汽车ECU开发流程、发动机电气匹配技术解析
(完整版)汽车ECU电路分析ECU电路解析
汽车ECU电路分析 ECU电路解析正如在本章开始时我们讲到的,不同厂商的汽车电脑在功能上不是完全相同的,但结构组成和主要功能是基本一样的,因此我们以有代表性的BOSCH MOTRONIC系统为例进行ECU的电路分析。
1、BOSCH MOTRONIC系统结构图BOSCH MOTRONIC系统在电子燃油喷射系统中极具代表性,国内生产的大部分车型采用的都是BOSCH电子喷射系统。
图5.11为MOTRONIC系统框图,在此图中介绍了曲型电子燃油喷射系统的组成,各部分的联系情况,对于更好的了解电脑的工作过程,以至于分析故障与维修都是大有帮助的。
图11Motronic系统框图1-燃油箱;2-燃油泵;3-燃油滤清器;4-燃油压力调节器;5-燃油脉动衰减器;6-电子控制单元;7-分电器;8-喷油嘴;9-冷起动喷油嘴;10-节气门;11-节气门开关门;12-空气流量计;13-氧传感器;14-热敏开关;15-水温传感器;16-辅助空气阀;17-曲轴位置传感器;18-主继电器;19-燃油泵继电器在图11中,电子控制单元作为电控发动机的核心部分,由一8位/16位单片微机、集成电路和相关电子元件组成,英文表示为Electric control unit简称ECU。
其作用是接收各种传感器送来的信息,以它们进行运算、处理、判断后再发出指令信号,经输出电路进行功率放大后驱动想应的执行单元,从而实现对发动机的各种工况的控制。
这里提级的ECU是各种控制单元的统称,ECM/PCM 则是发机控制模组或动力控制模组的缩写,是包含于ECU范围之内的。
2、BOSCH MOTRONIC1.3电路分析汽车电子控制单元(ECU),不论是BOSCH的MOTRONIC,福特的EEC IV、V,通用的P4、P6等,其最终的目的只有一个,让发动机工作的更出色,表现为动力更强劲,噪声小,污染低。
这是针对发动机系统而言,其他系统也是一样,每个系统都有自己的目标,这就好像是电视机一样,世界各国生产的电视机,无论是哪个厂家的,都是要以接收电视节目为目的。
ECU工作原理初级讲义
ECU工作原理初级讲义ECU(Engine Control Unit)即发动机控制单元,是现代汽车发动机的核心控制设备之一、ECU的主要功能是监测和控制发动机的各种参数,确保发动机正常运行,并实现最佳性能和燃油经济性。
ECU的工作原理可以分为四个主要部分:感知部分、处理部分、执行部分和通信部分。
感知部分是ECU的输入接口,用于收集来自各种传感器的信息。
这些传感器可以测量发动机的转速、负荷、温度、氧气含量等参数。
感知部分将这些信息转化为电信号,并传送到处理部分进行处理。
处理部分是ECU的核心部分,由微处理器和存储器组成。
微处理器负责接收和处理来自感知部分的信息,并根据预设的算法和逻辑进行计算和决策。
存储器用于存储ECU的程序代码和数据。
执行部分是ECU的输出接口,用于控制发动机的工作状态。
执行部分包括一系列的执行器,如喷油器、点火器、进气阀等。
处理部分将计算出的控制指令发送到执行部分,执行器根据指令来控制发动机的工作。
比如,喷油器会根据指令控制燃油的喷射量,点火器会根据指令控制点火时机。
通信部分是ECU的通信接口,用于与其他车辆系统进行通信。
ECU可以接收和发送诊断指令和故障码,并与其他系统进行数据交换。
常见的通信协议有OBD(On-Board Diagnostics)和CAN(Controller Area Network)。
ECU的工作原理可以简单描述为:感知部分收集来自各种传感器的信息,处理部分根据预设的算法和逻辑进行计算和决策,然后将控制指令发送到执行部分,执行部分控制发动机的工作状态。
同时,ECU还可以通过通信部分与其他车辆系统进行通信,进行故障检测和诊断。
ECU的工作原理对于发动机的性能和燃油经济性至关重要。
