汽車電控ECU的案例
汽車電控ECU功能模塊詳細介紹
ECU及控制器的搭載位置
△ 常見ECU的構(gòu)成（防水型）
ECU根據(jù)在車輛內(nèi)搭載的位置不同，其實際采用的形態(tài)也各種各樣。ECU的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要與其搭載環(huán)境相對應(yīng)。
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(huán)境的能力較弱，所以將ECU搭載于環(huán)境條件較好的車室內(nèi)。之后，隨著包括電路板在內(nèi)的電子元件的可靠性及安裝技術(shù)的提升，ECU開始逐步搭載于環(huán)境條件較惡劣的發(fā)動機艙內(nèi)，有些甚至直接安裝在發(fā)動機上。從設(shè)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(zhí)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(dǎo)致的感應(yīng)噪聲的影響，且不易產(chǎn)生噪聲。
因此，有的變速器ECU搭載于變速器附近或內(nèi)置于變速器。而且，控制發(fā)動機的相關(guān)電子產(chǎn)品直接安裝于發(fā)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(fā)動機中驅(qū)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(fā)動機艙內(nèi)且接近發(fā)動機。
△ ECU的搭載位置及形態(tài)
△ 不同搭載位置的ECU示例
展開 ECU電控軟件開發(fā)及測試介紹
復(fù)雜場景下的 ECU 性能壓力測試方案
隨著控制器數(shù)量的激增和模塊交互復(fù)雜度的提升，只針對軟件基礎(chǔ)功能驗證的效果存在一定的缺陷，越來越多的項目實踐表明，軟件的偶發(fā)性故障需要從軟件性能指標、壓力場景來進行補充驗證，以確保軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。
性能測試針對 ECU 電控軟件的內(nèi)存（堆棧、RAM/ROM/FLASH）、CPU 負載進行最差工況的分析，保證資源占用的合理性；壓力測試構(gòu)建通信、IO 驅(qū)動、診斷、網(wǎng)絡(luò)管理等模塊的異常注入、總線故障、高頻觸發(fā)等場景，保證軟件功能在壓力場景下不存在致命風險。
ECU系列4：商用車發(fā)動機電控模塊的技術(shù)特點
2.3 發(fā)動機電控模塊的技術(shù)特點
2.3.1 電控系統(tǒng)的通用技術(shù)特點
系統(tǒng)的通用技術(shù)特點有：目標發(fā)動機參數(shù)、安裝方式（商用車通常為發(fā)動機安裝）、 EMC性能（如符合CISPR25 level 2, ISO 7637）、質(zhì)保期（Warranty, 通常為12個月或10萬公里）、發(fā)動機性能（通常由整車廠或發(fā)動機OEM負責）、駕駛性（通常由整車廠或發(fā)動機OEM負責）。
2.3.2ECU硬件的功能
ECU將按照系統(tǒng)提供的器件類型和要求（傳感器，執(zhí)行器，故障燈，繼電器等）提供ECU硬件的輸入輸出內(nèi)容。
2.3.3ECU模塊設(shè)計的技術(shù)特點
產(chǎn)品密封性：通常商用車發(fā)動機ECU要求防水標準達到IP X6K/IP X9K（ISO 20653）；對接插件的要求也是達到IP X6K/IP X9K。IP X6K是高速強沖水試驗，模擬發(fā)動機電控模塊遭遇持續(xù)大雨的情況；IP X9K是高壓沖水試驗，模擬洗車環(huán)境下的ECU。
環(huán)境溫度：各個廠家對這個的定義有不同的描述。通常的，有定義在限定時間和工況時，參考點的溫度為-40°C 到 105°C。取決于運行狀況（功率消耗）等情況，最高的運轉(zhuǎn)溫度是85°C 到105°C。
存儲溫度：一般情況下，-40°C 到 65°C（防潮狀態(tài)下）。
振動性能：視具體情況而定。通常由3種情況獲得：依據(jù)供應(yīng)商經(jīng)驗提供振動曲線；依據(jù)OEM客戶經(jīng)驗提供振動曲線；根據(jù)實際車輛在各路況采集到的振動數(shù)據(jù)擬合出振動曲線。
