注：本文是對(duì)ECU最基礎(chǔ)知識(shí)的介紹，對(duì)ECU有概念請(qǐng)繞行。

汽車正日益成為軟件密集型的復(fù)雜系統(tǒng)，汽車行業(yè)的大部分創(chuàng)新都基于電子和軟件架構(gòu)，現(xiàn)代車輛可以擁有 100 多個(gè)電子控制單元 ( ECU )，它們是小型計(jì)算機(jī)，同時(shí)執(zhí)行著各種控制軟件。本文來(lái)介紹汽車最神秘、最重要的部件之一：ECU。

ECU 代表電子控制單元，它基本上是汽車的大腦，ECU控制汽車中的所有電子功能和系統(tǒng)，從燃油噴射到制動(dòng)再到懸架，它還監(jiān)控各種傳感器和數(shù)據(jù)，以優(yōu)化汽車的性能和效率。下文將解釋什么是 ECU、它如何工作、有哪些類型的 ECU，以及為什么應(yīng)該關(guān)心它。

目錄如下：

• 1 汽車 ECU 簡(jiǎn)介
• 2 什么是 ECU？
  
• 3 汽車中不同類型的 ECU
  
• 4 汽車 ECU 的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

1 汽車 ECU 簡(jiǎn)介

ECU是電子控制單元的延伸，其中所有ECU輸入設(shè)備（如 ECU 傳感器）和 ECU輸出（如執(zhí)行器）都連接在一起，以實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化控制。ECU是一種嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)接受來(lái)自汽車外部環(huán)境的輸入來(lái)控制電氣系統(tǒng)的不同部分。現(xiàn)在的車輛朝著電動(dòng)化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，為了更好地控制車輛，汽車 OEM 將完整的車輛功能劃分為不同的模塊。每個(gè)模塊都有一個(gè)微控制器，該微控制器具有一些I/O外圍設(shè)備，如傳感器和執(zhí)行器，它們可以接受來(lái)自車輛環(huán)境的輸入并根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)人員編程的模塊功能執(zhí)行任務(wù)。

source: 必須得會(huì)的汽車ECU研發(fā)基礎(chǔ)--ECU是什么1_發(fā)動(dòng)機(jī) ecm開(kāi)發(fā) 底層軟件

汽車電子控制單元 (ECU) 是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于管理車輛中的各種電子系統(tǒng)。ECU 是現(xiàn)代車輛的重要組成部分，因?yàn)樗_保發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、電池、變速箱、懸架和制動(dòng)器等各種系統(tǒng)正常運(yùn)行。ECU還負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的性能和效率，因此使其成為車輛電子系統(tǒng)不可或缺的一部分。

ECU 包含一個(gè)微處理器和各種傳感器，用于檢測(cè)車輛各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)由微處理器處理，然后用于控制車輛的各個(gè)系統(tǒng)。例如，ECU可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比以保持最佳性能，控制點(diǎn)火正時(shí)以提高燃油效率，并管理變速箱以實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的換檔。

車輛使用ECU顯著提高了車輛的性能和效率，它還通過(guò)允許車輛的計(jì)算機(jī)監(jiān)控各種系統(tǒng)并在發(fā)生任何故障時(shí)發(fā)出警告或采取糾正措施，提高了車輛的安全性，ECU還使車輛能夠配備牽引力控制、穩(wěn)定性控制和防抱死制動(dòng)等先進(jìn)功能。

車輛中引入ECU的歷史可以追溯到20世紀(jì)70年代，它們最初用于管理燃油噴射系統(tǒng)，以替代化油器。隨著車輛技術(shù)和數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)展，ECU的功能得到了極大的擴(kuò)展，現(xiàn)在幾乎成為車輛性能和安全各個(gè)方面不可或缺的一部分。汽車中使用不同的ECU，ECU可以用于任何類型的車輛，如轎車、卡車、公共汽車等。

