汽车电子控制系统开发简介-2
ESP概述
ESBS-扩展电子稳定刹车系统
ESBS的英文全称为“Electronic Stability Brake System”，即“扩展电子稳定制动系统”， 该系统同样是ABS的另一项辅助功能，在增加车辆 的稳定性的同时减少打滑危险，能够通过在紧急 情况下稳定车辆并且防止打滑来有效避免严重事 故。
简单点说，就是当汽车制动时， 如果四只轮胎附着地面的条件不同， 比如左侧轮附着在湿滑路面，而右侧 轮附着于干燥路面，那么四个轮子与 地面的摩擦力则不同，制动时（四个 轮子的制动力相同）就容易产生打滑、 倾斜和侧翻等现象，而EBD系统则会在 此时及时调整每个轮胎的制动压力， 从而确保车辆能够有效、平稳的减速。
上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例
由16％增至23％以上。一些豪华轿车上，使用 单片微型计算机的数量已经达到48个，电子产 品占到整车成本的50％以上，目前电子技术的 应用几乎已经深入到汽车所有的系统。
汽车电子产品分类
一是汽车电子控制装置。汽车电子控制装置要和车上 机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车 电子装置；如发动机、底盘、车身电子控制。例如电 子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引 力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子 动力转向 E0：TCS
ESP工作原理
ESP是通过传感器得知各个车辆的抱死情况、车辆 的横摆惯量(简单理解为车身侧倾的程度)，当车 辆出现失控的趋势时，对特定的车轮给予额外的 制运力，甚至通过调整车辆的牵引力，务求以最 大程度上保持住车轮的附着力。 实际上是一组车身稳定性控制的综合策略，可以 说它是在其它主、被动安全系统基础之上的一种 功能性延伸，而并不是作为独立配置存在的。 在ESP的默默工作下，当车辆遇到险情时往往能够 化险为夷。ESP的强大安全功能使其风行海外，欧 洲新注册车辆的ESP装备率甚至达到了40%左右。
汽车电子控制系统由那些部分组成
汽车电子控制系统主要由传感器，控制单元和执行器三部分组成。
根据控制功能不同，汽车电子控制系统可为动力性，经济与排放性，安全性，舒适性,操纵性，通过性和信息控制系统七种类型。
根据汽车总体结构，汽车电子控制系统可分为发动机电子控制系统，底盘电子控制系统,车身电子控制系统和综合控制系统四大类. （1）汽车发动机电子控制系统。
它主要包括；电子控制发动机燃油喷射系统（EFI）,空燃比反馈控制系统（AFC），怠速控制系统（ISC），断油控制系统，燃油蒸汽回收控制系统，排气再循环控制系统，加速踏板控制系统（EAP)，微机控制点火系统（MCI），发动机爆震控制系统（EDC），进气控制系统,增压控制系统和汽车巡航控制系统（CCS)第二代车载故障诊断系统(OBD-11）等。
（2）汽车底盘电子控制系统。
它主要包括；电子控制自动变速系统（ECT），防抱死控制系统(ABS)，电子控制制动力分配系统（EBD），电子控制制动辅助系统（EBA），动态稳定控制系统（DSC）,驱动防滑控制系统（ASR)，电子控制动力转向系统（EPS），电子控制悬架系统(ECS）,轮胎气压控制系统（TPC），等。
(3）汽车车身电子控制系统。
它主要包括;辅助防护安全气nan系统（SRS），安全带张紧控制系统（STTS）,车辆保安系统（VESS),中央门锁控制系统（CLCS)，前照灯控制与清洗系统（HAW），刮水器与清洗器控制系统（WWCS），座椅调节系统（SAMS）。
（4）汽车综合控制系统。
它主要包括；维修周期显示系统（LSID）,液面与磨损监控系统(FWMS）,车载计算机（OBC），车载电话（CPH），交通控制与通信系统(TCIS）,信息显示系统(IDS),控制器区域网络系统（CAN），自动空调系统(ACS），雷达车距控制系统,倒车防撞报警系统（PWS)，等.。
汽车电子控制技术第一章绪论
二、汽车电子控制技术的发展史
2.第二阶段(20世纪70年代末到90年代中期):微型计算机控制 阶段 采用微处理器及单片机来完成信息的检测和处理,使得控
制系统具有了数字化和智能化的特征。该阶段的特点是,有了 一定综合性的控制系统,引入了自动控制理论,微处理器的应 用使得电子装置体积显著缩小,可靠性显著提高。