安裝和方向：通常情況下，除了下圖陰影區(qū)域外，沒有明確的限制；不過一般情況下，發(fā)動機或整車OEM都會選擇連接器（Connector）垂直向下的安裝方式，原因是防水的考慮。
展開 談?wù)?em>汽車ECU測試
完
文章來源：汽車電子與軟件
汽車電控系統(tǒng)bootloader知識介紹
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，并負責將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。
汽車明確規(guī)定通過UDS進行更新程序，主機廠要求擦寫內(nèi)部存儲的代碼不可寫入正常代碼中。汽車電子中ECU一旦設(shè)計完成，裝車量產(chǎn)就很難再拆卸并返回零部件供應(yīng)商完成功能升級或補丁修復(fù)。一旦出現(xiàn)售后質(zhì)量問題，如果召回的話，零部件供應(yīng)商和整車廠將面臨嚴重的經(jīng)濟損失，因此設(shè)計基于CAN總線的ECU在線程序更新Bootloader可以很好的解決這一問題，將零部件供應(yīng)商和整車廠的損失降低到最小。目前國外大部分汽車整機廠（主機廠）和全球的一級汽車零部件供應(yīng)商 (Tier 1) 都要求在其設(shè)計的ECU實現(xiàn)Bootloader功能。
展開 汽車發(fā)動機ECU系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)解析
隨著技術(shù)的進步，汽車的數(shù)字化程度越來越高。目前汽車電子信息產(chǎn)品已經(jīng)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(nèi)，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(tǒng)，有自己的處理器、I/O設(shè)備和存儲器，能獨立控制汽車的某一系統(tǒng)，例如發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS和ABS系統(tǒng)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(shù)字總線結(jié)構(gòu)連接在一起，形成一個復(fù)雜的計算機局域網(wǎng)。
2 汽車ECU開發(fā)流程
汽車ECU開發(fā)流程見圖1。
2.1 汽車ECU開發(fā)的V循環(huán)方法
2.1.1 設(shè)計計算
發(fā)動機匹配項目設(shè)計計算的目的是根據(jù)汽車要求的性能確定發(fā)動機和變速器等部件的類型和參數(shù)。它分為以下3種方法。
（1）手工計算
主要是根據(jù)汽車驅(qū)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(fā)動機和變速器的參數(shù)。這種方法計算繁瑣，結(jié)果不夠準確。
（2）仿真計算
在設(shè)計汽車和各部件模型的基礎(chǔ)上，輸入發(fā)動機和變速器等汽車部件和整車的性能參數(shù)，指定要求的行駛循環(huán)，最后計算出汽車的動力性、經(jīng)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(jié)果，計算快速準確，能反映汽車系統(tǒng)中任何參數(shù)的變化對整車性能的影響。目前國內(nèi)常見的車輛仿真商業(yè)軟件有奧地利李斯特內(nèi)燃機及測試設(shè)備公司（AVLLIST GmbH）開發(fā)的汽車性能仿真分析軟件CRUISE。
（3）參數(shù)優(yōu)化
將汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放性能和制動性能作為目標函數(shù)，將發(fā)動機功率、汽車重量和變速器的各檔傳動比等參數(shù)作為優(yōu)化變量，在一定范圍內(nèi)，尋求最優(yōu)匹配組合，使汽車達到最佳性能價格比。
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，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 【討論】如何系統(tǒng)的學(xué)習汽車電控系統(tǒng)?
