总线系统及其在汽车中的应用

乔露露 文森淼

（山西交通职业技术学院，太原 030031）

总线系统及其在汽车中的应用

乔露露 文森淼

（山西交通职业技术学院，太原 030031）

本文通过分析汽车电子技术发展带来的问题和总线系统的优势，介绍典型的四种总线系统（CAN总线、MOST总线、byteflight、LIN总线）的特点及其在汽车中的应用，并以宝马E90为例，总结该车上应用的总线系统的类型及其特点。

总线系统 数据传输 宝马E90

引言

自汽车产生以来，设计师和研发者就对其驾驶舒适性、行驶安全性及环保性进行不断改进，以保证汽车持续发展。为开发各种专用电子控制系统，控制单元和控制单元之间需要进行大量的数据交换来实现复杂的功能，而传统的普通导线已无法满足其要求。为了更好地进行数据交换，开发了总线系统，通过它能在控制单元之间进行数据交换。总线由电缆构成，一般包括一根或多根，车辆中的总线通常由两根导线构成。

1 汽车电子技术发展带来的问题

1.1 汽车电子装置越来越多，整体布置空间减少

随着汽车电子技术的发展，从普通轿车到高级轿车，从国产汽车到进口汽车，都使用了大量的电子装置。而针对相关部门对环境保护和能源节减提出的减少排气污染和降低燃油消耗的要求，及客户越来越重视驾驶舒适性和行驶安全性等，越来越多的电子装置或系统运用在车辆上，导致汽车整体布置空间减少。

1.2 庞大的线束

传统电气设备的信息传输多为点对点的单一通信，汽车电子装置每增加一个，就要增加多条与其他设备通信的导线，最终导致线束系统庞大繁琐，给汽车布线带来极大困难。据统计，如果一辆高档汽车采用传统布线方法，其电器节点可高达一千五百个，导线长达2000m，且该数字会随着电子装置的增加不断增长。

1.3 存在冗余的执行器和传感器

目前，汽车实现的功能越来越强大，传感器、复杂的电子控制装置和冗余的执行器也越来越多，如发动机水温传感器、车轮转速传感器、油位传感器、氧传感器。执行器执行车辆中的规定动作。执行器有雨刮器、车窗升降机、座椅调整装置、中控锁操控装置、自动变速箱的切换装置等。协调如此多的传感器、电子控制装置和执行器的是一项极为复杂工作。

2 总线系统的优点

总线系统的优点主要表现在以下几方面：第一，传感器可以多重使用，整个电子控制系统的可靠性得以提升；第二，成本降低，大大缩减电缆的数量，布线简单化；第三，灵活布线，能可靠、有效地传输复杂数据；第四，具有较高的灵活性，能随时进行系统变更；第五，能随时根据需要扩大数据传输范围，实现新功能；第六，能进行有效诊断且操作方便。

3 总线系统在汽车中的应用

目前，数据传输存在汽车的大部分电子控制模块间，汽车生产者根据数据传输量及传输方式的不同，在车辆中安装多个总线系统。

总线系统在原则上分为两类：主总线系统和子总线系统。主总线系统负责系统间的数据交换，传输速率相对较高，主要有D总线、CAN总线、byteflight、MOST、以太网等。子总线系统负责系统内部电子设备间的数据交换，用于传输系统内数据量相对较少的数据，传输速率相对较低，主要有K总线协议、BSD、DWA总线、LIN总线等。

3.1 CAN总线

CAN全称Controller Area Network（控制器局域网），是Bosch和Intel公司为提高信息传输开发的一种串行多主总线通讯协议[1]。在车载网络上主要用来实现各控制单元间的数据信息传输。CAN总线有下列优点：①数据传输速度与传统布线方式相比更高，更可靠；②车辆中的大部分CAN使用不带屏蔽的双绞线，此结构具有较强的电磁兼容性，CAN总线当导线最大长度为40m时，最大传输速率达到1MBit/s，有代表性的传输率为100kBit/s～1MBit/s。如今，在汽车上CAN总线技术已被广泛应用。

宝马汽车CAN应用在车身、底盘、动力传动等的不同方面。另外，CAN总线在奔驰、大众途安、波罗、宝莱、帕萨特等车型上也有不同程度的应用。

3.2 MOST总线

MOST全称Media Oriented System Transport（媒体导向系统传输），是一种多媒体通信技术，专门使用在汽车中。随着人们对汽车舒适性功能要求的提高，车辆上多媒体组件的数量也不断增加。而相对低速的总线系统已不能满足这种新高度的复杂性。数据传输借助光缆技术实现，光缆传输数据、声音或图像时的数据量越来越大。该技术能在确保传输大量数据的同时，提供其他优势，在需要较小安装空间的同时，提供相同数量的宽带。另外，在重量方面，光缆更轻于铜导线。在数据传输时，光缆传输的是光线，而铜导线传输的是数字或模拟电压信号。

表1 BMWe90的总线类型、特点及应用表

在宝马车辆上，MOST网络能以环形结构在控制单元间进行数据交换，采用环形结构进行传送，这时只沿一个方向进行。传输速率达到22.5MBit/s。另外，在奥迪、奔驰等顶级轿车中也有运用。

3.3 byteflight

byteflight 系统是为车辆的安全性开发的。byteflight技术主要应用于要求高数据传输率的安全气囊系统，传输时间非常短。该技术能满足在具有强干扰性的电磁环境下可以无故障传输。例如：ASE(高级安全电子设备)，安全系统ISIS (智能安全集成系统)。这两个安全系统主要负责控制安全气囊的激发，安全带的拉紧装置等。

宝马车辆上安装的byteflight，采用星形布置结构的光缆，传输速率高达10MBit/s。

3.4 LIN总线

LIN全称Local Interconnect Network（局域互联网）[2]，是一种串行总线，主要用于简单执行器和传感器的联网，可以用在某些对传输速率相对较低的系统，或作为子总线通过网关与CAN总线进行数据传输。一般采用单线制，传输速率相对较低，成本也较低，主要应用在精度误差不是很苛求的部件的控制上[3]，例如，电动车窗、风扇调节器、电动座椅调整、空气分配风门调整、雨刮器控制和后视镜控制等。目前，大部分汽车都有采用，如：宝马、大众。

4 总线系统在BMW E90车型上的应用

以BMWe90车型为例说明该车上的总线类型和特点及其应用方面（见表1）。

5 总结

汽车采用总线技术，不仅使布线更为简单，节约成本，更重要的是提高传输效率，提高工作效率，从而提高汽车的安全性能和舒适性能。总线系统在汽车上的运用将进一步促进汽车工业的发展。

[1]黎永键，赵祚喜.汽车CAN总线概述及其故障诊断检测[J].硅谷，2010，（2）：119-120.

[2]田亮，乔弘.LIN总线协议分析[J].中国仪器仪表，2004，（3）：5-6.

[3]邱翠榕.总线技术在汽车电气系统中的应用[J].北京汽车，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