福特汽车LIN总线结构及灯光功能开关原理

福特汽车旗下有福特（Ford）、林肯（Lincoln）、水星（Mercury）三个品牌，重要车型有Thunderbird（雷鸟），Mustang（野马），F系列卡车，T系列轿车。文中涉及福特汽车LIN总线结构及灯光功能开关原理不涉及长安福特、江铃福特和福田汽车，因为没有在这些车上做过实际测试，也没有客户有项目和数据需求需要涉及这些方面，主要指的进口车系。

福特汽车LIN总线取代了原来的MUX电路或者专用电路，CCN控制单元是其中一个LIN总线网络上的主模块，他的功能包括了多功能开关中的灯光、雨刮器、加热座椅系统、指南针模块和危险警告灯开关。另一路LIN主线的主模块是WCM，这个主要是连接的胎压监控系统。

图一：主模块LIN总线

经过解码和对电路测试，速锐得发现，福特汽车LIN总线允许主模块和一个或多个附属模块之间通信，每个LIN总线附属模块电路要求有LIN总线信号、电源（蓄电池电源或者点火电源）和接地。从电路结构上看，是比较简单，其核心还是LIN总线的数据交互。在LIN总线上，有LIN报文数据直接获得点火状态数据及灯光控制数据，一会我们再列一些示例出来。

福特汽车LIN总线辅助模块的供给电源，是由其功能决定的，如果附属模块必须在点火开关关闭的状态下工作，必须提供蓄电池电源，例如ACC状态下的灯光打开，或者准备进入车辆以前未点火状态控制车钥匙后的车灯闪灯、亮灯、呼吸灯等示意，还包括危险警告灯功能及阅读顶灯，车内照明及氛围灯，这些都是依靠蓄电池电源供电。

如果LIN总线模块仅仅在点火开关打开时才工作的，例如指南针模块、供给电源仅仅是点火电源。灯光、雨刮器多功能开关同时要求这两种供给电源。这里面有涉及灯光驻车状态下的安全性逻辑，和行车状态下的逻辑（行驶过程中，车灯出故障后的灯光优先级问题）。

主模块会给LIN总线信号提供9-10.5V的偏置电压。为了主模块附属模块之间的通信，通过示波器可以得到，拉低信号电压产生一个数字序列信息，LIN总线传输的速度为9.6kbit/s，主模块连接到车辆CAN数据总线上，这允许数据从车辆其他控制单元传输到LIN总线模块。

所有的LIN总线附属模块的输出必须通过主模块接收处理，如果来自附属模块的输出，例如灯光开关板，将传输到另一个LIN总线附属模块，这个信息必须被主模块接收，然后传输到将要接收的附属模块。也就是说，附属模块之间的通信必须通过主模块。

那么在这个过程中LIN总线的报文数据，需要保持原车一致性，或者指的就是原车的LIN报文，才能驱动灯光亮起或者熄灭，例如远光灯的控制。那么通过我们研究的控制链再延展开来，汽车的矩阵式大灯、水帘式矩阵灯、流光灯、侧灯、停车照明灯的驱动与控制，势必和原车CAN报文、LIN报文有着直接的关系，就看组合大灯控制器安装的位置。

如果是安装在中控台前端，那么做成CAN系统的复杂仲裁机制，会比较耗时耗力，除非高端改装或者客户愿意付出更多成本。如果是安装在发动机舱附近，或者大灯总成内部，那么需要定制一个匹配原厂协议的LIN控制器，或者叫灯组控制系统，这样就会省时省力得多。我们看到大多数做车灯总成的厂家，现在基本都是处于初级的亮灭状态，并没有人性化炫酷的交互体系，可见，奥迪作为灯厂龙头，有给出了一些指引，普通人只看到了炫酷，我们才去研究底层原理与交互逻辑。

