速锐得解码宝马B48远光灯结构总成设计电路控制DEMO方案

人家的车是买来开，我们的车是买来拆。近期，我们学会了一些拆卸汽车大灯总成的拆卸方法，于是，就把同事的宝马5系B48也同步搞出来研究一番。经过速锐得工程师研究，在最新车型宝马B48上，LIN以不同的结构安装在车辆中，其中大部分是由CAN总线控制，总线网络依然具备K-CAN、PT-CAN、D-CAN、BSD、LIN，以太网和FlexRay等。我们今天不聊太多，扯太远了，不经济，就讲个远光灯就行，你要觉得一个远光灯有啥研究的，听我娓娓道来，你给我5分钟，我还你5个亿，不可能，绝对不可能。

新款宝马B48远光灯控制系统通过车载网关控制单元集中控制，这个系统包括了灯光旋钮开关、车灯变光开关、左前照灯总成、右前照灯总成转向柱电子装置控制单元、数据总线诊断接口、组合仪表控制单元、车载网关控制单元。因为这些和远光灯都有紧密的相关性，所以得把他们一并拖出来吊打，否则，后续测试不好弄，常规OBD也根本采集不到这些数据，有网关当关，想都不要想。文章末尾涉及的软件、硬件、模拟、测试都需要涉及这些组合单元，就像研究一个单细胞，也要研究细胞膜和细胞质一样，再到核膜、核仁、核糖核酸一样。研究大灯连接协议，需要个基础，还是搞个看不懂又觉得很高端的宝马原厂电路图吧，：

插图：原厂电路图

宝马B48车灯变光开关链路原理

作为尊贵的宝马车主们，我们在开启变光开关和大众汽车品牌绝大多数车型一样，灯光控制装置在转向柱的左边，方向盘下面，家家户户这样，毫无尊贵感可言。宝马B48变光开关、转向开关和驾驶辅助系统操作按钮为一体，开关之间通过内部连接线束和转向柱电子控制单元装置相连接。当灯光旋钮开关旋至近光灯位置时，变光开关向下按动，开关内部接通远光灯控制触点（上篇文章有图示），随即转向柱电子装置控制单元接收到远光开启的模拟信号，转向柱控制单元将这个模拟信号转换成数字信号，通过舒适系统CAN总线，将CAN报文数据发给车载网关和仪表板控制单元。

也就是说，任何时候变光开关被向上拉动时，开关内部接通超车灯控制触点，随即转向柱控制单元接收到超车灯信号开启的模拟信号，转向柱控制单元都将这个模拟信号转换为数据信号，发给电源控制单元、网关和仪表。这时候，你的车灯就会按照你的拉动来亮起，仪表也会提示你对应的灯光图标，展示给你看到或者提示你，大众是这样，福特也是这样，BBA都是这样，这就是技术拆解后，宝马车主们累觉不爱尊贵感，咱不听这好话多花钱。

插图：宝马灯1

宝马B48前照灯总成（远光）

为了省电节能及增加远光灯与超车灯连接高度，宝马B48左右远光灯与超车灯照明均采用了LED模块照明方式。宝马B48前照灯总成结构上包括了壳体、远光灯和近光灯LED电源模块、转向信号灯/日间行车灯、驻车灯LED模块，近光灯LED单元、远光灯LED单元、转向信号灯/日间行车灯LED模块。有的车上是组合型的，按照转向柱控制单元给出对应的信号让LED亮起，因为有的LED是多色LED，那么他们就可以把日行灯和转向灯并用一路LED，比如奔驰和奥迪。

上次有讲过LED成分（镓、砷、磷、氮）这里就不赘述了，LED可分为普通单色、高亮度LED、超高亮LED、变色发光LED、闪烁发光LED，电压控制型LED、红外发光LED和负阻发光LED，把灯玩出花来，这里，仅仅是远光灯，随便一组合都有32种玩法，数学学得好的同学，以后玩法可真的很多。

插图：宝马灯2

超高亮LED可以做成汽车的远光灯、近光灯、制动灯、行车灯和转向灯，也可用于仪表板照明和车内照明，它在耐振动、省电及长寿命方面比白炽灯有明显的优势，尤其用作制动灯时，其响应时间可以做到60ms，比普通白炽灯或者普通LED灯140ms的要求快许多，在一般高速公路上，会增加4-6米的安全距离。