分立式半导体元件开始用于汽车交流发电机整流器、起动 电机、转速表等。主要集中于个别部件的开发,改善了汽车单个 零件的性能。1953年苏联率先在汽车上采用了二极管整流的交 流发电机,揭开了汽车电子发展的序幕。该阶段的特点是用分立 电子元件或集成电路组成电子控制器进行控制。主要电子产品 有电子电压调节器、电子式点火控制器、电子闪光器、电子式 间歇刮水控制器、晶体管收音机、数字时钟等。共同问题是价 格昂贵,可靠性差,复杂的电路使得维修费用很高,没有得到推广 应用。
二、汽车电子控制技术的发展史
3.第三阶段(20世纪90年代中期至今):集成网络化层次阶段 采用先进的微电子技术、车载网络技术、集成智能功率
器件、智能传感器、大容量电可擦可编程只读存储器 (EEPROM)或快速擦写只读编程器(FLASHROM),专用集成电路 等,形成了车上的分布式、网络化的电子控制系统。整个车被 联成一个多ECU、多节点的有机整体,控制系统的功能进一步 加强,使得其性能也更加完善。
汽车电子控制技术与系统的综合性能,直接影响整车的动 力性、燃油经济性、制动性、舒适性、通过性、平顺性、转 向性、操纵稳定性以及排放性能。能源危机、排放尾气大气 污染、交通事故、交通拥挤等问题,促进了汽车电子控制技 术的发展。
第二节 汽车电子控制技术的 发形成和发展过程分为以下三个阶段。 1.第一阶段(20世纪50年代初到70年代末):萌芽及初级阶段
汽车mcu简介介绍
02
汽车mcu核心功能与技术
核心功能介绍
实时控制
汽车MCU具有实时控制功能，能 够精确地控制车辆的各种系统和 部件，如发动机、变速器、制动
系统等。
故障诊断与处理
MCU具有故障诊断和处理功能， 能够实时监测车辆的运行状态，及 时发现并处理故障，确保车辆的安 全和稳定运行。
智能化决策
MCU能够根据车辆的运行状态和驾 驶员的操作意图，进行智能化决策 ，提高车辆的驾驶性能和舒适性。
作用
汽车MCU在汽车中发挥着核心控 制作用，负责管理车辆的各项功 能，如发动机控制、底盘控制、 车身控制、安全系统等。
发展历程与趋势
发展历程
自20世纪70年代初，随着汽车电子化 的快速发展，MCU逐渐成为汽车电子 控制系统的核心部件。随着技术进步 ，MCU的处理能力、存储容量和功能 不断增强。
发展趋势
产业链协同发展助力产业升级
产业链合作
01
汽车MCU产业链涉及芯片设计、制造、封装测试等多个环节，
需要产业链上下游企业紧密合作，共同推动产业升级。
跨界合作
02
汽车MCU企业可以与互联网、人工智能等企业进行跨界合作，
共同推动汽车智能化、电动化发展。
政策支持
03
政府可以出台相关政策，鼓励和支持汽车MCU产业的发展，推
5G技术
5G技术的应用将为汽车MCU提 供更快速、更稳定的数据传输和 处理能力，推动汽车智能化和电
动化发展。
智能化、电动化趋势引领变革
要点一
智能化趋势
要点二
电动化趋势
随着消费者对汽车安全、舒适和便捷性的需求不断提高， 汽车MCU将不断升级，实现更高级别的智能化。
随着环保意识的提高和政策的推动，电动汽车市场将持续 扩大，汽车MCU将面临更多的电动化挑战。
解读汽车电子系统的工作原理
解读汽车电子系统的工作原理汽车电子系统是现代汽车中至关重要的一部分，它承担着诸多功能和任务。
从基本的点火系统到复杂的安全刹车系统，汽车电子系统的工作原理牵涉到多种关键技术和组件。
本文将解读汽车电子系统的工作原理，以及其中一些重要的技术和组件。
一、概述汽车电子系统是由多个电子控制单元（ECU）组成的，每个ECU负责控制特定的功能和系统。
这些ECU之间通过CAN总线进行通信，以实现各种功能的协调和交互。
二、点火系统汽车的点火系统是引擎正常运转的基础。
它的工作原理基于点火线圈产生高电压，将传导离子化的火花通过火花塞点燃混合气体。
这种点火方式分为传统的分电器式和现代的无分电器式。
在传统的分电器式点火系统中，点火线圈通过分电器将高电压分配给各个缸体的火花塞。
而无分电器式点火系统则直接将高电压分配给各个火花塞，减少了能量损失和部件的磨损。
三、燃油喷射系统现代汽车多采用电子控制的燃油喷射系统来提供燃料。
喷射系统的工作原理基于精确的控制燃油喷射时间、数量和压力，以实现燃料的充分燃烧和发动机的高效性能。
燃油喷射系统由多个关键组件组成，包括燃油泵、喷油嘴、燃油压力调节器和控制单元。
其中，控制单元通过传感器监测发动机条件和驾驶员需求，从而实现对燃油喷射的精确控制。
四、制动系统汽车的制动系统用于减速和停车，保证行车的安全。
现代汽车的制动系统主要分为机械式制动和电子式制动两种类型。
机械式制动系统通过驾驶员踩踏制动踏板，通过机械传动将制动力传达给刹车盘或刹车鼓。
而电子式制动系统通过电子控制单元感知车速和驾驶员的刹车需求，通过电子信号控制刹车器件的工作，实现精确的制动控制。
