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LIN总线工作原理及组成

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:④通过LIN 主控制单元进行LIN 系统自诊断。传感器内集成有一个电子装置,该装置对测量值进行分析,数值是作为数字信号通过LIN 总线传递的。图4-12带有主反馈的空调装置LIN 信息传递流程空调装置在LIN 总线系统上发送标题——调节鼓风机的等级。图4-16信息内容的格式6.LIN 总线系统的物理结构LIN 总线系统的物理结构如图4-17所示。图4-17LIN 总线系统的

LIN总线工作原理及组成

1.LIN 主控制单元

该控制单元连接在CAN 数据总线上,它执行LIN 的主功能。其主要作用如下:

①监控数据传递和数据传递的速率,发送信息标题。

②该控制单元的软件内已经设定了一个周期,这个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。

③该控制单元在LIN 数据总线与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。

④通过LIN 主控制单元进行LIN 系统自诊断。

空调控制单元和天窗控制单元就是两个LIN 主控制单元。前风窗加热器、鼓风机和两个温度传感器是空调控制单元(主控制单元)中的从控制单元,天窗控制电动机则是天窗控制单元(主控制单元)中的从控制单元,如图4-8所示。

图4-8 LIN 主控制器与从控制器、元件之间的连接

2.LIN 总线从控制器

在LIN 数据总线系统内,单个的控制单元、传感器及执行元件都可看作LIN 总线主控制单元的从控制单元。传感器内集成有一个电子装置,该装置对测量值进行分析,数值是作为数字信号通过LIN 总线传递的。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,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 数字信号接受任务。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,从而获得相应的控制信号,控制执行元件的工作状态。LIN 从控制单元的特点如下:

①接收、传递或忽略与从主控制系统接收到的信息标题相关的数据。

②可以通过一个“叫醒” 信号时,唤醒主系统。

③检查对所接收数据的检查总量。

④对所发送数据的检查总量进行计算。

⑤与主系统的同步字节保持一致。

⑥只能按照主系统的要求同其他子系统进行数据交换。

3.数据传递过程

一个LIN 总线的子系统总是由主系统发送相应的信息标题要求时,它才向LIN 总线发送数据。所发送的数据可供每个LIN 数据总线控制单元接收,传递流程如图4-9所示。LIN—信息1 表示主系统要求子系统1 提供数据;LIN—信息2 表示主系统要求子系统2 提供数据;LIN—信息3 表示主系统为子系统发送数据,比如主系统向子系统2 发送数据。

图4-9 LIN 总线的数据传递流程

图4-10所示为奥迪A6 轿车空调系统的LIN 系统框图,数据传递过程如下:

图4-10 奥迪A6 轿车空调系统的LIN 系统框图

①带有子反馈的空调装置LIN 信息传递流程,如图4-11所示。

图4-11 带有子反馈的空调装置LIN 信息传递流程

ⓐ空调装置在LIN 总线系统上发送标题——查询制冷剂温度。

ⓑ传感器G395 读取标题,检修转换,然后将当时的制冷剂温度值放到LIN 总线系统上。

ⓒ制冷剂温度被空调装置识别。

②带有主反馈的空调装置LIN 信息传递流程,如图4-12所示。

图4-12 带有主反馈的空调装置LIN 信息传递流程

ⓐ空调装置在LIN 总线系统上发送标题——调节鼓风机的等级。

ⓑ所发送的标题用于新鲜空气鼓风机等级的调节。

ⓒ空调装置发送所希望的鼓风机等级。

ⓓ新鲜空气鼓风机读取信息,相应地控制鼓风机。

4.信号

(1)信号电平(www.xing528.com)

隐性电平:如果无信息发送到LIN 数据总线上,或者发送到LIN 数据总线上的是一个隐性信号,那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。

显性电平:为了将显性信号传到LlN 数据总线上,发送控制单元内的收发器将数据总线导线搭铁,如图4-13所示。

图4-13 在LIN 上的信号电平

(2)信号传递安全性

在隐性电平和显性电平收发时,通过预先设定公差值来保证数据传输的稳定性。发送信号电压必须满足隐性电平大于电源电压的80%,显性电平小于电源电压的20%,如图4-14(a)所示。为了保证在有干扰辐射的情况下仍能收到有效的信号,允许接收的电压值范围要宽一些,隐性电平大于电源电压的60%,显性电平小于电源电压的40%,如图4-14(b)所示,通过这种方式确保LIN 总线信号传递的安全性。

图4-14 LIN 总线信号传递的电压范围要求

(a)发送时的电平范围;(b)接收时的电平范围

5.信息格式

(1)信息标题的格式

信息标题的格式如图4-15所示。

图4-15 信息标题的格式

①同步暂停区。同步暂停区的长度至少为13 位(二进制),以显性电平发送。这13 位的长度是必需的,这样才能准确地通知所有的LIN 控制单元有关信息的起始点的情况,其他的信息是以最长为9 位(二进制)显性电平来一个接一个传递的。同步暂停会连同主波形(Low-Signal,低信号)一起被发送,并且明确地确定这是一个信息的开始。

②同步分界区。同步分界区会连同从属波形一起被发送(High-Signal,高信号),并且表明这是同步暂停的结束。同步限制区至少为1 位,且为隐性。

③同步区。同步区由0101010101 这个二进制位序构成,所有的LIN 控制单元通过这个二进制位序来与LIN 主控制单元进行匹配(同步)。所有控制单元同步,对于保证正确的数据交换是非常必要的。如果失去了同步性,那么接收到的信息中的某一数位值就会发生错误,该错误会导致数据传递错误。

④确认区。确认区的长度为8 位,前6 位是回应信息识别码和信息长度。回应数据区的个数在0~8,后两位是校验位,用于检查数据传递是否有错误。当出现识别码传递错误时,校验可防止与错误的信息适配。

(2)信息内容的格式

信息内容的格式如图4-16所示。在信息内容中,确认领域中确定的数据领域个数会被传输。每个数据领域都以一个主导初始符开始,紧跟着要传输的数据字节,并以一个从属终止符结束。这样,每个数据领域的长度为10 个数位。同样也适用于检查总量,检查总量用于识别传输的错误。

图4-16 信息内容的格式

6.LIN 总线系统的物理结构

LIN 总线系统的物理结构如图4-17所示。4 个信号收发两用机的任何一个都可以接通所属的晶体管,由此将LIN 总线与负极连接。在这种情况下,会由一个发送器传输一个主导位,如果晶体管都不导通,在LIN 总线电路上为高电压。

图4-17 LIN 总线系统的物理结构

7.奥迪A6 轿车舒适系统LIN 总线

(1)LIN 总线上的控制单元

①车顶:湿度传感器、光敏传感器、信号灯控制、汽车顶棚等。

②车门:车窗玻璃、中控锁、车窗玻璃开关、门窗提手等。

③车头:传感器、小电动机、转向盘、方向控制开关、风窗玻璃上的擦拭装置、转向灯、无线电、空调、座椅、座椅控制电动机、转速传感器等。

(2)LIN 总线控制实例

如图4-18所示,刮水器操纵信号控制流程如下:

图4-18 刮水器控制电路

①驾驶员将刮水器杆放到刮水器间歇位置。

②转向柱电子设备J257 读取刮水器杆的实际位置。

③J257 经由舒适性CAN 向车载控制单元发送此信息。

④车载控制单元J519 通过LlN 向刮水器J400 发出指令,运行间歇位置模式。

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