通过对发动机参数的监测和调节,ECU可以实现燃油喷射量的精确控制和点火时机的准确控制,从而提高发动机的燃烧效率,降低排放,提高燃油经济性。
此外,ECU还可以根据发动机的工况和驾驶员的需求,调整发动机的工作方式,实现最佳性能和驾驶舒适性的平衡。
汽车发动机ECU系统研发技术解析
随着技术的进步,汽车的数字化程度越来越高。
目前汽车电子信息产品已经平均占到汽车总成本的1/3,并且这个比率还在不断提高,有专家认为,未来10年内,这个比率将达到40%。
例如像宝来这样的中档轿车至少拥有十几个汽车电子控制单元(ECU )。
所谓ECU ,实际上就是一部带单片机的嵌入式系统,有自己的处理器、I/O 设备和存储器,能独立控制汽车的某一系统,例如发动机管理系统EMS 和ABS 系统等。
至于高档轿车,往往拥有几十个甚至上百个 ECU ,这些ECU 通过数字总线结构连接在一起,形成一个复杂的计算机局域网。
1汽车ECU 开发流程 汽车ECU 开发流程见图1。
5551.2发动机附件系统的开发通常汽车发动机供应商只提供基础发动机或发动机基体,它缺少部分外围附件系统,因此需要汽车制造商开发这些系统。
这些附件系统包括:风扇及风扇离合器、进排气管道、空气过滤器、发动机油泵、发动机悬置、动力转向泵、三元催化器、空调压缩机、燃油供应系统。
1.3设计与分析1.3.1CAD 设计在现代汽车的开发过程中,需要应用CAD 软件来设计汽车和部件的数字模型。
主要的汽车设计CAD软件有:美国Unigraphics Solutions公司的Unigraphics、美国Parametric Technology Corp公司的Pro/ENGINEER、法国Dassauh Systems(达索)公司的CATIA。
主要的CAD建模方法有:特征造型、用三坐标测量机进行逆向扫描。
1.3.2CAE分析主要的汽车CAE分析软件有:ANSYS(安世)股份公司的ANSYS系列软件、MSC Software 公司的Adams、Nastran和Patran等系列软件、LMS公司的Sysnoise、Falancs和b 等系列噪声分析软件。
发动机匹配项目中的CAE分析项目有:发动机的噪声与振动分析、发动机支撑的分析、发动机热力学分析、汽车碰撞分析、计算流体力学分析(验证散热器的尺寸和发动机进气流动特性)。
(完整版)专业解读:发动机ECU标定全流程
专业解读:发动机ECU标定全流程标定好比磨刀,基于这把刀的材质、硬度、形状,功能来打造一把合适的刀,完美的标定是发挥出刀的最佳性能,突出重点!一、发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标。
对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。
二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(EngineManagement System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
汽车ecu工作原理及工作过程介绍
一、汽车ECU的概念汽车ECU是指汽车电子控制单元,它是一种微处理器,负责管理发动机的各种电子系统,以确保汽车能够稳定运行并同时保持高效性能。
ECU通过监测和调整发动机的参数,例如燃油供给、气缸点火时间等,来确保发动机的工作状态处于最佳状态。
ECU还可以通过传感器获取各种数据,如发动机转速、油门开度、冷却液温度等,帮助汽车达到更好的动力输出和更低的废气排放。
二、汽车ECU的工作原理1. 数据采集汽车ECU通过与各种传感器相连来实现数据采集。
这些传感器包括但不限于空气流量传感器、氧气传感器、冷却液温度传感器、节气门位置传感器等。
这些传感器可以实时收集有关发动机工作状态的数据,ECU可根据这些数据进行快速准确的响应。
2. 数据处理ECU通过其内部的微处理器进行数据处理,包括对带有燃烧、排气等基本物理过程数据进行处理,以及根据不同的工作模式处理传感器获取的数据,例如怠速、加速、减速等。
