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ECU设计开发到底难在哪？
2018-09-06 22:40:50· 来源：Sean weINcar
ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元作为现代汽车电子的核心元件之一 ，和其他电子控制元件一起组成了汽车的大脑神经中枢系统 ,随时监控着输入的各种数据，因此也被人称为汽车的大脑。正因为ECU的重要性，它的研发技术大多集中在博世、电装、大陆、西门子、德尔福等少数知名供应商手中。ECU的开发到底难在哪？国内
ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元作为现代汽车电子的核心元件之一 ，和其他电子控制元件一起组成了汽车的大脑神经中枢系统 ,随时监控着输入的各种数据，因此也被人称为“汽车的大脑”。
正因为ECU的重要性，它的研发技术大多集中在博世、电装、大陆、西门子、德尔福等少数知名供应商手中。
ECU的开发到底难在哪？国内有没有比较成熟的ECU供应商？
今天的文章里， 某品牌主机厂Hybrid Powertrain标定工程师Sean就会和大家分享：
“ECU 设计开发到底难在哪里？”
文 | Sean
科普
ECU--Electric Control Unit，中文电子控制单元，简称控制器。
通常厂家开发ECU，并不仅仅是考虑将控制单元做出来，而是从控制系统的角度来考虑。
上图就是我说的控制系统。一般由几个部分构成：
传感器：Sensor，功能是捕捉车辆上各类信号，发送给控制器，就好像人的鼻子，耳朵，眼。
执行器：Actuator，功能是执行控制器发出的指令，进而影响车辆的状态。比如喷油器多喷油，节气门开度增大，就会让发动机扭矩转速扭矩增大，车辆速度提高。
控制器：就是ECU，负责进行大量的计算，根据传感器捕捉到的信息进行运算，判断驾驶员的意图和车辆状态，综合各方面因素后，发出指令给执行器。
按照红色箭头的方向，大家可以看到这个基本思路。
举个简单例子：小明正开着车，看到前面路况很好，于是他一脚油门下去，这时候会发生什么？
从发动机控制系统的角度来说（不考虑变速箱等系统），加速踏板传感器捕捉到电压信号，发送给发动机控制器，控制器会计算驾驶员当前的需求扭矩，然后计算应有的喷油量和进气量，有了这些目标值，进而控制节气门增大开度，喷油器增大喷油脉宽，发动机的扭矩就会增大，车辆的速度就快了。
说这么多废话，就是想说明控制系统的几个要素：控制器、传感器、执行器。
难点
技术难点
1）硬件
硬件就是以单片机/DSP/FPGA为核心，外围搭配数字和模拟电路等辅助功能的一块嵌入式计算机。
硬件开发的难点在于可靠性，做出个DEMO，对于目前的技术水平来说难度不大，难的是在大批量，大强度使用的过程中，保证产品的稳定性。
2）软件
软件分为底层驱动和应用层算法。底层驱动一般芯片的供应商会提供一部分，需要供应商自己完成一部分，这并不是最难的，最难的是应用层算法。
应用层算法是控制的核心，比如发动机在什么工况下，喷多少油，进多少气，都是由应用层算法决定的。
这部分的难度一是积累，比如参数如何计算，不同的MAP图，不同的修正方式。二是验证，不光是在实验室的验证，还需要一些试错的机会，比如整车厂有时候要给供应商机会，供应商才能在大批量的状态下验证自己的控制器。
控制器1000个不出故障，和10000个不出故障，差别非常大。
再比如ESP，国内不少高校和企业都能做出DEMO，但是能配套的目前没有。
其他难点
1）国际巨头的挤压。一般来说国际巨头有技术优势，供货周期优势，常常还有价格优势，如果几个同时具备，那国内供应商还怎么玩？
2）体制。原谅我说这么虚的词。就我所知，控制器开发这类业务，私企做的多，国企做的少（具体的原因我还说不清楚）。
对于私企来说，资金的压力更大，在这种情况下，想要做出稳定可靠的产品，就需要整车厂的容忍和支持，整车厂方面又会担心自己的产品质量出了问题，影响销量，因此不敢使用国内小供应商的产品。
尤其是安全相关的控制器（比如动力系统和底盘类），要打破僵局这个难度就更大。
目前行业情况
