3、控制器-FJ-ZB-思考题毕

1、2002.4.20混合驱动汽车的技术分析与现状1上海交通大学上海交通大学卓卓 斌斌2007.22007.2混合驱动汽车的技术分析与现状2第三章目录第三章目录l第一章第一章 柴油机电控的一般原理柴油机电控的一般原理l第二章第二章 传感器传感器l第三章第三章 控制器控制器控制器概述控制器概述控制器输入输出控制器输入输出控制软件结构控制软件结构控制器的数据写入控制器的数据写入EOLl第四章第四章 电控单体泵电控单体泵EUP系统系统l第五章第五章 电控高压共轨系统电控高压共轨系统l第六章第六章 ECU的控制策略的控制策略l第七章第七章 故障自诊断与诊断码故障自诊断与诊断码l第八章第八章 电控系统的系统

2、开发与标定电控系统的系统开发与标定混合驱动汽车的技术分析与现状3控制器的实物示例控制器的实物示例l实物演示（各部分解释，电路、驱动器、）实物演示（各部分解释，电路、驱动器、）讲课时带控制器实物讲课时带控制器实物待加控制器内部照片待加控制器内部照片混合驱动汽车的技术分析与现状4控制器控制器ECUlEDC7接插件接插件1（整车功能）（整车功能）接插件接插件2（传感器）（传感器）接插件接插件3（执行器）（执行器）混合驱动汽车的技术分析与现状5DCR系统控制器系统控制器DCM3.2混合驱动汽车的技术分析与现状6ECU的开发工作的开发工作电控单元电控单元ECUECU的开发工作的开发工作硬件系统的开发硬件

3、系统的开发电源设计电源设计信号采集信号采集驱动电路驱动电路EMCEMC设计设计可靠性设计可靠性设计壳体设计壳体设计诊断系统的开发诊断系统的开发操作系统设计操作系统设计固定程序设计固定程序设计应用程序设计：应用程序设计：油量控制油量控制油压控制油压控制喷射控制喷射控制功能控制功能控制标定和通讯系统标定和通讯系统的开发的开发标定软件设计标定软件设计通讯软件设计通讯软件设计通讯协议通讯协议硬件接口设计硬件接口设计软件系统的开发软件系统的开发l故障诊断策略故障诊断策略l故障码编制故障码编制l故障指示灯及其故障指示灯及其硬件设计硬件设计l诊断工具的开发诊断工具的开发混合驱动汽车的技术分析与现状7ECU系

4、统的系统的V型开发流程型开发流程混合驱动汽车的技术分析与现状8ECU的硬件结构图共轨系统例的硬件结构图共轨系统例混合驱动汽车的技术分析与现状9ECU的硬件结构图共轨系统例的硬件结构图共轨系统例曲轴转速凸轮轴相位车速油门位置共轨油压（高压共轨）进气压力大气压力冷却水温燃油温度进气温度大气温度蓄电池电压各种开关信号传感器传感器电电 控控 单单 元元喷油器/油泵总成压力控制阀（高压共轨）继电器保险丝标定监测工具执行机构执行机构诊断仪微控制器微控制器模块模块(MC68376)低压电源模块高压电源模块信号采集与处理模块喷油器/油泵电磁阀驱动模块PCV驱动模块（高压共轨）继电器控制模块标定通信模块故障诊断

5、模块混合驱动汽车的技术分析与现状10l结构和特性参数：结构和特性参数：DCM3.2结构紧凑、兼容性好结构紧凑、兼容性好低功耗，稳定的低功耗，稳定的I/O功能强大的微处理器，容量大功能强大的微处理器，容量大工作环境：工作环境： -30 - 85 C 工作电压：工作电压：1016V（起动阶段起动阶段610V ）密封：密封：IP55接插件：接插件：154Pins（96+58） 尺寸：尺寸：190 x 170 x 38.5mm3 安装在驾驶室内，保持良好的防水、抗振安装在驾驶室内，保持良好的防水、抗振振动小振动小经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀、振动、机械冲击、经过热冲击、低温、防水、化学、盐腐蚀