各位大神，如何系統(tǒng)的學(xué)習汽車的電控系統(tǒng)，有沒有推薦得書單或者教程，感激感激
全面了解電動汽車的大腦—“電控”技術(shù)
全面了解電動汽車的大腦—“電控”技術(shù)
淺談 FOTA ：通過固件方式升級汽車 ECU
例如，當汽車停在家中時，F(xiàn)OTA 更新可以通過 Wi-Fi 而不是蜂窩網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行。
行業(yè)必須制定執(zhí)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(zhí)行車輛功能時不會更新，并且只有在車輛停止移動且關(guān)閉點火鑰匙時才執(zhí)行更新。
4.3經(jīng)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(jīng)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(fā)生，同時并非所有系統(tǒng)適用于 OTA 更新，所以經(jīng)銷商會面臨混亂的局面。
4.4汽車原始設(shè)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(guān)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(yīng)影響目標 ECU重新刷新后其軟件的完整性和安全性。
構(gòu)建后端基礎(chǔ)設(shè)施，從而通過無線方式將更新包發(fā)送到汽車端。在某些情況下，此基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)連接到應(yīng)用程序商店的交付系統(tǒng)中的客戶服務(wù)或計費系統(tǒng)。
結(jié)論
汽車行業(yè)正面臨著與八年前移動行業(yè)相同的經(jīng)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(yīng)對汽車行業(yè)正在發(fā)生的快速變化，因此，如今的汽車行業(yè)正尋找新的、更高效且更具成本效益的方法。
展開 集度汽車：高精度駕駛模擬技術(shù)加速電控底盤性能開發(fā) | 蓋世汽車2021中國汽車智能底盤大會
由蓋世汽車主辦的2021中國汽車智能底盤大會將于11月18-19日在上海汽車城瑞立酒店舉辦。
嘉賓信息
舒進 博士
集度汽車整車集成總監(jiān)
舒進女士畢業(yè)于北京理工大學(xué)車輛工程專業(yè)，工學(xué)博士
從業(yè)17年，主要從事車輛性能開發(fā)，底盤及整車架構(gòu)開發(fā)，電控懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開發(fā)，智能底盤相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)等；
負責過上汽通用多個自主車型及整車架構(gòu)的整車動力學(xué)性能及底盤架構(gòu)開發(fā)；獲得多項上汽集團及中國汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎等重要獎項，并有多個專利及論文發(fā)表。
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
汽車電控相關(guān)知識講解
電子控制單元：電子控制單元是汽車電控系統(tǒng)的核心，ECU的基本結(jié)構(gòu)如下圖，ECU內(nèi)部通常會包含電阻、電容、電感、晶振、二極管、三極管、MOS管、單片機等基本的電子元器件，以及承載這些電子元器件的電路板（PCB）。
電控系統(tǒng)執(zhí)行器件：通常有直流電機、電磁閥、繼電器、電熱絲、揚聲器、LED燈等。
電控系統(tǒng)的工作結(jié)果或是其他的信息通常會通過燈光或是聲音進行提示，顯示信息最多的地方是儀表板和中控液晶屏。LED是使用最多的燈光顯示器件。
CAN網(wǎng)絡(luò)：儀表板上顯示的信息通常來自CAN網(wǎng)絡(luò)，汽車上的所有電控系統(tǒng)都通過網(wǎng)絡(luò)通信（CAN、LIN）連接在一起。
展開 新能源汽車電機電控振動試驗
一、電機電控正弦振動
