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速銳得解碼寶馬B48遠(yuǎn)光燈結(jié)構(gòu)總成設(shè)計電路控制DEMO方案

2022-10-24 08:57:07 劉國瓊

人家的車是買來開,我們的車是買來拆。近期,我們學(xué)會了一些拆卸汽車大燈總成的拆卸方法,于是,就把同事的寶馬5系B48也同步搞出來研究一番。經(jīng)過速銳得工程師研究,在最新車型寶馬B48上,LIN以不同的結(jié)構(gòu)安裝在車輛中,其中大部分是由CAN總線控制,總線網(wǎng)絡(luò)依然具備K-CAN、PT-CAN、D-CAN、BSD、LIN,以太網(wǎng)和FlexRay等。我們今天不聊太多,扯太遠(yuǎn)了,不經(jīng)濟(jì),就講個遠(yuǎn)光燈就行,你要覺得一個遠(yuǎn)光燈有啥研究的,聽我娓娓道來,你給我5分鐘,我還你5個億,不可能,絕對不可能。

 

新款寶馬B48遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)通過車載網(wǎng)關(guān)控制單元集中控制,這個系統(tǒng)包括了燈光旋鈕開關(guān)、車燈變光開關(guān)、左前照燈總成、右前照燈總成轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元、數(shù)據(jù)總線診斷接口、組合儀表控制單元、車載網(wǎng)關(guān)控制單元。因為這些和遠(yuǎn)光燈都有緊密的相關(guān)性,所以得把他們一并拖出來吊打,否則,后續(xù)測試不好弄,常規(guī)OBD也根本采集不到這些數(shù)據(jù),有網(wǎng)關(guān)當(dāng)關(guān),想都不要想。文章末尾涉及的軟件、硬件、模擬、測試都需要涉及這些組合單元,就像研究一個單細(xì)胞,也要研究細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)一樣,再到核膜、核仁、核糖核酸一樣。研究大燈連接協(xié)議,需要個基礎(chǔ),還是搞個看不懂又覺得很高端的寶馬原廠電路圖吧,:

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寶馬B48車燈變光開關(guān)鏈路原理

作為尊貴的寶馬車主們,我們在開啟變光開關(guān)和大眾汽車品牌絕大多數(shù)車型一樣,燈光控制裝置在轉(zhuǎn)向柱的左邊,方向盤下面,家家戶戶這樣,毫無尊貴感可言。寶馬B48變光開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)和駕駛輔助系統(tǒng)操作按鈕為一體,開關(guān)之間通過內(nèi)部連接線束和轉(zhuǎn)向柱電子控制單元裝置相連接。當(dāng)燈光旋鈕開關(guān)旋至近光燈位置時,變光開關(guān)向下按動,開關(guān)內(nèi)部接通遠(yuǎn)光燈控制觸點(上篇文章有圖示),隨即轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元接收到遠(yuǎn)光開啟的模擬信號,轉(zhuǎn)向柱控制單元將這個模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,通過舒適系統(tǒng)CAN總線,將CAN報文數(shù)據(jù)發(fā)給車載網(wǎng)關(guān)和儀表板控制單元。

 

也就是說,任何時候變光開關(guān)被向上拉動時,開關(guān)內(nèi)部接通超車燈控制觸點,隨即轉(zhuǎn)向柱控制單元接收到超車燈信號開啟的模擬信號,轉(zhuǎn)向柱控制單元都將這個模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號,發(fā)給電源控制單元、網(wǎng)關(guān)和儀表。這時候,你的車燈就會按照你的拉動來亮起,儀表也會提示你對應(yīng)的燈光圖標(biāo),展示給你看到或者提示你,大眾是這樣,福特也是這樣,BBA都是這樣,這就是技術(shù)拆解后,寶馬車主們累覺不愛尊貴感,咱不聽這好話多花錢。

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寶馬B48前照燈總成(遠(yuǎn)光)

為了省電節(jié)能及增加遠(yuǎn)光燈與超車燈連接高度,寶馬B48左右遠(yuǎn)光燈與超車燈照明均采用了LED模塊照明方式。寶馬B48前照燈總成結(jié)構(gòu)上包括了殼體、遠(yuǎn)光燈和近光燈LED電源模塊、轉(zhuǎn)向信號燈/日間行車燈、駐車燈LED模塊,近光燈LED單元、遠(yuǎn)光燈LED單元、轉(zhuǎn)向信號燈/日間行車燈LED模塊。有的車上是組合型的,按照轉(zhuǎn)向柱控制單元給出對應(yīng)的信號讓LED亮起,因為有的LED是多色LED,那么他們就可以把日行燈和轉(zhuǎn)向燈并用一路LED,比如奔馳和奧迪。

