工作任務(wù)2.3LIN總線系統(tǒng)的測試

新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域教學目標1.能述說LIN總線系統(tǒng)的工作原理及特點；2.能選用合適的工具對LIN總線系統(tǒng)進行性能測試。3.能學會勤于思考、不畏困難、善于接受新事物的思想品格。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域復習舊知一、

說出CAN總線的結(jié)構(gòu)特點？

二、CAN總線系統(tǒng)的組成包含什么內(nèi)容？新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域?qū)胄抡n一、什么是LIN總線系統(tǒng)測試？在熟悉車輛LIN總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理的基礎(chǔ)上，能使用萬用表、故障診斷儀等設(shè)備對車輛的LIN總線系統(tǒng)進行電阻、波形等參數(shù)的測試和故障碼的讀取，并能對各測試結(jié)果進行分析判斷。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域一、LIN總線系統(tǒng)概述

（一）LIN總線的特點LIN(LocalInteronmeetNetwork，局域互聯(lián)網(wǎng))是由奧迪、寶馬、戴姆勒·克萊斯勒、摩托羅拉、VCT通信技術(shù)公司、大眾和沃爾沃等公司和部門提出的一個汽車底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其目的是給出一個價格低廉、性能可靠的低速網(wǎng)，在汽車網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)中作為低端網(wǎng)絡(luò)的通用協(xié)議，并逐漸取代目前各種各樣的低端總線系統(tǒng)。這個標準與其相應(yīng)的開發(fā)、測試以及維護平臺的應(yīng)用，將會降低車上電子系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)、使用和維護的費用。LIN總線在汽車上的應(yīng)用領(lǐng)城主要有防盜系統(tǒng)、自適應(yīng)前照燈、氙氣前照燈、駕駛?cè)藗?cè)開關(guān)組件、外后視鏡、中控門鎖、電動天窗、空調(diào)系統(tǒng)的鼓風機、加熱器控制。車上各個LIN總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是由控制單元通過CAN數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)的。LIN總線系統(tǒng)可讓一個LIN主控制單元與最多16個LIN從控制單元進行數(shù)據(jù)交換。LIN總線系統(tǒng)的突出特點是：LIN總線是單線式總線，僅靠一根導線傳輸數(shù)據(jù)。LIN導線的橫截面面積為0.35mm2，無需屏蔽。LIN總線系統(tǒng)的構(gòu)成有三個部分：LIN上級控制單元，亦即LIN主控制單元；從屬控制單元，亦即LIN從控制單元；單根導線。傳授新知新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（二）LIN主控單元1.LIN主控制單元的功能LIN主控制單元連接在CAN數(shù)據(jù)總線上，執(zhí)行以下功能：（1）監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸過程和數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)送信息標題。（2）LIN主控制單元的軟件內(nèi)已經(jīng)設(shè)定了一個周期，該周期用于決定何時將哪些信息發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上多少次。（3）LIN主控制單元在LIN數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的LIN控制單元與CAN總線之間起“翻譯”作用，它是LIN總線系統(tǒng)中唯一與CAN數(shù)據(jù)總線相連的控制單元。（4）通過LIN主控制單元進行與之相連的LIN從控制單元的自診斷。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域2.LIN總線的信息結(jié)構(gòu)LIN主控制單元控制總線導線上的信息傳輸情況。LIN總線的信息結(jié)構(gòu)如圖2.3.1所示。每條信息的開始處都通過LIN總線主控制單元發(fā)送一個信息標題。該信息標題由一個同步相位(同步間隔和同步字節(jié))構(gòu)成，后面是標識符字節(jié)，可傳輸2、4或8字節(jié)的數(shù)據(jù)。標識符字節(jié)包括LIN從控制單元地址、信息長度和用于信息安全的兩個位等信息。標識符用于確定主控制單元是否將數(shù)據(jù)傳輸給從控制單元，或主控制單元是否在等待從控制單元的回應(yīng)(答復)。信息段包含發(fā)送給從控制單元的信息。校驗區(qū)可為數(shù)據(jù)傳輸提供更高的安全性。校驗區(qū)由主控制單元通過數(shù)據(jù)字節(jié)構(gòu)成，位于信息結(jié)束處。LIN總線主控制單元以循環(huán)形式傳輸當前信息。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（三）