3. 实时控制ECU通过控制发动机相关的执行器来对发动机进行实时的控制。
通过对点火系统的控制来调整火花塞的点火时机,以对发动机进行点火;通过对燃油供给系统的控制来调整燃油的供给量,从而影响发动机的工作状态。
4. 故障诊断ECU还具有故障诊断的功能,一旦发现发动机工作状态异常,ECU会通过指示灯或车载诊断仪输出故障码,以帮助技师准确定位并修复故障。
三、汽车ECU的工作过程1. 启动阶段当司机启动汽车后,ECU首先进行自检。
在自检过程中,ECU会检测发动机传感器是否正常、执行器是否正常工作以及存储器中故障诊断码是否异常等。
ECU还会对车辆其他系统的工作状态进行监测,以确保整个系统处于正常工作状态。
2. 怠速阶段在发动机怠速时,ECU会持续地接收各种传感器的数据并进行处理,以确保发动机的稳定运转。
ECU会根据氧气传感器的数据和节气门位置传感器的数据来调整发动机的燃油供给量,以维持发动机的怠速转速和保证排放达标。
3. 加速阶段当司机踩下油门踏板以提升车速时,ECU会立即调整发动机的工作参数,以获得急促的动力输出。
汽车ecu硬件开发流程
汽车ECU硬件开发流程
一、需求分析阶段
1.确定功能需求
(1)收集汽车ECU功能需求
(2)分析需求并确定优先级
2.界面定义
(1)确定ECU与其他汽车系统的接口
(2)定义ECU的输入输出接口
二、硬件设计阶段
1.电路设计
(1)绘制ECU电路原理图
(2)设计电源管理电路
2.PCB设计
(1)制定PCB布局设计
(2)进行信号完整性分析
三、原型制作阶段
1.制作样板
(1)制作ECU硬件样板
(2)完成初步功能测试
2.评估测试
(1)进行电路功能测试
(2)进行温度和振动测试
四、优化改进阶段
1.问题分析
(1)分析测试结果中出现的问题(2)确定改进方案
2.优化设计
(1)修改电路设计
(2)优化PCB布局
五、批量生产阶段
1.大批量生产
(1)完成量产PCB制造
(2)进行大规模生产测试
2.质量控制
(1)制定质量控制标准
(2)进行质量抽检和反馈。
汽车电子ecu生产工艺
汽车电子ecu生产工艺汽车电子ECU(Engine Control Unit,发动机控制单元)是现代汽车的关键部件之一,它控制着发动机的运行和性能。
在汽车电子行业中,ECU的生产工艺非常重要。
本文将介绍汽车电子ECU的生产工艺流程,包括重要的制造步骤和关键技术。
首先,ECU的生产过程通常开始于设计和开发阶段。
在设计阶段,工程师将根据要求制定ECU的功能需求和性能规格。
然后,他们将进行电路原理图设计,并使用软件编程语言编写ECU程序。
设计完成后,ECU的原型将进行测试,以确保功能正常并满足规格要求。
一旦原型测试通过,ECU的生产就可以开始了。
首先,制造商将进行物料采购,购买所需的电子元器件和其他制造材料。
之后,组装工艺开始进行,包括电路板组装、焊接和连接。
这些环节需要高度的技术和精确度,以确保ECU的质量和性能。
电路板组装是ECU生产的关键步骤之一。
制造商将使用特殊设备将电子元器件安装在印刷电路板(PCB)上,这些元器件包括微处理器、传感器、电容器等。
在组装过程中,制造商还需要注意防静电和保持清洁环境,以确保元器件不受损坏。
焊接也是ECU生产的重要步骤之一。
焊接有多种方法,包括表面贴装技术(SMT)和波峰焊接。
在SMT中,电子元器件通过锡膏贴合在PCB上,然后通过热风炉进行焊接。
而波峰焊接则是将整个电路板浸入焊锡浸液中,通过波峰焊台进行焊接。
这些焊接技术都需要工程师的熟练操作和严密控制,以确保焊接质量。
在组装和焊接完成后,ECU将进行测试和调试。
测试阶段旨在验证ECU的功能和性能。
测试设备将模拟不同的驾驶条件,检测ECU的输出和反馈是否正常。
通过测试,制造商可以确保每个ECU都符合规格要求,并且可以正常工作。
最后,ECU将进行包装和标识。
制造商将ECU放入特殊的防静电袋中,并添加标签和说明书。