五、安全系统现代汽车的安全系统广泛应用于碰撞预警、主动刹车、车道保持等功能。
这些系统的工作原理基于车载传感器的数据采集和ECU的实时计算。
例如，碰撞预警系统通过激光雷达或摄像头感知前方车辆和障碍物的距离和速度，当存在碰撞风险时，系统会通过声音或闪光的方式提醒驾驶员并采取自动刹车措施。
VEC6800电控系统简介
目标转速Tn
转速 油量 齿杆A/D 齿杆位置
控制器3 目标位移TR
实际转速n
400
600
800
控制器1
齿条位移 执行机构
齿条位移
输出转速n 电控柴油机
齿条位移 传感器
齿条位移反馈控制系统
转速传感器
软件
硬件
VEC6800中外特性MAP图
1000 1200 1400 1600 1800 2600 2800
通讯驱动
信
XDT256
号
高性能单片机
处
理 电
开关量处理电
路
路
电源处理
齿杆执行器 提前角执行器 E电池
3.电控系统软件模块功能
序号 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10
11 12
13 14 15
模块名称 主模块 串行通信模块
起动模块 怠速控制模块 加减速模块 数学运算模块 测速模块 A／D模块 PWM模块 故障诊断模块
4.系统可靠性
控制器元器件为专用车用级芯片、-40℃---125 ℃使用范围； 成熟的贴片生产工艺； 1000万次的电磁执行器的冷拖试验，确保执行器设计上的可靠
性； TS16949严格的质量控制体系，确保生产的每套产品达到设计
上的要求； 通过比国标更加严酷的企业环境试验、耐久试验 。
5.VEC6800电控系统应用实例
1.部分资质证书
上海市高新技术企业证书
发动机监控仪高新技术成果转化项目证书 电子调速器高新技术成果转化项目证书
潍柴动力2009年度 A级供应商证书
ISO 9001-2000 质量体系证书 ISO/TS 16949-2002 质量体系证书
汽车电子方面知识点总结
汽车电子方面知识点总结一、汽车发动机控制系统汽车发动机控制系统是汽车电子技术中的核心部分，它包括点火系统、燃油喷射系统、排气处理系统等。
发动机控制系统通过传感器采集发动机运行状态数据，经过处理后，控制执行器对发动机进行相应的调节，以达到最佳的燃烧效率和排放性能。
一些常用的传感器包括空气流量传感器、氧传感器、节气门位置传感器等。
1.1 点火系统点火系统用于产生高压电流，点火系统的工作主要分为两个阶段，第一阶段是在正时点以外的时刻将点火线圈充电，第二阶段是通过爆裂线圈产生高压电流，从而点燃发动机内混合气。
常用的点火系统包括分布式点火系统、直列点火系统、自适应点火系统等。
1.2 燃油喷射系统燃油喷射系统用于向发动机提供燃油，它的工作原理是通过控制喷油嘴的喷油时间和喷油量来实现最佳的燃油混合比。
燃油喷射系统有单点喷射系统、多点喷射系统、直接喷射系统等。
1.3 排气处理系统排气处理系统用于净化发动机排放气体中的有害物质，主要包括三元催化转化器、颗粒捕集器、氮化物还原器等。
这些装置可以有效地减少发动机排放的尾气中的有害物质，保护环境和人体健康。
二、汽车车身电子系统车身电子系统用于控制汽车的行驶和安全功能，包括车辆稳定控制系统、防抱死制动系统、牵引力控制系统、安全气囊系统等。
车身电子系统采用传感器和执行器来实现对车辆的监控和控制，以确保车辆的安全和稳定性。
2.1 车辆稳定控制系统车辆稳定控制系统是一种通过车辆各个部分的传感器和执行器来监测车辆的动态状态，当车辆出现超出司机控制范围的情况时，通过刹车和扭矩分配等方式来纠正车辆的行驶方向，提高车辆的稳定性和操控性。
2.2 防抱死制动系统防抱死制动系统是一种通过控制车轮的刹车力，防止车轮在紧急制动时出现抱死现象，保持轮胎与地面的最佳附着力，提高制动效能和操控性。
2.3 牵引力控制系统牵引力控制系统通过控制车轮的牵引力，使车辆在低附着情况下依然可以获得良好的牵引力，提高车辆的通过性和操控性。
电动汽车整车控制系统介绍
电动汽车整车控制系统介绍本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。
根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。
其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。
整车电气系统列出如表1所示。
整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。
