《汽车网络控制系统检修》模块三-LIN总线系统课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,“,”,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,“,”,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,模块三,LIN,总线系统,模块三 LIN总线系统,1.,熟悉,LIN,总线的网络结构和组成。,2.,掌握,LIN,总线网络的传输原理。,知识目标,1.熟悉LIN总线的网络结构和组成。知识目标,1.,能够对,LIN,总线网络的故障进行检测、分析,2.,能够排除,LIN,总线网络故障，恢复正常正作,技能目标,1.能够对LIN总线网络的故障进行检测、分析技能目标,LIN,总线网络成本低，结构简单，能够实现控制单元功能更为合理的分配，提高性能。,LIN,总线网络在汽车上的应用领域主要有防盗系统、自适应前照灯、氙气前照灯、外后视镜、中控门锁、电动天窗、空调系统、加热器控制等。,LIN,总线网络系统结构组成有哪些？其数据传输有何特点？如何对其进行诊断及检修？本模块将重点介绍这些问题。,情景导入,LIN总线网络成本低，结构简单，能够实现控制单元功能更为合理,LIN,执行元件都是智能型的电子或机电部件，这些部件通过,LIN,主控制单元的,LIN,数字信号接收任务。,LIN,主控制单元通过集成的传感器来获知执行元件的实际状态，然后就可以进行规定状态和实际状态的对比，并发出相应的控制指令。只有当,LIN,主控制单元发出控制指令后，传感器和执行器才会做出反应。,知识链接,LIN执行元件都是智能型的电子或机电部件，这些部件通过LIN,课题一,LIN,总线的结构与工作原理,课题一 LIN总线的结构与工作原理,一、,LIN,总线系统概述,LIN,是,Local Interconnect Network,的英文缩写，是一种用于汽车中分布式电子系统的新型低成本串行通信网络，其标准由汽车制造商,Audi,、,BMW,、,Daimler,、,Chrysler,、,Volvo,、,Volkswagen,和,VCT,公司以及,Motorola,公司组成的,LIN,协会共同制订，从,2001,年开始在汽车上应用。它遵从,ISO-9141,标准，专门应用于短距离、低速网络通信，作为辅助网络或子网络存在。,一、LIN总线系统概述LIN是Local Interconn,下图为,LIN,总线在车辆控制系统中的应用。,LIN,总线带宽能够达到,20kbit/s,，具有较强的抗干扰性。,下图为LIN总线在车辆控制系统中的应用。LIN总线带宽能够达,LIN,总线与,CAN,总线组成车载网络系统，车上各个,LIN,总线系统之间的数据交换是由控制单元通过,CAN,数据总线实现的。如下图所示。,LIN总线与CAN总线组成车载网络系统，车上各个LIN总线系,二、,LIN,总线的网络结构,下图为,LIN,总线的网络结构，作为上层总线,(,如,CAN,总线,),的子网，上层总线中的各控制单元就是,LIN,网的主机节点，与主机节点单线连接的开关、设备等就是从机节点。,二、LIN总线的网络结构下图为LIN总线的网络结构，作为上层,LIN,网络的拓扑结构为单线总线，就用了单一一主机多从机的概念，即由一个主机节点、一个或多个从机节点组成。主机节点,(Master Node),包含主机任务,(Master Task),和从机任务,(Slave Task),，从机节点,(Slave Node),只包含从机任务，如下图所示。一个,LIN,网络最多可以连接,16,个节点，典型应用一般都在,12,个节点以下，主机节点有且只有一个，从机节点,1l,15,个。