然后,ECU将放入盒子或托盘中,以便运输和储存。
包装和标识既可以保护ECU免受损坏,也可以方便后续的分销和使用过程。
发动机匹配简述
发动机控制器匹配简述一.发动机匹配工作和发动机管理系统(EMS)一.发动机匹配工作的目标发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标。
对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。
二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(Engine Management System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
(完整版)专业解读:发动机ECU标定全流程
专业解读:发动机ECU标定全流程标定好比磨刀,基于这把刀的材质、硬度、形状,功能来打造一把合适的刀,完美的标定是发挥出刀的最佳性能,突出重点!一、发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标.对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限.二。
发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(EngineManagement System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
ecu功能开发流程
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ecu工作原理
ecu工作原理
ECU(发动机控制单元)是汽车电子系统的核心部件,主要负责监测和控制发动机的运行。
它通过接收来自各种传感器的输入信号,计算出最佳的喷油量、点火时机等参数,并发送指令给执行器,以实现对发动机的精确控制。
ECU的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 传感器输入信号:ECU与发动机的各个传感器相连,接收传感器输出的各种数据,如氧传感器的氧气浓度、空气流量计的空气流量、水温传感器的冷却液温度等。
2. 数据处理:ECU接收到的传感器信号被送到内置的微处理器中进行处理。
微处理器根据预设的算法和数据表,对传感器数据进行分析和计算。
3. 即时调整:通过计算和分析,ECU确定当前发动机的运行状态,并根据预设的策略和目标,计算出最佳的喷油量、点火时机等参数。
这些参数将用于指导发动机的实际控制。
4. 指令传输:ECU将计算出的控制参数转换为数字信号,并通过输出端口发送给执行器,如喷油器、点火线圈等。
这些执行器将根据接收到的指令执行相应的动作。
5. 监控和反馈:ECU持续监测发动机的运行状态,通过传感器的反馈信号和执行器的操作结果,检测实际参数与预定参数之间的差异。
根据这些差异,ECU即时调整控制策略,以确
保发动机的正常工作。
总之,ECU通过接收和处理各个传感器的输入信号,以及发送指令给执行器,实现对发动机的精确控制。
其工作原理主要集中在传感器数据的处理、计算和输出控制参数,以及监测和反馈机制的实施,从而确保发动机始终处于最佳的状态。
汽车发动机电脑(ECU)工作原理介绍
(4)喷油器电路检测方法 可以使用数字万用表、示波器或LED测试灯等工具,严禁带电插拔线束插头,或使用指针式万用表或大功率测试灯,以免引起瞬间大电流造成发动机电脑内部三极管损坏。
将LED测试灯连接在喷油器插头两个插孔中,打开点火开关。如果LED灯一直点亮,表示三极管c极和e极短路;如果LED灯不亮,起动发动机,如果LED灯仍不亮,表示三极管c极和e极断路
(3)微处理器将已经预处理过的信号进行运算,并将处理后的数据送至输出电路。输出电路将数字信号放大,有些还要还原为模拟信号,以驱动执行元件工作。
