總線系統及其在汽車中的應用

喬露露 文森淼

（山西交通職業技術學院，太原 030031）

總線系統及其在汽車中的應用

喬露露 文森淼

（山西交通職業技術學院，太原 030031）

本文通過分析汽車電子技術發展帶來的問題和總線系統的優勢，介紹典型的四種總線系統（CAN總線、MOST總線、byteflight、LIN總線）的特點及其在汽車中的應用，并以寶馬E90為例，總結該車上應用的總線系統的類型及其特點。

總線系統 數據傳輸 寶馬E90

引言

自汽車產生以來，設計師和研發者就對其駕駛舒適性、行駛安全性及環保性進行不斷改進，以保證汽車持續發展。為開發各種專用電子控制系統，控制單元和控制單元之間需要進行大量的數據交換來實現復雜的功能，而傳統的普通導線已無法滿足其要求。為了更好地進行數據交換，開發了總線系統，通過它能在控制單元之間進行數據交換。總線由電纜構成，一般包括一根或多根，車輛中的總線通常由兩根導線構成。

1 汽車電子技術發展帶來的問題

1.1 汽車電子裝置越來越多，整體布置空間減少

隨著汽車電子技術的發展，從普通轎車到高級轎車，從國產汽車到進口汽車，都使用了大量的電子裝置。而針對相關部門對環境保護和能源節減提出的減少排氣污染和降低燃油消耗的要求，及客戶越來越重視駕駛舒適性和行駛安全性等，越來越多的電子裝置或系統運用在車輛上，導致汽車整體布置空間減少。

1.2 龐大的線束

傳統電氣設備的信息傳輸多為點對點的單一通信，汽車電子裝置每增加一個，就要增加多條與其他設備通信的導線，最終導致線束系統龐大繁瑣，給汽車布線帶來極大困難。據統計，如果一輛高檔汽車采用傳統布線方法，其電器節點可高達一千五百個，導線長達2000m，且該數字會隨著電子裝置的增加不斷增長。

1.3 存在冗余的執行器和傳感器

目前，汽車實現的功能越來越強大，傳感器、復雜的電子控制裝置和冗余的執行器也越來越多，如發動機水溫傳感器、車輪轉速傳感器、油位傳感器、氧傳感器。執行器執行車輛中的規定動作。執行器有雨刮器、車窗升降機、座椅調整裝置、中控鎖操控裝置、自動變速箱的切換裝置等。協調如此多的傳感器、電子控制裝置和執行器的是一項極為復雜工作。

2 總線系統的優點

總線系統的優點主要表現在以下幾方面：第一，傳感器可以多重使用，整個電子控制系統的可靠性得以提升；第二，成本降低，大大縮減電纜的數量，布線簡單化；第三，靈活布線，能可靠、有效地傳輸復雜數據；第四，具有較高的靈活性，能隨時進行系統變更；第五，能隨時根據需要擴大數據傳輸范圍，實現新功能；第六，能進行有效診斷且操作方便。

3 總線系統在汽車中的應用

目前，數據傳輸存在汽車的大部分電子控制模塊間，汽車生產者根據數據傳輸量及傳輸方式的不同，在車輛中安裝多個總線系統。

總線系統在原則上分為兩類：主總線系統和子總線系統。主總線系統負責系統間的數據交換，傳輸速率相對較高，主要有D總線、CAN總線、byteflight、MOST、以太網等。子總線系統負責系統內部電子設備間的數據交換，用于傳輸系統內數據量相對較少的數據，傳輸速率相對較低，主要有K總線協議、BSD、DWA總線、LIN總線等。

3.1 CAN總線

CAN全稱Controller Area Network（控制器局域網），是Bosch和Intel公司為提高信息傳輸開發的一種串行多主總線通訊協議[1]。在車載網絡上主要用來實現各控制單元間的數據信息傳輸。CAN總線有下列優點：①數據傳輸速度與傳統布線方式相比更高，更可靠；②車輛中的大部分CAN使用不帶屏蔽的雙絞線，此結構具有較強的電磁兼容性，CAN總線當導線最大長度為40m時，最大傳輸速率達到1MBit/s，有代表性的傳輸率為100kBit/s～1MBit/s。如今，在汽車上CAN總線技術已被廣泛應用。