上次有講過LED成分(鎵、砷、磷、氮)這里就不贅述了,LED可分為普通單色、高亮度LED、超高亮LED、變色發(fā)光LED、閃爍發(fā)光LED,電壓控制型LED、紅外發(fā)光LED和負(fù)阻發(fā)光LED,把燈玩出花來,這里,僅僅是遠(yuǎn)光燈,隨便一組合都有32種玩法,數(shù)學(xué)學(xué)得好的同學(xué),以后玩法可真的很多。

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超高亮LED可以做成汽車的遠(yuǎn)光燈、近光燈、制動燈、行車燈和轉(zhuǎn)向燈,也可用于儀表板照明和車內(nèi)照明,它在耐振動、省電及長壽命方面比白熾燈有明顯的優(yōu)勢,尤其用作制動燈時,其響應(yīng)時間可以做到60ms,比普通白熾燈或者普通LED燈140ms的要求快許多,在一般高速公路上,會增加4-6米的安全距離。

 

寶馬B48遠(yuǎn)光燈LED單元主要部件,有一個帶散熱體的LED單元,該LED單元帶有兩個多晶LED發(fā)光單元,每個發(fā)光單元上有兩顆LED燈珠,用于接通遠(yuǎn)光的時候切換到遠(yuǎn)光,多晶LED發(fā)光單元是串聯(lián)接通的,由遠(yuǎn)光燈和遠(yuǎn)光燈電源單元供電。這樣,在LED電源接收開啟/關(guān)閉命令,并直接從車載網(wǎng)關(guān)控制單元為照明系統(tǒng)供電,一般LED功率大概在8W。在LED單元上,還安裝有一個起到溫度傳感器作用的NTC電阻,可以檢測LED溫度并相應(yīng)減少電流供應(yīng),根據(jù)需要驅(qū)動大燈總成里的風(fēng)扇單元。一般后裝LED少了一些部件和測試,使用壽命上,可能就會大打折扣,如果后續(xù)有客戶要設(shè)計大燈總成,這些細(xì)節(jié)點都要考慮進(jìn)去,一味地模仿原廠結(jié)構(gòu)和功能,可能質(zhì)量上達(dá)不到苛刻要求的情況下,就需要從別的地方下手彌補(bǔ)了,高亮LED燈珠可以換多色的,這樣的話,成本更高,更炫酷,更多用途。

 

寶馬B48轉(zhuǎn)向柱控制單元

這里只簡單說下,不深入研究,轉(zhuǎn)向柱電子裝置將方向盤轉(zhuǎn)向角傳感器、雨刮器、變光手柄、多功能方向盤、喇叭開關(guān)、安全氣囊、ABS、換擋撥片、前部信息顯示和操作控制單元等開關(guān)的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號,通過舒適性CAN總線傳遞給車載網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)總線、診斷接口,數(shù)據(jù)總線診斷接口再將這些信息通過驅(qū)動CAN總線、信息娛樂CAN總線傳遞給音響以及發(fā)動機(jī)控制單元。這些大概信號有,轉(zhuǎn)向燈信號、變光信號、喇叭、雨刮開關(guān)機(jī)高中低檔、巡航開啟加速機(jī)加減擋、音量輸入機(jī)加減,免提電話,有部分是執(zhí)行單元,比如左右前照燈、左右后尾燈等等。

 

寶馬B48電網(wǎng)控制單元

這是電路及供電的守門員及運(yùn)動員、裁判員,牛逼還加普拉斯,寶馬B48車載電網(wǎng)控制單元為了確保蓄電池有足夠的電能使發(fā)動機(jī)正常起動和正常運(yùn)轉(zhuǎn),對整車電能進(jìn)行管理。控制單元根據(jù)蓄電池電壓、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)DFM信號,在確保安全行駛的前提下,適應(yīng)當(dāng)?shù)仃P(guān)閉大部分功能和用電設(shè)備,并對這些功能控制進(jìn)行監(jiān)測。寶馬B48整車電能通過車載電網(wǎng)控制單元管理負(fù)荷,避免由于大的電量消耗使電量供應(yīng)出現(xiàn)停止,同時在過大的周期性負(fù)載之前保護(hù)蓄電池,因此,寶馬B48車載電網(wǎng)控制單元具有以下的功能:

1、外部燈光控制 (停車熄火后,自動大燈延時關(guān)閉)

2、舒適性燈光控制(離家、回家,大燈延時關(guān)閉)

3、雨刮器控制

4、洗滌泵控制

5、指示燈控制

6、負(fù)荷管理(車門未鎖好報警)

7、內(nèi)部燈光控制

8、車內(nèi)紅外或超聲波傳感器工作控制(鎖車后,車內(nèi)有人或者活物報警)