供应商分为Tier1和Tier2。
Tier1是系统级供应商，比如国际巨头Bosch，Continental，Delphi，DENSO，TRW等等。
Tier2是模块供应商，负责提供控制系统中的一部分，比如ECU，或者某个执行器。国内供应商大多数Tier2级别的。
国内：上海海能，可以配套发动机控制器，很不错。
恒润，可以配套BCM，网关，AFS等。还有很多，不一一说了。
正因为ECU的重要性，它的研发技术大多集中在博世、电装、大陆、西门子、德尔福等少数知名供应商手中。
ECU的开发到底难在哪？国内有没有比较成熟的ECU供应商？
今天的文章里， 某品牌主机厂Hybrid Powertrain标定工程师Sean就会和大家分享：
“ECU 设计开发到底难在哪里？”
文 | Sean
科普
ECU--Electric Control Unit，中文电子控制单元，简称控制器。
通常厂家开发ECU，并不仅仅是考虑将控制单元做出来，而是从控制系统的角度来考虑。
上图就是我说的控制系统。一般由几个部分构成：
传感器：Sensor，功能是捕捉车辆上各类信号，发送给控制器，就好像人的鼻子，耳朵，眼。
执行器：Actuator，功能是执行控制器发出的指令，进而影响车辆的状态。比如喷油器多喷油，节气门开度增大，就会让发动机扭矩转速扭矩增大，车辆速度提高。
控制器：就是ECU，负责进行大量的计算，根据传感器捕捉到的信息进行运算，判断驾驶员的意图和车辆状态，综合各方面因素后，发出指令给执行器。
按照红色箭头的方向，大家可以看到这个基本思路。
举个简单例子：小明正开着车，看到前面路况很好，于是他一脚油门下去，这时候会发生什么？
从发动机控制系统的角度来说（不考虑变速箱等系统），加速踏板传感器捕捉到电压信号，发送给发动机控制器，控制器会计算驾驶员当前的需求扭矩，然后计算应有的喷油量和进气量，有了这些目标值，进而控制节气门增大开度，喷油器增大喷油脉宽，发动机的扭矩就会增大，车辆的速度就快了。
说这么多废话，就是想说明控制系统的几个要素：控制器、传感器、执行器。
难点
技术难点
1）硬件
硬件就是以单片机/DSP/FPGA为核心，外围搭配数字和模拟电路等辅助功能的一块嵌入式计算机。
硬件开发的难点在于可靠性，做出个DEMO，对于目前的技术水平来说难度不大，难的是在大批量，大强度使用的过程中，保证产品的稳定性。
2）软件
软件分为底层驱动和应用层算法。底层驱动一般芯片的供应商会提供一部分，需要供应商自己完成一部分，这并不是最难的，最难的是应用层算法。
应用层算法是控制的核心，比如发动机在什么工况下，喷多少油，进多少气，都是由应用层算法决定的。
这部分的难度一是积累，比如参数如何计算，不同的MAP图，不同的修正方式。二是验证，不光是在实验室的验证，还需要一些试错的机会，比如整车厂有时候要给供应商机会，供应商才能在大批量的状态下验证自己的控制器。
控制器1000个不出故障，和10000个不出故障，差别非常大。
再比如ESP，国内不少高校和企业都能做出DEMO，但是能配套的目前没有。
其他难点
1）国际巨头的挤压。一般来说国际巨头有技术优势，供货周期优势，常常还有价格优势，如果几个同时具备，那国内供应商还怎么玩？
2）体制。原谅我说这么虚的词。就我所知，控制器开发这类业务，私企做的多，国企做的少（具体的原因我还说不清楚）。
对于私企来说，资金的压力更大，在这种情况下，想要做出稳定可靠的产品，就需要整车厂的容忍和支持，整车厂方面又会担心自己的产品质量出了问题，影响销量，因此不敢使用国内小供应商的产品。
尤其是安全相关的控制器（比如动力系统和底盘类），要打破僵局这个难度就更大。
目前行业情况
供应商分为Tier1和Tier2。
Tier1是系统级供应商，比如国际巨头Bosch，Continental，Delphi，DENSO，TRW等等。
Tier2是模块供应商，负责提供控制系统中的一部分，比如ECU，或者某个执行器。国内供应商大多数Tier2级别的。
国内：上海海能，可以配套发动机控制器，很不错。
恒润，可以配套BCM，网关，AFS等。还有很多，不一一说了。
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