6、、振动、机械冲击、EMC试验试验ECU壳体要求与车身绝缘良好壳体要求与车身绝缘良好ECU的的4个固定螺栓扭矩：个固定螺栓扭矩：1020Nm DCR控制器控制器ECU混合驱动汽车的技术分析与现状11DCR控制器控制器ECUl控制器软件主要功能：控制器软件主要功能：喷油量控制喷油量控制喷油器散差控制 （C3I）喷油器泄漏控制 预喷油量自学习控制 减速断油控制 喷油正时控制喷油正时控制主喷正时预喷正时正时补偿 轨压控制轨压控制正常和快速轨压控制 供油不足轨压控制 轨压建立和超压保护 轨内气泡监测 喷油器泄压控制 扭矩控制扭矩控制 瞬态扭矩 加速扭矩低速扭矩补偿 最大扭矩控制 短期超载控制 瞬态冒烟控

7、制 增压器保护控制l控制器软件主要功能：控制器软件主要功能：过热保护过热保护 各缸平衡控制各缸平衡控制 EGR EGR 控制控制 VGT VGT 控制控制 辅助启动控制辅助启动控制( (电机和预热塞电机和预热塞) ) 系统状态管理系统状态管理 电源管理电源管理 故障诊断故障诊断整车控制整车控制档位计算 车速计算及输出 怠速和驱动怠速控制 防颤(AOS)控制 踏板过滤(驾驶性)控制 空调控制 高、低速风扇控制 故障诊断 线束电阻补偿 仪表盘 离合器开关 制动开关混合驱动汽车的技术分析与现状12控制器控制器ECU功能功能(发动机部分）发动机部分）l喷油方式控制喷油方式控制高达高达4 4次喷射（现只

8、用次喷射（现只用2 2次）次）l喷油量控制喷油量控制预喷油量自学习控制预喷油量自学习控制 减速断油控制减速断油控制 l喷油正时控制喷油正时控制主喷正时主喷正时预喷正时预喷正时正时补偿正时补偿 l轨压控制轨压控制正常和快速轨压控制正常和快速轨压控制 轨压建立和超压保护轨压建立和超压保护 喷油器泄压控制喷油器泄压控制 l扭矩控制扭矩控制 瞬态扭矩瞬态扭矩加速扭矩加速扭矩低速扭矩补偿低速扭矩补偿最大扭矩最大扭矩控制控制瞬态冒烟控制瞬态冒烟控制增压器保护控制增压器保护控制l过热保护过热保护 l各缸平衡控制各缸平衡控制 lEGR EGR 控制控制 lVGT VGT 控制控制 l辅助起动控制辅助起动控制(

9、 (电机和预热塞电机和预热塞) ) l系统状态管理系统状态管理 l电源管理电源管理 l故障诊断故障诊断思考题：思考题：1、柴油机控制器硬件可以分成哪几部分？、柴油机控制器硬件可以分成哪几部分？2、列出柴油机控制器的几种常见功能。、列出柴油机控制器的几种常见功能。混合驱动汽车的技术分析与现状13控制器控制器ECU功能功能(整车部分）整车部分）l档位计算档位计算 根据车速和发动机转速计算档位根据车速和发动机转速计算档位用于挂档怠速控制，改善驾驶性用于挂档怠速控制，改善驾驶性l车速计算及输出车速计算及输出供仪表和最高车速限制使用供仪表和最高车速限制使用l怠速和驱动怠速控制怠速和驱动怠速控制 挂档时发

10、动机负载加大，采用挂档时发动机负载加大，采用驱动怠速控制可以实现分档控制驱动怠速控制可以实现分档控制 此时此时PID参数和指令怠速转速均发生变化参数和指令怠速转速均发生变化l巡航控制巡航控制暂时不用暂时不用l防抖防抖( (ASD)ASD)控制控制 改善车辆在挂档起步、急加速和急减速过程的平顺性改善车辆在挂档起步、急加速和急减速过程的平顺性 l空调控制空调控制 根据空调负载调节发动机怠速转速根据空调负载调节发动机怠速转速根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开根据车辆对动力性的需求和发动机的工作状况对空调压缩机进行开/关控制关控制l风扇控制风扇控制 电风扇驱动控制电风扇驱动控制

