汽車ECU
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-04
汽車ECU的視頻教程
汽車ECU的實例教程
隨著技術的進步，汽車的數字化程度越來越高。目前汽車電子信息產品已經平均占到汽車總成本的1/3，并且這個比率還在不斷提高，有專家認為，未來10年內，這個比率將達到40%。例如像寶來這樣的中檔轎車至少擁有十幾個汽車電子控制單元（ECU）。所謂ECU，實際上就是一部帶單片機的嵌入式系統，有自己的處理器、I/O設備和存儲器，能獨立控制汽車的某一系統，例如發動機管理系統EMS和ABS系統等。至于高檔轎車，往往擁有幾十個甚至上百個 ECU，這些ECU通過數字總線結構連接在一起，形成一個復雜的計算機局域網。
2 汽車ECU開發流程
汽車ECU開發流程見圖1。
2.1 汽車ECU開發的V循環方法
2.1.1 設計計算
發動機匹配項目設計計算的目的是根據汽車要求的性能確定發動機和變速器等部件的類型和參數。它分為以下3種方法。
（1）手工計算
主要是根據汽車驅動力與行使阻力的平衡圖來確定汽車在不同檔位情況下的最高車速、加速能力和爬坡能力，從而評價變速器的不同傳動比對汽車性能的影響，確定發動機和變速器的參數。這種方法計算繁瑣，結果不夠準確。
（2）仿真計算
在設計汽車和各部件模型的基礎上，輸入發動機和變速器等汽車部件和整車的性能參數，指定要求的行駛循環，最后計算出汽車的動力性、經濟性、排放性能和制動性能。它可以在計算機上顯示和打印各種分析報告和圖表結果，計算快速準確，能反映汽車系統中任何參數的變化對整車性能的影響。目前國內常見的車輛仿真商業軟件有奧地利李斯特內燃機及測試設備公司（AVLLIST GmbH）開發的汽車性能仿真分析軟件CRUISE。
（3）參數優化
將汽車的動力性、經濟性、排放性能和制動性能作為目標函數，將發動機功率、汽車重量和變速器的各檔傳動比等參數作為優化變量，在一定范圍內，尋求最優匹配組合，使汽車達到最佳性能價格比。
展開 例如，當汽車停在家中時，FOTA 更新可以通過 Wi-Fi 而不是蜂窩網絡執行。
行業必須制定執行更新程序的時間。例如，在完善的流程和安全措施下，ECU 在執行車輛功能時不會更新，并且只有在車輛停止移動且關閉點火鑰匙時才執行更新。
4.3經銷商所面臨的問題
隨著無線軟件更新（維護）所需的勞動力減少，經銷商逐漸失去了其主要收入來源。
此外，在初始階段，由于更新過程隨時發生，同時并非所有系統適用于 OTA 更新，所以經銷商會面臨混亂的局面。
4.4汽車原始設備制造上所面臨的難題
車輛制造商必須跟蹤每輛車的 ECU 和軟件版本，包括 ECU 之間的依賴關系。當特定 ECU 軟件更新時，必須同步更新列表。
制定正確的測試和驗證流程，從而保證車輛在軟件更新后正常運行。同時，在任何情況下，更新過程都不應影響目標 ECU重新刷新后其軟件的完整性和安全性。
構建后端基礎設施，從而通過無線方式將更新包發送到汽車端。在某些情況下，此基礎架構應連接到應用程序商店的交付系統中的客戶服務或計費系統。
結論
汽車行業正面臨著與八年前移動行業相同的經歷。隨著軟件維護需求的增大，更新汽車 ECU 已成為一項必須操作。當前軟件更新的模式成本高昂，對客戶不友好，而且不夠靈活，無法應對汽車行業正在發生的快速變化，因此，如今的汽車行業正尋找新的、更高效且更具成本效益的方法。
展開 完
文章來源：汽車電子與軟件
但是隨著汽車電子的迅速發展，ECU的定義也發生了巨大的變化，變成了electronic control unit即電子控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統，可以是轉向ECU，也可以是調速ECU，空調ECU等，而原來的發動機ECU有很多的公司稱之為EMS，engine
management system。隨著汽車電子自動化程度的越來越高，汽車零部件中也出現了越來越多的ECU參與其中，線路之間復雜程度也急劇增加。為了使電路簡單化，精細化，小型化，汽車電子中引進了CAN總線來解決這個問題。因為CAN總線能將車輛上多個ECU之間的信息傳遞形成一個局域網絡。有效的解決線路信息傳遞所帶來的復雜化問題。目前博世，德爾福，電裝，大陸等都是汽車ECU行業的領導者。
二、ECU的基本組成
簡單地說，ECU由微機和外圍電路組成。而微機就是在一塊芯片上集成了微處理器（CPU），存儲器和輸入／輸出接口的單元。ECU的主要部分是微機，而核心部件是CPU。輸入電路接受傳感器和其它裝置輸入的信號，對信號進行過濾處理和放大，然后轉換成一定伏特的輸入電平。從傳感器送到ECU輸入電路的信號既有模擬信號也有數字信號，輸入電路中的模／數轉換器可以將模擬信號轉換為數字信號，然后傳遞給微機。微機將上述已經預處理過的信號進行運算處理，并將處理數據送至輸出電路。輸出電路將數字信息的功率放大，有些還要還原為模擬信號，使其驅動被控的調節伺服元件工作。，例如繼電器和開關等。
