡车灯光控制系统浅析

陈 轩

（陕西万方天运汽车电器有限公司， 陕西 西安 710201）

国内的重型卡车 （以下简称重卡） 经过多次换代升级，其灯光系统的构成原理也发生了极大的变化， 从开关继电器硬线控制， 到如今的CAN总线通信控制， 技术方面实现了跨越。 随着卡车驾驶员对重卡舒适性、 使用性越来越多的要求， 重卡的灯光种类日趋复杂， 对应的灯光故障检修也愈加困难。 本文从灯光控制的电路原理出发， 结合对电路中各个节点的按序排查， 化繁为简， 使重卡灯光故障问题能够更高效地解决。

重卡的灯光主要包括： 室内灯、 室外照明灯、 信号灯。其中室内灯又包括： 阅读灯、 环境灯、 门灯、 背光灯、 顶灯、 卧铺灯、 工具箱灯等； 室外照明灯包括： 近光灯、 远光灯、 雾灯、 辅助远光灯、 工作灯等； 信号灯包括： 位置灯、 日间行车灯、 转向灯、 制动灯、 倒车灯等。 室外照明灯与信号灯同类型的灯具又经常分为前后、 左右等， 如左远光灯、 右远光灯； 左前转向灯、 左后转向灯。

一般情况下同类型的灯具由于控制开关只有一个， 若出现只有一端出现灯光故障， 多为灯泡端接触问题或灯泡本身问题， 可通过检查灯泡端的电路接触或更换灯泡的方式解决问题； 若出现两端都出现灯光故障， 多为开关控制端出现问题， 需要优先检查开关到继电器输入线圈处的回路是否正常。 比如雾灯有前雾灯和后雾灯， 前雾灯又分为左前雾灯和右前雾灯。 接通前雾灯开关， 若左前雾灯亮右前雾灯不亮， 这种问题多考虑拆开右前雾灯， 查看线路输出或更换右前雾灯灯泡； 若接通前雾灯开关， 左前雾灯与右前雾灯均不亮， 则应考虑为整体的前端线路问题， 需要对雾灯开关到继电器盒的整个前端线路进行排查。

各灯具工作时会发热， 工作时功率大电流大， 因此不能直接将灯光开关与灯具相连， 否则会严重影响开关的使用寿命。 使用继电器可有效解决此类问题， 开关-线圈回路的弱电流控制继电器-负载的大电流， 继电器本身成本小，使用寿命长， 远比开关直接控制效果好。 另外， 使用继电器控制回路时， 开关回路的线束线径可以选择较小线径，节约整体的设计成本。

1 无控制器参与的灯光系统原理与故障分析思路

传统的重卡车型由于功能较少， 使用硬线连接就能达到车辆需求的全部功能。 灯光控制采用开关直接控制继电器控制端线圈， 通过继电器输出端对灯具负载进行通电，如图1所示。由于开关直接驱动继电器， 可实现的灯光控制功能比较单一， 无法满足复杂逻辑下实现控制灯光开启的功能。

图1 传统重卡车型灯光系统原理图

此类车型灯光故障排除比较简单， 全部为硬线连接，主要测量线束之间的通断与输出电压。 出现车灯故障时，首先更换灯泡确认是否为灯泡本身问题， 若更换灯泡后问题未排除， 需要检查灯泡正极与车架搭铁间电压是否正常，排除负极搭铁不良现象。 以上方法未解决故障时， 应查找车上的熔断丝盒位置， 一般熔断丝盒的位置处会粘贴整车相应的继电器、 熔断丝功能说明牌。 根据功能说明牌， 找到对应故障灯的继电器、 熔断丝位置， 先检查熔断丝的熔断情况与熔断丝两端电压， 若都正常， 可继续检查继电器线圈两端的电压是否正常。 通过上述检测， 可迅速判定出故障问题发生的回路是开关控制端还是负载输出端， 再分别通过检查线路电源、 搭铁、 线路通断 （测量线路通断时需要在整车断电的情况下测量） 判断出问题回路发生故障的具体位置。 常见的问题类别有： 搭铁虚接、 串电、 线路之间的插接器松接、 插接器端子缩针等。

若发生熔断丝熔断现象， 需要检查整个输出回路里是否有短路点， 具体方法为： 整车断电后测量熔断丝两端与搭铁点是否导通， 再逐一断开用电设备或插接器， 查找回路内的短路点； 若熔断丝未熔断， 应测量熔断丝两端电压情况， 再做出具体操作。 测量熔断丝电压时应注意： 整车上电后， 拔掉熔断丝后用万用表检测熔断丝插接位置的两端， 熔断丝插接位置两端都有电， 考虑为熔断丝盒至灯泡端串电， 应将串电那端所带负载依次断掉检查， 确认串电位置； 熔断丝插接位置两端均无电， 则为电源端问题， 检查电源线接入熔断丝盒的针脚是否有虚接； 熔断丝电源端有电、 熔断丝盒至灯泡端无电， 检查熔断丝盒到灯泡正极接线端线路是否正常导通 （继电器闭合）。

2 车身控制器控制的灯光系统原理与故障分析思路

随着集成电路技术的发展， 重卡需求增加的各功能项可以用车身控制器来实现， 重卡灯光控制系统也可以通过车身控制器来实现不同逻辑下的灯光控制输出。 利用车身控制器内部的复杂逻辑运算来对车辆灯光进行控制， 可以满足不同车辆配置时的灯光开启条件。 车身控制器的优势在于可以采集各种输入信号 （如开关信号、 传感器信号等）， 并经过其内部的数据逻辑控制， 在不同的条件下输出不同的控制信号， 内部芯片高度集成， 可以减少大量硬线的使用。 车身控制器通过接收灯光电源开关与光线传感器信号， 经过内部转换后输出控制继电器线圈的开合（图2），从而控制灯光的开启。

