汽车室内照明灯系统原理设计

李家伟 韩红亮 李虎强 刘建男

摘 要：在汽车行业智能化发展背景下，设计灵活可靠的汽车室内照明灯系统十分必要。本文通过分析用户使用习惯和整车环境输入，设计一种汽车室内照明灯系统，系统包括開关模块、控制模块和照明模块，以开关信号、门控信号和后排LED状态检测信号作为输入，通过控制模块进行信号采集、处理和输出，驱动各照明灯点亮和熄灭。经过多组试验验证系统满足用户对前后室内灯的灵活控制需求，并在某车型中应用实现。

关键词：室内照明灯;阅读灯;开关;控制

0 前言

随着汽车行业不断发展，车灯作为汽车的重要组成部分越发重要。夜晚人们在车内看书、办公或是小孩玩耍的活动场景越来越多，车内照明也变得越来越重要，而一个灵活的室内照明灯系统设计可以提升用户体验，增强车辆品质。传统的室内照明灯大多不能灵活控制，多以前室内灯和后阅读灯分别独立运行为主，前后排乘客只能控制各自位置的照明灯，前排无法控制后排照明灯的亮灭。所以，设计一个直观可靠、反应快、控制灵活、操作简单的汽车室内照明灯系统十分必要。本文提出一种详细的工程可实现的汽车室内照明灯系统设计[1-6]，前室内灯可以控制后阅读灯，对于车灯的控制更加灵活，具有直观可靠、易操作、使用方便等特点。

1 室内照明灯系统组成

室内照明灯系统包括车身控制器BCM、前室内灯、左后阅读灯和右后阅读灯，三个灯均包含开关模块、控制模块和照明模块三个模块。室内照明灯系统组成如图1所示。

2 系统工作原理

2.1 硬件设计

室内照明灯系统的工作原理概括为开关信号、门控信号和后排LED状态检测信号作为输入，通过控制模块进行信号采集、处理和输出，驱动各照明灯的点亮和熄灭[7-13]。

MCU1作为系统的主要控制单元，其控制功能包括：（1）采集前室内灯上的本地开关信号，发出信号控制前室内灯的亮灭;（2）采集后排LED状态检测信号和本地后排控制开关信号，信号处理后输出给MCU2和MCU3相应的后排控制信号;（3）接收来自BCM的门控信号，根据车辆IG ON和IG OFF通过相应的逻辑运算，输出给前室内灯和后阅读灯对应的亮灭控制指令。MCU2和MCU3则采集来自前室内灯的后排控制信号和本地开关信号，控制后阅读灯的亮灭。MCU1、MCU2和MCU3执行的是后动作优先级高原则，前室内灯可以控制后阅读灯，从而实现对室内照明灯系统所有灯的灵活控制。前室内灯子系统、后阅读灯子系统见图2、图3。

2.2 控制逻辑实现

室内照明灯系统的控制策略遵循后动作优先级高原则，通过门控信号、后排控制信号和本地开关信号的逻辑判断，实现对前后照明灯的灵活控制。

当门控信号未触发时，前室内灯的亮灭取决于本地开关是否触发，后阅读灯的亮灭取决于其本地开关和前室内灯上的后排控制信号，后发出的信号优先级高于执行动作。

当门控信号触发时，任意车门开启，前室内灯和后阅读灯均点亮，如果BCM检测到车辆处于IG OFF状态，则前室内灯和后阅读灯点亮10分钟，如果BCM检测到车辆处于IG ON状态，则前室内灯和后阅读灯一直点亮;当BCM检测四个车门均关闭后，如果BCM检测车辆处于IG OFF状态时，所有灯均延迟30 s熄灭，如果BCM检测到车辆处于IG ON状态时，所有灯立即熄灭;当BCM检测车辆处于锁车状态时，所有灯立即熄灭。在车门开启前，有照明灯被点亮，则车门开启和关闭时按照门控信号触发时进行照明灯控制。其余任意情况下与前门控按键未被按下时控制方法相同。

3 功能验证

本文研究系统目的为应用于乘用车室内照明灯系统，以某车型项目为背景，为便于应用进行系统桌面试验，将前室内灯、左/右后阅读灯接入检测设备，搭建试验环境，环境示意图见图4所示。

前室内灯、左/右后阅读灯的pin1、pin2分别接电源和地，前室内灯的pin7接左/右后阅读灯pin4，前阅读灯pin8接2个后阅读灯pin5。并进行以下试验验证。

试验一，验证后排控制开关、左/右后阅读开关对后阅读灯的影响，操作及显示现象。

注：L1、L2为左/右后阅读灯，SW1为后排控制开关，SW2、SW3为左/右后阅读开关，状态1为灯亮或开关打开，状态0为灯灭或开关关闭。

试验二，验证门控按键对室内照明灯的控制功能，操作及显示现象如表2所示。

通过以上试验验证，驾驶员可以通过前室内灯上的按键和后阅读灯按键灵活控制室内照明灯点亮和熄灭，实现了前后室内灯的灵活控制。

4 结束语

为了适应汽车发展的室内灯功能要求，本文设计了一种汽车室内灯照明灯系统，该室内照明灯系统包括开关模块、控制模块和照明模块三个模块，通过控制模块的信号采集和处理，很好地实现了前室内灯和后阅读灯的灵活控制，具有直观可靠、易操作、使用方便等特点，并在某车型上应用实现，满足用户使用要求，具有工程可实现性。

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