11、l故障诊断故障诊断 在线诊断并存储在线诊断并存储 / 输出故障码，具有输出故障码，具有Limphome功能功能lCANCAN通讯通讯整车其它控制器和仪表之间的通讯整车其它控制器和仪表之间的通讯l离合器开关离合器开关 改善驾驶性改善驾驶性l制动开关制动开关油门合理性判断油门合理性判断巡航控制关键使能条件巡航控制关键使能条件混合驱动汽车的技术分析与现状14第三章目录第三章目录l第一章第一章 柴油机电控的一般原理柴油机电控的一般原理l第二章第二章 传感器传感器l第三章第三章 控制器控制器控制器概述控制器概述控制器输入输出控制器输入输出控制软件结构控制软件结构控制器的数据写入控制器的数据写入EOLl第

12、四章第四章 电控单体泵电控单体泵EUP系统系统l第五章第五章 电控高压共轨系统电控高压共轨系统l第六章第六章 ECU的控制策略的控制策略l第七章第七章 故障自诊断与诊断码故障自诊断与诊断码l第八章第八章 电控系统的系统开发与标定电控系统的系统开发与标定混合驱动汽车的技术分析与现状15ECU接插件（接插件（DCR）58混合驱动汽车的技术分析与现状1696-Way发动机接插件（发动机接插件（X1）引脚定义（）引脚定义（DCR）混合驱动汽车的技术分析与现状1796-Way发动机接插件（发动机接插件（X1）引脚定义（）引脚定义（DCR）ECU引脚定义引脚定义信号描述信号描述ECU引脚定义引脚定义信号描

13、述信号描述108燃油温度传感器，信号燃油温度传感器，信号 161进气温度传感器，地进气温度传感器，地132燃油温度传感器，地燃油温度传感器，地137凸轮相位传感器，凸轮相位传感器，5V156冷却水温度传感器，信号冷却水温度传感器，信号138凸轮相位传感器，信号凸轮相位传感器，信号157冷却水温度传感器，地冷却水温度传感器，地114凸轮相位传感器，地凸轮相位传感器，地183增压压力传感器，地增压压力传感器，地187曲轴位置传感器，正曲轴位置传感器，正163增压压力传感器，信号增压压力传感器，信号188曲轴位置传感器，负曲轴位置传感器，负160增压压力传感器，增压压力传感器，5V 142油水分离器

14、传感器，信号油水分离器传感器，信号159共轨压力传感器，信号共轨压力传感器，信号148EGR 阀驱动信号阀驱动信号184共轨压力传感器，地共轨压力传感器，地176高压油泵电磁阀驱动信号高压油泵电磁阀驱动信号186共轨压力传感器，共轨压力传感器，5V 168预热继电器控制信号预热继电器控制信号146爆震传感器，正爆震传感器，正125第一缸喷油器高端第一缸喷油器高端147爆震传感器，负爆震传感器，负174第一缸喷油器低端第一缸喷油器低端133EGR 位置反馈传感器，位置反馈传感器，5V 103第二缸喷油器高端第二缸喷油器高端109EGR位置反馈传感器，地位置反馈传感器，地 104第二缸喷油器低端第

15、二缸喷油器低端182EGR位置反馈传感器，信号位置反馈传感器，信号102第三缸喷油器高端第三缸喷油器高端135车速传感器，地车速传感器，地149第三缸喷油器低端第三缸喷油器低端111车速传感器，信号车速传感器，信号126第四缸喷油器高端第四缸喷油器高端131进气温度传感器，信号进气温度传感器，信号151第四缸喷油器低端第四缸喷油器低端混合驱动汽车的技术分析与现状1858-way整车接插件（整车接插件（X2）引脚定义（）引脚定义（DCR）混合驱动汽车的技术分析与现状1958-way整车接插件（整车接插件（X2）引脚定义（）引脚定义（DCR）ECU引脚定义引脚定义信号描述信号描述ECU引脚定义引脚

