汽車(chē)發(fā)動(dòng)機ECU系統研發(fā)技術(shù)解析

引　言

隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)的數字化程度越來(lái)越高。目前汽車(chē)電子信息產(chǎn)品已經(jīng)平均占到汽車(chē)總成本的1/3，并且這個(gè)比率還在不斷提高，有專(zhuān)家認為，未來(lái)10年內，這個(gè)比率將達到40%。例如像寶來(lái)這樣的中檔轎車(chē)至少擁有十幾個(gè)汽車(chē)電子控制單元（ECU）。所謂ECU，實(shí)際上就是一部帶單片機的嵌入式系統，有自己的處理器、I/O設備和存儲器，能獨立控制汽車(chē)的某一系統，例如發(fā)動(dòng)機管理系統EMS和ABS系統等。至于高檔轎車(chē)，往往擁有幾十個(gè)甚至上百個(gè) ECU，這些ECU通過(guò)數字總線(xiàn)結構連接在一起，形成一個(gè)復雜的計算機局域網(wǎng)。

1　汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā)流程

汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā)流程見(jiàn)圖1。

1.1　汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā)的V循環(huán)方法

1.1.1　設計計算

　　發(fā)動(dòng)機匹配項目設計計算的目的是根據汽車(chē)要求的性能確定發(fā)動(dòng)機和變速器等部件的類(lèi)型和參數。它分為以下3種方法。

　?。?）手工計算

　　主要是根據汽車(chē)驅動(dòng)力與行使阻力的平衡圖來(lái)確定汽車(chē)在不同檔位情況下的最高車(chē)速、加速能力和爬坡能力，從而評價(jià)變速器的不同傳動(dòng)比對汽車(chē)性能的影響，確定發(fā)動(dòng)機和變速器的參數。這種方法計算繁瑣，結果不夠準確。

　?。?）仿真計算

　　在設計汽車(chē)和各部件模型的基礎上，輸入發(fā)動(dòng)機和變速器等汽車(chē)部件和整車(chē)的性能參數，指定要求的行駛循環(huán)，最后計算出汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟性、排放性能和制動(dòng)性能。它可以在計算機上顯示和打印各種分析報告和圖表結果，計算快速準確，能反映汽車(chē)系統中任何參數的變化對整車(chē)性能的影響。目前國內常見(jiàn)的車(chē)輛仿真商業(yè)軟件有奧地利李斯特內燃機及測試設備公司（AVLLIST GmbH）開(kāi)發(fā)的汽車(chē)性能仿真分析軟件CRUISE。

　?。?）參數優(yōu)化

　　將汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟性、排放性能和制動(dòng)性能作為目標函數，將發(fā)動(dòng)機功率、汽車(chē)重量和變速器的各檔傳動(dòng)比等參數作為優(yōu)化變量，在一定范圍內，尋求最優(yōu)匹配組合，使汽車(chē)達到最佳性能價(jià)格比。

1.1.2　發(fā)動(dòng)機和變速器的布置

　　在完成發(fā)動(dòng)機匹配設計計算后，根據初步確定的計算參數和汽車(chē)布置形式，可以從市場(chǎng)上選擇一款或多款發(fā)動(dòng)機和變速器，然后選擇和開(kāi)發(fā)相應制動(dòng)、轉向和空調系統等部件，在發(fā)動(dòng)機艙和車(chē)身上試布置。也可以通過(guò)建立汽車(chē)和部件的CAD數字模型，在CAD軟件環(huán)境中試裝配，檢查干涉情況，并進(jìn)行調整。在確定汽車(chē)主要部件的位置后，可以進(jìn)行后續工作。