寶馬汽車CAN應用在車身、底盤、動力傳動等的不同方面。另外，CAN總線在奔馳、大眾途安、波羅、寶萊、帕薩特等車型上也有不同程度的應用。

3.2 MOST總線

MOST全稱Media Oriented System Transport（媒體導向系統傳輸），是一種多媒體通信技術，專門使用在汽車中。隨著人們對汽車舒適性功能要求的提高，車輛上多媒體組件的數量也不斷增加。而相對低速的總線系統已不能滿足這種新高度的復雜性。數據傳輸借助光纜技術實現，光纜傳輸數據、聲音或圖像時的數據量越來越大。該技術能在確保傳輸大量數據的同時，提供其他優勢，在需要較小安裝空間的同時，提供相同數量的寬帶。另外，在重量方面，光纜更輕于銅導線。在數據傳輸時，光纜傳輸的是光線，而銅導線傳輸的是數字或模擬電壓信號。

表1 BMWe90的總線類型、特點及應用表

在寶馬車輛上，MOST網絡能以環形結構在控制單元間進行數據交換，采用環形結構進行傳送，這時只沿一個方向進行。傳輸速率達到22.5MBit/s。另外，在奧迪、奔馳等頂級轎車中也有運用。

3.3 byteflight

byteflight 系統是為車輛的安全性開發的。byteflight技術主要應用于要求高數據傳輸率的安全氣囊系統，傳輸時間非常短。該技術能滿足在具有強干擾性的電磁環境下可以無故障傳輸。例如：ASE(高級安全電子設備)，安全系統ISIS (智能安全集成系統)。這兩個安全系統主要負責控制安全氣囊的激發，安全帶的拉緊裝置等。

寶馬車輛上安裝的byteflight，采用星形布置結構的光纜，傳輸速率高達10MBit/s。

3.4 LIN總線

LIN全稱Local Interconnect Network（局域互聯網）[2]，是一種串行總線，主要用于簡單執行器和傳感器的聯網，可以用在某些對傳輸速率相對較低的系統，或作為子總線通過網關與CAN總線進行數據傳輸。一般采用單線制，傳輸速率相對較低，成本也較低，主要應用在精度誤差不是很苛求的部件的控制上[3]，例如，電動車窗、風扇調節器、電動座椅調整、空氣分配風門調整、雨刮器控制和后視鏡控制等。目前，大部分汽車都有采用，如：寶馬、大眾。

4 總線系統在BMW E90車型上的應用

以BMWe90車型為例說明該車上的總線類型和特點及其應用方面（見表1）。

5 總結

汽車采用總線技術，不僅使布線更為簡單，節約成本，更重要的是提高傳輸效率，提高工作效率，從而提高汽車的安全性能和舒適性能。總線系統在汽車上的運用將進一步促進汽車工業的發展。

[1]黎永鍵，趙祚喜.汽車CAN總線概述及其故障診斷檢測[J].硅谷，2010，（2）：119-120.

[2]田亮，喬弘.LIN總線協議分析[J].中國儀器儀表，2004，（3）：5-6.

[3]邱翠榕.總線技術在汽車電氣系統中的應用[J].北京汽車，2010，（2）：21-23.

The Bus System and Its Application in Vehicles

QIAO Lulu,WEN Senmiao
（Department of Vehicle Engineering, Shanxi Traffic Vocational and Technical College,Taiyuan 030031）

This a rticle through the a nalysis with the development of the vehicles electronic technology problems and on the basis of the advantages of bus system . Introduce the characteristics of four kinds of typical bus system (CAN bus, the MOST, bus, byteflight, LIN bus) and its application in vehicles , as a case study of BMW E90 summed up the car on the application of bus system types and their characteristics and applications.

bus data,transmission system, BMW E90