2 什么是 ECU？

ECU是一種安裝在汽車上并連接到各種傳感器、執(zhí)行器和通信鏈路的電子設(shè)備。它具有微控制器、內(nèi)存、輸入、輸出和嵌入式軟件，使其能夠執(zhí)行其功能。ECU 可以從傳感器接收信息，例如溫度、速度、氧氣水平、節(jié)氣門(mén)位置等，并使用這些信息計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃料量、空氣量、火花和正時(shí)。它還可以向噴油器、繼電器、閥門(mén)、伺服電機(jī)等執(zhí)行器發(fā)送命令，以控制汽車中的不同功能和系統(tǒng)。例如，ECU可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和速度調(diào)整燃油噴射率，或者在檢測(cè)到車輪打滑時(shí)激活防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (ABS)。

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不同 ECU 之間的通信協(xié)議如下圖示意：

根據(jù)功能，ECU具有不同的名稱以供識(shí)別。每個(gè)ECU都有自己的物理地址，用于在網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別此模塊。即使只有一個(gè)功能/全局地址，外部用戶也可以通過(guò)該地址使用功能地址連接到網(wǎng)絡(luò)，或使用物理地址連接到特定的 ECU 以刷新新軟件或進(jìn)行診斷。ECU 還用于檢查汽車關(guān)鍵部件的性能，并監(jiān)控隨時(shí)間的變化。

ECU基本上由硬件和軟件架構(gòu)組成，它們相互嵌入，使機(jī)器/車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此外，軟件在出廠后可以重新編程到微控制器的閃存中，并存放在ECU內(nèi)部，我們可以說(shuō)是ECU的核心。此功能的好處是可以在車輛的使用壽命期間修復(fù)問(wèn)題并添加新功能。

可編程 ECU 也有缺點(diǎn)：它使更多人能夠修改ECU上的軟件，對(duì)軟件加載方式的一些控制會(huì)丟失。因此汽車ECU或任何ECU都必須實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)，以防止 ECU 的軟件變得不可用。為了防止ECU變得不可用，總是有一個(gè)受保護(hù)的閃存或EEPROM扇區(qū)，其中放置了主引導(dǎo)加載程序 (PBL)。如果沒(méi)有特別的訪問(wèn)權(quán)限，主引導(dǎo)加載程序基本上不可能從微控制器內(nèi)存中刪除或移除。在正常的軟件加載序列中也不應(yīng)該更改它。

通常，當(dāng) ECU通電時(shí)，主引導(dǎo)加載程序是第一個(gè)運(yùn)行的代碼。然后它將檢查經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的應(yīng)用軟件，如果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，它將跳轉(zhuǎn)到主應(yīng)用軟件的主要功能并持續(xù)運(yùn)行。使用引導(dǎo)加載程序的原理是幫助產(chǎn)品所有者將軟件重新編程到相同的硬件中，以便重復(fù)使用相同的設(shè)備或 ECU。

由于 PBL存在局限性，只能通過(guò)UART/SPI與外部閃存工具連接，其中汽車領(lǐng)域使用CAN 或任何高級(jí)協(xié)議進(jìn)行通信，OEM正在實(shí)現(xiàn)他們自己的引導(dǎo)加載程序，我們將其稱為輔助引導(dǎo)加載程序，用于將新應(yīng)用軟件和參數(shù)數(shù)據(jù)文件寫(xiě)入閃存。PBL支持將輔助引導(dǎo)加載程序下載到RAM內(nèi)存中。然后，SBL將控制所有功能，然后控制將跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用軟件主函數(shù)。

電子控制單元 (ECU) 是控制汽車各種系統(tǒng)的小型計(jì)算機(jī)。它們的工作原理是不斷監(jiān)測(cè)來(lái)自各種傳感器的數(shù)據(jù)，并利用這些信息來(lái)控制各種系統(tǒng)。ECU 處理和分析這些數(shù)據(jù)，然后向執(zhí)行器發(fā)送信號(hào)以相應(yīng)地調(diào)整系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ECU 的工作原理如下：

