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林總線

科目:

  • LIN總線通用
  • 隱性和顯性
  • 數據框
  • 發送幀和回應幀
  • 座椅加熱按鈕的LIN總線通訊
  • 雨刷馬達的LIN匯流排通訊
  • 與雨刷馬達通訊故障
  • LIN 總線線路中的過渡電阻造成的干擾

LIN總線通用:
LIN 總線(這是本地互連網路的縮寫)不像 CAN 總線那樣具有兩條線,而是在兩個或多個控制單元之間使用一條線。 LIN總線有主站和從站; 主設備發送訊息,從設備接收該訊息。 主站與其他網路之一聯繫,例如 大部分巴士 或者 CAN總線.

大師可以 控制裝置 或是一個簡單的開關和從機 傳感器、執行器或控制裝置。 例如,這可能是在控制空調壓縮機或操作車窗馬達時。 開關為主,車窗馬達為從。

使用 LIN 總線進行控制的一些應用包括:

  • 滑動/傾斜屋頂
  • 後視鏡調節
  • 車窗馬達
  • 門鎖
  • 電動座椅調節

右圖顯示如何在門中使用 LIN 總線。 主站透過 CAN 總線(橘色和綠色線)連接到網關。 四個奴隸與主人相連; 上面的一個用於後視鏡調節,下面的一個用於門把手電子設備,下面的左側用於鎖,右側的用於車窗馬達。

與CAN總線相比,LIN總線簡單且速度慢。 LIN 總線的速度約為 1 至最大 20 Kbit/s(相較之下,CAN 總線的最大速度為 20 Mb/s)。 這使得開發和生產零件的成本大大降低。 因為透過諸如CAN總線之類的非常快速的網路來控制上述系統並不重要,所以諸如LIN總線之類的慢速網路就足夠了。 此外,佈線的最大長度為 40 米,最多可連接 16 個控制設備(即最多 16 個從站)。

LIN 總線連接到 網關。 此網關允許與其他類型的網路進行通信,例如 CAN 或 MOST 匯流排。

隱性和顯性:
主站向從站發送訊息。 此資訊使用 0 伏特或 12 伏特電壓傳輸。 LIN總線訊號可以用示波器測量。

在點 1 處,總線上的電壓為 13 伏特。 在點 2 處,主設備開始發送訊息。 主設備將總線切換至接地(點 3)。 0,1 毫秒內,線路電壓再次升至 13 伏特。 在總線接地期間,會發生訊息傳輸。

當總線上的電壓等於電池電壓時,稱為隱性。 在隱性張力期間,沒有訊息被傳遞。 隱性位是“0”。
只有當總線對地短路時才會形成「1」。 這稱為顯性位。 在訊號中,總線多次變為顯性然後隱性。 總線顯性或隱性的時間也不同(一條水平線比另一條水平線寬)。 這種變化的電壓產生帶有 XNUMX 和 XNUMX 的訊號。

01101100010100 和 XNUMX 的數量形成了從設備可識別的訊號。 組合 XNUMX 的意思是:車窗馬達向上。 相關車窗馬達將透過此指令升起車窗。 當車窗到達最高位置時,車窗馬達(從機)將向主機發出停止控制的訊號。 在這種情況下,LIN 匯流排不會完全隱性,但訊號中的資料位元組會改變。

在汽車使用過程中,LIN 總線永遠不會完全隱性; 主人和奴隸之間始終保持溝通。 如果從機因 LIN 匯流排線路中斷而無法通信,或者如果從機出現電源或接地問題而無法開機,則主機將確保將錯誤代碼儲存在控制單元中。

