（一）车载网络系统

随着车用电器越来越多，从发动机控制到传动系统控制，从行驶、制动、转向系统控制到安全保障系统及仪表报警系统控制，使汽车电气系统形成了一个复杂的系统，并且都集中在驾驶室控制，汽车新技术的发展应用与汽车线束急剧增加的矛盾越来越突出。为解决以上问题，车载网络（也称总线系统）应运而生，且使得汽车电控系统发生了巨大的变化。

1.汽车总线传输方式

传统汽车上采用的是并行数据传输方式，有几个信号就要有几条信号传输线。现代汽车采用传输总线后，只需要1根或2根传输线即可，如图8-1所示。所以总线传输也称为多路传输，即一个信息通道同时传输多路信号。

数据传输总线是指在一条数据线上传递的信号可被多个系统共享，从而最大限度地提高系统的整体效率，充分利用有限的资源。例如，电脑键盘有104个按键，可以发出一百多个不同的指令，但键盘与主机之问的数据连接线却只有7根，键盘正是依靠这7根数据线上不同的数字电压信号组合（编码信号）来传递按键信息的。同样，将这种方式应用在汽车电气系统上，就大大简化了汽车电路。在一条总线上，使用不同的编码信号来表示不同的开关动作，信号解码后，根据指令接通或断开对应的用电设备。这样，就能将过去一线一用的专线制改为一线多用制，从而大大减少汽车上电线的数目，缩小线束的直径，同时加速汽车智能化的发展。

图8-1　传输总线的信息传输方式

2.车载网络的类型

目前，常见的车载网络类型如表8-1所示。现代汽车中，车身和舒适性控制模块作为一种典型应用，都连接到CAN总线上，并借助于lIN总线进行外围设备控制。而汽车高速控制系统，通常会与高速CAN总线连接在一起。远程信息处理和多媒体连接需要高速互连，视频传输又需要同步数据流格式，这些都可由DDB（Domestic Digital Bus）或M0s T（MediaOriented system Transport）协议来实现。无线通信则通过Bluetooth技术加以实现。

表8-1　主要车载网络基本情况

至今仍没有一个通信网络可以完全满足未来汽车对成本和性能的所有要求。因此，汽车制造商和OEM（Original Equipment Manufacture）商仍将继续采用多种协议（包括LIN、CAN和MOST等），以实现未来汽车上的联网信息传递。

3.CAN总线

CAN总线技术，全称为控制器局域网总线技术（Controller Area Network）。CAN总线采用了双绞线结构，如图8-2所示，这样既可以防止电磁干扰对传输信息的影响，也可以防止本身对外界的干扰，具有良好的电磁兼容性，如图8-3所示。系统中采用高、低电平两根数据线，从而控制器输出的信号可同时向两根通信线发送，高低电平互为镜像。

图8-2　CAN双绞线

图8-3　CAN总线具有良好的电磁兼容性

目前，汽车上的CAN总线连接方式主要有两种，一种是用于驱动系统的高速CAN总线，速率可达到500kb/s，另一种是用于车身系统的低速CAN总线，速率为100kh/s。对于中高级轿车及一些娱乐系统或智能通信系统的总线，它们的传输速率更高，可超过1Mb/s。

高速CAN总线主要连接发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表等与汽车行驶直接相关的系统。这些系统由于信息传递量较大而且对于信息传递的速度有很高的要求，需要高速CAN总线来满足其信息传递的需要。在隐性状态，CAN－High和CAN－Low这两条导线上作用有相同的预先设定值，这个值大约为2.5V。在显性状态时，CAN－High升高到3.6V，CAN－Low降低到1.4V，如图8-4所示。

图8-4　高速CAN总线上的信号电压变化

车身系统的低速CAN总线，主要连接中控锁、电动门窗、后视镜、车内照明灯等对数据传输速率要求不高的车身舒适系统上。在隐性状态时，CAN－High信号为OV；在显性状态时，CAN－High信号4V。对于CAN－Low信号来说，隐性电平为5V，显性电平小于等于1V，如图8-5所示。(www.daowen.com)

图8-5　低速CAN总线上的信号电压变化

4.LIN总线

LIN是LocalInterconnect Net Work的缩写。Iocal Interconnect（局域互联）表示所有的控制单元都装在一个有限的空间内（如车顶），所以它也被称为“局域子系统”。LIN总线的特点有：低成本、串行通信、主从结构、单线12V等，主要用于智能传感器和执行器的串行通信。

LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，比如智能传感器和制动装置之间的通信，使用LIN总线可大大节省成本。

典型的Ll N总线应用是汽车中的联合装配单元，如门、转向盘、座椅、空调照明灯、湿度传感器、交流发电机等。对于这些成本比较敏感的单元，LIN广泛地使用了一些机械元件，如智能传感器制动器或光敏器件。这些元件可以很容易地连接到汽车网络中，且维护方便。

LIN总线的电平信号规定如下：

（1）隐性电平。如果无信息发送到LIN数据总线上，或者发送到LIN数据总线上的是一个隐性信号，那么数据总线导线上的电压就是蓄电池电压。

（2）显性电平。为了将显性信号传到LIN数据总线上，发送控制单元内的收发报机将数据总线导线搭铁，如图8-6所示。

图8-6　LIN总线上的信号电平

5.MOST总线

光纤数据总线系统被称为MOST总线（Media Oriented System Transport）。MOST是一种用于多媒体数据传送的网络系统，提供信息及娱乐多媒体服务，传输速率可达到21.2 Mb/s。近几年该技术迅速普及，实现实时传输声音、视频，以满足高端汽车娱乐装置的需求，可以用在车载摄像头等行车系统。M0ST总线采用光纤网络，不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响。

MOST总线采用环形网络结构，如图8-7所示，各控制单元之间通过一个环形数据总线连接，该总线只向一个方向传输数据，这意味着一个控制单元总是拥有2根光纤，一根用于发射机，另一根用于接收机。

图8-7　M0ST总线的环形网络结构

丰田卡罗拉混合动力汽车总线，如图8-8所示。该总线系统由V总线、总线1、总线2、总线3组成，不同总线之问通过中央网关（Gateway）进行信息交换，通过网关还能够从V总线上读取其余总线上的故障信息。

图8-8　混合动力汽车总线概览

1－中央网关ECU　2－DLC3数据链路连接器（V总线）　3－导航（总线3）　4－后视镜总成（总线2）　5－智能钥匙ECU（总线2）　6－动力转向ECU（总线2）　7－间隙警告ECU（总线2）　8－车身ECU（总线2）　9－安全气囊ECU（总线2）　10－空调总成（总线2）　11－转向传感器（总线2）　12－组合仪表（总线2）　13－防滑控制ECU（总线1和总线2）　14－胎压警告ECU（总线2）　15－混合动力车辆控制ECU（总线1和总线2）　16－发动机控制ECU（总线1和总线2）　17－逆变器总成（总线1）

所谓CAN主总线是指两个终端电阻之间的线束，这是CAN通信系统的主干线路。所谓CAN支线是指从主总线分支到ECU或者传感器的线束。两个终端电阻均为120Ω，并联在主总线两端，这些电阻可精确判定CAN总线之间的电压差变化，为CAN正常通信提供保障。

与混合动力相关的控制器，包括混合动力车辆控制模块和逆变器总成等。其中，混合动力车辆控制模块通过CAN支线同时连接在总线1和总线2上，负责统一管理和分配全车动力。逆变器总成通过CAN支线连接在总线1上，负责控制直流电向交流电的逆变过程。