宝马新7系G11/G12底盘车型的车载网络和供电解读

BMWCHE/2015-12-29/ 分类：技术解析/阅读：

采用 OABR 以太网时与上述标准以太网不同，使用一个线对来传输数据。即采用双线 OABR 以太网时，两个单对电缆中的任何一个都会同时进行发送和接收模式。 ...

一、总线系统

1、总线概览

总线概览见下图。

ACC 主动定速巡航控制系统

ACSM 碰撞和安全模块

AHM 挂车模块

AMPT 顶级高保真音响放大器

ASD 仿真声效设计

BDC 车身域控制器

CON 控制器

DDE 数字式柴油机电子系统

DME 数字式发动机电子系统

DME2 数字式发动机电子系统 2

DSC 动态稳定控制系统

EARSH 后部电动主动式侧倾稳定装置

EARSV 前部电动主动式侧倾稳定装置

EGS 变速箱电子控制系统

EPS 电子助力转向系统（电动机械式助力转向系统）

FBD 远程操作服务

FLA 远光灯辅助系统

FLER 右侧前部车灯电子装置

FLEL 左侧前部车灯电子装置

FZD 车顶功能中心

GWS 选档开关

HEADUNIT Headunit

HKA 后座区自动空调

HKFM 行李箱盖功能模块

HSR 后桥侧偏角控制系统

IHKA 自动恒温空调

KAFAS 基于摄像机的驾驶员辅助系统

KOMBI 组合仪表

LEM 灯光效果管理系统

NFC 近距离通信系统

NVE 夜视系统电子装置

PCU 电源控制单元

PMA 驻车操作辅助系统

RFK 倒车摄像机

RSE 后座区娱乐系统

RSL 左侧雷达传感器（避让辅助系统）

RSR 右侧雷达传感器（避让辅助系统）

SAS 选装配置系统

SCR 选择性催化剂还原

SMBF 前乘客座椅模块

SMBFH 前乘客侧后部座椅模块

SMFA 驾驶员座椅模块

SMFAH 驾驶员侧后部座椅模块

SPNMHL 左后座椅气动模块

SPNMHR 右后座椅气动模块

SPNMVL 左前座椅气动模块

SPNMVR 右前座椅气动模块

SWW 车道变更警告系统（主控单元）

SWW2 车道变更警告系统（副控单元）

TCB 远程通信系统盒

TRSVC 顶部后方侧视摄像机

VDP 垂直动态管理平台

VM 视频模块

VTG 分动器

WCA 无线充电盒

ZGM 中央网关模块

1 用于 FlexRay 总线系统启动和同步的启动节点控制单元

2 有唤醒权限的控制单元

3 还与总线端 15WUP 连接的控制单元

2、主总线系统

(1)K-CAN

G11/G12 使用以下 K-CAN：

• K-CAN2

• K-CAN3

• K-CAN4

• K-CAN5。

BMW 诊断系统 ISTA 不在总线概览内显示 K-CAN5 上的控制单元。通过车身域控制器进行诊断。

所有 K-CAN 总线的数据传输率均为 500 kBit/s。

(2)PT-CAN

G11/G12 使用以下 PT-CAN：

• PT-CAN

• PT-CAN2。

用于 PT-CAN2 的网关位于数字式发动机电子系统 DME 内。

两个 PT-CAN 的数据传输率均为 500 kBit/s。

(3)FlexRay

FlexRay 见下图。

1 动态稳定控制系统 DSC

2 数字式发动机电子系统 DME/数字式柴油机电子系统 DDE（仅限四缸/六缸发动机）

3 数字式发动机电子系统 DME2（仅限八缸/十二缸发动机）

4 分动器 VTG

5 电子助力转向系统（电动机械式助力转向系统）EPS

6 前部电动主动式侧倾稳定装置 EARSV

7 数字式发动机电子系统 DME1（仅限八缸/十二缸发动机）

8 车身域控制器 BDC

9 垂直动态管理平台 VDP

10 后部电动主动式侧倾稳定装置 EARSH

11 后桥侧偏角控制系统 HSR

12 碰撞和安全模块 ACSM

13 选装配置系统 SAS

FlexRay 概览包含所有发动机型号和选装配置。四缸/六缸发动机与 DME/DDE（序号 2）相匹配。八缸/十二缸发动机与 DME1（序号 7）和 DME1（序号 3）相匹配。终端电阻位于控制单元和车身域控制器内。

