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林总线

翁德沃彭:

  • LIN 总线通用
  • 隐性和显性
  • 数据帧
  • 发送帧和响应帧
  • 座椅加热按钮的LIN总线通讯
  • 雨刮器电机的LIN总线通讯
  • 与雨刮器电机通讯故障
  • LIN 总线线路中的过渡电阻造成的干扰

LIN总线通用:
LIN 总线(这是本地互连网络的缩写)不像 CAN 总线那样具有两根线,而是在两个或多个控制单元之间使用一根线。 LIN总线有主站和从站; 主设备发送消息,从设备接收该消息。 主站与其他网络之一联系,例如 大部分巴士 或者 CAN总线.

大师可以 控制装置 或者是一个简单的开关和从机 传感器、执行器或控制装置。 例如,这可能是在控制空调压缩机或操作车窗电机时。 开关为主,车窗电机为从。

使用 LIN 总线进行控制的一些应用包括:

  • 滑动/倾斜屋顶
  • 后视镜调节
  • 车窗电机
  • 门锁
  • 电动座椅调节

右图显示了如何在门中使用 LIN 总线。 主站通过 CAN 总线(橙色和绿色线)连接到网关。 四个奴隶与主人相连; 上面的一个用于后视镜调节,下面的一个用于门把手电子设备,下面左侧的用于锁,右侧的用于车窗电机。

与CAN总线相比,LIN总线简单且速度慢。 LIN 总线的速度约为 1 至最大 20 Kbit/s(相比之下,CAN 总线的最大速度为 20 Mb/s)。 这使得开发和生产零件的成本大大降低。 因为通过诸如CAN总线之类的非常快的网络来控制上述系统并不重要,所以诸如LIN总线之类的慢速网络就足够了。 此外,布线的最大长度为 40 米,最多可连接 16 个控制设备(即最多 16 个从站)。

LIN 总线连接到 网关。 该网关允许与其他类型的网络进行通信,例如 CAN 或 MOST 总线。

隐性和显性:
主站向从站发送消息。 该信息使用 0 伏或 12 伏电压传输。 LIN总线信号可以用示波器测量。

在点 1 处,总线上的电压为 13 伏。 在点 2 处,主设备开始发送消息。 主设备将总线切换至接地(点 3)。 0,1 毫秒内,线路电压再次升至 13 伏。 在总线接地期间,会发生信息传输。

当总线上的电压等于电池电压时,称为隐性。 在隐性张力期间,没有信息被传输。 隐性位是“0”。
只有当总线对地短路时才会形成“1”。 这称为显性位。 在信号中,总线多次变为显性然后隐性。 总线显性或隐性的时间也不同(一条水平线比另一条水平线宽)。 这种变化的电压产生带有 XNUMX 和 XNUMX 的信号。

01101100010100 和 XNUMX 的数量形成了从设备可识别的信号。 组合 XNUMX 的意思是:车窗电机向上。 相关车窗电机将通过此命令升起车窗。 当车窗到达最高位置时,车窗电机(从机)将向主机发出停止控制的信号。 在这种情况下,LIN 总线不会完全隐性,但信号中的数据字节会发生变化。

在汽车使用过程中,LIN 总线永远不会完全隐性; 主人和奴隶之间始终保持着沟通。 如果从机由于 LIN 总线线路中断而无法通信,或者如果从机出现电源或接地问题而无法开机,则主机将确保在控制单元中存储错误代码。

日期范围:
LIN 总线信号由不同字段组成的帧组成。 下面的信号显示了如何构建数据帧。

  • 中断字段(Break):中断字段用于激活所有连接的从机以侦听帧的下一部分。 断场由一个起始位和至少 13 个显性位(显性部分的电压为 0 伏)组成,后面跟着一个隐性位。 因此,中断字段充当总线上所有从站的帧起始消息。
  • 同步字段(Synch):由于从站中缺少晶体,因此必须重新确定每个消息的传输时间。 通过测量确定的上升沿和下降沿之间的时间,主时钟被同步,从而确定传输速度。 每条消息都会重新计算内部波特率。
  • 标识符(ID):标识符指示消息是发送帧还是响应帧。 发送帧和响应帧将在下一节中描述。
  • 数据字段(数据1和2):包含数据字节和需要发送的信息(例如从主站到从站的实际命令,或从从站到主站的传感器信息)。
  • 校验和(Check):校验和是一个控制字段,用于检查是否已接收到所有数据。 校验和字段中的数据用于执行必须与数据字段中接收的数据相对应的计算。 如果结果是肯定的,则消息被接受。 如果出现负面结果,则会执行错误处理。 最初将再次尝试。
  • 帧间空间 (IFS):在发送新消息之前,LIN 总线会隐性显示多个位。 IFS 之后,主设备可以发送新消息。

总线在不同场之间隐性运行一段时间。 该时间记录在协议中。 接下来是下一条发送消息的中断字段。

发送帧和响应帧:
消息中的标识符表明它是发送帧还是响应帧。 发送帧由主机发送(称为 TX-ID),响应帧由从机发送(RX-ID)。 两条消息都包含主设备生成的中断字段、同步字段和消息 ID 字段。 根据是Tx帧还是Rx帧,消息由主机还是从机完成。 Tx 和 Rx 帧交替发送。

座椅加热按钮的LIN总线通讯:
本节给出了通过 LIN 总线控制座椅加热的示例。 空调控制面板上有一个座椅加热按钮。 按钮下方有三个 LED,指示座椅加热处于哪个位置。 按下按钮几次将更改座椅加热设置(位置 1 为最低位置,位置 3 为最高位置)。 在下图中,三个 LED 灯亮起表示座椅加热的最高设置。 本节使用图表说明如何通过 LIN 总线进行通信,以在操作开关时控制 LED。

