上一期，我們?cè)敿?xì)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(jìn)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(jī)，探討提取電壓設(shè)定值變化曲線、獲得更多故障標(biāo)志提示的方法。

汽車總線免拆診斷

01

確認(rèn)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(jī)方面，譯碼數(shù)據(jù)具有一些非常顯著的優(yōu)勢(shì)。我們可以將譯碼數(shù)據(jù)導(dǎo)出，進(jìn)行更多的分析。

以下的探究是結(jié)合 NXP（恩智浦半導(dǎo)體公司） 提供的資料表進(jìn)行的。共有 11 種配置可以用來定義發(fā)電機(jī)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取（全英版本）

圖1 發(fā)電機(jī)配置信息

由于我們?cè)谶@個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中通常只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此可以利用 Pico 內(nèi)置的譯碼功能識(shí)別交流發(fā)電機(jī)所使用的配置。細(xì)心的你可能會(huì)注意到，上表中的 ID 在不同版本中是重復(fù)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(gè)版本？一個(gè)簡單的方法是：對(duì)捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。譯碼功能會(huì)直接顯示交流發(fā)電機(jī)和ECM的ID，然后我們可以將其與上表進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

圖2 譯碼確認(rèn)配置的版本

從上述譯碼表可以看出，存在兩個(gè)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(gè)可能的選項(xiàng)：

LIN 1 Version A 和 LIN 1 Version D

在查看AR6000（NXP的一個(gè)芯片）數(shù)據(jù)手冊(cè)時(shí)，可以看到這兩個(gè)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(rèn)為對(duì)于故障診斷最重要的兩個(gè)方面是：

用于電壓設(shè)定值的Rx

以及用于診斷標(biāo)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(xì)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(duì)于接收（Rx）而言，我們有4個(gè)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(fù)載響應(yīng)斜坡時(shí)間

C. 負(fù)載響應(yīng)截止轉(zhuǎn)速

D. 激勵(lì)電流限制

E. 變量，取決于是否存在 Tx15

F. “盲區(qū)”（詳細(xì)信息請(qǐng)參見 AR6000 文檔）

G. 高溫下的電壓限制

H. “盲區(qū)抑制”（詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)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取（全英版本）

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(jī)的實(shí)際輸出進(jìn)行比較。

根據(jù)我們對(duì)6種不同幀的學(xué)習(xí)，我們幾乎可以確定，上述格式的唯一實(shí)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(diǎn)通過響應(yīng)自己的報(bào)頭來充當(dāng)從節(jié)點(diǎn)。這允許從節(jié)點(diǎn)"看到"主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)并可以使用它。

由于我們通常只有一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，也就是交流發(fā)電機(jī)，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(diǎn)發(fā)送，然后主節(jié)點(diǎn)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(diǎn)發(fā)送 ID 0x11（Tx發(fā)送），但此時(shí)請(qǐng)求從節(jié)點(diǎn)提供信息，從節(jié)點(diǎn)用數(shù)據(jù)2A 02進(jìn)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(jìn)制值轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制。同樣可以通過譯碼功能實(shí)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(jìn)制】即可。

圖5 設(shè)置譯碼的表格顯示格式為二進(jìn)制

圖6 表格顯示格式更改為二進(jìn)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(gè)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(jìn)制的譯碼數(shù)據(jù)表導(dǎo)出，使用Excel打開。

圖9 導(dǎo)出二進(jìn)制的譯碼數(shù)據(jù)

同時(shí)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(jìn)行計(jì)算，最終得出電壓設(shè)定值的變化曲線圖。

圖10 計(jì)算得到的電壓設(shè)定值變化曲線

注：計(jì)算過程做此處不展開分享，可私聊助教獲取完整計(jì)算步驟

04

關(guān)于ID 0x11

該 ID 包含從交流發(fā)電機(jī)返回到主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。響應(yīng)中的數(shù)據(jù)只有2個(gè)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(gè)選項(xiàng)：LIN 1 Version A 和 LIN 1 Version D。對(duì)于ID 0x11，有兩個(gè)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(biāo)志

B. 機(jī)械故障診斷標(biāo)志

C. 電氣故障診斷標(biāo)志

D. 激勵(lì)電流 PWM 的占空比值

E. 測(cè)量的激勵(lì)電流和/或溫度測(cè)量值

F. LIN 錯(cuò)誤的診斷標(biāo)志

G. LIN 通信超時(shí)的診斷標(biāo)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(xiàng)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(biāo)志為0，機(jī)械故障診斷標(biāo)志為1，電氣故障診斷標(biāo)志為0。這意味著，這臺(tái)交流發(fā)電機(jī)可能存在機(jī)械故障。

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

通過觀察在LIN 錯(cuò)誤和 LIN 超時(shí)條目下可能存在的標(biāo)志，可以幫助理解為何即使更換了新交流發(fā)電機(jī)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(jī)之間通信非常全面的資料。當(dāng)然，該文檔中包含的內(nèi)容也遠(yuǎn)不止上述文章所提及的。

但請(qǐng)注意，這只是一個(gè)信息來源。可能在某些交流發(fā)電機(jī)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。