FlexRay 的数据传输率为 10 MBit/s。

(4)以太网

带有五根或四根导线的以太网

在 F01 上已开始使用带有五根导线（四根数据导线和一根用于启用接口的导线）的以太网来进行车辆编程和导航系统数据更新。在 F01 上使用另一个带有四根数据导线（用于向 RSE 传输导航数据）的型号实现从 Headunit 至后座区娱乐系统 RSE 的以太网连接。

两个以太网型号均与 PC 网络的标准以太网型号 100BASE-TX 相似。在 G11/G12 上仍使用带有五根导线的型号实现从 OBD2 接口至车身域控制器的以太网连接。

带有两根导线的以太网

在 G11/G12 上使用带有两根导线的以太网进行车内通信。

无保护层单对双绞线是一种以太网形式，由 OPEN Alliance BroadR-Reach 研发。它是两根单线、相互缠绕且无保护层的数据传输导线。BMW 将这种针对汽车领域进行调整的特殊以太网称为 OABR 以太网。

OABR 以太网连接的数据传输率最高可达 2 x100 Mbit/s。

硬件优势

其中一项主要使用方式是传输车辆摄像机数据（F15）。以太网的优势在于，车辆摄像机（基于 IP）并非仅与一个控制单元相连，而是多个控制单元均可访问车辆摄像机的数据流。因此网络非常稳定，而且可以针对将来进行良好配置。

另一项重要优势是可以快速进行控制单元编程（快速擦写编程）。通过以太网可以显著缩短快速擦写编程时间。CAN 总线仅以每条信息最长 8 字节进行数据传输，而以太网信息长度超过 1500 字节。因此提高了有用数据率：在更短时间内可传输明显更丰富的信息包。

OABR 以太网连接仅使用两根导线（而非之前以太网的四根或五根导线），这样可进一步减轻重量并降低成本。

数据传输

采用标准以太网 100BASE-TX 时，发送和接收时分别使用一个线对来传输数据。

采用 OABR 以太网时与上述标准以太网不同，使用一个线对来传输数据。即采用双线 OABR 以太网时，两个单对电缆中的任何一个都会同时进行发送和接收模式。在此两根导线以差分方式传输一个总信号。由于采用差分传输方式，一根导线断路时，信号无法再通过第二根导线返回。因此无法再进行对称传输，数据总线通信会停止。

进行传输时，两根导线分别以 100 MBit/s 同时进行双向信息传输。因此综合起来，最大数据传输速度为200 MBit/s。之后在收发器内将所发送信息从总线信号中去除。由此得到相对侧收发器的信息。下面通过 OABR 以太网收发器的工作原理图展示如何进行数据交换：