展開 ECU及控制器的搭載位置
△ 常見ECU的構成（防水型）
ECU根據在車輛內搭載的位置不同，其實際采用的形態也各種各樣。ECU的結構設計需要與其搭載環境相對應。
汽車剛開始電子化時，由于電子元件承受熱、濕度、振動等惡劣環境的能力較弱，所以將ECU搭載于環境條件較好的車室內。之后，隨著包括電路板在內的電子元件的可靠性及安裝技術的提升，ECU開始逐步搭載于環境條件較惡劣的發動機艙內，有些甚至直接安裝在發動機上。從設計層面考慮，ECU的硬件必須能夠適于安裝在車輛的任何位置，也就是“自由搭載”的概念。
另外，ECU、傳感器及執行器之間需要使用線束進行電氣連接，如果這些相互連接的線束能夠盡可能縮短，將會帶來以下益處：
① 材料費用減少，線束成本降低。
② 銅的使用量減少，為車輛輕量化做出貢獻。
③ 可減小線束的電壓，減輕供電負荷。
④ 在指定信號頻率的條件下，不易受到線束阻抗導致的感應噪聲的影響，且不易產生噪聲。
因此，有的變速器ECU搭載于變速器附近或內置于變速器。而且，控制發動機的相關電子產品直接安裝于發動機上的情況逐漸增多。點火器直接搭載于火花塞孔上，可以盡量縮短高壓線束的長度，減少點火噪聲。相反，汽油直噴發動機中驅動噴油器的EDU（ElectricDriverUnit）不但電流大，而且工作速度受到線束阻抗的制約。因此，為了盡可能縮短線束長度，ECU的搭載位置要選擇在發動機艙內且接近發動機。
△ ECU的搭載位置及形態
△ 不同搭載位置的ECU示例
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標準明確規定了不同ASIL等級下必須采用的測試方法，包括：
?單元測試?：針對代碼最小單元的功能驗證，要求達到100%的MC/DC(修正條件/判定覆蓋)覆蓋率6
?靜態分析?：通過MISRA等編碼規則檢查代碼質量
?需求可追溯性?：確保每個測試用例都能追溯到具體需求
汽車ECU測試流程
傳統汽車ECU軟件測試遵循典型的V型開發流程1：
根據系統需求編寫軟件需求規格
隨著近年來汽車電子爆發，ECU數量，ECU的運算能力需求都呈現爆發式增長，在ADAS時代和即將到來的自動駕駛時代更加明顯，同時對運算帶寬的需求也開始爆發。
來源 | 汽車ECU開發
車身控制器，車身一個名氣不咋大，但管理的功能卻遍布全車，主要是用于增強汽車的安全、舒適和便利性，以及與車外連接。
車身控制器的功能主要包括燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡控制、PEPS、座椅控制等等，下圖是某主機廠車身控制器的拓撲圖，更直接的可以看出車身控制器功能的多樣性。
最近的工作需要經常和測試打交道，但我并非這個細分領域的行家，看著幾千條測試用例和五花八門的測試設備與工具，以及工程師展示的繁復曲線與圖表，著實有些眼花繚亂，沒太看懂，不由得陷入了深深的思索......
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系統與軟件測試的區別
在ECU開發測試中，通常會把二者區分開來，我們從以下幾個角度來看差異點
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文章來源：汽車ECU開發
電子控制單元
（ECU）是控制汽車某一特定功能的小型計算機。在ECU出現之前，機械系統利用點火時機、燃料、空氣和發動機旋轉來運作。而現在，所有的必要步驟都被編程至ECU內部的芯片中。
ECU是汽車的中心控制單元，它監控和控制汽車的各個系統。因此，在高溫試驗中對ECU的溫度進行測試很重要，以確保其在高溫環境下正常工作。同樣，各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器和速度傳感器等）在汽車的控制和監控中起著重要作用。因此，在高溫試驗中對各種傳感器的溫度進行測試也很重要，以確保它們在高溫環境下正常工作。
傳統的汽車電子電氣架構都是分布式的，汽車里的各個ECU都是通過CAN和LIN總線連接在一起
，現代汽車里的ECU總數已經迅速增加到了幾十個甚至上百個之多，整個系統復雜度越來越大，幾近上限。在今天軟件定義汽車和汽車智能化、網聯化的發展趨勢下，這種基于ECU的分布式EEA也日益暴露諸多問題和挑戰。
文章來源汽車ECU開發
汽車智能化與電氣化程度的提升，依賴于汽車傳感器、ECU（電子控制單元）數量的增加，90 年代一輛車的 ECU 數量大約為十幾個，而目前單車 ECU 數量已增至上百個?？刂茊卧臄盗康脑黾邮沟镁W線結構日益復雜，大大增加了車輛中的線束長度。
