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ECU简介与基本组成:从发动机控制单元到汽车电子控制系统的全面解析

 2025年03月13日  阅读 14

摘要:一、ECU简介ECU原本指的是Unit,也就是发动机控制单元,专门指的是电喷发动机的电子控制系统。之后随着汽车电子的快速发展,ECU的定义变为了Unit,即电子控制单元,广泛地指汽车上的所有电子控制系统。原先的发动机ECU有许多公司将其称为EM...

一、ECU简介

ECU 原本指的是 Unit,也就是发动机控制单元,专门指的是电喷发动机的电子控制系统。之后随着汽车电子的快速发展,ECU 的定义变为了 Unit,即电子控制单元,广泛地指汽车上的所有电子控制系统。原先的发动机 ECU 有许多公司将其称为 EMS 。

二、ECU的基本组成

ECU 如同普通的单片机,它是由微控制器(MCU)构成的,同时还有存储器(ROM、RAM),以及输入/输出接口(I/O),另外还有模数转换器(A/D),并且包含整形、驱动等大规模集成电路。

微控制器(MCU)是汽车电子控制单元 ECU 的核心部分。它以 CPU 为核心,是集成在一块芯片上的微型计算机。ECU 是一个总称,指的是包括微控制器以及相关外围接器件的电路板。而微控制器在汽车中形成了应用系统。

三、ECU的作用

ECU 的作用在于利用各种传感器来计算车辆的行驶状况,接着以此为依据对发动机的多项参数进行控制,这些参数包括点火、空燃比、怠速、废气再循环等。

当系统出现故障时,它能够在存储器里自动记录故障代码。并且,它还会采取保护措施,从上述的固有程序中读取替代程序,以此来维持发动机的运转。

四、ECU的工作原理

ECU 包含传感器输入电路、微处理器以及输出执行电路这三个部分。各种传感器会把信号传递给输入电路,输入电路会对信号进行过滤处理,并且把各种信号统一转换成数字信号,之后再将其传给微机。微机对处理过的信号进行运算,然后把运算结果送到输出电路。输出电路会对微机传输过来的数字信息进行放大处理。它会依据需求,把一些信号转变为模拟信号。并且,它还能驱动被控的调节伺服元件开始工作。如下图所示:

五、常见ECU的类型

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ECU 的控制范围扩张到了巡航控制方面,也扩张到了灯光控制方面,还扩张到了安全气囊控制方面,同时扩张到了悬架控制方面,以及燃油加热控制方面、排气控制方面、制动控制方面、EGR 控制方面和增压压力控制方面等。当然,随着车上电子元件日益增多,线路变得越来越复杂。现在汽车上为了简化电路和降低成本,多个 ECU 之间是通过 CAN 总线进行数据交换的,CAN 总线能将整车的 ECU 连接成一个网络系统。

如今 ECU 已成为汽车上很常见的部件之一,因其功能不同而可分为不同类型。常见的有以下几种 ECU:

EMS 发动机管理系统,被应用于多种类型的系统中,包括汽油机的 PFI (如上图所示),还有 GDI ,以及柴油机和混合动力系统等。它主要对发动机的喷油、点火以及扭矩分配等功能进行控制。

TCU(Unit)是自动变速箱控制单元,常用于 AMT、AT、DCT、CVT 等自动变速器。它会根据车辆的驾驶状态,采用不同的档位策略。

BCM 即车身控制模块,它主要的作用是控制车身电器。其中包括整车的灯具,还有雨刮、洗涤等功能,也能控制门锁、电动窗、天窗、电动后视镜以及遥控等部分。

ESP 即车身电子稳定控制系统。它能够让车辆在各种不同的状况下都保持最佳的稳定性,尤其是在转向过度或者转向不足的情况下,其效果更为显著。ESP 是博世公司所特有的称呼。像日产的车辆行驶动力学调整系统是 VDC,丰田的车辆稳定控制系统是 VSC,本田的车辆稳定性控制系统是 VSA,宝马的动态稳定控制系统是 DSC 等。如今,许多中高端的合资车以及国产车都会配备这个模块。

BMS 是电池管理系统。顾名思义,这个控制器是专门为配备有动力电池的电动车或混合动力车而准备的。其主要功能是提高电池的利用率,防止电池过度充电和过度放电,以延长电池的使用寿命,同时对电池的状态进行监控。

VCU(Unit)是整车控制器,它用于混合动力或纯电动汽车的动力系统,是总成控制器。它的职责是协调发动机、驱动电机、变速箱、动力电池等各个部件的工作,以提高新能源汽车的经济性、动力性,保障安全性并降低排放污染。

下面让来看一下国内外知名的ECU供应商:

(1) 博世(德)

博世集团在全球汽车技术供应商中位居第一。其汽车与智能交通业务范围包含汽油系统、柴油系统、汽车底盘控制系统、汽车电子驱动、起动机与发电机等。去年,汽车配套业务的总销售额为 448.25 亿美元。

(2)大陆(德)

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2007 年欧盟委员会准许德国大陆集团对西门子 VDO 进行收购。从那时起,西门子 VDO 的 ECU 业务便归属于大陆集团。这一举措使得大陆集团一下子进入到全球五大汽车零部件供应商的行列之中。大陆集团的业务包含制动系统、动力总成及底盘的系统和零部件、仪表、信息娱乐系统、汽车电子、轮胎以及工业橡胶制品等。去年的总销售额为 314.80 亿美元。

(3)电装(日)

株式会社电装是世界上很有名的汽车零部件及系统的顶级供应商。它能提供多种产品以及售后服务。这些产品包括汽车空调设备和供热系统等。还有电子自动化和电子控制产品等。以及燃油管理系统等。还有散热器等。还有火花塞等。还有组合仪表等。还有过滤器等。还有产业机器人等。还有电信产品等。还有信息处理设备等。去年的总销售额为 360.30 亿美元。

(4)UAES联合汽车电子(中)

联合汽车电子有限公司(UAES)于 1995 年成立。它是中联汽车电子有限公司与德国罗伯特·博世有限公司在中国的合资企业。公司主要进行汽油发动机管理系统等方面的工作,包括开发、生产和销售。其业务涵盖变速箱控制系统、车身电子、混合动力和电力驱动控制系统等。去年的总销售额为 160 亿人民币。

(5)DIAS联创汽车电子(中)

联创汽车电子有限公司于 2006 年成立。它是上汽集团领导下的一家核心汽车电子零部件企业。主要为客户提供柴油发动机管理方面的系统解决方案及零部件产品。主要为客户提供电动助力转向控制方面的系统解决方案及零部件产品。主要为客户提供新能源汽车电子控制方面的系统解决方案及零部件产品。主要为客户提供胎压监测方面的系统解决方案及零部件产品。去年的总销售额为 2.7 亿人民币。

本文的主要目的是整合相关的优质文章,以便让读者能够更全面地了解。为了尊重原作者,以下是出处:

什么是汽车ECU? - 知乎 ()

ECU基础知识_X@B的博客-CSDN博客

汽车电子控制核心-ECU - 知乎 ()

ECU(电子控制单元)_百度百科 ()

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