ECU
關注創建者：JOOJ 創建時間：2016-11-07
ECU的視頻教程
通過先進的協同仿真推動電動汽車數字化發展
主要議題及要點: ? 體驗如何在 Simulink 模型中無縫集成動力總成的關鍵組件（電池、逆變器/ECU 和電機），揭示汽車工程核心組件的動態相互作用。
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ECU的實例教程
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
展開 其中，電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）作為汽車電子控制系統的核心。與傳統ECU相比，采用AUTOSAR（AUTomotive Open System ARchitecture，汽車開放系統架構）這種分層架構，極大降低了汽車嵌入式系統軟、硬件耦合度。
圖1 傳統軟件架構與AUTOSAR架構對比
此外，隨著國內新能源汽車相關控制器正向開發需求的增長，AUTOSAR規范越來越受到大家的關注，并且應用需求也越來越大。國內一些主流整車廠以及零部件供應商都開始致力于符合AUTOSAR規范的車用控制器軟件開發。
二、汽車電子控制系統
汽車電子控制系統由傳感器（Sensor）、電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）和執行器（Actuator）組成。
圖2 汽車電子控制系統基本構成
傳感器作為信號輸入裝置，用來檢測和采集各種信息，如溫度、壓力、轉速等，可以將非電量信號轉換為電信號傳給電子控制單元。
ECU 也即汽車嵌入式系統（Automotive Embedded System，AES），ECU對傳感器的信號進行處理，通過控制算法向執行器發出控制指令。硬件部分主要由微控制器（Microcontroller，MCU）及外圍電路組成；軟件部分主要包括硬件抽象層（Hardware Abstraction Layer，HAL）、嵌入式操作系統及底層軟件和應用軟件層。
執行器為執行某種控制功能的裝置，用于接收來自ECU的控制指令，并對控制對象實施相應的操作。
三、ECU開發流程中總線通訊：ARXML 規則下的標準化協作
ECU 實際開發流程中，從需求分析與定義到系統集成測試，總線通訊貫穿始終。
展開 PCB地與ECU外殼直接相連，ECU外殼和發動機地絕緣 2. PCB地與外殼絕緣（但容性連接），ECU外殼與發動機地直連。具體選用哪種連接取決于客戶的實際應用和需求。另外，方案2的ECU外殼與發動機地需連接，也取決于實際需求；如果應用發動機系統中沒有大于60Vdc（或25Vac）的應用，可以不連接ECU外殼和發動機地；如果有大于60Vdc（或25Vac）的應用（比如應用85V噴油器），那么這根接地線必須強制增加，原因是防止人員傷害，參考安全標準ISOKO（ISO 6469-3）。
線束連接器：線束端接插件一般都有發動機或整車OEM自行提供，且不承擔因此造成的漏水或其他任何質量問題。
連接系統：通常要求保證50次以上插拔次數。
測試驗證：主要有電氣測試、EMC測試和環境測試三大項，測試計劃和測試規范在后續詳細討論。
展開 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 </strong> </p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">ECU軟件算法的優化（校準）通常通過臺架和移動測試進行。
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ADB系統的準確運行取決于在傳感器和ECU之間建立精確的反饋回路，以幫助執行必要的操作。
軟件和電子設備
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智能電控座椅專項測試：覆蓋機電一體化全場景
智能座椅集成電機、傳感器、ECU、CAN 總線通訊，測試維度從機械延伸到電控。沃華慧通座椅調節耐久與防夾測試臺，支持多電機聯動控制，可完成上萬次全行程角度調節、前后滑動、腰部支撐往復疲勞測試，精準考核電機壽命、齒輪磨損與電控失靈概率。
5月8日，新思科技芯課程eDT系列主題最后一講將推出：「基于虛擬ECU實現故障注入，助力功能安全測試」，聚焦Automotive VDK 的功能安全故障注入與自動化驗證，講解如何將傳統人工、臺架依賴的安全測試轉化為可腳本化、可回歸的虛擬測試流程。
二、更強大的測試工具
本次更新帶來了完整的 HiL 硬件在環測試工具鏈，通過 Direct Camera Injection PCIe 卡將仿真或預先錄制的攝像頭數據直接注入目標 ECU，實現對車載攝像頭管線的真實驗證。同時，FMU 工具鏈可將最小化的 aiSim 客戶端打包為 FMU 3.0 CoSimulation 模型。
aiSim Web 的傳感器編輯能力大幅增強。
本周五14:00，新思科技「基于虛擬ECU實現故障注入，助力功能安全測試」正式開講！感興趣的下滑預約學習??
時間：5月8日 周五，14:00-15:00
內容簡介：
本次芯課程聚焦Automotive VDK 的功能安全故障注入與自動化驗證，講解如何將傳統人工、臺架依賴的安全測試轉化為可腳本化、可回歸的虛擬測試流程。
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4月，新思科技芯課程將推出系列eDT主題，共4講，該系列內容將探究新思科技電子數字孿生平臺如何將數字孿生技術提升到一個全新的水平，變革開發者及合作伙伴在物理硬件就緒之前協作和創新的方式；在DEMO部分還會介紹汽車行業使用電子數字孿生平臺進行多ECU聯合仿真的案例，直觀的展示平臺的交互方式，運行環境和操作流程。
通過虛擬化 ECU，我們的團隊能夠在硬件可用之前‘左移’進行測試與驗證工作，從而降低開發成本、提高軟件質量，并在車輛整個生命周期內持續加速創新。
只有將器件級安全分析無縫集成到ECU和車輛級安全概念中，才能充分理解其對系統安全的貢獻。因此，功能安全成為了芯片供應商、一級供應商和原始設備制造商（OEM）的共同責任。”
VI-grade 中國與 Bugatti Rimac 和 RSEngineering 合作，支持將多ECU硬件在環（Hardware-in-the-Loop）設置在駕駛員在環仿真中集成，在實體原型出現之前就實現了真實驗證。
利用 VI-CarRealTime、VI-WorldSim 和 AutoHawk 實時平臺，在同步的 HiL–DiL 環境中將真實 ECU 和物理制動硬件連接到虛擬車輛模型。