1.1 試驗標準：GB/T18488.1--2015
1.2 試驗條件選擇：依據(jù)裝車部位選取條件，一般為“其他部位”。下圖注釋1中 X和Y方向位移和加速度可以除2，但目前各大供應(yīng)商均選擇量級不除2來測試。
二、電機電控隨機振動
依據(jù)裝車類型分為純電動乘用車，混合動力乘用車，商用車。
2.1 純電動乘用車試驗標準：ISO16750-3-2007
2.2 試驗條件選擇： 試驗IV-乘用車,彈性體(車身)
2.3 混合動力乘用車試驗標準：ISO16750-3-2012
2.4 試驗條件選擇：試驗II- 乘用車，變速箱
2.5 商用車試驗標準：ISO16750-3-2012
2.6 試驗條件選擇：試驗VII- 商用車，彈性體（固有頻率小余30HZ以下需要追加測試，具體請查閱標準）
2.7 振動疊加溫度選擇（高溫一般為105~125）
2.8 振動臺選擇，電機質(zhì)量大，振動量級大，一般選擇5噸以上推力振動臺，臺面最好為800mm*800mm以上。電控質(zhì)量輕，尺寸小，一般選擇3噸以上推力振動臺，臺面最好為600mm*600mm以上。
三、電池包隨機振動
3.1 試驗標準：GB/T31467-2015
3.2 Z方向試驗條件
3.3 Y方向試驗條件1
3.4 Y方向試驗條件2
3.5 按電池包裝車位置選取Y軸試驗條件
3.6 X方向試驗條件
3.7 試驗順序和方向定義：Z→Y→X 水平縱向X方向即為行車方向
3.8 振動臺選擇，電池包尺寸大，質(zhì)量重，振動量級小，一般選擇5噸以上推力振動臺，臺面1200mm*1200mm以上。
展開 在阿爾瑪汽車上用modeFRONTIER for LabVIEW進行ECU系統(tǒng)的優(yōu)化
“在基于NI CompactRio和NI LABVIEW建立的阿爾瑪汽車測試環(huán)境和ESTECO公司的優(yōu)化框架之間建立的緊密集成，幫助我們快速創(chuàng)建兩個ECU子系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)的演示。”
Enrico Corti，阿爾瑪汽車
為發(fā)動機開發(fā)和測試提供定制解決方案是阿爾瑪汽車的核心業(yè)務(wù)。公司與ESTECO合作，通過在ECU系統(tǒng)自動校準中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，降低了汽車制造成本和開發(fā)時間。國家儀器公司設(shè)備的靈活性提供了對發(fā)動機和試驗設(shè)備的完全控制，而mF4LV的先進算法使他們可以快速有效地實現(xiàn)目標
按如下步驟建立自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的試驗環(huán)境：
●發(fā)動機和試驗臺控制器（分別連接到發(fā)動機和試驗臺傳感器/作動器），包括CompactRIO設(shè)備，用FPGA板編程及配置；
●信號從CompactRIO發(fā)送到兩臺存儲數(shù)據(jù)和設(shè)置操作參數(shù)的主機電腦。阿爾瑪汽車開發(fā)的接口提供了便捷的交互系統(tǒng)；
●?mf4lv運行在主機電腦連接到發(fā)動機控制器。
發(fā)動機在通過負載和旋轉(zhuǎn)速度確定的穩(wěn)態(tài)工作點工作：傳感器通過CompactRIO向目標PC發(fā)送數(shù)據(jù)。mF4LV與LabVIEW共同驅(qū)動發(fā)動機控制器（比如ECU系統(tǒng)）以優(yōu)化選定目標。
測試1 |點火提前標定以得到最大制動轉(zhuǎn)矩
挑戰(zhàn)
對安裝在一個測試平臺上的真實發(fā)動機的火花提前盡可能快地找到最佳校準。
解決方案
對點火提前進行控制以達到最大制動力矩（MBT）。在mF4LV中設(shè)置了點火提前角的范圍，它從缸內(nèi)壓力傳感器接收信號。對信號進行處理，以得到目標并最大化（平均指示壓力，IMEP）。mF4LV使用SIMPLEX算法在10次優(yōu)化迭代后得到最大扭矩。
測試2 |油膜自動動態(tài)補償
挑戰(zhàn)
一定比例的（x值）汽油注入到火花點火發(fā)動機的進氣歧管，在進氣道的底部沉積，當蒸發(fā)時間過去后，沉積的燃料進入到氣缸。
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