,LIN网络的拓扑结构为单线总线，就用了单一一主机多从机的概念,三、,LIN,总线的组成,1,LIN,主控制单元,LIN,主控制单元连接在,CAN,数据总线上，执行以下功能：,监控数据传输过程和数据传输速率，发送信息标题。,LIN,主控制单元的软件内已经设定了一个周期，该周期用于决定何时将哪些信息发送到,LIN,数据总线上多少次。,（,1,）,LIN,主控制单元的功能,三、LIN总线的组成1LIN主控制单元LIN主控制单元连接,LIN,主控制单元在,LIN,数据总线系统的,LIN,控制单元与,CAN,总线之间起“翻译”作用，它是,LIN,总线系统中唯一与,CAN,数据总线相连的控制单元（见下图）。,通过,LIN,主控制单元进行与之相连的,LIN,从控制单元的自诊断。,LIN主控制单元在LIN数据总线系统的LIN控制单元与CA,LIN,主控制单元控制总线导线上的信息传输情况。,LIN,总线的信息结构如下图所示。,（,2,）,LIN,总线的信息结构,LIN主控制单元控制总线导线上的信息传输情况。LIN总线的信,2,LIN,从控制单元,在,LIN,数据总线系统内，单个的控制单元（如新鲜空气鼓风机）或传感器及执行元件（如水平传感器及防盗警报蜂鸣器）都可看做,LIN,从控制单元。传感器内集成有一个电子装置，该装置对测量值进行分析，其数值是作为数字信号通过,LIN,总线传输的。有些传感器和执行元件只使用,LIN,主控制单元插口上的一个针脚（,PIN,脚），即可以实现信息传输（即单线传输，见下图）。,2LIN从控制单元在LIN数据总线系统内，单个的控制单元（,LIN,从控制单元的特点如下：,接收、传递或忽略与从主系统接收到的信息标题相关的数据。,可以通过一个“叫醒”信号叫醒主系统。,检查对所接收数据的检查总量。,对所发送数据的检查总量进行计算。,同主系统的同步字节保持一致。,只能按照主系统的要求同其他子系统进行数据交换。,LIN从控制单元的特点如下：,四、,LIN,总线的数据传输原理,LIN,总线传输数据线是单线，数据线最长可达,40m,。在主节点内配置,lkQ,电阻端接,12V,供电，在从节点内配置,30kfl,电阻端接,12V,供电。各节点通过电池正极端接电阻向总线供电，每个节点都可以通过内部发送器拉低总线电压。,LIN,总线驱动器的物理结构如下图所示。,1,传输原理,四、LIN总线的数据传输原理LIN总线传输数据线是单线，数据,（,1,）,LIN,总线信号,LIN,总线信号波形如右图所示。,隐性电平：如果所有节点都没有驱动收发器晶体管导通，此时在,LIN,数据总线上的电压就是蓄电池电压，为隐性电平，表示逻辑“,1”,。,显性电平：当有带点需要向外发送信息时，发送控制单元内的收发器驱动晶体管导通，将,UN,数据总线导线接地，此时在,LIN,总线上的电压为,OV,，为显性电平表示逻辑“,0”,。,（1）LIN总线信号LIN总线信号波形如右图所示。,（,2,）总线电平抗干扰设置,在收发隐性电平和显性电平时，通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性，如右图所示。,（2）总线电平抗干扰设置在收发隐性电平和显性电平时，通过预,为了在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，接收信号的允许电压值要稍高一些，如右图所示。,为了在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号，接收信号的允许电,2,LIN,总线的数据格式,LIN,总线的数据格式如下图所示。在,UN,总线的信息中包含两个部分：一部分是由,LIN,主控制器发送的信息标题，另一部分是由,LIN,主控制器或,LIN,从控制器发送的信息内容。发送的信息，所有连接在,LIN,总线上的节点都可以收到。,2LIN总线的数据格式LIN总线的数据格式如下图所示。在U,（,1,）信息标题,信息标题由,LIN,主控制单元按周期发送。