1 整车控制器系统配置整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。
整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。
与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。
下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。
1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。
应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。
并应该能接受整车控制器发来的控制命令。
1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。
电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。
它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。
电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。
1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制动阀的状态以及自身的工作状态等信息1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。
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项目管理 核心开发流程
质量保证
控制系统
• 设计开发方法系统论
输入
系系统统A 子子系系统统AA A
子系统B
输出
系统A边界
系统外部
• 项目管理
a) 项目计划 (时间计划、成本计划、质量计划) b) 项目跟踪和风险管理 (期限风险、成本风险、质量风 险)
• 配置管理
a) 产品生命周期 (开发阶段、生产阶段、运行和服务阶 段) b) 版本和配置
- V模型适合可靠性和安全性有较高要求的控制系统； - V模型适合系统的组件分布式开发的环境. - V模型缺点: 在早期开发阶段缺乏反馈机制 - 解决方法 通过重复开发过程的循环来降低开发风险。 每个集成版本对应的原型称为样件。 整个开发过程常分为A, B, C, D阶段 产品版本D 样件
3.2 V型模型各开发阶段介绍
I / Odriver
软件
底层软件
C RA TO NS
bootloader
......
• 开发环境
＊Matlab/ Simulink/ stateflow ＊Targetlink ＊C,C++
• 应用层设计主要内容
数字量 输入 模拟量
CAN信号
3.1 V型模型特点 3.2 V型模型各开发阶段介绍
4. 汽车电子控制系统特点
4.1 嵌入式系统 4.2 离散，实时系统 4.3 分布式网络系统
5. 故障诊断和Flash工具
5.1 故障诊断 5.2 Flash工具
1. 汽车电子控制系统应用
1.1 动力系统
• 发动机系统 • 变速器、离合器系统 (AMT, AT, CVT, EVT) • 分动器，差速器系统
＊输出 ＊控制部分
控制逻辑和控制功能实现 ＊系统安全监测和诊断部分(OBD) ＊调度程序(sc点
底层软件是基于芯片的特性结构以及遵循的标准所设计的。
• 底层软件的主要内容
- 上电起动，自检，重起程序 - 程序调度 - 输入输出驱动程序 - CAN驱动程序 - 诊断OBD程序 - CCP程序 …
a ) V型模型(软件)
用户需求分析 系统结构描述
逻辑结构分析 技术系统描述
软件需求分析 软件结构描述
应用层软件设计
底层软件设计
实车功能测试 标定试验 HIL测试 系统集成测试 系统集成 模型组件测试
软件组件测试
a) 应用层软件设计
• 控制软件的分组
一般情况下(特别较大，复杂的程序)
应用层软件 控制策略
• 碰撞安全性能(安全气囊) • 操控稳定性能(ABS、ESP) • 噪声、振动(平顺性) • 动力性和燃油经济性
1.6 混合动力/纯电动系统
• 整车控制 • 电机控制 • 电池控制 • 发电机组控制
2. 控制系统开发管理
2.1质量、风险管理 • 控制系统开发的支持过程
需求
配置管理
需 求 管 理
供应商管理
- 内容包括：文件归档、文件管理、文件修复更改，例如，不同
版本软件； - 开发过程中的信息交换 - 管理所有的原料和工具，例:系统部配置的开发工具：CVS,
Doors, Mantis.