日期範圍:
LIN 總線訊號由不同欄位組成的訊框組成。 下面的訊號顯示如何建構資料幀。

  • 中斷欄位(Break):中斷欄位用於啟動所有連線的從機以偵聽訊框的下一部分。 斷場由一個起始位元和至少 13 個顯性位元(顯性部分的電壓為 0 伏特)組成,後面跟著一個隱性位元。 因此,中斷欄位充當總線上所有從站的幀起始訊息。
  • 同步欄位(Synch):由於從站中缺少晶體,因此必須重新確定每個訊息的傳輸時間。 透過測量確定的上升沿和下降沿之間的時間,主時脈被同步,從而確定傳輸速度。 每個訊息都會重新計算內部波特率。
  • 標識符(ID):標識符指示訊息是發送幀還是回應幀。 發送幀和回應幀將在下一節中描述。
  • 資料欄位(資料1和2):包含資料位元組和需要發送的資訊(例如從主站到從站的實際命令,或從站到主站的感測器資訊)。
  • 校驗和(Check):校驗和是一個控製字段,用於檢查是否已接收到所有資料。 校驗和欄位中的資料用於執行必須與資料欄位中接收的資料相對應的計算。 如果結果是肯定的,則訊息被接受。 如果出現負面結果,則會執行錯誤處理。 最初將再次嘗試。
  • 幀間空間 (IFS):在發送新訊息之前,LIN 匯流排會隱性顯示多個位元。 IFS 之後,主設備可以發送新訊息。

總線在不同場之間隱性運作一段時間。 該時間記錄在協議中。 接下來是下一條發送訊息的中斷欄位。

發送幀和回應幀:
訊息中的標識符表明它是發送幀還是回應幀。 發送幀由主機發送(稱為 TX-ID),響應幀由從機發送(RX-ID)。 兩個訊息都包含主設備產生的中斷欄位、同步欄位和訊息 ID 欄位。 根據是Tx幀還是Rx幀,訊息由主機還是從機完成。 Tx 和 Rx 幀交替發送。

座椅加熱按鈕的LIN總線通訊:
本節給出了透過 LIN 總線控制座椅加熱的範例。 空調控制面板上有一個座椅加熱按鈕。 按鈕下方有三​​個 LED,指示座椅加熱處於哪個位置。 按下按鈕幾次將更改座椅加熱設定(位置 1 為最低位置,位置 3 為最高位置)。 在下圖中,三個 LED 燈亮起表示座椅加熱的最高設定。 本節使用圖表說明如何透過 LIN 匯流排進行通信,以在操作開關時控制 LED。

以下 電氣圖 來自座椅加熱。 空調控制面板也是G600的控制單元。 左側和右側座椅加熱的開關和 LED 在控制面板中可見。 控制單元旁的箭頭表示控制單元比圖中所示的要大; 控制單元繼續在其他方案中。

當按下控制面板上的座椅加熱按鈕時,它會透過 LIN 總線向舒適電子控制單元 (G100) 發送訊號。
控制單元 G100 將透過連接器 T21 上的引腳 55 或 45 供電來開啟座椅加熱裝置。 電壓依開關的位置進行調整(位置 1 為低電壓,位置 3 為最大電壓)。 加熱元件旁顯示熱感應器的符號。 這是一種 NTC 感測器,可將溫度發送至控制單元,從而防止座椅加熱元件過熱。

當操作開關時,從機會將開關的實體位置轉換為位元值。 主設備發送回應訊框後,從裝置會將這個位元值放入資料位元組中(請參閱圖 1 中資料 2 幀的變化)。 該位值將被轉發,直到釋放開關為止。 當按鈕返回到其靜止位置時,訊號將變回原始訊號(圖 1)。

圖 1:響應影格中按鈕處於靜止位置的訊號:

圖 2:在回應畫面中按下按鈕發出訊號:

主設備從按下的開關接收到位值後,透過在傳輸訊框的資料位元組中放置一個位元值來控制開關中的 LED。 在這種情況下,電壓影像也會變更為資料 1 或資料 2,如上例所示。 LED 保持亮起,直到主設備發送必須關閉 LED 的命令。

雨刷馬達的LIN匯流排通訊:
擋風玻璃刮水器馬達越來越多地透過 LIN 總線進行控制。 頁面上描述了與傳統系統相比的操作和優點 擋風玻璃刮水器電機。 在此頁面上檢查訊號並顯示可能發生的故障的示波器影像。

