汽車ECU的軟硬件架構及工作原理詳解

01

ECU介紹

ECU是一種嵌入式系統，它可以控制汽車上一個或多個電氣系統。現代車輛有許多 ECU，這些可能包括以下部分或全部：發動機控制模塊 (ECM)、動力總成控制模塊 (PCM)、變速器控制模塊 (TCM)、制動控制模塊（BCM 或 EBCM）、中央控制模塊 (CCM)、中央正時模塊(CTM)、通用電子模塊(GEM)、車身控制模塊(BCM)、懸架控制模塊(SCM)。

每個 ECU 通常包含一個專用芯片，該芯片運行自己的軟件或固件，并且需要電源和數據連接才能運行。ECU使用閉環控制。通過更新軟件或者更換芯片可以對ECU進行重編程。

ECU 根據其功能接收來自車輛不同部分的輸入。例如，當乘客按下車門或無線鑰匙扣上的門鎖/解鎖按鈕時，門鎖 ECU 將接收輸入。安全氣囊 ECU 將接收來自碰撞傳感器和檢測某人何時坐在特定座位上的傳感器的輸入。自動緊急制動 ECU 會接收來自前向雷達的輸入，這些雷達會檢測車輛何時過快接近障礙物。

然后，ECU 將與執行器通信以根據輸入執行操作。門鎖 ECU 將激活一個執行器來鎖定或解鎖相應的門。安全氣囊 ECU 會根據乘客的位置選擇展開哪些安全氣囊，然后指示執行器展開它們。自動緊急制動 ECU 會接合制動器以防止碰撞。

02

ECU組件

1. 微控制器（核心組件）

2. 存儲器（如SRAM，EEPROM，Flash，用于存儲不同的軟件組件）

3. 輸入（電源，數字輸入，模擬輸入）

4. 輸出（執行器，驅動器，H橋驅動，伺服電機，邏輯輸出）

5. 通信鏈路（CAN，LIN）

6. 嵌入式軟件（引導裝載程序，ECU 和軟件識別、版本管理、校驗和的元數據，功能性軟件例程，配置數據）

03

ECU軟件

ECU軟件分為應用層軟件和底層軟件。通過RTE（Runtime Environment）將它們連接起來。

04

ECU硬件

簡化為：CPU+存儲設備+驅動芯片+接口單元

05

ECU原理

工作原理：輸入電路接受傳感器和其它裝置輸入的信號，對信號進行過濾處理和放大，然后轉換成一定伏特的輸入電平；從傳感器送到ECU輸入電路的信號既有模擬信號也有數字信號，輸入電路中的模／數轉換器可以將模擬信號轉換為數字信號，然后傳遞給微機；微機將上述已經預處理過的信號進行運算處理，并將處理數據送至輸出電路；輸出電路將數字信息的功率放大，有些還要還原為模擬信號，使其驅動被控的調節伺服元件工作。

06

ECU功能

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_control_unit

2. https://www.aptiv.com/en/insights/article/what-is-an-electronic-control-unit

3. https://blog.csdn.net/huihuige092/article/details/126003176

4. https://zhuanlan.zhihu.com/p/415416716

5. https://zhuanlan.zhihu.com/p/419139177

6. https://zhuanlan.zhihu.com/p/415243657

7. https://www.nxpic.org.cn/article/id-ECU

8. https://www.youtube.com/watch?v=1KM0QPqRhv8

來自談思實驗室公眾號