宝马B48远光灯LED单元主要部件，有一个带散热体的LED单元，该LED单元带有两个多晶LED发光单元，每个发光单元上有两颗LED灯珠，用于接通远光的时候切换到远光，多晶LED发光单元是串联接通的，由远光灯和远光灯电源单元供电。这样，在LED电源接收开启/关闭命令，并直接从车载网关控制单元为照明系统供电，一般LED功率大概在8W。在LED单元上，还安装有一个起到温度传感器作用的NTC电阻，可以检测LED温度并相应减少电流供应，根据需要驱动大灯总成里的风扇单元。一般后装LED少了一些部件和测试，使用寿命上，可能就会大打折扣，如果后续有客户要设计大灯总成，这些细节点都要考虑进去，一味地模仿原厂结构和功能，可能质量上达不到苛刻要求的情况下，就需要从别的地方下手弥补了，高亮LED灯珠可以换多色的，这样的话，成本更高，更炫酷，更多用途。

宝马B48转向柱控制单元

这里只简单说下，不深入研究，转向柱电子装置将方向盘转向角传感器、雨刮器、变光手柄、多功能方向盘、喇叭开关、安全气囊、ABS、换挡拨片、前部信息显示和操作控制单元等开关的模拟信号转换为数据信号，通过舒适性CAN总线传递给车载网关、数据总线、诊断接口，数据总线诊断接口再将这些信息通过驱动CAN总线、信息娱乐CAN总线传递给音响以及发动机控制单元。这些大概信号有，转向灯信号、变光信号、喇叭、雨刮开关机高中低档、巡航开启加速机加减挡、音量输入机加减，免提电话，有部分是执行单元，比如左右前照灯、左右后尾灯等等。

宝马B48电网控制单元

这是电路及供电的守门员及运动员、裁判员，牛逼还加普拉斯，宝马B48车载电网控制单元为了确保蓄电池有足够的电能使发动机正常起动和正常运转，对整车电能进行管理。控制单元根据蓄电池电压、发动机转速、发电机DFM信号，在确保安全行驶的前提下，适应当地关闭大部分功能和用电设备，并对这些功能控制进行监测。宝马B48整车电能通过车载电网控制单元管理负荷，避免由于大的电量消耗使电量供应出现停止，同时在过大的周期性负载之前保护蓄电池，因此，宝马B48车载电网控制单元具有以下的功能：

1、外部灯光控制 （停车熄火后，自动大灯延时关闭）

2、舒适性灯光控制（离家、回家，大灯延时关闭）

3、雨刮器控制

4、洗涤泵控制

5、指示灯控制

6、负荷管理（车门未锁好报警）

7、内部灯光控制

8、车内红外或超声波传感器工作控制（锁车后，车内有人或者活物报警）

9、后风窗加热

10、端子控制

11、燃油泵供油、风扇控制

12、控制、管理、状态监测

13、外部漏电控制（锁车后，外部漏电超过阈值，汽车报警）做改装的这一关绕不过。

宝马B48远光工作过程

1、将远光灯旋转开关旋至近光灯位置时，变光开关向下按动，开关内部接通远光灯控制触点，随即转向柱电子装置控制单元接收到远光灯开启的模拟信号，转向柱这边把模拟信号装换为数字信号，通过舒适性CAN总线数据发给车载电网控制单元、网关和组合仪表板上控制单元。

电网控制单元接收到此信号后，分别接通左前、右前远光灯控制信号，所有远光灯点亮

组合仪表板控制单元接收到此信号后，点亮仪表盘板上的远光指示灯，提示驾驶人灯光状态。

2、任何时候将变光开关向上拉动时，开关内部接通超车灯控制触点，随即转向柱控制单元接收到超车灯开启的模拟信号，转向柱控制单元将这个模拟信号转换为数据信号，通过舒适性CAN发给车载电网控制单元、网关、组合仪表板。

电网控制单元接收到信号后，分别接通左前、右前远光灯控制信号，所有远光灯点亮。

组合仪表板控制单元接收到此信号后，点亮仪表盘上远光指示灯，提示驾驶人灯光状态。

松开变光开关，左前、右前远光灯和仪表盘上的远光指示灯熄灭。

有了上述这些足够的了解，那么就可以着手硬件电路设计了，这里面包括了CAN模块、LIN模块以及IO模块，设计这个主要是为了兼容更多的车，因为底层的CAN协议、LIN协议是可以自定义的，那么根据原厂协议定义出来，无论我的是什么灯，想要怎么亮，就可以由软件来控制，这个控制器的制作非常简单，按照《速锐得LIN总线在灯光控制系统的应用硬件设计》中的原理图，搭建好MOS管基本就可以得出如下硬件电路板：