随着汽车电子化和自动化程度的提高,汽车电脑将越来越多,这样必将导致车身线束曰益复杂。为了实现多个汽车电脑之间的信息快速传递、简化电路以及降低成本,汽车电脑之间要采用通信网络技术连成一个网络系统。例如变速器需要与发动机协调配合,根据车速、发动机转速以及动力负荷等因素自动进行换挡,因此变速器电脑需要得到节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器以及发动机转速传感器等信号,这就要实现变速器电脑与发动机电脑之间的信息传递,这个工作通常是由CAN总线来完成的。
汽车电脑的构成
汽车电脑的主要部分是单片机,单片机是一块集成了微处理器(CPU)、存储器以及输入和输出接口的电路板。微处理器是单片机的核心部件,微处理器将输入模拟信号转化为数字信号,并根据存储的参考数据进行对比处理,计算出输出值,输出信号经过功率放大后控制执行器,例如喷油器和继电器等。随着单片机计算能力和内存容量越来越大,汽车电脑的功能也越来越多。
ECU电路图工作原理
国Ⅲ发动机电器线路工作原理
1、打开蓄电池开关,ECU17号脚通电,ECU通电后给74、75脚24V电压,此时主继电器两端都是24V电压,两端电位相等继电器不导通。
2、钥匙开关打到“ON”时,PCV继电器一端是24V电压,另一端接地,两端有电位差PCV继电器导通,PCV1、PCV2通电。
同时ECU46、56脚通电,ECU给74、75脚低电压信号,因主继电器一端接电源,两端产生电位差,继电器导通35、76脚控制喷油器使喷油器通电。
主继电器另一路通ECU5、6、7号脚控制发动机各传感器及底盘线路开关;钥匙开关打到“ON”时另一路是45、44、82、85脚,45脚预热指示灯只有在ECU 从进气温度、燃油温度、出水温度三个传感器获得的数据能满足条件后发动机预热指示灯才亮起;44号排气制动在主继电器通电后,给排气制动继电器一端24V电压,当排气制动开关开启后,ECU给排气制动继电器另一端的36号脚底电压信号,该继电器即闭合通电,排气制动指示灯亮起;82号故障指示灯在通电后就亮起,发动机起动后熄灭;85号脚双扭矩空车指示灯在99号双扭矩开关开启后亮。
3、当钥匙开关打到“STAR”时,48号脚通电后,42号脚由高电压转变为低电压信号,66号脚是高电压接通空挡继电器另一端,空挡继电器闭合通电,起动继电器一端接地产生电位差闭合通电,起动马达通电工作。
ECU组成,工作原理,升级介绍
ECU 组成ECU的主要部分是单片机,单片机是一块集成了微处理器(CPU)、存储器以及输入和输出接口的电路板。
微处理器是单片机的核心部件,微处理器将输入模拟信号转化为数字信号,并根据存储的参考数据进行对比处理,计算出输出值,输出信号经过功率放大后控制执行器,例如喷油器和继电器等。
随着单片机计算能力和内存容量越来越大,ECU的功能也越来越多。
ECU的工作过程(1)信号过滤和放大输入电路接收传感器和其他装置的输入信号,并对信号进行过滤和放大。
输入信号放大的目的是使信号增加到ECU可以识别的程度,某些传感器,例如氧传感器,产生一个小于1V的低电压信号,只能产生极小的电流,这样的信号送入电脑内的微处理器之前必须放大,这个放大作用由电脑中输入芯片中的放大电路来完成。
(2)模数(A/D)转换由于很多传感器产生的是模拟信号,而微处理器处理的是数字信号,所以必须把模拟信号转换为数字信号,这项工作由电脑输入芯片中的模数转换器完成。
模数转换器以固定的时间间隔不断对传感器的模拟输入信号进行扫描,并对模拟信号赋予固定的数值,然后将这个固定值转换成二进制码。
在一些ECU中,输入处理芯片和微处理器制成一体。
(3)微处理器将已经预处理过的信号进行运算,并将处理后的数据送至输出电路。
输出电路将数字信号放大,有些还要还原为模拟信号,以驱动执行元件工作。
随着汽车电子化和自动化程度的提高,ECU将越来越多,这样必将导致车身线束曰益复杂。
