汽车电子
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1 ECU 概述
ECU 即 Engine Control Unit，又叫发动机电脑。主要执行发动机的点火、程控喷油等功能
ECU 的核心功能是其电控汽油喷射系统 (EFI)，其利用安装至发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数，按照控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气
典型的电控汽油喷射系统有：
1.1 Bosch D 型
最早用在汽车发动机上的电控多点间隙式汽油喷射系统。
以进气管的压力和发动机的转速作为基本控制参数
结构：
油箱汽油由电动汽油泵吸出并加压至0.35MPa左右，经汽油滤清器除杂后被送到燃油分配管，燃油分配管与各缸进气歧管上的喷油器相通，燃油分配管装有油压调节器，用来调节油压使其保持稳定，多余的汽油经回油管返回油箱。
发动机的进气量由油门踏板操纵节气门来控制，节气门开度越大，进气量就越多，进气管压力也就越大，反之亦然，安装至进气管的压力传感器将进气压力转变成电信号传给ECU
喷油器的喷油量和喷油时刻由ECU控制，ECU首先根据曲轴转角传感器的信号获得发动机的转速，再根据转速和进气压力计算出相应的喷油量，并通过控制喷油持续时间来控制喷油量。ECU还根据曲轴转角传感器发出的第一缸上止点信号，控制各缸喷油器在进气行程开始之前进行喷油。由于每个喷油器在发动机的一个循环中只喷油一次，每次喷油的持续时间仅为2-10ms，即喷油是间断进行的，故称间歇式喷射
ECU据进气压力和发动机转速计算出的基本喷油量，还须根据发动机的运行状况加以修正：
1. 发动机启动时
点火开关置于启动位置，ECU收到启动信号，ECU据此信号增加每次喷油的持续时间，以增加喷油量、提供启动所需的浓混合气。在发动机启动后再逐渐减少喷油量
2. 发动机低温下启动时
利用装置进气管上的冷启动喷嘴，向进气管加大喷油量，再次加浓混合气，是发动机在低温下能够顺利启动
3. 发动机怠速工作时
此时节气门接近关闭，节气门位置传感器中的怠速触点闭合，ECU指令喷油器增加喷油量，提供浓混合气，以维持怠速运转的稳定性，并将怠速的有害排放控制在最低水平
4. 发动机中心负荷下运转时
ECU 根据发动机的温度传感器（冷却液温度）和进气温度传感器的信号，对基本喷油量进行修正，以满足发动机供给经济混合气的要求
5. 发动机在全负荷工作时
此时，节气门全开，节气门位置传感器中的全负荷触点闭合，ECU按照供给发动机功率混合气的要求增加喷油量，实现全负荷加浓，以使发动机发出最大功率
D 型汽油喷油系统结构简单，工作可靠。但控制精度稍差，当大气气压有较大变化时，汽车加速反应不良。现代汽车上用的都是经过改进的，如采用运算速度快
内存容量大的单片机，完善控制功能等。
奔驰250CE，奔驰280SE，丰田HIACE，丰田CROWN等轿车均采用D型汽油喷射系统
1.2 Bosch L 型
L 型是在 D 型的基础上，在20世纪70年代发展起来的多点间隙式汽油喷射系统。
其构造和工作原理与 D 型基本相同，只是 L 型采用翼片式空气流量计直接测量发动机的进气量，并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而提高了喷油量的控制精度。
ECU读入的参数包括：进气管空气流量传感器测得的进气量，分电器内的曲轴位置传感器测得的发动机转速，发动机温度传感器测得的冷却液的温度，进气温度传感器测得的进气温度，排气歧管内的氧气传感器测得的氧气含量，以及节气门位置传感器测得的节气门位置及其运动状态！
然后ECU根据进气量和发动机转速计算出基本喷油量 Tp = k x (QIN)
再根据进气温度和冷却液温度查表确定温度修正参数 Te
确认发动机在未充分预热的情况下加速（冷加速）的修正系数 Ae 和突然加速时的修正系数 RAe
ECU 再根据氧传感器确定排气修正系数 Exc
综合各修正系数，最终修正系数为 Tc = (1 + Te + Ae + RAe + Exc)
然后将 Tc 和最大值 Cm 比较，如果 Tc > Cm，则 Tp = Cm，以避免发动机在低温加速或突然加速时喷油量过多
最终喷油量为：Tau = Tp x Tc
L 型系统应用广泛，目前的应用大多进行了若干改进，如完善主要组件的结构和性能，扩展电控单元的控制功能等，以期提高发动机的经济性、动力性和排放性。如丰田 PREVIA, CAMRY 等
2 ECU 要求
要能经受汽车行驶的恶劣环境
耐受不同程度的高温、振动、低温和气液介质的冲击（比如湿度、水冲击）
多达150个电气连接端子，要求接插头能锁紧、易接插，要在发动机的寿命周期里必须保证可靠的连接（工作量很大）
3 ECU 结构
以捷达为例：
4 ECU在线编程
基于KWP2000协议ECU在线编程的方法和步骤如下：
1) 切换到扩展诊断状态：该步骤用于将控制器切换到一个特别的诊断状态，使得系统可以响应扩展诊断命令。
2) 识别ECU：该步骤用于上位机识别特定ECU及相应软硬件和数据的版本信息，上位机由此可决定能否执行FLASH在线编程。
3) 关闭网络上所有控制器的故障码识别和存储功能：该步骤禁止控制器在接下来的编程期间检测和记录故障。
4) 关闭常规信息传递：该步骤禁止所有控制器的常规信息传送，使网络上只有诊断和网络管理消息收发，为在线编程让出足够的总线带宽。
5) 启动在线编程模式：将控制器切换到代码保护区运行Bootloader程序，该模式关闭了中断，因此具有较快的响应速度。
6) 开启安全限制：允许在线编程过程中的安全功能，开启这些安全功能后使得ECU可以执行特定的过程。
7) 下载软件锁：上位机将关键代码下载到ECU，执行这些代码可完成FLASH的擦除和重写。
8) 擦除FLASH：ECU执行上一步骤收到的关键代码，擦除完成后，ECU将清除该段关键代码。
9) 下载数据：该过程下载新的程序到ECU的FLASH。
10) 校验数据：在此过程中ECU检查下载的数据，如果判断为正确，则在FLASH中写入识别码和代码校验数据。
11) 复位ECU：ECU执行复位，恢复到正常工作状态。
12) 开启常规信息传递：重新开启网络上其它控制器上的常规信息传递。
13) 开启故障码识别和存储功能：重新开启网络上其它控制器的故障码识别和存储功能。
KWP2000 编程器：http://item.taobao.com/item.htm?id=19424085007
5 Open ECU
FreeEMS: http://www.freeems.org 目前已经运转起来的发动机已有二十多台
电控燃油喷射系统老牌 DIY 社区：http://www.diyefi.org/
O5E: http://open5xxxecu.org 今年刚刚运转起第一台发动机
6 远期计划采购
本田飞度1.3 发动机：http://item.taobao.com/item.htm?id=8119743620 最好能带油泵和油箱，能启动
MC9S12NE64 开发板：http://item.taobao.com/item.htm?id=6121783618 用来跑 FreeEMS
TRK-MPC5634M 开发板，跑 O5E
全面学习撰写、调优 ECU 之 EFI 程序
