一直以來(lái)ECU的核心技術(shù)都幾乎被外資壟斷了,,中國(guó)國(guó)內(nèi)在這方面處于弱勢(shì),。核心技術(shù)主要集中日企或者歐美手中,ECU集成一體化已經(jīng)成為趨勢(shì),。隨著電子控制系統(tǒng)增加,,汽車ECU的配備空間越來(lái)越緊張,因此中國(guó)設(shè)計(jì)人員正在進(jìn)行配備空間的調(diào)整,。
電子控制單元英語(yǔ)縮寫為ECU,,英文全稱是ElectronicControl Unit,又稱“行車電腦”,、“車載電腦”等,。ECU相當(dāng)于汽車“大腦”,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,、空燃比,、怠速、廢氣再循環(huán)等多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制,,是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心控制部件,。
01、原理及結(jié)構(gòu)
從用途上講ECU是汽車專用微機(jī)控制器,。它和普通的電腦一樣,由微處理器,、存儲(chǔ)器,、輸入/輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及整形,、驅(qū)動(dòng)等大規(guī)模集成電路組成,。ECU的主要部分是微機(jī),而核心部件是CPU,。
從目前主流車企配套情況來(lái)看,,大部分ECU電路結(jié)構(gòu)大同小異,,控制功能的變化主要依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化,隨控制系統(tǒng)完成任務(wù)的不同而存在差異,。
ECU根據(jù)在車輛上的配備位置而呈現(xiàn)不同的形態(tài),。一般來(lái)講,ECU被配備于最容易實(shí)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)功能的位置,,并且采用最符合配備位置環(huán)境的設(shè)計(jì),。
從現(xiàn)在車型配套比較來(lái)看,級(jí)別不同,,ECU配備數(shù)量也不同,。一般來(lái)講,級(jí)別越大,,ECU的配備個(gè)數(shù)就越多,。
A/B級(jí)平均配備15個(gè)ECU。該級(jí)別的車輛為了盡量降低車重和價(jià)格通過最大限度地壓縮功能來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)的,。C/D級(jí)平均配備22個(gè)左右,,E級(jí)以上配備40個(gè)以上ECU。
這是因?yàn)閷?duì)于所配備的大排量發(fā)動(dòng)機(jī),,需要配備尾氣處理系統(tǒng)以及與車體價(jià)格相適應(yīng)的舒適裝備和信息設(shè)備,,所以ECU的個(gè)數(shù)也在增加?;旌蟿?dòng)力車(HEV)還配備了多個(gè)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用ECU,。
02、改裝ECU
目前全球各個(gè)國(guó)家汽油品質(zhì),、溫度,、大氣壓力、濕度,、引擎形式上的差異 ,,ECU 程序軟件設(shè)定上須符合各國(guó)的條件來(lái)使用,各國(guó)的使用場(chǎng)景的差異使得ECU技術(shù)也因地而異,。
汽車要適應(yīng)各種天氣,、環(huán)境(如高原、沙漠,、嚴(yán)寒和劣質(zhì)汽油等惡劣條件)及各種駕駛者的不同要求,,同時(shí)它也要保證這種復(fù)雜的情況下依然能夠揮灑自如行駛并通過嚴(yán)格的尾氣排放、油耗標(biāo)準(zhǔn),。
因此在大多情形下,,原裝ECU內(nèi)的程序是一個(gè)符合眾多條件的最佳妥協(xié),這樣才不致水土不服,,故在設(shè)定上保留很多的空間可供改裝,。
改裝ECU,,就是通過改變處理問題的方法(原先設(shè)定好的ECU程序),來(lái)達(dá)到改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的目的,。
所謂的“ECU程序”,,其實(shí)就是一套運(yùn)算法則,它存放在儲(chǔ)存器內(nèi),,對(duì)從輸入設(shè)備經(jīng)控制器轉(zhuǎn)化而來(lái)的信號(hào),,處理生成對(duì)應(yīng)的指令信號(hào),從輸出設(shè)備傳輸出去,。于是,,我們對(duì)于ECU參數(shù)的修改,實(shí)際上就是在修改運(yùn)算法則,。
改裝ECU主要有三種方式:寫入式,、外掛式、替換式,。
03,、發(fā)展趨勢(shì)
總體來(lái)看,ECU集成一體化將成為趨勢(shì),。隨著電子控制系統(tǒng)增加,,汽車ECU的配備空間越來(lái)越緊張,因此設(shè)計(jì)人員正在進(jìn)行配備空間的調(diào)整,。