为了实现多个ECU之间的信息快速传递、简化电路以及降低成本,ECU之间要采用通信网络技术连成一个网络系统。
例如变速器需要与发动机协调配合,根据车速、发动机转速以及动力负荷等因素自动进行换挡,因此变速器电脑需要得到节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器以及发动机转速传感器等信号,这就要实现变速器电脑与发动机电脑之间的信息传递,这个工作通常是由CAN总线来完成的。
ECU的特点(1)汽车需要在不同的道路和气候条件下行驶,ECU的工作环境较差,经常需要承受振动以及温度和湿度的变化。
汽车ECU开发流程
汽车ECU开发流程1、1汽车ECU开发的V循环方法1、1、1设计计算发动机匹配项目设计计算的目的就是根据汽车要求的性能确定发动机与变速器等部件的类型与参数。
它分为以下3种方法。
(1)手工计算主要就是根据汽车驱动力与行使阻力的平衡图来确定汽车在不同档位情况下的最高车速、加速能力与爬坡能力,从而评价变速器的不同传动比对汽车性能的影响,确定发动机与变速器的参数。
这种方法计算繁琐,结果不够准确。
(2)仿真计算在设计汽车与各部件模型的基础上,输入发动机与变速器等汽车部件与整车的性能参数,指定要求的行驶循环,最后计算出汽车的动力性、经济性、排放性能与制动性能。
它可以在计算机上显示与打印各种分析报告与图表结果,计算快速准确,能反映汽车系统中任何参数的变化对整车性能的影响。
目前国内常见的车辆仿真商业软件有奥地利李斯特内燃机及测试设备公司(AVLLISTGmbH)开发的汽车性能仿真分析软件CRUISE。
(3)参数优化将汽车的动力性、经济性、排放性能与制动性能作为目标函数,将发动机功率、汽车重量与变速器的各档传动比等参数作为优化变量,在一定范围内,寻求最优匹配组合,使汽车达到最佳性能价格比。
1、1、2发动机与变速器的布置在完成发动机匹配设计计算后,根据初步确定的计算参数与汽车布置形式,可以从市场上选择一款或多款发动机与变速器,然后选择与开发相应制动、转向与空调系统等部件,在发动机舱与车身上试布置。
也可以通过建立汽车与部件的CAD数字模型,在CAD软件环境中试装配,检查干涉情况,并进行调整。
在确定汽车主要部件的位置后,可以进行后续工作。
1、2发动机附件系统的开发通常汽车发动机供应商只提供基础发动机或发动机基体,它缺少部分外围附件系统,因此需要汽车制造商开发这些系统。
这些附件系统包括:风扇及风扇离合器、进排气管道、空气过滤器、发动机油泵、发动机悬置、动力转向泵、三元催化器、空调压缩机、燃油供应系统。
1、3设计与分析1、3、1CAD设计在现代汽车的开发过程中,需要应用CAD软件来设计汽车与部件的数字模型。
汽车ECU的电路分析
汽车ECU的电路分析
分析电路,一般采用局部分析法和全局分析法。
局部分析法即化整为零,全局分析法即根据元件和线路功能将发动机微机控制系统电路分为五类电路。
一、ECU外部电源电路:为微处理器和传感器提供工作电压
(1)常火线:若断开,ECU存储的故障码、怠速学习参数、燃油修正参数等信息丢失;
(2)点火开关控制火线:若接通,ECU产生控制功能;
(3)点火开关控制主继电器的ECU外部电源电路;
(4)ECU控制主继电器的外部电源电路。
二、ECU内部电源电路
ECU内部电源电路将外部电源电压12V~14V转变为恒定的5V 电压,为微处理器和传感器提供工作电压。
三、ECU 搭铁电路
E1端子直接搭铁,是ECU搭铁电路;E2端子连接传感器,经ECU内部与E1端子连接,是传感器搭铁电路;E01、E02端子直接搭铁,经ECU内部与执行器连接,是执行器搭铁电路。
四、输出信号电路
ECU输出信号电路是指连接执行器控制执行器工作的电路,控制方式有两种:一种是PCM控制接通或断开执行器的电源端,称电源控制;另一种是PCM控制接通或断开执行器的搭铁端,搭铁控制。
PCM故障率很低,PCM的故障一般是由于使用不当造成的。