插图：宝马灯光总成控制板

经过讨论和总结还有这些补充：

1、做仪表是没有钱途的，只是个显示屏（宸鸿光电、京东方等大佬帮你赚完了），核心是仪表控制单元板。当然，破解了协议，你的仪表还是可以亮，不像以前，客户拿个后装新款奥迪全液晶仪表，装上去，啥都不亮。

2、灯光控制系统，隐藏着巨大的市场商机，既可以颠覆性创新，可以搞得奇奇怪怪，也可以根据车型、行情、用户、习惯、色温做各种调整等等。

3、必须要懂得原厂CAN协议、LIN协议及控制灯光方式以及逻辑才能延伸自己的逻辑，否则容易出现方向上的错误，人家大灯好色又亮光，你的大灯普通点不亮。

4、要调研用户习惯，车厂习惯，领先的车型灯光控制逻辑，硬件设计、功耗管理这些都得跟上。

软件插图：

软件上，点灯逻辑，采用霍关系，LIN、CAN、IO并行

Side marker 转向灯亮的时候边灯需要打开

Side park 转向灯亮度30%，对应边灯打开

ACC 装填下打开散热风扇

散热风扇延时关闭，大灯总成没有数据过来关闭，日行灯逻辑就不公开那么多了，反正以后都是花里胡哨，矩阵灯就不提了，太复杂，也根本买不起来研究。

那么，我们将拥有一款全球独家的、可以上百种花样的、自定义的、非矩阵式的宝马B48的大灯总成控制器。

速锐得解码特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC控制策略

研究和解码特斯拉Model Y的整车控制中心的控制策略，比研究一般宝马、奔驰、奥迪的CAN总线数据更有乐趣，速锐得近期解码了特斯拉Model Y整车网关电路，分析出特斯拉Model Y网关电路图及CAN矩阵并编译了特斯拉Model Y通信协议DBC文件。

研究特斯拉Model Y是比较有趣的一件事，首先这款车是全球销量前五其中的唯一一款电动汽车，自从上海特斯拉Model Y量产以来，目前在中国的销售价格也是最便宜的，起步价才28个W，今年以来就特斯拉Model Y已经全球销售了54万辆，不研究它，还研究谁？

其次，特斯拉Model Y在全球的改装件、零部件、升级、外饰、汽车电子，后续都有足够的想象空间，能拿到特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC控制策略，无疑在原始开发和底层技术积累上，就掌握着一手资源和主动权。如何去解码一款特斯拉Model Y整车网关电路及CAN通信协议DBC，无疑是需要一套好用的工具、技术、人员、测试、软件等多方面的资源。另外就是首先得有一台特斯拉Model Y。

比较幸运的是，客户开来了一台2022新款特斯拉Model Y，已经全身镀膜，闪亮得有点心动，很不礼貌的是，我们需要拆掉一些东西。首先我们根据接口测试，研究出特斯拉Model Y各个线缆的通路，在特斯拉中控扶手箱后边，找到一个装饰面板，先打开它，然后测试里面所有的线序及连接网络情况，如下图所示：

为了更适配原车线路，我们采用特种探针结合万用表及外设工具，根据结构引脚上的线束端子，逐个做出测试，在这个接口处，有3路CAN网络，我们选择第一组CAN网络进行测试。红色探针和黑色探针分别接入万用表，测量出所有线束端子的电压，然后一一做好记录，根据特斯拉Model Y总线网络，我们拟出拓补图纸，如下图所示：

特斯拉CAN数据非常丰富，除了部分娱乐系统的数据用的以太网，其他基本都是用标准CAN2.0 ，这也意味着，我们从CAN总线的CANH和CANL能获得更多可用的信息，整车有257个CANID，涉及内容包括了国产化后DBC部分上做了大量的改动，在CAN网关上，采用标准的CANBUS 11bit 500k的速率。速锐得通过测试发现，特斯拉Model Y直接实现的控制功能有：开锁、落锁、后视镜折叠/展开、引擎盖开启，状态数据包括了车五门状态、后尾箱、引擎盖、车灯组状态、转向灯、方向盘转向角、加速踏板幅度、制动踏板、汽车挡位、Ready状态、车速、总里程、车架号、剩余电量、续航里程、充电状态、输出扭矩、加速模式、转向模式、能量回收、停止模式、儿童锁开关、车窗锁开关、雨刮、自动远光灯等。部分数据单独列出来CAN ID是如下形式：

