汽车电气技术—灯光控制（1）

汽车灯光控制系统包含很多的功能。大体可分为远近光、高度自动调整、大灯随动转向灯。其中，对于近光的控制又可分为常规的卤素灯、氙气大灯与LED大灯。灯光控制功能的实现，一般由继电器控制或者模块直接控制。模块直接控制的灯光系统往往还带有灯光监控功能。本次内容只讲继电器控制的灯光模式，模块直接控制的内容下次详述。

继电器控制灯光

继电器控制灯光是指最终由继电器输出控制灯光系统的执行元件工作的灯光控制系统。

1. 功能特点

任何一个控制系统采用继电器的目的是小电流控制大负载。对于继电器的控制，主要有两种控制模式，开关直接控制继电器线圈工作、模块控制继电器线圈工作。

（1）开关直接控制继电器

开关直接控制继电器的灯光控制系统，分两种类型。控制继电器线圈的搭铁与控制继电器线圈的电源。

①控制搭铁

继电器由电源供电，当开关闭合后，电流从蓄电池的正极流经继电器1号端子、线圈与2号端子，经过开关搭铁。形成一个闭合回路，继电器吸合，灯泡点亮。

控制搭铁

②控制电源

继电器由电源供电，当开关闭合后，电流从蓄电池的正极流经开关、继电器1号端子、线圈2号端子搭铁。形成一个闭合回路，继电器吸合，灯泡点亮。

控制电源

（2）模块控制继电器

模块控制继电器是指继电器工作与否取决于控制模块。控制模块根据相关的输入请求信息或网络上其他模块的请求信息去控制继电器的工作。

如下图所示，继电器的工作取决于模块是否控制继电器线圈搭铁。控制模块往往根据相关的输入请求信号或网络其他模块的请求信号决定是否控制继电器线圈搭铁。

模块控制继电器

2. 系统组成

由开关直接控制继电器的电源或者搭铁的这种控制方式目前在汽车车上已经很难见到，所以本次内容中不再讨论。模块控制继电器的这种控制方式，离不开输入元件、控制模块与输出元件。

（1）输入元件

灯光控制系统的输入元件主要有灯光开关、变光开关、底盘高度传感器、阳光强度传感器等。

①灯光开关

灯光开关的主要功用是用来反映驾驶员对于灯光系统的操作意图。目前有两种不同类型的灯光开关。

- 当灯光开关处于不同位置时改变不同的信号线电压来反映驾驶员的操作意图。

- 通过LIN线来传递驾驶员的操作意图。

灯光开关

②变光开关

变光开关，用来传递驾驶员想要变光的请求。目前汽车变光开关有以下几种信号传递方式：

-变光时，给车身控制模块搭铁信号;

-变光时，给车身控制模块高电位信号;

-变光开关集成在转向柱控制模块中，通过LIN给车身控制模块信号。

变光开关

③底盘高度传感器

按照法律规定，配备气体放电光源前照灯（如氙气灯）的车辆必须拥有自动大灯水平系统。底盘高度传感器用于监测底盘的高度，一般在车辆的前轴与后轴各有一个。

底盘高度传感器

④大灯高度传感器

大灯高度传感器用于监测大灯的实际位置，通常集成在大灯总成内部，根据车辆配置的不同，有两种不同类型的高度传感器：

-卤素灯，通常为电位计信号；

-氙气灯，通过LIN传递信号。

大灯高度传感器

⑤阳光强度传感器

灯光控制系统使用阳光强度传感器信号来进行自动灯光的控制。通过监测环境的阳光强度，判断是否需要开启灯光。

阳光强度传感器

（2）控制模块

近光、远光、自动大灯、大灯高度自动调整、大灯随动转向等功能主要通过以下模块进行控制。

①BCM（车身控制模块）

灯光控制系统的主模块。根据相关的输入信号，控制着车辆的外部灯光功能。

BCM

②大灯控制模块

大灯控制模块的主要功用是根据前桥与后桥高度传感器的信号、大灯电机位置传感器所反馈的实际位置信号、车辆所处的工况去控制大灯高度调整电机，使大灯的高度处于一个合适的水平。

大灯控制模块

（3）执行元件

灯光控制系统的执行元件主要有氙气灯、卤素灯泡、大灯高度调整电机与大灯随动转向调整电机。但高度调整电机与随动转向调整电机，以上元件一般都集成在大灯总成中，所以这里不再叙述。

①氙气灯泡

如下如所示，疝灯灯泡主要由外管、发光管等部分组成。

氙气灯泡结构

当打开大灯时，氙气灯控制模块利用增压器将约12V的蓄电池直流电压提高到约25000V，并输出到氚灯灯泡。灯泡被亮灯后，氙灯控制模块利用转换器将蓄电池的直流电压转换成交流电压（约42V)并输出到灯泡。

氙气工作特性

当氙灯灯泡被控制模块向电极输入高直流电压时，电极间的绝缘被击穿，在电极间形成电流。当电流流过灯泡的电极时，氙气被通电而发光。当氙气发光时，灯泡内温度上升，金属碘蒸发/分离，于是金属元件放电并发光。

氙灯发光原理

②卤素灯泡

卤素灯泡的原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体，在高温下，升华的钨丝与卤索进行化学作用，升华的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂。在更换灯泡是需注意灯泡的功率。对于没有灯光监控系统的车，如果更换的灯泡功率过大，可能会导致线路或保险丝损坏。有灯光监测功能的车，将会导致灯泡故障灯点亮。

卤素灯泡瓦数

3.系统控制

（1）远近光的控制

由模块控制近光和远光继电器线圈的搭铁。但部分车型灯光开关信号的类型略有不同。部分车型的大灯开关与变光开关都在搭铁侧；而另外一部分的大灯开关在电源侧，变光开关在搭铁侧。

①近光的控制

以大灯开关与变光开关都在搭铁侧的车型为例，当灯光开关闭合，给BCM一个12V高电位的信号，BCM控制近光继电器线圈搭铁，近光继电器吸合，近光灯点亮。

近光的控制

②远光的控制

以大灯开关在电源侧，变光开关在搭铁侧的车型为例，当变光开关闭合开到远光位置，将由BCM过来的高电位信号搭铁，变为低电位信号。BCM收到此信号后，控制远光继电器线圈搭铁。远光继电器工作，远光灯点亮。

远光的控制

（2）其他灯光的控制

在部分车型中，有一些其他灯光也是通过模块控制继电器线圈的搭铁来实现该功能的，如前雾灯、倒车灯等。不过不同车型灯光开关传递信号的方式略有不同。下面我们前雾灯控制为例，来说明灯光控制的过程。

前雾灯的控制

当打开前雾灯时，通过大灯开关至BCM的LIN线传递开雾灯的请求信息。当BCM收到此信息后，控制内部的继电器线圈搭铁，继电器吸合，两个前雾灯点亮。

审核编辑：符乾江