现代发动机的PCM一般不可维修,只能更换。
怀疑ECU有故障,应先检查外部电路,主要是电源电路和搭铁电路;如果ECU电源电压小于10V,ECU无法工作。
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引言
随着技术的进步,汽车的数字化程度越来越高目前汽车电子信息产品已经平均占到汽车总成本的1/3,并且这个比率还在不断提高,有专家认为,未来10年内,这个比率将达到40%例如像宝来这样的中档轿车至少拥有十几个汽车电子控制单元(ECU)所谓ECU,实际上就是一部带单片机的嵌入式系统,有自己的处理器、I/O设备和存储器,能独立控制汽车的某一系统,例如发动机管理系统EMS 和ABS系统等至于高档轿车,往往拥有几十个甚至上百个ECU,这些ECU通过数字总线结构连接在一起,形成一个复杂的计算机局域网
1汽车ECU开发流程
1.1汽车ECU开发的V循环方法
1.1.1设计计算
发动机匹配项目设计计算的目的是根据汽车要求的性能确定发动机和变速器
等部件的类型和参数它分为以下3种方法
(1)手工计算
主要是根据汽车驱动力与行使阻力的平衡图来确定汽车在不同档位情况下的
最高车速、加速能力和爬坡能力,从而评价变速器的不同传动比对汽车性能的影响,确定发动机和变速器的参数这种方法计算繁琐,结果不够准确
(2)仿真计算
在设计汽车和各部件模型的基础上,输入发动机和变速器等汽车部件和整车的性能参数,指定要求的行驶循环,最后计算出汽车的动力性、经济性、排放性能和制动性能它可以在计算机上显示和打印各种分析报告和图表结果,计算快速准确,能反映汽车系统中任何参数的变化对整车性能的影响目前国内常见的车辆仿真商业软件有奥地利李斯特内燃机及测试设备公司(AVLLISTGmbH)开发的汽车性能仿真分析软件CRUISE
(3)参数优化
将汽车的动力性、经济性、排放性能和制动性能作为目标函数,将发动机功率、汽车重量和变速器的各档传动比等参数作为优化变量,在一定范围内,寻求最优匹配组合,使汽车达到最佳性能价格比
1.1.2发动机和变速器的布置
在完成发动机匹配设计计算后,根据初步确定的计算参数和汽车布置形式,可以从市场上选择一款或多款发动机和变速器,然后选择和开发相应制动、转向和空调系统等部件,在发动机舱和车身上试布置也可以通过建立汽车和部件的CAD数字模型,在CAD软件环境中试装配,检查干涉情况,并进行调整在确定汽车主要部件的位置后,可以进行后续工作
1.2发动机附件系统的开发
通常汽车发动机供应商只提供基础发动机或发动机基体,它缺少部分外围附件系统,因此需要汽车制造商开发这些系统这些附件系统包括:风扇及风扇离合器、进排气管道、空气过滤器、发动机油泵、发动机悬置、动力转向泵、三元催化器、空调压缩机、燃油供应系统
1.3设计与分析
1.3.1CAD设计
在现代汽车的开发过程中,需要应用CAD软件来设计汽车和部件的数字模型
主要的汽车设计CAD软件有:美国UnigraphicsSolutions公司的Unigraphics、美国ParametricTechnologyCorp公司的Pro/ENGINEER、法国DassauhSystems (达索)公司的CATIA
主要的CAD建模方法有:特征造型、用三坐标测量机进行逆向扫描
1.3.2CAE分析
主要的汽车CAE分析软件有:ANSYS(安世)股份公司的ANSYS系列软件、MSCSoftware公司的Adams、Nastran和Patran等系列软件、LMS公司的Sysnoise、Falancs和b等系列噪声分析软件
发动机匹配项目中的CAE分析项目有:发动机的噪声与振动分析、发动机支撑的分析、发动机热力学分析、汽车碰撞分析、计算流体力学分析(验证散热器的尺寸和发动机进气流动特性)
1.4主要试验项目
主要试验项目包括:发动机和汽车台架试验、发动机噪声与振动试验、发动机悬置的振动频率测量试验、排气系统的耐久性试验、发动机过滤器和冷却系统的压力和流动试验
2发动机的电气匹配技术
