汽車LIN總線故障診斷方法探索與案例分析

佘勇

摘 要：汽車LIN總線作為汽車總線系統(tǒng)的重要組成部分，在汽車通信上有著重要的作用，但汽車LIN總線故障種類較為繁瑣，目前在實際維修中主要憑經(jīng)驗進行診斷。本文基于邁騰B8L車型分析了LIN總線的故障類型及診斷方法，并分析了相應(yīng)的故障診斷案例，可以為實際維修提供思路和參考。

關(guān)鍵詞：LIN總線 故障診斷 車載網(wǎng)絡(luò)

Exploration and Case Analysis of Automobile LIN Bus Fault Diagnosis Method

She Yong

Abstract：As an important part of the automobile bus system， the automobile LIN bus plays an important role in automobile communication， but the types of automobile LIN bus faults are more complicated， and the diagnosis is mainly based on experience in actual maintenance. This article analyzes the fault types and diagnosis methods of LIN bus based on the Magotan B8L model， and analyzes the corresponding fault diagnosis cases， which can provide ideas and references for actual maintenance.

Key words：LIN bus， fault diagnosis， vehicle-mounted network

當(dāng)前，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車電子技術(shù)也得到了高速發(fā)展并逐步向電動化及智能網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展，汽車車載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展便是其中一個典型的代表[1]。當(dāng)前汽車通信如果采用傳統(tǒng)的通信方式，勢必導(dǎo)致汽車線路復(fù)雜和線束增加等問題，而車載網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)便可以很好地解決上述問題[2]。作為汽車CAN總線的輔助通信系統(tǒng)，汽車LIN總線采用單主機多從機的通訊模式，可以有限提高通訊的可靠性，與汽車CAN通信系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作形成高效的汽車總線通信系統(tǒng)[3]。本文基于邁騰B8L車型分析了LIN總線的故障類型及診斷方法，并分析了相應(yīng)的故障診斷案例，可以為實際維修提供思路和參考。

1 LIN總線的結(jié)構(gòu)及信號特征

1.1 LIN通信總線的特點

LIN網(wǎng)絡(luò)，也被稱為“局域網(wǎng)子系統(tǒng)”，一種輔助的串行通信總線的局部連接網(wǎng)絡(luò)，是CAN總線網(wǎng)絡(luò)下的子系統(tǒng)，其目標定位于車身網(wǎng)絡(luò)模塊節(jié)點間的低端通信，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信，而這正是CAN總線的帶寬和功能所不要求的部分。車上各個LIN總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是由控制單元通過CAN數(shù)據(jù)總線實現(xiàn)的[4]。LIN通信通信網(wǎng)絡(luò)具備單主/多從方式、單線傳輸，且傳輸距離較短，廣泛地應(yīng)用于汽車電子中。

1.2 LIN通信總線的結(jié)構(gòu)及信號特征

LIN總線系統(tǒng)主要由主控單元、從控單元以及單根LIN通信線組成。對于LIN主控單元，一般連接在CAN數(shù)據(jù)總線上，可以將LIN數(shù)據(jù)信息向CAN總線系統(tǒng)進行傳遞，在LIN數(shù)據(jù)總線和CAN數(shù)據(jù)總線間起到“翻譯”作用[5]。LIN總線為單線傳輸，這是與CAN通信總線的一個重要區(qū)別，其應(yīng)用了單主機多從機的概念，主節(jié)點可以執(zhí)行主任務(wù)（引起LIN網(wǎng)絡(luò)通信）也可以執(zhí)行從任務(wù)，總線上的信息傳送由主節(jié)點控制。主節(jié)點連接在CAN數(shù)據(jù)總線上，當(dāng)無信息發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上（總線空閑）或者發(fā)送到LIN數(shù)據(jù)總線上的是一個隱性位時，其波形表現(xiàn)為隱性電平，其電壓值接近12V;當(dāng)傳輸顯性位時，發(fā)送控制單元內(nèi)的收發(fā)器將LIN數(shù)據(jù)總線接地，此時波形表現(xiàn)為顯性電平，其電壓值接近0V，其信號波形如圖1所示。

2 LIN總線故障診斷方法

汽車LIN總線通信在汽車中也得到廣泛的應(yīng)用，一旦某個LIN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，將導(dǎo)致系統(tǒng)通訊癱瘓，該系統(tǒng)無法工作，比如邁騰B8L車型的車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)與控制單元的通信就是LIN通信，如果該網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，將會導(dǎo)致無法正常開啟車燈。但與CAN通信不同的是，LIN通信故障一般只會導(dǎo)致本通信系統(tǒng)相關(guān)的單元出現(xiàn)故障，而不會引起其他系統(tǒng)的故障。下面針對邁騰B8L車型的LIN總線斷路、短路和虛接三大類故障類型分析其診斷方法。

2.1 斷路故障的診斷分析

LIN總線斷路后，導(dǎo)致主從控單元之間無法傳遞信息，對于這類故障，通過檢測波形判斷其故障類型，以邁騰B8L車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)EX1與車載電網(wǎng)控制單元J519之間的LIN總線斷路故障進行分析。設(shè)置好該線路斷路故障后，在打開車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)的條件下，利用示波器分別測量J519端和EX1端LIN線端子的波形，其中J519端測得的時電壓從0到+B變化的正常的LIN總線波形，EX1端測得的波形是電壓為電源電壓（+B）的一條直線。由此可知，當(dāng)LIN總線斷路后，線路兩端的波形是不一樣的，這是因為主控單元發(fā)出的波形無法傳遞到從控單元，也就導(dǎo)致主控單元J519端的波形正常，而從控單元EX1端的波形異常，這便是LIN總線斷路后的波形。