16、定义信号描述信号描述201主继电器电源主继电器电源244主继电器控制主继电器控制203主继电器电源主继电器电源208预热指示灯预热指示灯205主继电器电源主继电器电源209油水分离开关指示灯油水分离开关指示灯202蓄电池负极蓄电池负极245发动机检测灯发动机检测灯204蓄电池负极蓄电池负极243发动机转速输出发动机转速输出206蓄电池负极蓄电池负极246水温高指示灯水温高指示灯2102#油门传感器，油门传感器，5V 218车速输出车速输出2132#油门传感器，信号油门传感器，信号258空调继电器控制空调继电器控制2142#油门传感器，地油门传感器，地255高速风扇控制高速风扇控制2241#油门

17、传感器，油门传感器，5V 256低速风扇控制低速风扇控制2251#油门传感器，信号油门传感器，信号229空调压力传感器，空调压力传感器，5V2261#油门传感器，地油门传感器，地251空调压力传感器，信号空调压力传感器，信号219点火开关信号点火开关信号230空调压力传感器，地空调压力传感器，地222空调请求开关信号空调请求开关信号231K-Line诊断接口诊断接口217电气负载开关信号电气负载开关信号253CAN通讯高端通讯高端227离合器开关信号离合器开关信号254CAN通讯底端通讯底端223刹车开关信号刹车开关信号240MIL指示灯指示灯混合驱动汽车的技术分析与现状20管脚技术参数管脚技

18、术参数曲轴转速传感器曲轴转速传感器混合驱动汽车的技术分析与现状21管脚技术参数管脚技术参数增压压力及温度增压压力及温度混合驱动汽车的技术分析与现状22管脚技术参数管脚技术参数冷却水温冷却水温混合驱动汽车的技术分析与现状23管脚技术参数管脚技术参数电子油门电子油门混合驱动汽车的技术分析与现状24YC4W-30控制器控制器ECU外围线束图外围线束图混合驱动汽车的技术分析与现状25第三章目录第三章目录l第一章第一章 柴油机电控的一般原理柴油机电控的一般原理l第二章第二章 传感器传感器l第三章第三章 控制器控制器控制器概述控制器概述控制器输入输出控制器输入输出控制软件结构控制软件结构控制器的数据写入控

19、制器的数据写入EOLl第四章第四章 电控单体泵电控单体泵EUP系统系统l第五章第五章 电控高压共轨系统电控高压共轨系统l第六章第六章 ECU的控制策略的控制策略l第七章第七章 故障自诊断与诊断码故障自诊断与诊断码l第八章第八章 电控系统的系统开发与标定电控系统的系统开发与标定混合驱动汽车的技术分析与现状26软件开发流程对比软件开发流程对比混合驱动汽车的技术分析与现状27ECU软件的开发过程软件的开发过程KeySoftware codingProcessCode modulesDeliverableSystems requirement definitionInputSystems requir

20、ement definitionSystem designHardware requirementsSoftware architecture designSoftware detailed designSoftware coding & Static analysisIntegration testSystem validationSoftware requirements definitionUnit testingArchitecture modelFeature & Task modelsCode modulesAnalysis reportTest ResultsRe-usable

21、Work ProductsSoftware releasePost-Project Review混合驱动汽车的技术分析与现状28ECU软件的层次软件的层次Vehicle, Transmission, Engine, Air Exhaust,Fuel and Diagnostic ControlAlgorithmsPhysical LayerHardware Interface Layer APIHardware Interface LayerSchedulerSerial CommunicationsVehicle, Transmission, Engine, Air, Exhaust, Fu

