拆解起亚和现代的ECU：给你讲解每颗芯片的具体作用

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当你拆开ECU，看到里面密密麻麻的元器件时，有时会不会感到困惑、茫然，不知道该从哪里入手，这是非常正常的。

今天，我们帮助大家认识ECU中那些元器件都是怎么工作的，同时帮助大家更顺利地维修ECU。此处用于演示的ECU，分别取自两辆不同汽车，分别来自于起亚与现代两个品牌。

ECU的主控MCU

首先，这是ECU的主控制中心MCU，采用是英飞凌TC17xx 系列的SAK-TC1762-128F66HLAC。它起着核心作用，几乎所有与发动机运行相关的数据，以及车辆其他控制系统的数据，都由它来处理。

具体来说，它主要有五大功能：

第一，读取传感器信号。比如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气歧管绝对压力传感器（MAP）、空气质量流量传感器（MAF）、温度传感器，还有氧传感器（O2）的信号，它都能读取。

第二，通过控制算法处理数据。比如根据发动机的运行工况，计算需要喷射多少燃油，或者调整点火正时。

第三，发送控制信号。它会把信号发送给执行器，像喷油嘴、点火线圈、废气再循环阀（EGR 阀），还有电子涡轮增压器，都受它控制。

第四，管理控制器局域网（CAN）或本地互联网络（LIN）通信。简单说，就是和车辆电气系统里的其他ECU进行 “交流”。

第五，负责故障监测。它能保护系统，并执行诊断功能，比如车载诊断系统（OBD）的相关功能。这就是ECU内部微控制器的重要作用。

另一个颗MCU

接下来，我们看它旁边那个较大的芯片，它的型号是ST10F275-CFG。这也是一个中央处理器，或者说MCU，和之前提到的三核处理器TC1762类似，但它结构相对简单一些。

它的主要功能有：

第一，收集来自各种传感器的信号，比如MAP传感器、MAF传感器、凸轮轴传感器、曲轴传感器、温度传感器和氧传感器的信号。

第二，处理这些信号，并根据预先编写好的算法进行控制计算。这些算法可以用来控制发动机，甚至控制变速箱。

第三，向执行器发送控制信号，比如控制喷油嘴、点火线圈、可变气门正时电磁阀，还有燃油泵。

第四，管理CAN通信，实现与车辆其他ECU的信息交互。

第五，执行诊断功能，并存储故障诊断码（DTC）。当车辆出现问题时，这些代码能帮助技术人员快速找出故障所在。

第六，当ECU通电时，这个集成电路会从闪存（Flash memory）中加载控制程序，从而开始工作。

简单来说，这个ECU使用了两个独立的微控制器，一个用来控制发动机，另一个用来控制变速箱。这种分离式设计能让ECU运行更可靠，也能更高效地独立处理两个系统的工作。

智能功率集成电路

接下来，我们看看型号为博世30639（也可能为V61036L0）的集成电路。这是一个智能功率集成电路，也叫驱动集成电路。

它在控制车辆执行器方面起着关键作用，具体来说，这个集成电路主要用于控制以下部件：喷油嘴、EGR 阀、进气控制阀、继电器，甚至还有增压电磁阀。

作为功率集成电路，它能承受大电流，也能适应发动机舱内恶劣的工作环境。此外，它还内置了保护功能，比如过流保护、过热关断保护和短路保护。可以说，它就像一个“无声的战士”，在幕后执行中央微控制器发出的指令，有了它，执行器才能准确、安全地工作。

驱动集成电路

现在，我们再来看另一个型号为40048的集成电路。这是一个专门处理控制信号的驱动集成电路。据我了解，它相当于主微控制器（MCU）和ECU内部输入输出信号之间的 “接口”。

具体来说，在输出端，它接收来自MCU的控制指令，然后控制执行器，比如喷油嘴、点火线圈、继电器和燃油泵。

在输入端，它接收来自传感器的信号，像MAP传感器、节气门位置传感器（TPS）、冷却液温度传感器（ECT）和氧传感器（O2）的信号都会传送到这里。这些信号大多是模拟信号，这个集成电路会把它们转换成数字数据，再发送回MCU进行处理。