以下 电气图 来自座椅加热。 空调控制面板也是G600的控制单元。 左侧和右侧座椅加热的开关和 LED 在控制面板中可见。 控制单元旁边的箭头表示控制单元比图中所示的要大; 控制单元继续在其他方案中。

当按下控制面板上的座椅加热按钮时,它会通过 LIN 总线向舒适电子控制单元 (G100) 发送信号。
控制单元 G100 将通过向连接器 T21 上的引脚 55 或 45 供电来打开座椅加热装置。 电压根据开关的位置进行调节(位置 1 为低电压,位置 3 为最大电压)。 加热元件旁边显示热传感器的符号。 这是一种 NTC 传感器,可将温度发送至控制单元,从而防止座椅加热元件过热。

当操作开关时,从机会将开关的物理位置转换为位值。 主设备发送响应帧后,从设备会将这个位值放入数据字节中(参见图 1 中数据 2 帧的变化)。 该位值将被转发,直到释放开关为止。 当按钮返回到其静止位置时,信号将变回原始信号(图 1)。

图 1:响应帧中按钮处于静止位置的信号:

图 2:在响应帧中按下按钮发出信号:

主设备从按下的开关接收到位值后,通过在传输帧的数据字节中放置一个位值来控制开关中的 LED。 在这种情况下,电压图像也会更改为数据 1 或数据 2,如上例所示。 LED 保持亮起,直到主设备发送必须关闭 LED 的命令。

雨刮器电机的LIN总线通讯:
挡风玻璃刮水器电机越来越多地通过 LIN 总线进行控制。 页面上描述了与传统系统相比的操作和优点 挡风玻璃刮水器电机。 在此页面上检查信号并显示可能发生的故障的示波器图像。

如前所述,LIN 总线由一个主站和一个或多个从站组成。 上图中,ECU(中央电子控制单元)是主机,RLS(雨/光传感器)和RWM(雨刮器电机)是从机。 下图显示了 LIN 总线上一个接一个放置的三个信号。

每个信号中的中断和同步字段都清晰可见。 在随后的信号中,无法确定它们来自何处或到底发送了什么。 我们所知道的是,主设备在标识字段中指示该消息是针对哪个从设备的。 ID 字段还指示从机是否应接收消息(传输帧)或从机是否应发回消息,即回复(响应帧)。 传输帧可能​​需要从站控制执行器,例如打开或关闭雨刮器电机。 通过响应帧,主机可以向雨量传感器请求挡风玻璃上的湿度的当前值。 该值允许主机(ECU)确定雨刮器电机的控制速度。 要发送的实际数据放置在数据字段中。 例如,这可以是控制挡风玻璃刮水器电机的速度。 多个数据字段是可能的。

示波器图像是挡风玻璃刮水器电机关闭且挡风玻璃上没有记录到湿气的情况。 尽管如此,主人和奴隶之间仍然进行着持续的沟通。

挡风玻璃刮水器电机中的 ECU 识别出该信号中一位或多位的变化,需要将其打开。

与雨刷器电机通讯故障:
当雨刮器电机断开连接时,主机尝试连接从机。 当电机出现电源问题或 LIN 总线线路中断时,可能会发生这种情况。 主设备发送带有响应位的中断、同步和 ID 字段,但雨刮器电机不响应。 在这种情况下,主站将存储与通信问题相关的 DTC 故障代码。 这种错误代码由U(用户网络)表示。 它还将不断尝试联系从站以恢复通信。

要解决此故障,必须检查雨刮器电机的 LIN 总线线。 湿气可能已进入插头,引起腐蚀,导致电线和雨刮器电机之间的连接中断。 另一种可能性是 LIN 总线线在线束中的某处中断。

LIN 总线线路中的过渡电阻造成的干扰
由于电线被卡住、与某物摩擦或有人用测量探针戳电线而导致的电线损坏,最终可能会导致过渡电阻,从而导致电压损失。 消耗设备的电源线中的电压损失确保消耗设备具有较低的电压来正常工作。 在这种情况下,可以通过 V4 测量来检测过渡电阻的位置。

 

LIN 总线中的过渡电阻不会导致隐性电压下降。 然而,它确实对信号有很大影响。 过渡电阻太大可以保证信号在示波器上仍然可见,但质量太差,不利于良好的通信。 在这种情况下,相关 LIN 总线上的从站将不再执行任何操作。
示波器图像作为以下两个存在过渡电阻的信号的示例。

第二个示波器图像是过渡电阻导致信号发生变化的信号。 图像中的上升和下降侧面更加倾斜,并且在顶部和底部具有尖形形状,而不是平坦的。

第三幅示波器图像中几乎没有留下任何信号。 这涉及更高的过渡电阻。 信号中的中断字段、同步字段和许多宽泛的隐性部分可以被识别,但无法使用。

如果示波器信号呈锯齿状,则即使隐性电压电平等于电池电压,也可能存在过渡电阻。 请记住,侧面永远不会完全垂直,而是总是稍微倾斜。 然而,信号的差异显示出明显的偏差。 为了找到损坏电线的位置,在许多情况下,必须检查主机和多个从机之间的线束。 线束位于车身接缝处或仪表板尖锐部位附近,或有其他部件拆装痕迹的地方,应首先注意。 修复损坏的部分电线通常就足够了。 您还可以选择断开主站和从站两端旧的 LIN 总线线,并安装全新的 LIN 总线线。

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