LIN從控制單元LIN執(zhí)行元件都是智能型的電子或機電部件，這些部件通過LIN主控制單元的LIN數(shù)字信號接收任務(wù)。LIN主控制單元通過集成的傳感器來獲知執(zhí)行元件的實際狀態(tài)，然后就可以進行規(guī)定狀態(tài)和實際狀態(tài)的對比，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令。只有當LIN主控制單元發(fā)送出控制指令后，傳感器和執(zhí)行元件才會做出反應(yīng)(執(zhí)行主控制單元的控制指令)。LIN從控制單元的特點如下：1.接收、傳遞或忽略與從主系統(tǒng)接收到的信息標題相關(guān)的數(shù)據(jù)。2.可以通過一個“叫醒”信號叫醒主系統(tǒng)。3.檢查對所接收數(shù)據(jù)的檢查總量。4.對所發(fā)送數(shù)據(jù)的檢查總量進行計算。5.同主系統(tǒng)的同步字節(jié)保持一致。6.只能按照主系統(tǒng)的要求同其它子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域二、LIN總線的數(shù)據(jù)傳輸（一）傳輸原理LIN總線傳輸數(shù)據(jù)線是單線，數(shù)據(jù)線最長可達40m。在主節(jié)點內(nèi)配置1kΩ電阻端接12V供電，在從節(jié)點內(nèi)配置30kΩ電阻端接12V供電。各節(jié)點通過電池正極端接電阻向總線供電，每個節(jié)點都可以通過內(nèi)部發(fā)送器拉低總線電壓。LIN總線系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如上圖2.3.2所示。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域1.LIN總線信號LIN總線信號波形如下圖2.3.3所示。隱性電平：如果所有節(jié)點都沒有驅(qū)動收發(fā)器晶體管導通，此時在LIN數(shù)據(jù)總線上的電壓就是蓄電池電壓，為隱性電平，表示邏輯“1”。顯性電平：當有節(jié)點需要向外發(fā)送信息時，發(fā)送控制單元內(nèi)的收發(fā)器驅(qū)動晶體管導通，將LIN數(shù)據(jù)總線導線接地，此時在LIN總線上的電壓為0V，為顯性電平表示邏輯“0”。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域2.總線電平抗干擾設(shè)置在收發(fā)隱性電平和顯性電平時，通過預先設(shè)定公差值來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。為了在有干擾輻射的情況下仍能收到有效的信號，接收信號的允許電壓值要稍高一些，如下圖2.3.4所示。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（二）LIN總線的數(shù)據(jù)格式在LIN總線的信息中包含兩個部分：部分是由LIN主控制器發(fā)送的信息標題，另部分是由LIN主控制器或LIN從控制器發(fā)送的信息內(nèi)容。發(fā)送的信息，所有連接在LIN總線上的節(jié)點都可以收到。1.信息標題信息標題由LIN主控制單元按周期發(fā)送。信息標題分為同步暫停區(qū)、同步分界區(qū)、同步區(qū)和識別區(qū)四部分，如圖2.3.5所示。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（1）同步暫停區(qū)。同步暫停區(qū)(SynchPause)的長度至少為13位(二進制的)，它以顯性電平發(fā)送。這13位的長度是必需的，只有這樣才能準確地通知所有的LIN從控制單元有關(guān)信息的起始點的情況。其他的信息是以最長為9位的(二進制的)顯性電平來一個接一個地傳輸?shù)?。?）同步分界區(qū)。同步分界區(qū)(SynchDelimiter)至少為一位(二進制的)長，且為隱性電平。（3）同步區(qū)。同步區(qū)(SynchField)由0101010101這個二進制位序構(gòu)成，所有的LIN從控制單元通過這個二進制位序來與LIN主控制單元進行匹配(同步)。所有控制單元同步對于保證正確的數(shù)據(jù)交換是非常必要的。如果失去了同步性，那么接收到的信息中的某一數(shù)位值就會發(fā)生錯誤，該錯誤會導致數(shù)據(jù)傳輸錯誤。（4）識別區(qū)。