也就是说，这个集成电路就像一座“通信桥梁”，帮助MCU控制外部设备，同时准确读取传感器的输入信号。它体积不大，但作用关键，能确保ECU稳定、精准地运行。

低侧功率输出驱动器

在它旁边，还有一个英飞凌TLE6232GP，这是一个低侧功率输出驱动器，通常用于控制系统中负载较小的部件。具体来说，这个集成电路一般控制以下部件：喷油嘴、电磁控制阀、燃油泵继电器、冷却风扇继电器，甚至还有指示灯或其他小负载设备。

虽然它是低功率集成电路，但作用依然重要。有了它，MCU就不用直接处理这些小负载的输出任务，通过它来控制，能让系统稳定性更好，也能提供更有效的保护。

其他一些小芯片

英飞凌TLE8209-1E是一个双H桥驱动器，它专门设计用来控制直流电机，或者像线圈、螺线管这类感性负载。

这颗芯片通常用于控制汽车上的小型电机，比如雨刮器电机、电子节气门控制电机、电动座椅和后视镜调节电机、线性阀，还有小型电动泵。也可以用来驱动螺线管线圈、继电器或其他感性执行器。在需要控制运动执行器，同时又要保证运行安全和精度的场景中，它是必不可少的元器件。

74HC14是一个逻辑反相器集成电路，里面包含六个非门，每个门都是施密特触发器反相器。这种集成电路专门用于处理微弱或带有噪声的信号。

在ECU电路中，它通常负责以下工作：清理传感器信号，比如转速传感器、车速传感器、温度传感器或MAP传感器的信号；对输入信号进行调理，然后再发送给MCU；从微弱或不稳定的信号源中生成稳定的方波脉冲。

也就是说，这颗芯片就像一个智能信号滤波器，能把不稳定的信号转换成更容易处理的干净数字信号。它体积小巧，但作用极其重要，能确保输送到MCU的信号始终干净、准确。

丝印型号为PM802.1（或30333）的芯片是一种驱动集成电路，用于控制低功率或中功率信号的电路中。具体来说，这个集成电路能在两种模式下工作：低侧驱动（控制接地端）和高侧驱动（控制电源端）。

它通常用于控制以下设备：喷油嘴、点火线圈、电磁阀、燃油泵继电器和冷却风扇继电器。需要注意的是，这个集成电路内置了保护功能，比如过流保护和故障诊断功能。在这个ECU 中，它在安全、可靠地控制这些部件方面起着关键作用。该芯片主要用于控制电磁阀，能确保阀门准确、稳定地工作，同时在出现电气故障时，对阀门提供有效的保护。

HEF4093BT是一种逻辑信号处理集成电路，它和74HC14有相似之处，但关键区别在于：HEF4093BT内部包含四个与非门，每个门有两个输入端，而且都带有施密特触发器功能。

正是因为有施密特触发器，这个集成电路在处理带有噪声或不稳定的传感器信号时表现出色。在ECU电路中，HEF4093BT通常用于三个任务：

第一，过滤传感器噪声，比如凸轮轴传感器、曲轴传感器或位置传感器的信号，有时会比较微弱或带有噪声，这个集成电路能帮助清理和重塑这些信号；

第二，生成振荡信号，它可以用来构建复位电路、看门狗定时器，或者为系统稳定运行提供时钟脉冲；第三，简单逻辑处理，比如通过编程，只有当两个输入条件同时满足时，它才允许信号通过。