图2 车身控制器控制的灯光系统原理图

此类车辆灯光故障排查时， 若出现单个灯光故障时， 则应测量相应灯光开关信号在控制器的输入针脚与控制器输出针脚是否正常， 有开关信号输入， 无输出电源可判定为控制器本身损坏， 需要更换控制器； 若无开关信号输入， 可排查开关本身及开关至控制器端线束导通状态； 若开关信号输入与控制器输出均正常，则需要排查控制器至负载灯泡正极之间线束的导通状态。注意， 出现多个灯光故障的现象时， 应首先更换控制器确认控制器是否正常； 更换控制器后问题未排除， 再检查控制器本身各电源针脚， 确认控制器是否正常上电。

大部分灯具由于本身功率问题不能直接由控制器针脚对灯具进行控制， 否则可能会因为大电流原因烧毁控制器，因此仍需要通过控制继电器线圈对灯具的输出回路进行控制， 提高整车的安全性能。

3 CAN总线参与控制的灯光系统原理与故障分析思路

CAN总线通信的广泛运用， 使重卡可以更容易实现更多的需求功能， 同时也给重卡灯光控制系统带来很大的提升， 具体表现为： 所有开关信号可直接通过网关进入CAN总线， 通过CAN总线驱动车身控制器， 再由车身控制器控制继电器的线圈， 从而达到控制灯光回路的目的（图3）。

图3 CAN总线参与控制的灯光系统原理图

CAN总线的运用可以使更多的灯光控制功能实现， 节省了因功能增加造成的整车成本。 维修时， 控制器端的排查与前面提到的方法一致， 主要不同在于对CAN总线网络的检查， 检查CAN总线时主要测量CAN总线间电阻是否正常 （应注意要在车辆断电的情况下测量）， 确认CAN总线电压是否正常， CAN总线导通是否正常。 也可以选择读取报文的方式， 对连接在CAN网络上的各控制器进行数据读取，确认报文是否正常， 可快速查到发生问题的位置。

通过以上基础原理的介绍， 可帮助车辆维修人员迅速判断出重卡灯光故障问题出现的故障位置。 在实际维修时，维修人员应先确认所修车辆的整体配置架构， 了解车辆各系统的控制方式， 再对车辆发生的全部故障进行分析， 找出共性问题， 可更容易识别故障发生的原因。 其次应优先检查容易检测到的地方， 比如熔断丝盒、 开关等信号源，各线束的连接器插接状况， 搭铁线是否正常等， 这些位置一般都可以直接测量， 不需要去拆卸车辆内饰衬板等。 最后再重点测量控制器电源、 控制器性能、 CAN网络通信是否正常等。 通过从简到繁的方法排查问题， 可提高整体的工作效率， 减少无用功。 另外， 维修人员应了解所修车辆的原理图与装配图， 知道故障灯整体的线束走向、 插接器连接具体位置， 否则只能通过测量找到故障发生的原因，而不能通过原因将问题直接处理解决。

4 几种典型故障的处理方法

1） 在重卡维修时， 如果无法确认零部件状态， 可以采取更换零件的方法进行问题的排查， 但应注意部分控制器类零件往往需要进行参数标定与数据刷写， 此类零件不能通过临时更换零件确认故障原因。 例如， 某重卡车型的日间行车灯为选配配置， 在整车装配时需要对车身控制器进行参数标定， 根据客户需求开启/关闭日间行车灯功能。 该车辆排查时各线路均正常导通， 车身控制器控制日间行车灯的针脚无输出， 此时若更换车身控制器排查问题， 会发现车身控制器日间行车灯针脚依然无输出， 无法找出问题发生的根本原因。

2） LIN总线的使用， 将以前的多个开关通过多根线束控制回路变成了多个开关只需要一根线束就能控制多个回路， 使排查同一LIN总线开关控制下的灯光回路故障变得简单。 LIN总线开关主要应用在组合开关、 室内灯开关、 雨刮开关等位置， 将不同的开关信号通过LIN总线发送到控制器内达到控制多回路的目的。 此类车灯故障排查时， 需要先确认灯光的开关位置， 确定是LIN总线控制的灯光。 若单一灯光故障， 可确认为灯光本身输出回路故障， 需要排查故障灯电源线线路及搭铁情况； 若LIN总线开关控制的所有灯光均出现故障， 可确认为开关控制回路故障， 可检查开关至控制器之间的线路通断情况及开关本身电源状况。

3） 车门联动室内灯故障问题排查时， 要先确认是否为每个车门开启， 室内灯都不亮。 若主副车门开启， 室内灯都不亮， 考虑为室内灯电源回路出现故障、 室内灯本身故障、 车门控制器故障， 此时使用室内灯开关开启室内灯， 室内灯亮确认车门控制器故障， 室内灯不亮确认为室内灯电源回路故障、 室内灯本身故障； 若单一车门开启时室内灯不亮， 确认为开门时的开关信号输入故障， 需要查找相应车门联动开关信号输入针脚， 测量电压情况解决问题。

5 结束语

随着重卡车型灯光功能日益增加， 要求维修人员自身的知识点储备要与时俱进， 只有多了解最新的电器控制原理才能跟上车辆的升级步伐， 否则遇到新技术控制的灯光回路故障问题时， 将无从下手， 无法解决问题， 最后只能被时代淘汰。