• 需求管理
a )用户需求的记录和解释
- 功能需求 - 用户接口需求
- 系统通信需求
- 实时性需求 - 可靠性需求 - 安全性需求 - 安装，尺寸，重量需求 - 质量需求 - 可测性和升级需求 - 维护保养需求 - 成本和时间对市场需求
4. 电子控制系统特点
实物控制器 实物子系统
虚拟控制器 虚拟子系统
通信系统
系统输入
• HIL目的
系统输出
- 验证控制策略
- 控制参数标定 - 性能模拟 - 极限或危险工况模拟 - 故障工况再现及其纠正
• Plant 函数 用Matlab/Simulink/Stateflow or 其它语言编写的描述客观物理系统的模型 集合。
f) 标定试验
• 标定环境
在实车上进行控制系统、标定参数标定
• 标定工具
ETAS系统： 硬件：ETK, ES591, ES610… 软件：INCA, MDA Vector系统: 硬件：CAN Card 软件：CANoe ,CANalyzer…
• 标定的控制系统软件
＊.S19 , ＊.a2l , ＊.prof
b) 用户需求跟踪
• 供应商管理
a)定义系统组成,接口，及相互责任 b)开发过程的交叉合作。
• 质量保证
a )系统集成和测试
- 可靠的开发环境
- 组件测试 - 集成测试 - 系统测试 - 验收测试
2.2 过程管理 - 开发计划
- 开发实施 - 测试 - 评估
2.3 产品开发标准
系统开发的基础文件; 例如：IEEE/ANSI 830-1993
需求文档结构标准
ISO 9126 2001 GB/T 16260 2003 软件工程产品的质量
ISO 12119 1994 GB/T 17544 1998 信息技术，软件包，质量要求和测试
AutoSAR 开放的系统架构标准.它定义了组件和易于交换的硬件 和平台标准
…
3. 控制系统核心开发流程
3.1 V型模型特点 - 在汽车电子控制系统的开发中多用V模型；
汽车电子控制系统开发简介
张春淮 2009. 6. 17
目录
1. 汽车电子控制系统应用
1.1 动力驱动系统 1.2 底盘系统 1.3 车身系统 1.4 多媒体系统 1.5 整车性能控制 1.6 混合动力/纯电动系统
2. 控制系统开发管理
2.1 质量、风险管理 2.2 过程控制 2.3 产品开发标准
3. 控制系统核心开发流程
1.2 底盘系统
• 悬架系统(主动、被动) • 转向系统(线控、助力) • 制动系统(ABS、线控) • 车轮 (胎压监测)
1.3 车身系统
• 环境控制系统 • 灯光控制 • 玻璃升降 • 门锁安全 • 电子仪表
1.4 多媒体及信息系统
• 音频、视频插放系统 • GPS定位系统 • 信息传递系统
1.5 整车性能控制
• 开发环境
汇编语言(Assembly) C, C++
d) 系统集成
将应用层软件和底层软件集成在一起生成系统控制文件。 HEV系统生成的文件： ＊.S19 or ＊.ptp , ＊.a2l , ＊.prof
e) HIL测试
• HIL的环境
建立一个虚拟的系统环境(部分控制器为实物。部分子系统为实物, 部分为模型)