識別區(qū)(IdentifyField)的長度為8位(二進制的)，頭6位是回應(yīng)信息識別碼和數(shù)據(jù)區(qū)的個數(shù)，回應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)的個數(shù)在0～8之間；后兩位是校驗位，用于檢查數(shù)據(jù)傳輸是否有錯誤。當出現(xiàn)識別碼傳輸錯誤時，校驗位可防止與錯誤的信息適配。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域2.信息內(nèi)容信息內(nèi)容有兩種類型：一種是從控制單元收到主控制單元發(fā)來的信息標題中帶有要求從控制單元回應(yīng)的信息后，LIN從控制單元根據(jù)識別碼給這個回應(yīng)提供的回應(yīng)信息；另一種是由主控制單元發(fā)出的命令信號，相應(yīng)的LIN從控制單元會使用這些數(shù)據(jù)去執(zhí)行各種功能，如圖2.3.6所示。信息內(nèi)容由1～8個數(shù)據(jù)區(qū)構(gòu)成，每個數(shù)據(jù)區(qū)是10個二進制位，其中一位是顯性起始位，一個是包含信息的字節(jié)和一個隱性停止位。起始位和停止位是用于再同步從而避免傳遞錯誤的信息。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（三）LIN總線信息的順序LIN主控制單元的軟件內(nèi)已經(jīng)設(shè)定了一個順序，LIN主控制單元就按這個順序?qū)⑿畔祟}發(fā)送至IIN總線上(若是主信息，則發(fā)送的是回應(yīng))。常用的信息會多次傳遞。主控制單元的環(huán)境條件可能會改變信息的順序。環(huán)境條件舉例如下：1.點火開關(guān)接通/關(guān)閉。2.自診斷已激活/未激活。3.停車燈接通/關(guān)閉。為了減少LIN主控制單元部件的種類，主控制單元將全部裝備控制單元的信息標題發(fā)送到LIN總線上，如果沒有安裝相應(yīng)設(shè)備控制單元，那么在示波器屏幕上會出現(xiàn)沒有回應(yīng)的信息標題，但這并不影響系統(tǒng)的功能。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域（四）LIN總線防盜功能只有當LIN主控制單元發(fā)送出帶有相應(yīng)識別碼的信息標題后，數(shù)據(jù)才會傳至LIN總線。由于LIN主控制單元對所有信息進行全面監(jiān)控，因此無法從車外對LIN導線進行控制。系統(tǒng)要求LIN從控制單元只能回應(yīng)，這樣就不會發(fā)生通過LIN總線打開車門的現(xiàn)象了。這種設(shè)置就使得在車外安裝LIN從控制單元(如在前保險杠內(nèi)的車庫門開啟控制單元)成為可能。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域三、LIN總線的自診斷（一）利用故障檢測儀進行故障診斷當LIN總線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可利用故障檢測儀對LIN總線系統(tǒng)進行故障診斷和檢測。對LIN總線系統(tǒng)進行自診斷時，需使用LIN主控制單元的地址碼。自診斷數(shù)據(jù)經(jīng)LIN總線由LIN從控制單元傳至LIN主控制單元。在LIN從控制單元上可以完成所有的自診斷功能，如表2.3.1所示。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程

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新能源汽車車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修新能源汽車電氣系統(tǒng)維修領(lǐng)域2.CAN收發(fā)器控制單元是通過收發(fā)器連接到驅(qū)動CAN總線上的。在收發(fā)器內(nèi)部的接收器一側(cè)設(shè)有差動信號放大器。差動信號放大器用于處理來自CAN-High導線和CAN-Low導線的信號，除此以外，還負責將轉(zhuǎn)換后的信號傳至控制單元的CAN接收區(qū)。這個轉(zhuǎn)換后的信號稱為差動信號放大器的輸出電壓。如下圖2.2.5所示，差動信號放大器用CAN-High導線上的電壓減去CAN-Low導線上的電壓，就得出了輸出電壓，用這種方法可以消除靜電平或其他任何重疊的電壓(如外來的電磁干擾)。新能源汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)造與檢修課程