汽車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

李家偉 韓紅亮 李虎強(qiáng) 劉建男

摘 要：在汽車行業(yè)智能化發(fā)展背景下，設(shè)計(jì)靈活可靠的汽車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)十分必要。本文通過(guò)分析用戶使用習(xí)慣和整車環(huán)境輸入，設(shè)計(jì)一種汽車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)，系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)模塊、控制模塊和照明模塊，以開(kāi)關(guān)信號(hào)、門(mén)控信號(hào)和后排LED狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)作為輸入，通過(guò)控制模塊進(jìn)行信號(hào)采集、處理和輸出，驅(qū)動(dòng)各照明燈點(diǎn)亮和熄滅。經(jīng)過(guò)多組試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)滿足用戶對(duì)前后室內(nèi)燈的靈活控制需求，并在某車型中應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)照明燈;閱讀燈;開(kāi)關(guān);控制

0 前言

隨著汽車行業(yè)不斷發(fā)展，車燈作為汽車的重要組成部分越發(fā)重要。夜晚人們?cè)谲噧?nèi)看書(shū)、辦公或是小孩玩耍的活動(dòng)場(chǎng)景越來(lái)越多，車內(nèi)照明也變得越來(lái)越重要，而一個(gè)靈活的室內(nèi)照明燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以提升用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)車輛品質(zhì)。傳統(tǒng)的室內(nèi)照明燈大多不能靈活控制，多以前室內(nèi)燈和后閱讀燈分別獨(dú)立運(yùn)行為主，前后排乘客只能控制各自位置的照明燈，前排無(wú)法控制后排照明燈的亮滅。所以，設(shè)計(jì)一個(gè)直觀可靠、反應(yīng)快、控制靈活、操作簡(jiǎn)單的汽車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)十分必要。本文提出一種詳細(xì)的工程可實(shí)現(xiàn)的汽車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)[1-6]，前室內(nèi)燈可以控制后閱讀燈，對(duì)于車燈的控制更加靈活，具有直觀可靠、易操作、使用方便等特點(diǎn)。

1 室內(nèi)照明燈系統(tǒng)組成

室內(nèi)照明燈系統(tǒng)包括車身控制器BCM、前室內(nèi)燈、左后閱讀燈和右后閱讀燈，三個(gè)燈均包含開(kāi)關(guān)模塊、控制模塊和照明模塊三個(gè)模塊。室內(nèi)照明燈系統(tǒng)組成如圖1所示。

2 系統(tǒng)工作原理

2.1 硬件設(shè)計(jì)

室內(nèi)照明燈系統(tǒng)的工作原理概括為開(kāi)關(guān)信號(hào)、門(mén)控信號(hào)和后排LED狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)作為輸入，通過(guò)控制模塊進(jìn)行信號(hào)采集、處理和輸出，驅(qū)動(dòng)各照明燈的點(diǎn)亮和熄滅[7-13]。

MCU1作為系統(tǒng)的主要控制單元，其控制功能包括：（1）采集前室內(nèi)燈上的本地開(kāi)關(guān)信號(hào)，發(fā)出信號(hào)控制前室內(nèi)燈的亮滅;（2）采集后排LED狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)和本地后排控制開(kāi)關(guān)信號(hào)，信號(hào)處理后輸出給MCU2和MCU3相應(yīng)的后排控制信號(hào);（3）接收來(lái)自BCM的門(mén)控信號(hào)，根據(jù)車輛IG ON和IG OFF通過(guò)相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，輸出給前室內(nèi)燈和后閱讀燈對(duì)應(yīng)的亮滅控制指令。MCU2和MCU3則采集來(lái)自前室內(nèi)燈的后排控制信號(hào)和本地開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制后閱讀燈的亮滅。MCU1、MCU2和MCU3執(zhí)行的是后動(dòng)作優(yōu)先級(jí)高原則，前室內(nèi)燈可以控制后閱讀燈，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)照明燈系統(tǒng)所有燈的靈活控制。前室內(nèi)燈子系統(tǒng)、后閱讀燈子系統(tǒng)見(jiàn)圖2、圖3。

2.2 控制邏輯實(shí)現(xiàn)