2.2 短路故障的診斷分析

總線斷路故障主要有LIN對正極（+B）、對地短路等故障，這兩種故障都能導(dǎo)致LIN總線信號無法正常傳輸，從而導(dǎo)致相應(yīng)的系統(tǒng)無法正常工作，對于這兩類故障，可以利用萬用表或者示波器進行檢測，用示波器檢測總線對+B短路故障，其波形為一條電壓與正極電壓相同的直線，如果故障是對地短路，則波形為一條0V直線。

2.3 虛接故障的診斷分析

在汽車實際維修中，電路的虛接現(xiàn)象主要表現(xiàn)為電路中導(dǎo)體的不牢固、接觸不良、線路松動等，該類故障的一個特點是接觸面積具有不確定性。對于LIN總線此類故障的維修，可以通過示波器檢測其波形進行分析和診斷。以邁騰B8L車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)EX1與車載電網(wǎng)控制單元J519之間的LIN總線線路虛接1000歐的電阻故障進行分析。設(shè)置好該線路虛接故障后，在打開車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)的條件下，利用示波器分別測量J519端和EX1端LIN線端子的波形，其中EX1端測得波形為接近正常的LIN總線波形，而主控單元J519端測得波形如圖2所示，其部分波形的低電平降至大約6V，而標準的LIN總線的低電平接近0V，其原因是由于虛接電阻消耗了一部分電壓導(dǎo)致其低電平不能正常拉到最低。

3 案例分析

以下針對邁騰B8L車型LIN總線故障案例進行分析。

（1）故障現(xiàn)象：無鑰匙進入功能及正常，但左后車門不解鎖，其它均為正常，進入車內(nèi)儀表未提示左后車門狀態(tài)，其它車門提示信息正常，一鍵啟動開關(guān)E378背景燈正常亮，按下E378，儀表正常點亮，E308和遙控鑰匙都無法使左后車門上鎖;操作駕駛員側(cè)左右車窗升降器開關(guān)無法控制左后車窗玻璃的升降，操作左后車窗升降器開關(guān)也不能控制其玻璃升降。此外，打開車燈旋轉(zhuǎn)開關(guān)至示寬燈檔位時，左后車窗升降器開關(guān)按鈕上的照明燈不亮。

（2）故障分析：由于無鑰匙進入功能正常，按下E378儀表也能正常點亮，說明車輛舒適CAN總線通信正常，儀表未提示左后車門的狀態(tài)而其它車門提示信息可以正常顯示，同時駕駛員側(cè)玻璃升降器開關(guān)及中控門鎖開關(guān)無法控制左后車門，但可以控制其他車門，并且打開示寬燈時，左后門玻璃升降器按鈕上照明燈不亮，說明左后車門控制單元J388無法接收到來自駕駛員側(cè)車門控制單元J386的信息，那故障極有可能是J386與J388之間的通訊故障造成的。

（3）故障診斷：通過解碼儀讀取J386車門控制單元，其故障碼為：U103000：本地數(shù)據(jù)總線-電器故障和U10BA00：局部數(shù)據(jù)總線-無通訊。故障碼顯示局部數(shù)據(jù)總線無通信，重點檢查J386與J388之間的通訊相關(guān)故障，涉及到相關(guān)的故障可能有：J386與J388的LIN總線通訊線路故障、J386自身故障及J388自身故障，由于控制單元一般不易損壞，本著由簡入繁和概率原則，首先檢查J386與J388的LIN總線通訊線路。在點亮儀表并在主駕駛室操作左后玻璃升降器按鈕開關(guān)的條件下，利用示波器測量J386控制單元的的LIN通信端子T20/10的波形，得到的是0-12V變化的正常LIN總線波形，在同樣的條件下測量J388控制單元的的LIN通信端子T20b/10的波形，得到的波形如圖3所示。通過分析波形可知從J386端的測出的波形正常，而從J388端測量的波形為一條電壓為+B的直線，這是典型的LIN斷路后兩端的波形情況，斷電后通過萬用表測量該線的線路電路發(fā)現(xiàn)為無窮大，說明故障為J386到J388的LIN總線通訊線路斷路，故障排除。

4 結(jié)論

隨著汽車LIN總線技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域，對于汽車LIN總線系統(tǒng)的診斷維修技術(shù)也越來越重要。在對汽車LIN總線系統(tǒng)進行維修時，首先需要了解LIN總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點、網(wǎng)絡(luò)通信原理、標準信號波形特點及相關(guān)故障波形的特點，然后根據(jù)相關(guān)汽車電路圖及維修手冊利用相應(yīng)的工具及儀器進行檢測維修。本文以邁騰B8L車型為例，對該型車的LIN總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷進行了分析和總結(jié)，并列舉了相關(guān)的LIN總線故障診斷案例，可以對實際維修過程提供思路和參考。

參考文獻：

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[5]李俊玲.汽車LIN總線控制系統(tǒng)故障診斷探究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（08）：72-73.