22、el and Diagnostic Systems, DDSHardware Interface Layer, DDESDevelopment Tool Interface, Watchdog & other Non-EMSPhysical Layer API硬件层硬件层应用层应用层物理层物理层混合驱动汽车的技术分析与现状29PWM DiscreteInputsDiscreteOutputsSerialCommsCAN CommsADC EventCapture andEventGenerationSystemCounters &TimersInterruptCallbacksHWI Inte

23、rfaceAPIx physicalchannelsx physicalchannelsNVM APSDiagnosticsInjectorProtectionHWI MacrosBootECU软件软件硬件层硬件层lSpecification of hardware layer by DDS (API)ADCTimers, PWM, Event Generation and CaptureCAN, SCI, SPIDigital I/OAPSETK + Memory mappinglSpecification between DDS and HW supplier of microcontro

24、ller pin layout思考题：思考题：1、柴油机控制器软件可以分成哪、柴油机控制器软件可以分成哪3个层次？个层次？2、与柴油机工作过程相关的程序一般安排在哪个层次？、与柴油机工作过程相关的程序一般安排在哪个层次？混合驱动汽车的技术分析与现状30Interface descriptionsSoftware LayersDevice Driver Hardware Interface Physical ApplicationLayer (HIL) Layer (P_L) Physical sensorElectronic interfaceRead A to DConvert Counts

25、 toDegrees CCoolanttemperatureResistancechangeCoolantTemperatureVoltage atinputSchedulefromRTOSVehicle EnvironmentFuelControlHIL APIP_L APICoolantSensorCalibrationECU软件软件接口描述接口描述混合驱动汽车的技术分析与现状31第三章目录第三章目录l第一章第一章 柴油机电控的一般原理柴油机电控的一般原理l第二章第二章 传感器传感器l第三章第三章 控制器控制器控制器概述控制器概述控制器输入输出控制器输入输出控制软件结构控制软件结构控制器的

26、数据写入控制器的数据写入EOLl第四章第四章 电控单体泵电控单体泵EUP系统系统l第五章第五章 电控高压共轨系统电控高压共轨系统l第六章第六章 ECU的控制策略的控制策略l第七章第七章 故障自诊断与诊断码故障自诊断与诊断码l第八章第八章 电控系统的系统开发与标定电控系统的系统开发与标定混合驱动汽车的技术分析与现状32为什么需要为什么需要EOL混合驱动汽车的技术分析与现状33EOL的主要功能的主要功能混合驱动汽车的技术分析与现状34EOL存储区配置存储区配置lEOL允许在生产线对允许在生产线对ECU数据的不同存储区进行调整，数据的不同存储区进行调整，而无需对整个而无需对整个ECU进行擦写。进行擦

27、写。思考题：思考题：1、你怎么理解柴油机控制器的、你怎么理解柴油机控制器的EOL？它实际上在作什么工作？它实际上在作什么工作？2、柴油机控制器、柴油机控制器EOL重要吗？你发挥一下，它还能做什么？重要吗？你发挥一下，它还能做什么？混合驱动汽车的技术分析与现状35EOL的特征的特征l多重嵌套式多重嵌套式EOL存储区结构存储区结构l不同级别的安全访问设置（与不同的不同级别的安全访问设置（与不同的EOL区域相关），例如：区域相关），例如： 发动机制造级发动机制造级 整车制造级整车制造级 售后服务站级售后服务站级 其他其他l存储区访问权限：存储区访问权限： 允许进入所有低级别的区域；允许进入所有低级别的区域； 不允许进入高级别区域。不允许进入高级别区域。l备份页概念：任何时候均保持一致的数据！备份页概念：任何时候均保持一致的数据！当擦写失败时，当擦写失败时，ECU将自动重建数据集（上电时自动重建）将自动重建数据集（上电时自动重建）lECU自动校验校验和自动校验校验和混合驱动汽车的技术分析与现状36基于系列变型机的基于系列变型机的EOL流程（示例）流程（示例）操作工（在线）操作工（在线） 扫描发动机配置代码 从服务器下载正式发布的与当前发动机匹配的数据集 通过K-line硬件接口