3.3-汽车LIN总线系统原理与检修

3.分布式控制系统故障诊断与修复3.3

汽车LIN总线系统原理与检修任务引入

一辆2019款别克GL8商务车行驶中组合仪表提示“前照灯水平调节故障”，接通前照灯开关后两侧灯光能正常点亮，但水平调节功能异常。请依据必要信息分析故障原因，诊断故障部位。知识目录1LIN总线概述2LIN总线系统结构3LIN总线通信原理4LIN总线故障检修实例LIN总线概述1本地互联网络（LocalInterconnectNetwork，LIN）是专为汽车分布式电子系统设计的低成本、低速率串行通信总线，用于实现车内对实时性和带宽要求不高的智能传感器、执行器与控制单元之间的可靠数据交互，主要适配车身舒适及辅助系统的通信需求。一、LIN总线概述奥迪A8中的LIN总线单元的舒适系统LIN总线系统结构2二、LIN总线系统结构1.LIN总线网络拓扑结构LIN与上层网络连接示意图LIN总线特点：A类总线，传输速率20kbit/s单根铜质导线（截面积0.35mm²）传输信号通信距离不超过40米适用于车门控制、灯光调节、座椅调节等车身舒适性功能主从式拓扑，从节点之间不能直接通信，数据交互必须经主节点转发二、LIN总线系统结构2.主控单元的任务主控单元任务：总线访问、通信调度与系统管理（1）总线时序与调度管理。（2）报文帧头发起与同步。（3）网络状态监控与故障管理。主控单元从控单元任务：响应主节点的指令（1）帧头解析。​（2）数据收发响应。​（3）状态反馈。​（4）休眠唤醒配合。从控单元3.从控单元的任务二、LIN总线系统结构主机节点作为发布节点（即由主机节点发送应答）从机节点作为发布节点（即由从机节点发送应答）帧在总线上的传输波形LIN总线上的信息传输LIN总线通信原理3三、LIN总线通信原理1.LIN总线信号简易LIN收发器电路三、LIN总线通信原理1.LIN总线信号带有3个从机的LIN网络三、LIN总线通信原理1.LIN总线信号LIN总线上的信号电平LIN总线信号传递的电压范围要求三、LIN总线通信原理2.报文帧结构LIN总线报文三、LIN总线通信原理3.通信过程详解（1）主节点发送报文头：主节点按照调度表，在预定时刻向总线发送同步间隔场、同步场和标识符场。（2）从节点侦听与解析：所有从节点都会接收报文头。它们首先利用同步场（0x55）校准自己的波特率，然后解析标识符场。（3）指定从节点响应：只有标识符匹配的从节点（或特定情况下为主节点自身）被允许在报文头后的一个固定间隔（响应间隔）后，向总线发送数据场和校验和场。（4）通信完成：响应发送完毕后，该帧通信结束。主节点根据调度表发起下一个帧的通信。LIN总线故障检修实例4四、LIN总线故障检修实例1.故障现象一辆2019款别克GL8商务车，搭载LTG发动机，累计行驶里程约为10.7万km。车主反映，车辆行驶过程中组合仪表提示前照灯水平调节故障。接通前照灯开关，两侧前照灯均能正常点亮。四、LIN总线故障检修实例2.故障诊断（1）用故障检测仪检测，前照灯调平控制模块（HLCM）存储有2个当前故障代码“U1501-00LIN总线”“U1502-00LIN总线”用诊断仪读取到的故障码四、技术术语2.故障诊断（2）分析电路。前照灯调平控制模块（K28）通过LIN总线与左侧前照灯总成（E13LA）内的前照灯高度调节执行器（M29L）和右侧前照灯总成（E13RA）内的前照灯高度调节执行器（M29R）通信。由此推断可能的故障原因有：相关线路（供电、搭铁及通信线路）故障；相关元件（K28、M29L及M29R）故障。前照灯高度调节执行器控制电路四、技术术语2.故障诊断（3）测量E13RA导线连接器端子9的供电及端子11的搭铁，均正常。用示波器测量E13RA导线连接器端子10上的LIN信号波形，持续为高电位，约为13.8V，异常。故障车的LIN信号波形（截屏）四、技术术语2.故障诊断脱开E13RA导线连接器，波形发生变化，高电位约为13.7V，低电位约为0.37V，信号电压恢复正常。脱开E13RA导线连接器后的LIN信号波形及串行译码（截屏）四、技术术语2.故障诊断（4）对信号译码，LIN总线上循环发送ID为B4和F5的报文帧，但ID为F5的报文帧有应答，B4无应答。ID为F5的报文帧（截屏）ID为B4的报文帧（截屏）四、技术术语2.故障诊断脱开E13LA导线连接器，报文帧ID为F5时也没有应答了脱开E13LA导线连接器后的LIN信号波形及串行译码（截屏）四、技术术语2.故障诊断（5）分析：LIN总线传输过程中主节点负责发送帧头，从节点负责接收帧头并作出解析，然后发送应答。由此可知，IDB4为主节点K28对从节点M29R发出的帧头，IDF5为主节点K28对从节点M29L发出的帧头。因此推断E13RA内部线路或M29R损坏，导致整条LIN总线无法通信。四、技术术语3.故障排除更换E13RA后试车，故障现象消失。再次测量LIN信号波形并进行串行译码，发现2个报文帧均有应答了，故障排除。维修后的LIN信号波形及串行译码（截屏）知识拓展-专用传感器协议SENT协议SENT数据帧单边半字传输（SingleEdgeNibbleTransmission，SENT）协议是一种