也就是说，这颗在处理输入逻辑方面非常有用，能确保输送到微控制器的所有信号都准确、干净。

ECU背面的芯片解析

接下来，翻到ECU的背面，可以看到两颗相同的英飞凌TLE6288R。它们是智能H桥驱动集成电路，专门设计用于控制需要高精度的直流电机。

这种芯片通常用于驱动由电机控制的执行器，这在现代汽车系统中非常常见，比如：电子节气门控制（ETC）系统。这个集成电路会接收电子油门踏板的信号，然后根据驾驶需求，控制电机来打开或关闭节气门。控制可变气门电机，像可变气门正时（VVT）系统、EGR系统或可变喷嘴涡轮（VNT）增压器中的电机。这些阀门通常由旋转电机或线性电机驱动，而TLE6288R能对它们进行高精度控制。

此外，这颗还可以驱动电子水泵，根据发动机温度来调节水泵转速。凭借其智能设计和高准确性，TLE6288R是让电机驱动执行器稳定、可靠运行的关键元器件。

1037382497（XCTAD1124）是一个微控制器，或者专用集成电路。

这颗功能多样，既能处理模拟信号，也能处理数字信号，具体功能包括：第一，传感器信号处理。它内置了模数转换器（ADC），能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号；第二，输出控制信号，它可以生成脉冲宽度调制（PWM）信号或数字输出信号，用于控制外部设备，比如阀门、继电器或小型电机；第三，通信功能。这个集成电路能与车辆其他系统进行通信，支持的协议包括CAN、LIN，还有K线（K-Line），能实现与车辆其他控制模块的数据交换；最后，安全功能。在一些系统中，这个集成电路可能会存储防盗密码，或者为防盗系统（Immobilizer）运行认证算法，防止发动机被非法启动。

总的来说，这是一个功能强大的微控制器，将信号处理、通信和安全等多种功能集成在一个小巧的博世专用集成电路中，作用十分重要。

HEF40106BT是六施密特触发器反相器。简单来说，这个集成电路内部包含六个非门，也就是六个逻辑反相器。它的特别之处在于，每个逻辑门都内置了施密特触发器，这让它具备了出色的噪声过滤能力，能清理微弱、带噪声或不稳定的模拟信号，将其转换成清晰、干净的逻辑信号。

它和我们之前分析过的另一个表面贴装集成电路功能相似，工作原理也一样。由此可见，在同一个ECU内部，制造商通常会使用多个同类型的集成电路来处理不同的信号。

TI的LM2904是一个运算放大器（运放、Op-Amp），它的主要作用是放大传感器输出的微弱信号，比如氧传感器的信号，还有MAP传感器输出的进气歧管压力信号，都需要它来放大。

除此之外，这个集成电路还可以用于电压阈值比较，比如在控制电路中，判断何时打开或关闭金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。简单来说，LM2904就像一双“敏锐的眼睛”，既能放大微弱信号，又能帮助ECU做出精准的控制决策。

CD40113可能是一种数字逻辑电路，但也有可能是基于标准40113系列的定制版本。不管是哪种，我们可以这样理解它的功能：第一，存储逻辑状态，也就是说，它能像一个存储位（memory bit）一样，保存一个二进制数值；第二，对时钟信号进行分频，这在计数器电路或脉冲生成电路中非常有用。

这颗芯片常见用途包括：点火触发电路、旋转传感器信号处理、生成燃油喷射控制脉冲。此外，它还可以用来生成延迟脉冲，或者执行简单的PWM控制。总的来说，这是一个用途广泛的数字逻辑集成电路，能帮助ECU内部的各种流程顺畅、准确地协同运行。

辅助元器件解析

到这里，我们已经介绍完了这个ECU中的大部分主要集成电路。现在，我们来看看ECU电路中的辅助元器件，了解它们的作用，以及为什么它们同样重要。

首先，大家看这些白色的小元器件，一端有标记，它们是电容器，具体来说是ECU电源输入的滤波电容器。而那些更小的黄色电容器，同样是滤波电容器，但主要用于较低电压的场景，比如1.8伏、3.3伏或5伏的电路中。