室內(nèi)照明燈系統(tǒng)的控制策略遵循后動(dòng)作優(yōu)先級(jí)高原則，通過(guò)門(mén)控信號(hào)、后排控制信號(hào)和本地開(kāi)關(guān)信號(hào)的邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)前后照明燈的靈活控制。

當(dāng)門(mén)控信號(hào)未觸發(fā)時(shí)，前室內(nèi)燈的亮滅取決于本地開(kāi)關(guān)是否觸發(fā)，后閱讀燈的亮滅取決于其本地開(kāi)關(guān)和前室內(nèi)燈上的后排控制信號(hào)，后發(fā)出的信號(hào)優(yōu)先級(jí)高于執(zhí)行動(dòng)作。

當(dāng)門(mén)控信號(hào)觸發(fā)時(shí)，任意車門(mén)開(kāi)啟，前室內(nèi)燈和后閱讀燈均點(diǎn)亮，如果BCM檢測(cè)到車輛處于IG OFF狀態(tài)，則前室內(nèi)燈和后閱讀燈點(diǎn)亮10分鐘，如果BCM檢測(cè)到車輛處于IG ON狀態(tài)，則前室內(nèi)燈和后閱讀燈一直點(diǎn)亮;當(dāng)BCM檢測(cè)四個(gè)車門(mén)均關(guān)閉后，如果BCM檢測(cè)車輛處于IG OFF狀態(tài)時(shí)，所有燈均延遲30 s熄滅，如果BCM檢測(cè)到車輛處于IG ON狀態(tài)時(shí)，所有燈立即熄滅;當(dāng)BCM檢測(cè)車輛處于鎖車狀態(tài)時(shí)，所有燈立即熄滅。在車門(mén)開(kāi)啟前，有照明燈被點(diǎn)亮，則車門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)按照門(mén)控信號(hào)觸發(fā)時(shí)進(jìn)行照明燈控制。其余任意情況下與前門(mén)控按鍵未被按下時(shí)控制方法相同。

3 功能驗(yàn)證

本文研究系統(tǒng)目的為應(yīng)用于乘用車室內(nèi)照明燈系統(tǒng)，以某車型項(xiàng)目為背景，為便于應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)桌面試驗(yàn)，將前室內(nèi)燈、左/右后閱讀燈接入檢測(cè)設(shè)備，搭建試驗(yàn)環(huán)境，環(huán)境示意圖見(jiàn)圖4所示。

前室內(nèi)燈、左/右后閱讀燈的pin1、pin2分別接電源和地，前室內(nèi)燈的pin7接左/右后閱讀燈pin4，前閱讀燈pin8接2個(gè)后閱讀燈pin5。并進(jìn)行以下試驗(yàn)驗(yàn)證。

試驗(yàn)一，驗(yàn)證后排控制開(kāi)關(guān)、左/右后閱讀開(kāi)關(guān)對(duì)后閱讀燈的影響，操作及顯示現(xiàn)象。

注：L1、L2為左/右后閱讀燈，SW1為后排控制開(kāi)關(guān)，SW2、SW3為左/右后閱讀開(kāi)關(guān)，狀態(tài)1為燈亮或開(kāi)關(guān)打開(kāi)，狀態(tài)0為燈滅或開(kāi)關(guān)關(guān)閉。

試驗(yàn)二，驗(yàn)證門(mén)控按鍵對(duì)室內(nèi)照明燈的控制功能，操作及顯示現(xiàn)象如表2所示。

通過(guò)以上試驗(yàn)驗(yàn)證，駕駛員可以通過(guò)前室內(nèi)燈上的按鍵和后閱讀燈按鍵靈活控制室內(nèi)照明燈點(diǎn)亮和熄滅，實(shí)現(xiàn)了前后室內(nèi)燈的靈活控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了適應(yīng)汽車發(fā)展的室內(nèi)燈功能要求，本文設(shè)計(jì)了一種汽車室內(nèi)燈照明燈系統(tǒng)，該室內(nèi)照明燈系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)模塊、控制模塊和照明模塊三個(gè)模塊，通過(guò)控制模塊的信號(hào)采集和處理，很好地實(shí)現(xiàn)了前室內(nèi)燈和后閱讀燈的靈活控制，具有直觀可靠、易操作、使用方便等特點(diǎn)，并在某車型上應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，滿足用戶使用要求，具有工程可實(shí)現(xiàn)性。

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