另外,,為減輕車體重量,通過減少線束等措施將ECU配備在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)或內(nèi)置于變速箱等電裝產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)一體化的案例增多,。由于馬達(dá)的控制電路等已經(jīng)非常小,,還出現(xiàn)了將控制電路內(nèi)置于馬達(dá)以進(jìn)一步減小尺寸的做法。
未來(lái)幾年,,汽車電子化趨勢(shì)明顯,,駕駛輔助系統(tǒng)可望在中高階和特殊車種中脫穎而出,車廠將逐漸從由機(jī)械零組件組裝的被動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng),,逐漸升級(jí)成融合電子技術(shù)的主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS),,以增進(jìn)行車的安全性。
在一般車款的應(yīng)用上,,電力方向盤及后視鏡,、車窗和雨刷亦將逐漸升級(jí)為電子動(dòng)力方向盤,以及電動(dòng)后視鏡,、車窗和雨刷,汽車系統(tǒng)電動(dòng)化的發(fā)展將日益普及,。
隨著汽車電子的高度電子化,,自動(dòng)化,,集成化,會(huì)有越來(lái)越多的ECU系統(tǒng)構(gòu)建成一個(gè)汽車電子的局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線,。集中綜合控制,、總線技術(shù)、汽車智能控制是未來(lái)汽車電子控制技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向,。
各ECU間信息及數(shù)據(jù)共享將成為ECU的發(fā)展趨勢(shì),。
目前,不僅發(fā)動(dòng)機(jī)擁有自己的ECU,,自動(dòng)變速器,、ABS系統(tǒng)、車載娛樂影音系統(tǒng),、四輪驅(qū)動(dòng)扭矩分配系統(tǒng),、主動(dòng)懸掛系統(tǒng)、安全氣囊+安全帶系統(tǒng)等等,,都有自己的電子控制單元,。
發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的數(shù)據(jù)信息已經(jīng)實(shí)現(xiàn)共享,未來(lái)的ECU將會(huì)是強(qiáng)大的電腦系統(tǒng),,將整合各部分系統(tǒng)所有需要管理的部件,,我們可以享受汽車影音系統(tǒng),可以玩PC-Game,,可以接受GPS信號(hào),,甚至連一個(gè)杯架都會(huì)處于ECU的管理之中。
電子控制單元(ECU)和微控制器(MCU)集成整合是國(guó)際大型汽車企業(yè)發(fā)展的目標(biāo),,目前,,寶馬、奔馳和奧迪等高端車型兩者的整合程度最高,。
04,、重點(diǎn)企業(yè)
一直以來(lái),國(guó)內(nèi)ECU的核心技術(shù)幾乎被外資企業(yè)壟斷,,主要集中在歐美及日本企業(yè)手中,,代表企業(yè)有聯(lián)合電子(博世)、德爾福,、大陸,、偉世通、馬瑞利,、電裝,、京濱、日立等。在中國(guó)市場(chǎng)方面,,歐美ECU品牌主要配套歐美及韓系車型,,而日本品牌主要供應(yīng)日系車。
中國(guó)自主ECU品牌一直以來(lái)都是處于劣勢(shì)地位,,ECU的軟件與硬件開發(fā)都需要經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的積累,,由于基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)力量分散,,加上缺乏足夠的人力,、資金投入和有效的組織管理,我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)進(jìn)展緩慢,,許多成果甚至還停留在實(shí)驗(yàn)室里,。
由于技術(shù)的差距,再加上國(guó)內(nèi)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,,外資企業(yè)憑借成熟的技術(shù)優(yōu)勢(shì),,很容易賺取中國(guó)汽車企業(yè)的利潤(rùn)。
近年來(lái),,國(guó)內(nèi)企業(yè)也開始在該領(lǐng)域加大資金及技術(shù)投入,,目前國(guó)內(nèi)技術(shù)研發(fā)主力主要是有實(shí)力的整車企業(yè)及零部件企業(yè),如比亞迪,、奇瑞,、長(zhǎng)安、濰柴動(dòng)力等企業(yè),,部分國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握了核心技術(shù),,從長(zhǎng)期趨勢(shì)來(lái)看,在該領(lǐng)域,,國(guó)產(chǎn)化率將會(huì)得到提升,,但這一過程仍充滿荊棘。