汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的案例
Z14發(fā)動機電控系統(tǒng)概述
第13講 Z14發(fā)動機電控系統(tǒng)概述
Z14發(fā)動機電控系統(tǒng)采用ECM型號為CM2670，安裝在發(fā)動機進氣側(cè)缸體左側(cè)，包含兩個96針電器插頭，其中一個為與整車連接的OEM插頭，另一個為與發(fā)動機本體傳感器和執(zhí)行器連接的插頭，如下圖所示。ECM包含后處理控制功能，不用再配置單獨的后處理控制器。根據(jù)匹配車型不同有VECU+ECM架構(gòu)（即部分駕駛室控制信號由VECU采集后通過CAN總線通訊傳輸交互），也有單獨ECM架構(gòu)（即駕駛室控制信號直接通過硬線傳輸給ECM）。
一、ECM供電
由三組線路組成，分別是
不間斷電源，即常火線（蓄電池直接向ECM供電，中間沒有開關(guān)），即T30。
經(jīng)過鑰匙開關(guān)的開關(guān)電源（由鑰匙開關(guān)控制），即T15受控火。
ECM到電池負(fù)極的接地線，即T31。
在連接或斷開蓄電池電源線時，必須先斷開鑰匙開關(guān)。避免因帶電拆卸導(dǎo)致電路中電感元件產(chǎn)生瞬間高電壓擊穿電子元件。
鑰匙開關(guān)關(guān)閉后，整車電源必須至少保持10分鐘后再斷電，用于尿素噴射閥冷卻。
二、ECM數(shù)據(jù)通信線路
CM2670 ECM包含4路SAE J1939 數(shù)據(jù)通信鏈路
J1939數(shù)據(jù)通信1、2在線束上配有2個120Ω的終端電阻
J1939數(shù)據(jù)通信3、4在線束上僅配有1個120Ω電阻，另一個電阻在ECM內(nèi)部
2路公共數(shù)據(jù)通信，連接到ECM J2 OEM接頭，用于整車交互和駕駛室診斷接口。
2路專用數(shù)據(jù)通信，連接到ECMJ1發(fā)動機接頭，都可用于發(fā)動機端診斷接口；J1939數(shù)據(jù)通信2用于發(fā)動機和后處理智能部件與ECM之間的通信。
展開 發(fā)動機電控系統(tǒng)電路圖的識讀方法
發(fā)動機電控系統(tǒng)電路錯綜復(fù)雜，但是有規(guī)律可循。識讀電路圖前首先要了解各品牌車型電路的特點，了解電路結(jié)構(gòu)和組成。通常發(fā)動機電控系統(tǒng)按功能來分可分為燃油噴射系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放系統(tǒng)等幾個子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)又都受發(fā)動機電控單元的控制。各子系統(tǒng)里的電路又可根據(jù)元器件的功能不同分為電源電路、信號輸入電路和執(zhí)行器電路三部分。
對于電源電路，看電源的來龍去脈非常關(guān)鍵。查看電源就是要看清楚蓄電池的電源都供給了哪些元件，汽車電控系統(tǒng)的電源是常電源還是條件電源。對于信號輸入（主要是傳感器）電路，經(jīng)常共用電源線、接地線，但絕不會共用信號線。對于執(zhí)行器電路，存在共用電源線、接地線和控制線的情況，但控制信號一般都是從電控單元輸出。
下面以上海大眾新朗逸1.6L CPJA發(fā)動機控制系統(tǒng)電路圖為例進行講解。該發(fā)動機電控系統(tǒng)采用博世Motronic ME7.5.20，發(fā)動機控制系統(tǒng)原理框圖如下圖所示。
因內(nèi)容太多，本期主要為您講解傳感器與開關(guān)電路的識讀。
1.節(jié)氣門位置傳感器電路的識讀
在駕駛員操縱加速踏板時，加速踏板位置傳感器采集電壓信號輸入發(fā)動機控制單元。發(fā)動機控制單元再獲取其他工況信息以及各種傳感器信號，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、擋位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等，由此計算出整車所需求的全部轉(zhuǎn)矩，通過對節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進行補償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到驅(qū)動電路模塊，節(jié)氣門驅(qū)動裝置G186（即節(jié)氣門驅(qū)動電動機）使節(jié)氣門達(dá)到最佳的開度位置。
展開 發(fā)動機電控系統(tǒng)概述（45頁PPT）
發(fā)動機電控系統(tǒng)概述（45頁PPT）
【討論】如何系統(tǒng)的學(xué)習(xí)汽車電控系統(tǒng)?
