上一期，我們詳細分享了LIN總線的結(jié)構(gòu)、譯碼方法、休眠與喚醒過程。

那如何借助串行譯碼分析總線故障？我們能否從譯碼結(jié)果中，進一步提取LIN線發(fā)送的信息？答案是肯定的。

這一期，我們就將結(jié)合LIN總線控制的交流發(fā)電機，探討提取電壓設(shè)定值變化曲線、獲得更多故障標志提示的方法。

汽車總線免拆診斷

01

確認LIN總線配置的版本

盡管關(guān)于LCF（LIN的配置文件）的信息有限，但在LIN控制交流發(fā)電機方面，譯碼數(shù)據(jù)具有一些非常顯著的優(yōu)勢。我們可以將譯碼數(shù)據(jù)導出，進行更多的分析。

以下的探究是結(jié)合 NXP（恩智浦半導體公司） 提供的資料表進行的。共有 11 種配置可以用來定義發(fā)電機的收發(fā)信息。這些配置是基于用于傳輸和接收數(shù)據(jù)包的 ID。

這些配置包括——

注：資料表源文件可私聊助教獲?。ㄈ姹荆?/p>

圖1 發(fā)電機配置信息

由于我們在這個點對點的網(wǎng)絡(luò)中通常只有兩個節(jié)點，因此可以利用 Pico 內(nèi)置的譯碼功能識別交流發(fā)電機所使用的配置。細心的你可能會注意到，上表中的 ID 在不同版本中是重復的。例如LIN1 Version A使用的 ID 為 29、11、12 和 15，LIN1 Version B 也使用 29、12 和 15，而 LIN1 Version D 則包含 29、11 和 12。

那我們?nèi)绾未_定應(yīng)使用哪個版本？一個簡單的方法是：對捕獲的數(shù)據(jù)進行譯碼。譯碼功能會直接顯示交流發(fā)電機和ECM的ID，然后我們可以將其與上表進行關(guān)聯(lián)。

圖2 譯碼確認配置的版本

從上述譯碼表可以看出，存在兩個不同的ID：11和29。我們將其與LIN版本表關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)有兩個可能的選項：

LIN 1 Version A 和 LIN 1 Version D

在查看AR6000（NXP的一個芯片）數(shù)據(jù)手冊時，可以看到這兩個版本的信息配置，雖然在接收（Rx）和發(fā)送（Tx）格式上存在一些差異，但也有一些相似之處，我認為對于故障診斷最重要的兩個方面是：

用于電壓設(shè)定值的Rx

以及用于診斷標志（指示故障）的Tx

02

數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在我們開始更詳細地分析這些數(shù)據(jù)的含義之前，首先應(yīng)了解這些數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。對于接收（Rx）而言，我們有4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中的位根據(jù)其所代表的內(nèi)容而具有不同的用途。

A. 電壓設(shè)定值

B. 負載響應(yīng)斜坡時間

C. 負載響應(yīng)截止轉(zhuǎn)速

D. 激勵電流限制

E. 變量，取決于是否存在 Tx15

F. “盲區(qū)”（詳細信息請參見 AR6000 文檔）

G. 高溫下的電壓限制

H. “盲區(qū)抑制”（詳細內(nèi)容請參見 AR6000 文檔）

圖3 接收（Rx）的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

注：資料表源文件可私聊助教獲?。ㄈ姹荆?/p>

LIN 1 Version A 與 Version D 的區(qū)別在于，Version D 不使用字節(jié) 4 中的任何數(shù)據(jù)，這在某些方面有助于簡化譯碼。

從上述內(nèi)容來看，在故障診斷中，我們可以有效利用兩組數(shù)據(jù)。如果我們知道電壓設(shè)定值應(yīng)該是多少，就可以將其與交流發(fā)電機的實際輸出進行比較。

根據(jù)我們對6種不同幀的學習，我們幾乎可以確定，上述格式的唯一實現(xiàn)方式是通過使用零星幀。

概念回顧：零星幀模式下，主節(jié)點通過響應(yīng)自己的報頭來充當從節(jié)點。這允許從節(jié)點"看到"主節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)并可以使用它。