另外，大家还会看到很多棕色的小电容器，它们都是表面贴装（SMD）电容器。在电路中，电容器的用途很多，比如过滤噪声、信号耦合，还有稳定电压。

接下来，这些黑色的小元器件，一端也有标记，它们是二极管。虽然体积小，但二极管在电路中的作用非常重要，主要功能包括：

第一，反向极性保护，如果不小心将电池或电源接反，二极管能阻断反向电流，保护集成电路、驱动器和微控制器不被损坏；第二，过压和浪涌保护，当断开燃油泵、喷油嘴、继电器或冷却风扇这类感性负载时，会产生一个高压尖峰，也就是反电动势（flyback voltage），在线圈两端反向并联一个二极管，就能吸收这个尖峰电压，保护晶体管或集成电路驱动器等元器件；第三，交流信号整流。像凸轮轴位置传感器（CMP）、曲轴位置传感器（CKP）这类传感器，会输出交流脉冲信号，二极管可以将其转换成直流脉冲，或者去除信号中的负半部分。

此外，如果是齐纳二极管（Zener Diode），它还能起到稳定输入电压的作用。

再看这些有三个引脚、体积比较大的元器件，它们是功率MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管），用于切换大负载，比如燃油泵、喷油嘴、控制阀等。

而那些体积较小的三引脚元器件，可能是晶体管或小型MOSFET，用于切换电路内部的小信号。

大家看到这些绿色或黑色的微小元器件了吗？它们是表面贴装（SMD）电阻器。有些电阻器上会印有阻值，有些则没有，但它们都属于电阻器，并且都起着重要作用，比如分压、限流，或者提供偏置电压。

现在，看这三个小元器件，从它们的形状和印有的编码可以判断，它们是晶体振荡器（简称晶体）。简单来说，晶体就像MCU 的 “心脏”，它能产生精确的振荡信号，让 MCU 在固定频率下稳定运行。

最后，不要忽略这两个特殊的元器件，它们是电流检测电阻器。当电流流过它们时，会产生一个非常小的电压，这个电压主要有三个用途：监测功耗、根据所需电流控制负载，以及在出现过流情况时保护电路。它就像一个智能保险丝，一旦电流过大，就会触发保护机制，避免整个电路受损。

另一个ECU的关键元件对比

到这里，我们就介绍完了第一个ECU 内部的所有关键元器件。现在，我们来看另一个 ECU，它来自配备手动变速箱（MT）的发动机。我们来对比一下，这个ECU和自动变速箱车辆的ECU有什么不同。

大家首先会发现，这个ECU没有了变速箱控制部分，所以它只有一个主MCU——一个单独的微控制器，负责控制整个发动机系统。

仔细观察还会发现，这个ECU依然拥有所有我们熟悉的元器件，和自动变速箱车辆的 ECU 一样：有驱动集成电路（也叫功率集成电路），有晶体管、MOSFET（用于控制信号或负载），还有电容器、电阻器、保护二极管，以及为MCU提供稳定运行信号的晶体振荡器。

所以总的来说，手动变速箱ECU的电路设计和自动变速箱ECU差别不大，唯一的不同就是去掉了变速箱控制部分。这意味着它的电路图会稍微简单一些，诊断和维修起来也可能更轻松。

接下来，我再打开一个电动助力转向（EPS）ECU。大家看它的内部，其实和之前的ECU 也没有太大差别：依然有晶体振荡器、MOSFET、各种集成电路，还有电容器和电阻器。

所以本质上，无论是发动机ECU、变速箱ECU，还是转向ECU，它们使用的基础元器件类型都是相同的。真正的区别在于，根据ECU的不同功能，每个集成电路的具体工作方式不同——每个集成电路都会被编程和控制，以完成不同的任务。

比如，发动机ECU里的一个驱动集成电路，可能用于控制喷油嘴或EGR阀；但如果把同一个集成电路放到转向ECU里，它可能就会用来控制转向电机。所以，理解每个元器件的工作原理才是最重要的。

我是芯片超人花姐，入行20年，经手10亿+RMB芯片采购。

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内容转载自微信公众号「汽车开发圈」（ID:AutoDevelopers），作者：Autocar Star

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