信息标题分为同步暂停区、同步分界区、同步区和识别区四部分，见右图。,同步暂停区。,同步分界区。,同步区。,识别区。,（1）信息标题信息标题由LIN主控制单元按周期发送。信息标,（,2,）信息内容,信息内容有两种类型：一种是从控制单元收到主控制单元发来的信息标题中带有要求从控制单元圆应的信息后，,LIN,从控制单元根据识别码给这个回应提供的回应信息；另一种是由主控制单元发出的命令信号，相应的,LIN,从控制单元会使用这些数据去执行各种功能。,从控制单元回应信息：如下图所示是奥迪,A6,空调系统,LIN,总线的从控制单元回应信息传递流程图，空调控制电脑（也是,LIN,总线主控制单元）在,LIN,总线上发送信息标题,查询鼓风机的转速，鼓风机读取标题后将当前的鼓风机转速信息发送到,LIN,总线上，空调控制电脑得以读取此信息。,（2）信息内容信息内容有两种类型：一种是从控制单元收到主控,主控制单元命令信息：如下图所示是奥迪,A6,空调系统,UN,总线的主控制单元命令信息传递流程图，空调控制电脑（也是,UN,总线主控制单元）在,LIN,总线上发送信息标题,调整鼓风机的转速到,200r/min,，鼓风机从,LIN,总线上读取标题后将当前的鼓风机转速，相应地从,150r/min,调整到目标转速,200r/min,。,主控制单元命令信息：如下图所示是奥迪A6空调系统UN总线,3,LIN,总线信息的顺序,LIN,主控制单元的软件内已经设定了一个顺序，,UN,主控制单元就按这个顺序将信息标题发送至,LIN,总线上（若是主信息，则发送的是回应）。常用的信息会多次传递。,LIN,主控制单元的环境条件可能会改变信息的顺序。环境条件举例如下：,点火开关接通关闭。,自诊断已激活未激活。,停车灯接通关闭。,3LIN总线信息的顺序LIN主控制单元的软件内已经设定了一,为了减少,LIN,主控制单元部件的种类，主控制单元将全部装备控制单元的信息标题发送到,LIN,总线上，如果没有安装相应设备控制单元，那么在示波器屏幕上会出现没有回应的信息标题，但这并不影响系统的功能，如图,3-16,所示。,为了减少LIN主控制单元部件的种类，主控制单元将全部装备控制,4,LIN,总线防盗功能,只有当,LIN,主控制单元发送出带有相应识别码的信息标题后，数据才会传至,LIN,总线。由于,LIN,主控制单元对所有信息进行全面监控，因此无法从车外对,LIN,导线进行控制。系统要求,LIN,从控制单元只能回应，这样就不会发生通过,LIN,总线打开车门的现象了。这种设置就使得在车外安装,LIN,从控制单元（如在前保险杠内的车库门开启控制单元）成为可能。,LIN,总线防盗功能示意如下图所示。,4LIN总线防盗功能只有当LIN主控制单元发送出带有相应识,课题二,LIN,总线系统的检修,课题二 LIN总线系统的检修,一、,LIN,总线的故障类型,LIN,数据总线 系统故障原因有,3,类：,节点故障，主控制单元或从控制单元故障造成,LIN,总线通信故障。,LIN,数据线出现与电源短路或与地短路，造成,LIN,总线通信故障。,LIN,数据线出现断路，造成某些节点无法通信的故障。,一、LIN总线的故障类型LIN数据总线 系统故障原因有3类：,二、,LIN,总线的故障诊断,LIN,总线系统出现故障时，可利用故障检测仪,VAS5051,对,LIN,总线系统进行故障诊断和检测，如图,3-18,所示。,1,利用故障检测仪,VAS5051,进行故障诊断,二、LIN总线的故障诊断LIN总线系统出现故障时，可利用故障,对,LIN,总线系统进行自诊断时，需使用,LIN,主控制单元的地址码。自诊断数据经,LIN,总线由,LIN,从控制单元传至,LIN,主控制单元。在,LIN,从控制单元上可以完成所有的自诊断功能（见下表,3-1,）。,对LIN总线系统进行自诊断时，需使用LIN主控制单元的地址码,2,故障分析,无论是,LIN,总线对电源正极短路还是对电源负极短路，,L