如果LIN总线附属模块从点火电路接收的电源供给，当点火电源关闭时，LIN总线附属模块进入睡眠模式，如果LIN总线附属模块接收直接的蓄电池供给，当车辆CAN数据总线进入睡眠模式时，其接收到睡眠信号再休眠。对于LIN总线模块由蓄电池供给的电路，主模块和附属模块能相互唤醒，如果附属模块唤醒主模块，车辆CAN总线也会唤醒。理解了这个原理，就更容易理解为什么以前我们很多做OBD的厂家能把人家汽车好好的给干没电的原因了。

讲个车的案例吧，因为上述这个休眠和唤醒机制很多车厂采用，以前做OBD的时候，行业朋友在遇到奔驰车型的，不少OBD厂家容易犯懒，会持续向汽车的CAN总线去请求对应的CAN总线数据，这一个请求不要紧，整车CAN总线都被唤醒，导致各个电气功能单元工作，而此时，车主已经熄火锁车。

再到用户第二天去开车门的时候，这个OBD已经让奔驰整个总线网络系统工作了一晚上，把蓄电池的电给搞光了，自然也就无法点火，在13年-18年那个OBD车联网时代，这是巨大的坑，不少人为此赔钱也不知道原因，后来粗暴地用陀螺仪来检测振动替代监测奔驰汽车点火状态，再后来，陀螺仪也不管用了，因为新款奔驰或者别的品牌，大多有自动启停状态，“熄火误报”，设备反复重启，也是醉了。

插图2：多功能开关示意图

特汽车LIN总线灯光控制功能开关及其LIN总线原理上，是按照这样设计的：左操作杆或灯光开关内部是一个LIN的微处理器，其监视着开关的位置，每一个开关包含了一系列的触点，随着开关位置的改变，触点打开或者关闭，微处理器监视着触点的打开或关闭，对每个开关位置，都有一个触点矩阵。尽管大部分开关的功能由打开或者关闭的开关决定，但是前雨刮、前除雾开关使用都有不同的电阻值的开关，所以，雨刮才有快有慢，然后微处理器通过LIN总线电路将开关功能发送到CCN控制单元。其报文格式如下：

监听单元	数据项	帧ID	数据长度	数据项目
大灯组	位置灯开	01【00】	8	24 04 05 0D 80 7C F8 FD
	近光灯开【手动】			24 08 0D 0D 80 7C F8 FD
	远光打开			24 28 87 0D 80 7C F8 FD
	双闪开			24 18 05 0D 80 7C F8 FD
	左转向灯开			24 58 05 00 80 7C F8 FD
	右转向灯开			24 68 05 00 80 7C F8 FD
	近光灯开【自动】			24 08 04 0D 80 7C F8 FD

多功能开关组的底部是一个四针脚的插头，他连接着车辆线束，线束定义上包括了，点火运行/起动，蓄电池、LIN总线电路、接地。多功能灯组开关和雨刮开关这个组合套件，使用两种电源供给方式来支持灯光和雨刮器的功能。蓄电池直接供给允许灯光功能独立于点火开关状态，点火可控制到供给仅仅允许雨刮器在点火状态下才能工作。

右操作杆或雨刮器开关仅包含了开关和触点，通过跳线连接到左边，这些开关可以分别拆卸。当然，现在自动雨刮的汽车越来越多了，又多出了一项雨量的阻值判定给到雨刮这边同步加速或者降速，都是换汤不换药的操作，但是解放了驾驶员的双手，就像对你说，“你好好开车，其他的我来”。

驾驶人安全气囊时钟弹簧集成到这个多功能开关上，就是方向盘上的安全气囊。时钟弹簧包括了四个爆破电路外加喇叭、巡航速度控制、多功能方向盘上的遥控按键和6个附加电路。这里就不赘述了，我们认为复杂的“多功能方向盘”通过这么一破解，也没啥东西，原理也简单，就是模具费贵。

如果车辆装备了ESP或者其他电子助力系统，这上边还有一些角度传感器。例如东风汽车用的法雷奥的，有的厂家用的博世的，转向角度传感器使用数据盘，他随着方向盘的转向而转动，电路板上的处理器通过读取窗口大小和先后次序决定转向的位置。一般转向角的数据是通过CAN连接，这里转向角度传感器，一般都有电源、地、CAN_H，CAN_L 。

审核编辑：刘清