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汽车LIN总线通信网络系统的诊断技术

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为LIN总线通信网络没有容错功能,所以当LIN总线出现故障后相关的功能会失效。(一)LIN总线的诊断流程对LIN总线进行诊断时,也应按照确认故障、收集信息、分析信息、诊断故障、修复故障、确认故障修复的顺序进行。LIN总线的修复方法与普通导线相同。LIN总线的常用诊断方法还包括节点电阻测量、总线电压测量、总线波形测量等。LIN总线因电压保持为0 V,所以失去了通信能力。

汽车LIN总线通信网络系统的诊断技术

因为LIN总线通信网络没有容错功能,所以当LIN总线出现故障后相关的功能会失效。但如果是从节点故障或支路断路,则不会影响主节点与其他节点的通信。

一般而言,引起LIN总线故障的原因有:节点的供电或接地故障、节点本身硬件故障及总线短路或断路故障等。

(一)LIN总线的诊断流程

对LIN总线进行诊断时,也应按照确认故障、收集信息、分析信息、诊断故障、修复故障、确认故障修复的顺序进行。

1.确认故障

当某个带LIN总线的功能失效后,应怀疑此系统与LIN总线的相关性,如图2-98所示。例如,当通过方向盘无法操作音响的音量时,LIN总线可能存在故障。此外,通过故障表现的全面症状,可以更准确地推断原因。例如,通过操作面板是否能调节音量等。

2.收集信息

明确LIN总线的拓扑,可以查阅线路图,对诊断LIN总线的故障非常关键,如图2-99所示。

图2-98 确认故障

图2-99 查阅线路图

特别是多个从节点的LIN总线,可以通过验证其他功能是否正常来推断当前故障是在主节点或总线上,还是在从节点上。

例如,通过左前电动窗开关无法操作左后车窗,但能通过左前门锁开关操作左后门上锁,则说明此故障可能发生在节点功能上。

3.分析信息

通过收集到的故障症状、LIN总线的拓扑结构,以及相关功能的工作原理,推测可能的故障原因,并制定故障诊断方法,如图2-100所示。

4.诊断故障

通过各种手段对LIN总线进行故障诊断,如读取节点数据流,测量总线电压、电阻,测量节点的供电和接地等,从而找到故障原因。

5.修复故障

如果故障原因在节点,则更换节点;如果故障原因在节点的供电或接地,则修复供电或接地;如果故障原因在LIN总线,则修复总线。修复故障如图2-101所示。

LIN总线的修复方法与普通导线相同。

图2-100 分析信息

图2-101 修复故障

6.确认故障修复

修复故障后,操作相关功能,确定LIN总线的故障完全修复,如图2-102所示。

图2-102 确认修复故障

(二)LIN网络的诊断方法

LIN总线本身不能进行自诊断,因此无法通过诊断仪等设备对其进行网络测试,但可以通过读取模块参数的方法来进行故障判断。LIN总线的常用诊断方法还包括节点电阻测量、总线电压测量、总线波形测量等。

图2-103 参数读取(www.xing528.com)

1.参数读取

LIN总线的主节点一般都连接在CAN总线上,因此使用解码仪可以读取到主节点的参数。

一般情况下,LIN总线的从节点都作为主节点的特定参数,因此通过解码仪读取这些参数信息,并配合相应的功能操作,即可判断从节点或总线的性能是否良好。如图2-103所示,在诊断仪中可以读取驾驶员电动车窗开关的参数。当操作开关时,若数据随之变化,则说明此节点以及总线正常。

2.节点电阻测量

通过LIN节点的硬件结构可知,LIN总线与电源之间有一个上拉电阻,因此测量此电阻值可以作为判断节点故障的方法之一,如图2-104所示。

测量时,万用表的红表笔应放在电源线端,黑表笔应放在总线端。

测量结果:主节点为1 kΩ;从节点为30 kΩ。

图2-104 节点电阻测量

3.总线电压测量

在正常电源电压和正常通信下,LIN总线上的平均电压为7~8 V。因此,通过测量LIN总线的电压,可以作为判断LIN总线是否工作的依据。

测量LIN总线的工作电压时,使用万用表的直流电压挡,测量结果约为10.5 V(存在小范围的波动),如图2-105所示。

4.总线波形测量

测量LIN总线工作时的波形,可以直观地判断LIN总线是否正在传递信号。如果LIN总线存在故障,则其波形也表现出异常特征。

1)LIN总线正常

LIN总线工作时的正常波形,如图2-106所示。

图2-105 LIN总线电压测量

图2-106 LIN总线正常波形

2)LIN总线对地短路

当LIN总线出现对地短路时,其波形如图2-107所示。LIN总线因电压保持为0 V,所以失去了通信能力。

3)LIN总线对电源短路

当LIN总线对电源短路时,其波形如图2-108所示,此时LIN总线同样失去了通信能力。

图2-107 LIN总线对地短路波形

图2-108 LIN总线对电源短路波形

4)LIN总线断路

当总线断路时,LIN总线依然可以从主模块发出数据信号,但信号波形有所变化,如图2-109所示。此时非断路的从节点可与主节点进行通信,断路的从节点失去了通信能力。

图2-109 LIN总线断路波形

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