OABR 以太网内收发器的工作原理图见下图。

1 收发器 1 的信息

2A，2B，2C OABR 以太网上的信息

3 去除的收发器 2 信息

4 收发器 2 的信息

5 去除的收发器 1 信息

分层模式

信息传输遵守传统以太网 100BaseTX 定义的规定。负责发送和接收的装置必须依据上述规定进行工作，从而就如何处理数据达成一致。

以太网使用开放系统互连模型，简称 OSI 模型。

共由七层构成：

• 第一层：100MBit/s 物理层

• 第二层：数据链路层（设备驱动程序，硬件）

• 第三层：网络层（数据包传送，路由）

• 第四层：传输层（数据包保护，加密）

• 第五至七层：应用层（用户使用和流程）。

针对双线以太网 OABR 增加了以下附加模块：

• 车辆网络管理

• 服务发现协议（针对不同步启动和停止功能）。

因此用于双线 OABR 以太网的 OSI 模型表现如下：

OSI 模型见下图。

1 应用层（用户使用和流程）

2 传输层（数据包保护，加密）

3 网络层 = 网络（数据包传送，路由）

4 数据链路层 = 建立连接，接口（设备驱动程序，硬件）

5 以 2x100 MBit/s 进行数据传输的物理层

6 针对 OABR 以太网定义的附加模块

在 G11/G12 上使用双线 OABR 以太网

在 G11/G12 上通过双线 OABR 以太网使以下控制单元与车载网络连接：

• 主动定速巡航控制系统 ACC

• 基于摄像机的驾驶员辅助系统 KAFAS

• 顶部后方侧视摄像机 TRSVC。

在 G11/G12 上还通过双线 OABR 以太网连接以下控制单元：

• HEADUNIT

• 后座区娱乐系统 RSE

• 选装配置系统 SAS

• 远程通信系统盒

• 顶部后方侧视摄像机 TRSVC。

(5)D-CAN

PT-CAN 的数据传输率为 500 kBit/s。

3、子总线系统

(1)LIN 总线

为了获得更好的概览效果，在此分多张系统电路图来展示 G11/G12 的 LIN 总线。

车门区域 LIN 总线概览

LIN 总线见下图。

1 车身域控制器 BDC

2 前乘客侧车外后视镜

3 前乘客侧前部记忆开关

4 前乘客侧前部电动车窗升降器电子装置

5 前乘客侧后部记忆开关

6 遮阳卷帘开关

7 前乘客侧后部车窗升降器电子装置

8 非接触式行李箱盖开启功能

9 驾驶员侧后部车窗升降器电子装置

10 遮阳卷帘开关

11 驾驶员侧后部记忆开关

12 驾驶员侧前部车窗升降器电子装置

13 驾驶员侧前部记忆开关

14 驾驶员车门开关组件

15 驾驶员侧车外后视镜

发动机电气系统和供电系统 LIN 总线概览

LIN 总线见下图。

1 风门控制装置

2 电子扇

3 车身域控制器 BDC

4 500W 电源控制单元 PCU

5 右后配电盒

6 150W 电源控制单元 PCU 1

7 智能型蓄电池传感器 IBS

8 发电机

9 数字式发动机电子系统 DME/数字式柴油机电子系统 DDE

150 W 电源控制单元 PCU 安装在配备 24 V 转向系统的车辆上。

车顶功能中心 LIN 总线概览

LIN 总线见下图。

1 晴雨/光照/水雾传感器

2 车内后视镜

3 车顶功能中心 FZD

4 车身域控制器 BDC

5 天窗内衬电机

6 后部车内照明装置

7 带有倾斜报警传感器的报警器 SINE

转向柱开关中心和操作单元 LIN 总线概览

LIN 总线见下图。

1 刮水器电机

2 车身域控制器 BDC

3 中控台操作单元

4 音响系统操作单元

5 危险报警灯开关/智能型安全按钮

6 触摸识别装置 HOD（放手检测）

7 方向盘电子装置

8 右侧多功能方向盘按钮

9 车灯操作单元

10 转向柱开关中心 SZL

11 电动转向柱调节装置

自动恒温空调 LIN 总线概览

LIN 总线见下图。

1 驻车暖风

2 芳香器

3 离子灭菌器

4 鼓风机电机

5 车身域控制器 BDC

6 后部空调系统鼓风机电机

7 左侧混合空气风门步进电机

8 左侧空气分布风门步进电机

9 右侧空气分布风门步进电机

10 右侧混合空气风门步进电机

11 后座区自动空调 HKA

12 后部空调系统操作单元

13 后座区操作单元

14 间接通风步进电机

15 后座区右侧混合风门步进电机

16 后座区左侧混合风门步进电机

17 右侧混合风门步进电机

18 左侧混合风门步进电机

19 后座区右侧空气分布步进电机

20 后座区左侧空气分布步进电机

21 右侧脚部空间步进电机

22 左侧脚部空间步进电机

23 右侧分层步进电机

24 左侧分层步进电机

25 右侧通风步进电机

26 左侧通风步进电机

27 除霜步进电机

28 循环空气步进电机

29 新鲜空气步进电机

30 电气辅助加热器

31 空调系统操作单元

32 中间格栅内的触摸式操作单元

33 自动恒温空调 IHKA

(2)局域 CAN

在 G11/G12 上根据相应配置使用以下局域 CAN 总线：

• 从变速箱电子控制系统 EGS 至选档开关 GWS 的局域 CAN

• 从基于摄像机的驾驶员辅助系统 KAFAS 至驻车操作辅助系统 PMA 的局域 CAN

• 从选装配置系统 SAS 至右侧雷达传感器 RSR 的局域 CAN

• 从选装配置系统 SAS 至左侧雷达传感器 RSL 和车道变更警告系统（副控单元）SWW2 的局域 CAN

• 从车道变更警告系统（主控单元）SWW 至右侧雷达传感器 RSR、至左侧雷达传感器 RSL 和

车道变更警告系统（副控单元）SWW2 的局域 CAN

BMW 诊断系统 ISTA 不在总线概览内显示局域 CAN 上的控制单元。通过相应主控控制单元进行诊断。

局域 CAN 总线的数据传输率均为 500 kBit/s。

(3)USB

在 G11/G12 上根据车辆配置使用以下 USB 接口：

• 中控台内的 USB 接口（标配）

• 中间扶手内的 USB 接口

• 底板内的 USB 接口

• 后座区娱乐系统内的 USB 接口。

4、OBD2 诊断访问接口

使用 OBD2 接口可通过 D-CAN 进行车辆诊断。用于车辆编程的以太网访问接口同样位于 OBD2 接口内。

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