来源:汽车维修与保养 作者:佚名 2021-09-17 08:09:31
发送器是在总线上生成信号的发送部件,其输出级是一个NPN结构的三极管,可以简单地将其理解为开关。当驱动器施加高电位至三极管的基极时三极管导通,LIN总线经输出级切换为接地状态,LIN总线上电压接近0,即逻辑“0”的显性状态。因为所有收发器都以并联方式连接至数据导线,所以LIN总线的接地状态为显性状态,它可以覆盖LIN总线接近
蓄电池电压的隐性状态。当驱动器不在三极管的基极施加电压时,三极管断开,车载电压经二极管和上拉电阻输出至LIN总线上,此时LIN总线上的电压接近
蓄电池电压,即逻辑“1”的隐性状态。
上拉电阻可防止三极管导通时车载电压对地短路,所有网络节点内都有上拉电阻,在主机中其电阻值为1kΩ,在从机中为30kΩ。上拉电阻前的二极管可防止电流经LIN数据导线倒流至车载电网和控制单元。
另外,前面提到LIN总线的最大传输速度为20kBit/s,这是为什么?因为LIN数据总线的信号沿较陡且电压升降量较大,造成电磁干扰辐射较大,所以LIN规范中规定信号电压的最大上升和下降速率时间为1-3V/us,这样能获得较好的电磁兼容性,但是限制了最大数据传输率。
LIN接收器的工作原理如图8所示。接收器的核心部件是一个运算放大器,即图8中的比较器,它将总线上电压与1/2车载电压作比较,输出电压经图8中接收端口传输至微控制器。当总线电压高于1/2车载电压,运放输出高电位;当总线电压低于1/2车载电压,运放将输出端接地电位。
了解了上述相关基础知识以后,再来诊断这个故障就比较简单。拆下转向柱的护板,在不断开插头连接的情况下,用“背刺”的方式将探针连接至转向柱中心插头A83*1 B的11号针脚(故障码中的LIN_16)。用万用表测量电压为10.45V,这个电压是否正常?由于万用表的采样率太低,所测电压为平均值,无法用于分析故障。接着将示波器连接至刺针,测得波形如图9所示。
LIN线电压以10.45V为中心上下波动,变化幅度非常小,仅有0.5V左右,这是什么原因导致的?将电压波形中的毛刺部分放大(图10)后进行观察。从中依稀能辨认出这是一个帧头,缺少应答部分。继续观察其他毛刺,发现无应答的帧头数量较多,仅少量数据帧是完整的。根据LIN总线通信原理,仅在主机发出请求信息时,从机才能参与数据交换,怀疑由于主机发送的帧头电压差值太小,无法被从机识别,从而产生 LIN_16无通信故障码。
为什么前部电子模块FEM在LIN总线发送的电压差值这么小呢?查看多个总线设备的通信原理图发现,当主机模块FEM发送数据时,线路电压走向是:SZL模块的收发器→LIN总线→FEM收发器返回
蓄电池负极(图11)。第一次测量的位置在SZL的插头处,根据原理图有两种原因会导致故障波形:一是FEM模块内部损坏;二是从测量点到FEM之间的线路存在虚接现象(见图11中虚接电阻)。ZSL中的上拉电阻和虚接电阻构成串联回路,根据串联分压原理,假如虚接电阻远高于上拉电阻, FEM中三极管接地瞬间,测量点处的电压就会偏高。