9、后風(fēng)窗加熱

10、端子控制

11、燃油泵供油、風(fēng)扇控制

12、控制、管理、狀態(tài)監(jiān)測

13、外部漏電控制(鎖車后,外部漏電超過閾值,汽車報警)做改裝的這一關(guān)繞不過。

 

寶馬B48遠(yuǎn)光工作過程

1、將遠(yuǎn)光燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋至近光燈位置時,變光開關(guān)向下按動,開關(guān)內(nèi)部接通遠(yuǎn)光燈控制觸點,隨即轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元接收到遠(yuǎn)光燈開啟的模擬信號,轉(zhuǎn)向柱這邊把模擬信號裝換為數(shù)字信號,通過舒適性CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)給車載電網(wǎng)控制單元、網(wǎng)關(guān)和組合儀表板上控制單元。

電網(wǎng)控制單元接收到此信號后,分別接通左前、右前遠(yuǎn)光燈控制信號,所有遠(yuǎn)光燈點亮

組合儀表板控制單元接收到此信號后,點亮儀表盤板上的遠(yuǎn)光指示燈,提示駕駛?cè)藷艄鉅顟B(tài)。

2、任何時候?qū)⒆児忾_關(guān)向上拉動時,開關(guān)內(nèi)部接通超車燈控制觸點,隨即轉(zhuǎn)向柱控制單元接收到超車燈開啟的模擬信號,轉(zhuǎn)向柱控制單元將這個模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號,通過舒適性CAN發(fā)給車載電網(wǎng)控制單元、網(wǎng)關(guān)、組合儀表板。

電網(wǎng)控制單元接收到信號后,分別接通左前、右前遠(yuǎn)光燈控制信號,所有遠(yuǎn)光燈點亮。

組合儀表板控制單元接收到此信號后,點亮儀表盤上遠(yuǎn)光指示燈,提示駕駛?cè)藷艄鉅顟B(tài)。

松開變光開關(guān),左前、右前遠(yuǎn)光燈和儀表盤上的遠(yuǎn)光指示燈熄滅。

 

有了上述這些足夠的了解,那么就可以著手硬件電路設(shè)計了,這里面包括了CAN模塊、LIN模塊以及IO模塊,設(shè)計這個主要是為了兼容更多的車,因為底層的CAN協(xié)議、LIN協(xié)議是可以自定義的,那么根據(jù)原廠協(xié)議定義出來,無論我的是什么燈,想要怎么亮,就可以由軟件來控制,這個控制器的制作非常簡單,按照《速銳得LIN總線在燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用硬件設(shè)計》中的原理圖,搭建好MOS管基本就可以得出如下硬件電路板:

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經(jīng)過討論和總結(jié)還有這些補(bǔ)充:

1、做儀表是沒有錢途的,只是個顯示屏(宸鴻光電、京東方等大佬幫你賺完了),核心是儀表控制單元板。當(dāng)然,破解了協(xié)議,你的儀表還是可以亮,不像以前,客戶拿個后裝新款奧迪全液晶儀表,裝上去,啥都不亮。

2、燈光控制系統(tǒng),隱藏著巨大的市場商機(jī),既可以顛覆性創(chuàng)新,可以搞得奇奇怪怪,也可以根據(jù)車型、行情、用戶、習(xí)慣、色溫做各種調(diào)整等等。

3、必須要懂得原廠CAN協(xié)議、LIN協(xié)議及控制燈光方式以及邏輯才能延伸自己的邏輯,否則容易出現(xiàn)方向上的錯誤,人家大燈好色又亮光,你的大燈普通點不亮。

4、要調(diào)研用戶習(xí)慣,車廠習(xí)慣,領(lǐng)先的車型燈光控制邏輯,硬件設(shè)計、功耗管理這些都得跟上。

 

軟件插圖: (速銳得解碼寶馬B48遠(yuǎn)光燈結(jié)構(gòu)總成設(shè)計電路控制DEMO方案-軟件圖片過大)


軟件上,點燈邏輯,采用霍關(guān)系,LIN、CAN、IO并行

Side marker 轉(zhuǎn)向燈亮的時候邊燈需要打開

Side park 轉(zhuǎn)向燈亮度30%,對應(yīng)邊燈打開

ACC 裝填下打開散熱風(fēng)扇

散熱風(fēng)扇延時關(guān)閉,大燈總成沒有數(shù)據(jù)過來關(guān)閉,日行燈邏輯就不公開那么多了,反正以后都是花里胡哨,矩陣燈就不提了,太復(fù)雜,也根本買不起來研究。

那么,我們將擁有一款全球獨(dú)家的、可以上百種花樣的、自定義的、非矩陣式的寶馬B48的大燈總成控制器。