特斯拉Model Y的BMS电池管理系统也非常发达，这和领先全球的电池控制技术积累是分不开的，电池的可用效率，目前也是全球领先的，通过3天的测试、类比、环比，对照，我们拿到了很多的CAN报文，并通过SPY3，编译了特斯拉Model Y整车控制策略DBC文件。如下图所示：

特斯拉Model Y整车控制器策略主要功能：

一是整车能量分配及优化管理：根据驾驶员的具体操作和实际工况对车辆进行管理、优化及调整，以实现优化能量供给，延长车辆使用寿命，提高车辆运行经济性。

二是故障处理及诊断功能：对出现的异常情况进行诊断、提示和主动修复工作，系统状态仪表显示。

三是整车设备管理：监控各设备运行状态，及时进行动态调整。

四是系统控制：根据既定的操控程序对驾驶员的各项操作进行及时响应，实时与数据库进行比对，对各节点进行动态控制。

我们梳理下特斯拉Model Y整车控制器策略主要功能项目，如下表格：

序号

功能点

功能描述

1

高压上下电功能

整车驱动上下电、充电上下电时序管理

1.1

驱动上电

车辆正常功能下的上电功能

1.2

驱动下电

车辆正常功能下的下电功能

1.3

碰撞绝缘故障下电

当出现碰撞故障、绝缘三级故障时的异常下电功能

1.4

一般故障下电

当出现非绝缘三级故障，非整车三级故障时的故障下电功能

1.5

充电上电

充电时的上电功能

1.6

充电下电

充电完成或者退出充电时的下电功能

1.7

高压上下电仲裁功能

保证充电上下电的优先级高于驱动上下电

2

驱动功能

根据整车状态，解析驾驶员意图，输出扭矩命令，控制整车行驶

2.1

挡位识别

可根据当前车速和输出扭矩实现逻辑挡位输出

2.2

驾驶模式识别

在一定条件下实现经济模式、NORMAL模式和切换功能

2.3

滑行工况回馈扭矩控制

整车制动踏板和加速踏板均未踩下的状态执行滑行能量回收

2.4

制动工况回馈扭矩控制

整车根据加速踏板、制动踏板状态执行制动能量回收

2.5

驱动扭矩控制

正常行驶时根据加速踏板开度、挡位、当前车速进行扭矩输出，仲裁，分配及滤波。

2.6

挡位防盗

根据整车状态，向换挡器输出挡位锁止信号

2.7

最高车速限制

当整车达到出厂设置的最高车速时，限制扭矩输出，实现限速。

2.8

蠕行功能

在起步挂挡时，整车会缓慢行驶至标定车速

2.9

跛行回家

当整车有故障时，整车降扭、限速行驶

2.10

坡起辅助功能

当整车在坡上时，控制整车缓慢向前行驶，辅助进行坡起。

3

高压互锁防护

4

碰撞防护

采集气囊传感器碰撞信号，当有碰撞发生时停止扭矩输出，切断高压电。

5

真空泵控制

采集真空泵信号，控制零扭矩输出。

6

热管理功能

整车高压系统级空调系统管理功能

6.1

驱动高压散热功能

驱动状态下，控制水泵及风扇，对电机，电控进行散热

6.2

PTC加热功能

控制PTC继电器，实现空调加热功能。

6.3

空调制冷功能

输出压缩机启停信号

7

动力防盗功能

通过与PEPS防盗认证，防止整车被非法启动。

8

附件管理功能

控制DCDC等相关附件的工作状态

9

剩余里程显示功能

通过计算百公里平均电耗及电池剩余电量，计算续航里程

10

故障处理功能

对整车不同等级故障进行处理

11

网关功能

VCU具备不同总线间信号转发功能

深入研究，才有深度可能，我们做的事情和黑客类似，但是不是为了炫技，我们也只是在应用端为行业提供必要的数据支撑，无论是你想做一款特斯拉的仪表盘，还是想要改装特斯拉Model Y智能随动转向大灯，或者增加一个新的电子控制器，只要和数据打上交道，使得产品能用，功能齐全，原车兼容，那么，我们在这一块就能帮得到你。