如前所述,LIN 總線由一個主站和一個或多個從站組成。 上圖中,ECU(中央電子控制單元)是主機,RLS(雨/光感知器)和RWM(雨刷馬達)是從機。 下圖顯示了 LIN 總線上一個接一個放置的三個訊號。

每個訊號中的中斷和同步欄位都清晰可見。 在隨後的信號中,無法確定它們來自何處或到底發送了什麼。 我們所知道的是,主設備在標識欄位中指示該訊息是針對哪個從設備的。 ID 欄位也指示從機是否應接收訊息(傳送訊框)或從機是否應傳回訊息,即回覆(回應訊框)。 傳輸訊框可能需要從站控制執行器,例如開啟或關閉雨刷馬達。 透過回應幀,主機可以向雨量感測器請求擋風玻璃上的濕度的當前值。 該值允許主機(ECU)決定雨刷馬達的控制速度。 要傳送的實際資料放置在資料欄位中。 例如,這可以是控制擋風玻璃刮水器馬達的速度。 多個資料欄位是可能的。

示波器影像是擋風玻璃刮水器馬達關閉且擋風玻璃上沒有記錄到濕氣的情況。 儘管如此,主人和奴隸之間仍然進行著持續的溝通。

擋風玻璃雨刷馬達中的 ECU 可辨識出該訊號中一位或多位的變化,需要將其開啟。

與雨刷馬達通訊故障:
當雨刷馬達斷開連接時,主機嘗試連接從機。 當馬達出現電源問題或 LIN 匯流排線路中斷時,可能會發生這種情況。 主設備發送帶有響應位的中斷、同步和 ID 字段,但雨刷馬達不會響應。 在這種情況下,主站將儲存與通訊問題相關的 DTC 故障碼。 這種錯誤代碼由U(用戶網路)表示。 它還將不斷嘗試聯繫從站以恢復通訊。

要解決此故障,必須檢查雨刷馬達的 LIN 總線。 濕氣可能已進入插頭,引起腐蝕,導致電線和雨刷馬達之間的連接中斷。 另一種可能性是 LIN 總線線在線束中的某處中斷。

LIN 總線線路中的過渡電阻造成的干擾
由於電線卡住、與某物摩擦或有人用測量探針戳電線而導致的電線損壞,最終可能會導致過渡電阻,從而導致電壓損失。 消耗設備的電源線中的電壓損失確保消耗設備具有較低的電壓來正常工作。 在這種情況下,可以透過 V4 測量來檢測過渡電阻的位置。

 

LIN 總線中的過渡電阻不會導致隱性電壓下降。 然而,它確實對訊號有很大影響。 過渡電阻太大可以保證訊號在示波器上仍然可見,但品質太差,不利於良好的通訊。 在這種情況下,相關 LIN 總線上的從站將不再執行任何操作。
示波器影像作為以下兩個存在過渡電阻的訊號的範例。

第二個示波器影像是過渡電阻導致訊號改變的訊號。 影像中的上升和下降側面更加傾斜,並且在頂部和底部具有尖形形狀,而不是平坦的。

第三幅示波器影像中幾乎沒有留下任何訊號。 這涉及更高的過渡電阻。 訊號中的中斷欄位、同步欄位和許多廣泛的隱性部分可以被識別,但無法使用。

如果示波器訊號呈鋸齒狀,則即使隱性電壓電平等於電池電壓,也可能存在過渡電阻。 請記住,側面永遠不會完全垂直,而是總是稍微傾斜。 然而,訊號的差異顯示出明顯的偏差。 為了找到損壞電線的位置,在許多情況下,必須檢查主機和多個從機之間的線束。 線束位於車身接縫處或儀表板尖銳部位附近,或有其他部件拆裝痕跡的地方,應先註意。 修復損壞的部分電線通常就足夠了。 您也可以選擇斷開主站和從站兩端舊的 LIN 總線線,並安裝全新的 LIN 總線線。

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