各位大神，如何系統(tǒng)的學(xué)習(xí)汽車的電控系統(tǒng)，有沒有推薦得書單或者教程，感激感激
聊一下汽車電傳電控系統(tǒng)中的安全死穴：實時系統(tǒng)和分時系統(tǒng)
高速行駛的汽車，對所有輸入/輸出反應(yīng)都有強制的時間需要，滿足不了這一個時間規(guī)定，你踩剎車了，他系統(tǒng)死機了和分時系統(tǒng)一樣卡主了鼠標(biāo)在轉(zhuǎn)圈這樣的情況出現(xiàn)了，等系統(tǒng)反應(yīng)過來，汽車恐怕已經(jīng)在幾百米開外了。
汽車A類安全系統(tǒng)，在設(shè)計之初就有強制要求，必須滿足規(guī)定的時間相應(yīng)限制要求，不能滿足相應(yīng)時間，就無法保證安全和可靠。
四、車輛核心系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)
傳統(tǒng)汽車通常都是多個系統(tǒng)通過總線進行連接通訊，組成的一個分布式系統(tǒng)，例如ABS系統(tǒng)負(fù)責(zé)剎車和ESP等相關(guān)功能；空氣懸掛電腦只是負(fù)責(zé)底盤懸架穩(wěn)定性主要功能，并通過數(shù)據(jù)交換和動力總線上的控制單元分享信息，也接收指令，進而實現(xiàn)行車穩(wěn)定性和舒適性控制；發(fā)動機控制單元負(fù)責(zé)發(fā)動機運行；部分?jǐn)?shù)據(jù)共享給動力總線其他用戶，用于驅(qū)動防滑，驅(qū)動扭矩控制，變速器匹配等動力控制；變速器負(fù)責(zé)驅(qū)動車輛行駛，通過總線和發(fā)動機系統(tǒng)協(xié)同工作......
每一個控制單元都有一個自己的系統(tǒng)，他們各司其職，只是通過網(wǎng)關(guān)和總線系統(tǒng)相互交換數(shù)據(jù)，進行協(xié)同工作，這種就是分布式系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)具有自愈功能，什么意思呢？就是識別到總線系統(tǒng)其他控制單元提供的錯誤的數(shù)據(jù)給自己后，自己可以進行判斷，不再采納錯誤的第三方信息，直接通過信息控制輸出報警，然后用自己內(nèi)部邏輯程序控制系統(tǒng)進入應(yīng)急工作模式，保證了基本功能的可靠穩(wěn)定運行。
新能源車出來之后，有了另外的一種玩法，叫核心系統(tǒng)，這個系統(tǒng)管理車輛的所有控制系統(tǒng)，也就是說，車上系統(tǒng)有一個大腦，是領(lǐng)導(dǎo)核心，其他系統(tǒng)都要聽他分配，這種設(shè)計是希望通過一臺擁有強大算力的核心運算操作系統(tǒng)來支持整車所有系統(tǒng)工作，提升整車以往分布式系統(tǒng)的高成本的研發(fā)制造性價比，同時也簡化其他系統(tǒng)開發(fā)制造成本。
展開 【討論】新能源汽車三電系統(tǒng)，有人關(guān)注過電控系統(tǒng)嗎？
很多人也都知道，純電動車的核心系統(tǒng)叫三電系統(tǒng)。但你又是否知道，除了電池電機之外，還有一個非常重要，卻幾乎無人提起的核心系統(tǒng)，三電系統(tǒng)之一的，電控系統(tǒng)？
汽車電控系統(tǒng)bootloader知識介紹
圖1-2 Bootloader擴展流程
2.2 ECU的Bootloader
ECU是MCU的一種，專門用在汽車上。ECU經(jīng)常會用在汽車零部件中，零部件密封性等要求都比較苛刻，并且裝車，如果想取下零部件可能需要將車拆解才可以做到，這種行為是不被允許的，成本極高，操作復(fù)雜，因此大多主機廠（廠商）要求ECU具有升級功能，并且通過多年的積淀制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UDS。
UDS簡介：
UDS（Unified Diagnostic Services，統(tǒng)一診斷服務(wù)）診斷協(xié)議是用于汽車行業(yè)診斷通信的需求規(guī)范，由ISO 14229系列標(biāo)準(zhǔn)定義。應(yīng)用于OSI七層模型的應(yīng)用層（第7層），它只規(guī)定了與診斷相關(guān)的服務(wù)需求，并未涉及通信機制，所以，它可以在不同的汽車總線（例如CAN, LIN, Flexray, Ethernet 和 K-line）上實現(xiàn)。
ISO 14229-1 定義了診斷服務(wù)，只有應(yīng)用層，不涉及網(wǎng)絡(luò)及實現(xiàn)。
ISO 14229-3定義了UDS在CAN總線上的實現(xiàn)。
診斷通信用于建立診斷儀與ECU之間的通信連接，并負(fù)責(zé)將ECU中的診斷結(jié)果輸送到診斷儀中。
UDS的作用非常廣泛，幾乎跟隨ECU軟件開發(fā)的全過程。
ECU開發(fā)過程要用到它來構(gòu)建bootloader，上傳和下載數(shù)據(jù)，即軟件刷寫，控制器Reset；
測試時要用它來讀寫存儲，控制外設(shè)；
產(chǎn)線上，要用它來校準(zhǔn)機械件，控制例程，進行下線執(zhí)行器測試，刷新軟件，配置防盜，讀取號碼，下線配置等。
在行駛過程中，要用它來監(jiān)測各種故障，并記下故障碼；
4S店里，技師需要讀取當(dāng)前故障、歷史故障，讀取故障發(fā)生時刻環(huán)境信息狀態(tài)，清除故障，判斷故障發(fā)生點，還可以用來升級ECU程序。
展開 電動汽車電控系統(tǒng)參數(shù)匹配及優(yōu)化深度解析