• 它接收來(lái)自測(cè)量汽車各種參數(shù)的傳感器的輸入信號(hào)。
• 它使用包含算法、例程和配置數(shù)據(jù)的嵌入式軟件和內(nèi)存來(lái)處理輸入信號(hào)。
• 它將輸入信號(hào)與存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的預(yù)定義值和參數(shù)進(jìn)行比較。
• 它根據(jù)輸入信號(hào)及其預(yù)定義的值和參數(shù)計(jì)算最佳輸出信號(hào)。
• 它將輸出信號(hào)發(fā)送到執(zhí)行器，執(zhí)行器執(zhí)行其命令并控制汽車中的不同功能和系統(tǒng)。

例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 (ECU) 監(jiān)控空燃比、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度等傳感器，并利用這些信息控制燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)，以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能。其他 ECU 控制系統(tǒng)，例如變速箱、ABS 制動(dòng)器和氣候控制。ECU解釋來(lái)自車輛內(nèi)眾多傳感器的數(shù)據(jù)，以管理和控制各種功能，從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油混合、點(diǎn)火正時(shí)和變速箱控制到 ABS 和安全氣囊等各種安全系統(tǒng)。

3 汽車中不同類型的ECU

電子控制單元 (ECU) 在現(xiàn)代車輛中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且ECU有幾種不同的類型。車輛中有不同類型的ECU，每種 ECU都旨在控制特定系統(tǒng)。例如，有控制發(fā)動(dòng)機(jī)性能的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 (ECU)、控制傳動(dòng)系統(tǒng)的變速箱控制單元 (TCU) 和控制制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)控制單元 (BCU)。

一般來(lái)說(shuō)，車輛有不同的模塊或只有一個(gè)域，稱為域控制單元。每個(gè)域都有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都有多個(gè)連接在一起的 ECU。一些最常見(jiàn)的 ECU 類型包括：

1. 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 (ECU)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和效率。它管理發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比、點(diǎn)火正時(shí)，并控制其他發(fā)動(dòng)機(jī)功能，如怠速控制和廢氣再循環(huán)。
2. 變速箱控制單元 (TCU)：該 ECU 控制車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)，確保換檔平穩(wěn)、燃油效率最佳。它還管理離合器、變矩器和其他傳動(dòng)部件。
3. 制動(dòng)控制單元 (BCU)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制制動(dòng)系統(tǒng)。它監(jiān)控車輛的速度、制動(dòng)壓力和其他數(shù)據(jù)，以確保正確且安全的制動(dòng)性能。
4. 車身控制模塊 (BCM)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制車輛的各種舒適和便利功能，例如電動(dòng)車窗、中央鎖和室內(nèi)照明。
5. 懸架控制單元 (SCU)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制車輛的懸架系統(tǒng)，提供更好的操控性和乘坐舒適度。
6. 氣候控制單元 (CCU)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制車輛的氣候控制系統(tǒng)，例如空調(diào)和暖氣。
7. 導(dǎo)航控制單元（NCU）：該ECU負(fù)責(zé)控制車輛的導(dǎo)航系統(tǒng)，為駕駛員提供方向和其他導(dǎo)航信息。
8. 遠(yuǎn)程信息處理控制單元 (TCU)：該 ECU 負(fù)責(zé)控制車輛的遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)，提供 GPS 跟蹤、遠(yuǎn)程診斷和緊急援助等功能。

這些是車輛中最常見(jiàn)的ECU類型，每種類型在確保車輛的最佳性能和安全性方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。車輛中 ECU 的數(shù)量和類型可能因車輛的品牌、型號(hào)和年份而異。