由于我們通常只有一個從節(jié)點，也就是交流發(fā)電機，因此上述情況是成立的。

圖4 ID 0x29與ID 0x11的數(shù)據(jù)幀

例如上面的數(shù)據(jù)幀。ID 0x29（Rx接收）由主節(jié)點發(fā)送，然后主節(jié)點用數(shù)據(jù)字段 1F A5 1F 00 來響應(yīng)，提供電壓設(shè)定值的信息。隨后，主節(jié)點發(fā)送 ID 0x11（Tx發(fā)送），但此時請求從節(jié)點提供信息，從節(jié)點用數(shù)據(jù)2A 02進行響應(yīng)。

為了全面理解 ID 0x29 和 ID 0x11 中的數(shù)據(jù)，我們必須將十六進制值轉(zhuǎn)換為二進制。同樣可以通過譯碼功能實現(xiàn)。只需要在顯示設(shè)置界面，將【表格顯示格式】設(shè)置為【二進制】即可。

圖5 設(shè)置譯碼的表格顯示格式為二進制

圖6 表格顯示格式更改為二進制

03

關(guān)于ID 0x29與電壓設(shè)定值變化曲線

利用前面提到表格所描述的ID 0x29 的位分配方式，最終得到如下內(nèi)容——

圖7 ID 0x29的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

僅僅觀察電壓設(shè)定值，我們知道它由第一個字節(jié)的前6位組成，上述為111110。在AR6000文檔中的第24頁，有查找表可用來將這些值轉(zhuǎn)換為可讀的數(shù)值。上述的111110 等同于16V，即電壓設(shè)定值為16V。

圖8 電壓設(shè)定值參考表

為了獲取電壓設(shè)定值的變化曲線圖，我們將轉(zhuǎn)換為二進制的譯碼數(shù)據(jù)表導出，使用Excel打開。

圖9 導出二進制的譯碼數(shù)據(jù)

同時參考AR6000文檔中的第24頁的數(shù)據(jù)表，并且使用Excel內(nèi)置的MID函數(shù)和VLOOKUP函數(shù)進行計算，最終得出電壓設(shè)定值的變化曲線圖。

圖10 計算得到的電壓設(shè)定值變化曲線

注：計算過程做此處不展開分享，可私聊助教獲取完整計算步驟

04

關(guān)于ID 0x11

該 ID 包含從交流發(fā)電機返回到主節(jié)點的數(shù)據(jù)。響應(yīng)中的數(shù)據(jù)只有2個字節(jié)，但包含一些非常有用的信息。再次參考AR6000文檔，如前所述，有兩個選項：LIN 1 Version A 和 LIN 1 Version D。對于ID 0x11，有兩個版本，取決于是否傳輸溫度。其幀結(jié)構(gòu)如下：

A. 高溫診斷標志

B. 機械故障診斷標志

C. 電氣故障診斷標志

D. 激勵電流 PWM 的占空比值

E. 測量的激勵電流和/或溫度測量值

F. LIN 錯誤的診斷標志

G. LIN 通信超時的診斷標志

圖11 發(fā)送（Tx）的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

如你所見，此幀中包含一些非常有用的項目，利用前面提到的 MID 函數(shù)，我們可以將位分離出來，從而獲取數(shù)據(jù)字段中的數(shù)值。

圖12 經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)字段

可以看到，高溫診斷標志為0，機械故障診斷標志為1，電氣故障診斷標志為0。這意味著，這臺交流發(fā)電機可能存在機械故障。

利用這些標志，我們就可以更好地理解為何交流發(fā)電機會失效或?qū)е聝x表盤上的電機控制燈（EML）亮起，即便故障碼并不特別有用。

通過觀察在LIN 錯誤和 LIN 超時條目下可能存在的標志，可以幫助理解為何即使更換了新交流發(fā)電機仍可能引發(fā)問題。

05

寫在最后

本文中，我們多次提及AR6000 文檔，毫無疑問，這份文檔是幫助理解 ECM 與交流發(fā)電機之間通信非常全面的資料。當然，該文檔中包含的內(nèi)容也遠不止上述文章所提及的。

但請注意，這只是一個信息來源?？赡茉谀承┙涣靼l(fā)電機中使用了其他 LIN 芯片，這些芯片可能采用了略有不同的文檔版本。