導(dǎo)讀： 為了提高純電動汽車的動力性設(shè)計指標(biāo)，研究了純電動汽車電控參數(shù)在設(shè)計過程中，電機系統(tǒng)和電池系統(tǒng)參數(shù)匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數(shù)進行仿真優(yōu)化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統(tǒng)集成達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設(shè)計初期的動力參數(shù)選型匹配提供了基本數(shù)據(jù)。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴(yán)重、全球石油資源供應(yīng)緊張及環(huán)保意識的增強，傳統(tǒng)的燃油汽車面臨著巨大的挑戰(zhàn)，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現(xiàn)電動汽車替代傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關(guān)鍵因素在于如何實現(xiàn)電池質(zhì)量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優(yōu)化電驅(qū)動控制策略。通過選擇動力系統(tǒng)參數(shù)，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現(xiàn)階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數(shù)及整車控制器參數(shù)的基本原則，為純電動汽車初期設(shè)計動力匹配提供了理論依據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對新產(chǎn)品的開發(fā)提供了指導(dǎo)作用，大大縮短了開發(fā)周期。
純電動汽車整車動力系統(tǒng)設(shè)計流程和需求
純電動汽車動力系統(tǒng)由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統(tǒng)及動力電池等構(gòu)成，整車動力系統(tǒng)的基本架構(gòu)，如圖1所示。純電動汽車動力系統(tǒng)開發(fā)過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環(huán)節(jié)的功能需求，按照開發(fā)流程進行新產(chǎn)品的動力系統(tǒng)開發(fā)，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數(shù)匹配展開研究。
展開 純電動汽車電控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
純電動汽車電控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
純電動汽車電控系統(tǒng)參數(shù)匹配
導(dǎo)讀：
為了提高純電動汽車的動力性設(shè)計指標(biāo)，研究了純電動汽車電控參數(shù)在設(shè)計過程中，電機系統(tǒng)和電池系統(tǒng)參數(shù)匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數(shù)進行仿真優(yōu)化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統(tǒng)集成達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設(shè)計初期的動力參數(shù)選型匹配提供了基本數(shù)據(jù)。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴(yán)重、全球石油資源供應(yīng)緊張及環(huán)保意識的增強，傳統(tǒng)的燃油汽車面臨著巨大的挑戰(zhàn)，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現(xiàn)電動汽車替代傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關(guān)鍵因素在于如何實現(xiàn)電池質(zhì)量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優(yōu)化電驅(qū)動控制策略。通過選擇動力系統(tǒng)參數(shù)，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現(xiàn)階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數(shù)及整車控制器參數(shù)的基本原則，為純電動汽車初期設(shè)計動力匹配提供了理論依據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對新產(chǎn)品的開發(fā)提供了指導(dǎo)作用，大大縮短了開發(fā)周期。
1 純電動汽車整車動力系統(tǒng)設(shè)計流程和需求