4 汽車 ECU 的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

ECU 是汽車的重要組成部分，會(huì)影響汽車的性能、效率、安全性、舒適性和便利性。功能良好的 ECU 可讓您的汽車平穩(wěn)可靠地運(yùn)行，而故障或損壞的 ECU 則會(huì)導(dǎo)致各種問(wèn)題，例如燃油經(jīng)濟(jì)性差、發(fā)動(dòng)機(jī)失火、怠速不穩(wěn)、熄火、動(dòng)力損失、發(fā)動(dòng)機(jī)檢查燈亮起等。因此，您應(yīng)該按照以下提示妥善保養(yǎng) ECU：

• 定期對(duì)您的汽車進(jìn)行良好的保養(yǎng)和維護(hù)。
• 為您的汽車使用高品質(zhì)的燃料和機(jī)油。
• 避免將您的汽車暴露在極端溫度或潮濕的環(huán)境中。
• 除非您清楚自己在做什么，否則請(qǐng)避免修改或篡改您的 ECU。
• 使用診斷工具掃描您的汽車是否存在任何故障代碼或錯(cuò)誤。

盡管 ECU 是精密的部件，但并非不會(huì)出現(xiàn)故障。下面將討論汽車 ECU 可能出現(xiàn)的一些常見(jiàn)問(wèn)題及其解決方案。

1) 汽車ECU傳感器故障

汽車 ECU 依靠傳感器網(wǎng)絡(luò)才能正常運(yùn)行。這些傳感器提供 ECU 用于決策的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。如果傳感器發(fā)生故障，它可能會(huì)提供不正確的數(shù)據(jù)或根本不提供數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致性能不佳甚至導(dǎo)致車輛故障。

解決方案：定期維護(hù)和檢查可以在傳感器出現(xiàn)問(wèn)題之前發(fā)現(xiàn)故障。如果傳感器確實(shí)出現(xiàn)故障，通常需要更換。幸運(yùn)的是，更換傳感器通常相對(duì)容易且成本低廉。

2) ECU腐蝕或損壞

ECU 腐蝕或物理?yè)p壞可能會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生故障。如果水分進(jìn)入 ECU、ECU 外殼損壞或汽車發(fā)生事故，則可能會(huì)發(fā)生這種情況。

解決方案：如果 ECU 損壞，通常需要更換。確保 ECU 外殼牢固且沒(méi)有水分進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)也很重要。定期檢查有助于在潛在問(wèn)題導(dǎo)致 ECU 故障之前發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題。

3) 汽車 ECU 中的軟件問(wèn)題

和任何計(jì)算機(jī)一樣，ECU 依靠軟件運(yùn)行，有時(shí)軟件會(huì)出現(xiàn)故障或損壞。這可能導(dǎo)致一系列問(wèn)題，從“檢查引擎”指示燈不該亮起之類的小麻煩，到車輛無(wú)法啟動(dòng)之類的更嚴(yán)重問(wèn)題。

解決方案：在某些情況下，只需重置 ECU 即可解決軟件問(wèn)題。只需短時(shí)間斷開(kāi)汽車電池，然后重新連接即可。但是，更嚴(yán)重的軟件問(wèn)題可能需要軟件更新或刷新。這應(yīng)該由合格的技術(shù)人員來(lái)完成，因?yàn)樗枰獙I(yè)的設(shè)備和知識(shí)。

4) 汽車 ECU 中的電氣問(wèn)題

車輛其他部位的電氣問(wèn)題也會(huì)影響 ECU。例如，線路短路可能導(dǎo)致電壓尖峰，從而損壞 ECU。

解決方案：定期檢查車輛的電氣系統(tǒng)有助于在問(wèn)題損壞 ECU 之前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。如果 ECU 確實(shí)因電壓尖峰而損壞，通常需要更換。

雖然這些是與汽車 ECU 相關(guān)的一些常見(jiàn)問(wèn)題，但需要注意的是，問(wèn)題可能因車輛的具體品牌和型號(hào)、具體 ECU 和具體情況而有很大差異。

來(lái)源：謙益行