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1、锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部ECU 原理初级讲座研发部 高建华2007年 8月锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部 发动机原理 发动机构造 电子电路 单片机 汇编和 C语言 Matlab/Simulink 嵌入式系统开发 控制理论 基本物理学知识 (热力学，力学等等 )锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部什么是什么是什么是ECU?ECU - Electronic Control Unit锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子
2、有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部油箱燃油滤清器节气门曲轴箱氧传感器流量计水温节气门位置传感器SENSOR火花塞怠速执行器喷油器输油泵调压器ACTUATORECUECU锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部EMS的发展的发展的发展1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010美国 Bendix公司开始试用真空管电控系统Bosch公司公布了 D Jetronic系统，该系统采用微机控制电磁式喷油器的开启持续时间。该系统装配于 vw 1600型轿车进人美国市场。Bosch公司电子控制式问歇喷射系统 (LJet
3、ronic系统 )投产，装于 vw 1600型轿车上。Bosch公司推出Motronic 系统。欧洲和日本除出口东南亚的汽车由化油器供油外，其它汽车均采用电控汽油喷射方式供油。1990年以后美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司生产的汽车全部采用电控汽油喷射方式供油。锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部ECU的发展的发展的发展锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部全球一级（全球一级（全球一级（TIERONE）EMS供应商供应商供应商 博世（ BOSCH） 德尔福（ DELPHI) 伟世通（
4、VISTEON） 西门子 VDO 电装（ DENSO） 德国大陆集团（ Continental ） 马瑞利 (Magneti Marelli)200017 companies锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部全球主要汽车电子厂商与半导体公司的关系全球主要汽车电子厂商与半导体公司的关系全球主要汽车电子厂商与半导体公司的关系通用、福特德尔福、伟世通、 TRW、摩托罗拉、JohnsonControl、 Lear、Collins&aikman、 Magna飞思卡尔、德州仪器美系丰田、本田、日产电装、爱信精机、 NSK、 JTEKT、TAKATA、
5、 Yazaki、 Hino、 Nippon seiki|NEC、瑞萨、富士通日系戴克、大众、宝马BOSCH、 AUTOLIV、大陆、西门子VDO、 Faureica、 ZF、 Hella、 SAS automotive、 Intertec、戴克 AG、ValeoThyseenKrupp Auto.英飞凌、意法半导体欧系整车级一级汽车零组件级MCU级锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时！传感器ECU执行器锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有
6、限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-喷油控制喷油控制喷油控制锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-点火控制点火控制点火控制 点火控制系统由火花塞、点火线圈、点火模块、凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器、爆震传感器等部分组成。 为了获得最佳的经济性，点火提前角在正常工作的范围内越提前越好，保证最大爆发压力在上止点后 1215。但是同时受到发动机爆震的影响，不能无限制地加大提前角。锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系
7、统-传感器传感器传感器 进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管 绝对压力信息供计算负荷等） 燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息） 燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息） 机油压力传感器（提供机油压力信息） 冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息） 进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等） 空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息） 空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息） 空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等） 节气门位置传感器（提供负荷信息 、负荷范围信息、加速减速信息） 油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负 荷范围信息、加速减速信息等） 霍尔传感器（提供转速信
8、息、曲轴位置和相位信息） 感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息） 燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息） 爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息） 排气再循环阀阀杆位移传感器（提 供排气再循环阀开度信息） 氧传感器（提供过量空气系数 l是大于 1还是小于 1的信息）锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-传感器传感器传感器锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-执行器执行器执行器 电动燃油泵 电磁喷油器 点火线圈
9、 各种怠速执行器 炭罐控制阀 排气再循环控制阀 电子节气门（又称电子油门） 液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等） 气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等） 全可变气门电子控制执行器 涡轮增压废气放空控制阀 电动二次空气泵 三效催化转化器加热执行元件 冷却风扇 空调压缩机电磁离合器 发动机上的其他辅助设备锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-执行器执行器执行器锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-排放法规排放法规排放法规锐意
10、泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-发展趋势发展趋势发展趋势汽油机直接喷射，不仅使得喷射过程向柴油机的喷射过程靠近，也使得其控制系统的组成向柴油机的控制系统靠近，更使得汽油机的燃烧方式和热效率较大幅度地得到改善，甚至可以直接启动发动机。锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-发展趋势发展趋势发展趋势分层和稀薄燃烧降低缸壁带走的热量，提高了热效率，同时使发动机工作更加平稳，同时能够降低 HC的排放，并且让催化包迅速起燃。锐意泰克汽车电
11、子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-发展趋势发展趋势发展趋势BMW的双凸轮轴相位调整装置电控进排气门不仅可以实现排气相位的柔性控制，还可以在此基础上缸内直接的废气再循环，实现可变压缩比的燃烧过程，也可以实现空气和喷油量都独立的分缸独立控制。锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-发展趋势发展趋势发展趋势BMW V8的可变进气管长度锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系
12、统系统-OBDII 系统监测：监测所有与排放相关的部件和系统 部件保护：防止关键部件的损坏（如三元催化器） 应急反应：设置故障时传感器的代用值或跛行回家模式 信息存储：存储故障发生时的有关信息 超标显示：当排放超过标准时给出显示 信息读取：在维修时利用检测设备读取故障锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECU 电子控制单元（ ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理 ，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计 算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发展，电子控制单元的信息处理量越
13、来 越大，现在所用的芯片已经达到 32位，晶体管数量可超过 700万个，匹配参数可超过 6000个，针脚数目可超过 150个。 要求可以在 -40 - 125 的环境下工作，可以承受 50g加速度的冲击，在温度，湿度以及振动交变条件下工作，并具有防尘防 水功能，满足电磁兼容性要求。锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECUSmartSensorAnalogDigital锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECU锐意泰克汽车电
14、子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECU锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECU试车：环节考核和试生产系统集成和调试：性能综合软件设计：功能和故障诊断同步设计硬件布线图设计：考虑EMC、生产效率 硬件原理图设计：由框架细化传感器和执行器：选型接口设计对比方案：开发效率和生产效益确定目标：性能对比和功能描述锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部现代现代现代ESM系统系统系统-ECU软件
15、开发方法软件开发方法软件开发方法大家共同讨论出控制项目的实施方案，针对这个方案做出项目的具体的功能定义说明，将任务分配给不同的工程师进行算法和模型的建立并实现虚拟的仿真，根据仿真的结果将算法或模型用 C语言或者其他代码实现，将代码下载至 ECU中进行实际的测试和标定；传统软件开发方法V型开发模式在各个开发阶段实时进行标定基于 Simulink模型的代码自动生成Simulink交互式仿真以 Simulink模型图形的形式体现V-cycle开发最后一步，修改麻烦人力编写，耗费人力与时间，可靠性低编程语言，仿真软件工程师讨论最后以文字形式实现传统方法ECU标定代码生成系统仿真功能定义锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研发部锐意泰克公司的锐意泰克公司的锐意泰克公司的ECU-16位位位ECU的发展的发展的发展2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010C167 16M 欧二C167 16M欧三 +EOBDST10F269欧三 +EOBDST10F273欧三 /欧四 +EOBD正在研发Infineon方案 1Infineon方案 2ST方案 1ST方案 2正在研发锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司锐意泰克汽车电子有限公司研发部研发部研