純電動汽車動力系統(tǒng)由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統(tǒng)及動力電池等構(gòu)成，整車動力系統(tǒng)的基本架構(gòu)，如圖1所示。純電動汽車動力系統(tǒng)開發(fā)過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環(huán)節(jié)的功能需求，按照開發(fā)流程進行新產(chǎn)品的動力系統(tǒng)開發(fā)，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數(shù)匹配展開研究。
展開 汽車底盤電控系統(tǒng)概述講解
汽車底盤電控系統(tǒng)概述講解
新能源汽車電控系統(tǒng)及散熱技術(shù)簡述（下）
引 言
新能源汽車電控系統(tǒng)中主要的發(fā)熱設(shè)備為逆變器，其作用是把電池的直流電逆變成可驅(qū)動電機的交流電。在這個過程中，逆變器中的IBGT將會產(chǎn)生大量熱量。為解決這些設(shè)備的散熱問題，本文將介紹逆變器工作原理及先進液冷散熱技術(shù)。
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一、逆變器工作原理及散熱問題簡介
在新能源汽車的電控系統(tǒng)中，逆變器作為連接高壓電池和電機動力之間相互轉(zhuǎn)化的裝置，對電動汽車的正常行駛起到很重要的作用，逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電(一般為220V,50Hz正弦波)的轉(zhuǎn)換器，保證新能源汽車的電能轉(zhuǎn)換。
圖1 汽車逆變器
圖2 逆變器基本電路構(gòu)成示意圖
純電動汽車上的逆變器位于電機控制器（MCU內(nèi)），除了逆變器外，還有控制器一起組合在MCU內(nèi)，MCU是整個動力系統(tǒng)的控制中心。
展開 新能源汽車電控系統(tǒng)及散熱技術(shù)簡述（上）
如果說電機和電池技術(shù)決定了一臺電動車的硬件價值，那電控則直接決定了車輛的軟件處理能力，并且也將幫助電機和電池發(fā)揮出最大的硬件潛能。
圖4新能源汽車的電控系統(tǒng)模塊
2.1 新能源汽車電控系統(tǒng)定義
新能源汽車電控系統(tǒng)是控制汽車驅(qū)動電機的裝置。在新能源汽車中，由于電力電子技術(shù)的應(yīng)用，其電氣系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化，從傳統(tǒng)汽車低功率低壓的輔助電氣裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉?em>汽車的節(jié)能環(huán)保、高效低噪的電氣傳動裝置，已成為傳統(tǒng)汽車發(fā)動機與變速箱的替代，并直接決定了純電動汽車爬坡、加速與最高速度等主要性能指標(biāo)。
電控系統(tǒng)作為新能源汽車中連接電池與驅(qū)動電機的電能轉(zhuǎn)換單元，是電機驅(qū)動及控制的核心。
展開 新能源汽車電控系統(tǒng)及散熱技術(shù)簡述（上）
如果說電機和電池技術(shù)決定了一臺電動車的硬件價值，那電控則直接決定了車輛的軟件處理能力，并且也將幫助電機和電池發(fā)揮出最大的硬件潛能。
圖4新能源汽車的電控系統(tǒng)模塊
2.1 新能源汽車電控系統(tǒng)定義
新能源汽車電控系統(tǒng)是控制汽車驅(qū)動電機的裝置。在新能源汽車中，由于電力電子技術(shù)的應(yīng)用，其電氣系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化，從傳統(tǒng)汽車低功率低壓的輔助電氣裝置轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉?em>汽車的節(jié)能環(huán)保、高效低噪的電氣傳動裝置，已成為傳統(tǒng)汽車發(fā)動機與變速箱的替代，并直接決定了純電動汽車爬坡、加速與最高速度等主要性能指標(biāo)。
電控系統(tǒng)作為新能源汽車中連接電池與驅(qū)動電機的電能轉(zhuǎn)換單元，是電機驅(qū)動及控制的核心。
展開 新能源汽車電控系統(tǒng)及散熱技術(shù)簡述（下）
引 言
新能源汽車電控系統(tǒng)中主要的發(fā)熱設(shè)備為逆變器，其作用是把電池的直流電逆變成可驅(qū)動電機的交流電。在這個過程中，逆變器中的IBGT將會產(chǎn)生大量熱量。為解決這些設(shè)備的散熱問題，本文將介紹逆變器工作原理及先進液冷散熱技術(shù)。
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一、逆變器工作原理及散熱問題簡介
在新能源汽車的電控系統(tǒng)中，逆變器作為連接高壓電池和電機動力之間相互轉(zhuǎn)化的裝置，對電動汽車的正常行駛起到很重要的作用，逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電(一般為220V,50Hz正弦波)的轉(zhuǎn)換器，保證新能源汽車的電能轉(zhuǎn)換。
圖1 汽車逆變器
圖2 逆變器基本電路構(gòu)成示意圖
純電動汽車上的逆變器位于電機控制器（MCU內(nèi)），除了逆變器外，還有控制器一起組合在MCU內(nèi)，MCU是整個動力系統(tǒng)的控制中心。
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