2.1发动机管理系统及其开发技术
2.1.1发动机管理系统
发动机管理系统(EMS)是在发动机电子点火和电控汽油喷射系统的基础上,发展起来的集电子控制喷射、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等功能于一体的集成电路系统EMS能实现对发动机各系统的精确和灵活控制,是改善发动机各项性能指标和排放的主要手段发动机管理系统由微处理器、各种传感器、执行器组成,通过传感器检测各种工作状态和参数,然后由微处理器经过计算、分析、判断后发出指令给各执行器完成各种动作,使发动机在各种工作状况下都能以最佳状态工作
2.1.2发动机管理系统开发技术
发动机管理系统开发技术涉及到计算机技术、自动控制、嵌入式系统、发动机技术等多个领域,是汽车电气控制系统中最复杂的系统目前汽车制造商在匹配发动机系统的过程中,不需要进行EMS的开发工作这是因为通常由发动机供应商提供的基础发动机上,已经配有现成的EMS,汽车制造商仅需要联系相应的EMS开发商进行标定工作
目前流行的EMS开发过程是,在MATLABSimulink仿真计算平台上,采用可视化和模块化的方法,建立发动机控制模型,待调试成功后,编译成机器执行代码,然后下载到汽车ECU中例如英国Pi技术公司推出的发动机和汽车控制系统OpenECU开发工具,提供了一种自动代码生成和快速原型的解决方案,它的应用范围包括发动机、变速器、底盘和混合动力控制系统以及汽车批量生产系统OpenECU平台能够在MATLABSimulink环境中自动生成控制代码,然后在汽车ECU中运行
2.2发动机的标定技术
2.2.1发动机标定
发动机的标定试验,是指在汽车不同的工作状态和气候环境下,对发动机管理系统的参数进行不断调试,找到发动机最佳工作状态下一组参数的测试技术它通常分为室内台架试验和室外道路试验,室外道路试验要求在汽车试车场进行,另外还要进行“高寒、高温和高海拔”的“三高”试验发动机标定试验的主要工具是发动机标定软件和发动机标定设备
通常某一型号的发动机ECU内部的控制算法软件是固定的,但其包含的数千个自由参数是可调的,对于不同的车型这些参数都需要通过发动机匹配标定进行调试优化,使得整车通过各种排放与驾驶性能指标
匹配标定是一个复杂的系统工程它包括台架试验、可控环境实验室试验、基于数学模型的标定计算、排放试验、功能验证试验等在整个工程过程中,必须将各种先进的标定工具(硬件设备和计算机软件)组成无缝连接标定系统,其中包括ECU的通讯、软件烧写、标定参数管理、在线标定、温度采集系统、模拟数据采集系统等
2.2.2发动机标定软件
发动机标定软件具有从发动机传感器采集试验数据,经过技术处理后,再将其写入(或下载)到汽车ECU中,同时由于在标定试验中需要处理大量试验数据,发动机标定软件具有强大的数据库管理功能由于现代发动机的功能越来越复杂,控制参数也由最初的十几个急剧上升到目前的上千个,这导致试验次数呈几何级数上升要求对每一个标定参数的所有工况都进行排列组合的试验,是不可能实现的因此,现在也出现了基于试验优化技术的标定软件,例如MathWorks公司推出的
MATLAB基于模型的标定工具箱(MBC),它可以优化试验方案,减少标定试验的次数,降低试验费用,缩短试验周期
2.2.3发动机标定设备
在发动机标定试验中,需要测量发动机的转速、温度和压力等多种物理量,另外需要将标定软件生成的标定数据写入汽车ECU中,发动机标定设备可以实现这些功能
2.2.4发动机标定试验
发动机台架标定试验项目包括:发动机实际充气效率、空燃比、点火正时、基本发动机热机标定;整车标定试验项目包括:整车废气排放控制、整车驾驶性、热带环境、高原环境、寒带环境、车辆零部件故障诊断系统标定、系统验证3结语
目前发动机匹配领域的很多开发技术仍然需要借助国外公司来协助完成,部分技术概念在汽车教材中也是空白,例如发动机管理系统的开发和标定技术作者希望本文能起到抛砖引玉的作用,为国内汽车制造商开发新车型提供参考。