汽车ECU基础说明

miantiao

早期的汽车ECU用的是单板机，是由中央处理器CPU、存储器EPROM、输入/输出装置I/O三种大规模集成电路组成。现在大部分改用单片机了，但还是这三个功能。就如我们的奇瑞用的是摩托罗拉或玛瑞利单片，一般字长为32位、主频为8MHz.。
1 m" o, ?9 w  m关于计算机的工作原理，我想大部份军友是行家。说这个就有点板门弄斧了。在此就ECU和各传感器的配合，说一下电喷发动机的工作过程。
9 Y, F4 s1 t3 V说到传感器，其实就是一种信号转换装置。安装在汽车的各个部位上。其功能是检测汽车运行中各种工作状态下的物理参数，并把这些物理参数转换成ECU能识别的电量参数。再通过ECU的控制调节控制发动机在最佳工况。（各传感器以前基本上都说了，本帖不是重点，在此略，下面将ECU工作时会讲到相关的传感器时再讲）
/ g. b7 ]# n' \/ j8 t在本坛我们常用ECU理解为发动机的电子控制单元，其实ECU并不是光指发动机的电子控制单元，它根据控制对像的不同；有发动机用、自动变速箱用、安全气囊用、ABS刹车用、空调用、防盗用等等ECU。这里我顺便说明一下，以后不能怪老头误导。发动机用的ECU严格地讲是EEC（Electronic Engine Control）。
: h; a* _  j1 }( r. K1 K输入ECU的传感器信号有两种： : @5 p' @* K, O3 W0 p
1． 模拟信号；如水温、油压、混合气浓度等。 2 P- `  g3 G" W6 N
2． 数字信号：如转速、节气门位置、曲轴位置等。
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数字信号能直接进入，但模拟信号则要先由A/D转换器转换成数字信号后进入处理。而ECU输出的全是数字信号而且电压较低，不能直接驱动执行器，所以要增加输出驱动回路。输出驱动回路同装在ECU的铁盒里，但不等于是ECU芯片。它大部分是分立元件，完全可以修复。在自费换ECU的时候，不妨先看看是否驱动回路问题。包括芯片都是可以换的（但要输入程序）。所以我们说ECU是可以修复的，问题是一般的汽车修理厂不会。 5 M; n2 X' j5 B, m; x0 O

. \, m7 `2 d) ^( ~8 y3 a/ t: w( i无论什么汽油发动机，都是控制混合气的浓度和点火时间来调节发动机最佳工况。电子控制单元ECU也是抓住这两大重点来实现的。这里我先简单地部分介绍一下ECU程序编写依据。
! V, u, }. H0 Q$ A- K我们知道汽油完全燃烧后生成的是二氧化碳和水时的空燃比称为理论空燃比；A/F=14.7,A为空气质量、F为燃油质量；但是实际燃烧一公斤的汽油，并不是理论算出的空气量。而是与发动机的结构及使用工况密切相关（温度、负荷等）。所以我们以完全燃烧一公斤的汽油所需的理论空气质量为分母，实际燃烧一公斤的汽油所需的空气质量为分子的比值叫《过量空气系数》λ，λ>1时表示空气过量、称为稀混合气、λ<1时表示空气量不足、称为浓混合气. λ=1时表示空气正量、称为标准混合气,此时的A/F值是等于14.7。
. w! m, n* J. X9 wECU内的运算器不断地跟据传感器来的数据进行运算,把λ结果作为输出控制.
( R4 o' z& X4 Q又由于发动机在不同的温度、不同的负荷时不可以把正常的λ作为依据。这时候，在写初始程序时增加了修正值。比如说；冷车启动时把A/F值改为2-12（由温度传感器提供）；当然在热车正常行驶中，A/F值是以14.7来作为目标值进行修正λ值.(指闭环控制,开环控制为15.)
2 [# e, X$ y8 f' a' }有了λ结果作为输出控制，接下来控制节气门的开度、喷油嘴的脉宽来调节混合气的浓度是我们这里经常讨论的内容，这里我就不累述了。
! x, n6 ?  |# \2 P/ {% c. D9 Y再说点火时间，点火时间主要是指第一拍时间和以后的提前角。 2 M! u, a) {0 m* E% X
第一拍时间很简单，是飞轮上的缺齿通过上止点传感器（也叫曲轴位置传感器）给ECU一个信号所得，以后也是曲轴每转360度给一个信号来告诉ECU。所以ECU是每时每刻知道曲轴位置的，知道曲轴位置也就知道什么时间是最佳点火时间。而提前角则是由ECU根据发动机压缩比和进气量计算得出作为修正。另外爆震传感器也会在发生爆震时传来电压信号，ECU根据这个电压信号识别缸位，及时地推迟该缸点火。使发动机回到最佳状态。 . p8 m) ~4 M/ d/ B4 D; M" E( ~7 U
我们常常谈到那个黄色的故障灯，我们叫它电喷系统故障灯（CHECK ENGINE）。
' p2 y$ z5 E- v前个星期江苏老军长还特地打长途问我，那个灯亮了，还能不能再开？
7 u( U& @% o# k: G' r$ a我告诉他，只要发动机动力和声音没有特别的异常，照开没事。为什么呐？我们知道电喷系统传感器是不停地告诉ECU进行修正。但是万一传感器有故障，发动机是不是停了？我说不是，因为ECU内有个替代程序又叫回家功能（GO HOME）。比如说水温传感器坏了，ECU就以80度的后备值作为喷油和点火的控制参数。使发动机得以继续运转。减少抛锚的机率。当然，那时候的动力性和经济性下降。你要及时去修，就如上述的水温传感器坏了，不及时修，那要开锅的。 ; M% X9 i- O( q
说了替代程序再说故障码，故障码的好处是检修方便。它是由几位数字组成，凭这几个数字查表就会清清楚楚地告诉你那里坏了，换什么。谁都会修，关键是你要有个可以和ECU对话的电脑（自疹仪） % j8 x/ A& s1 j& W+ o9 H. [
故障码分为永久性故障码（只有检修后才能消除）和瞬时性故障码两种（时有时无故障）。 , E0 q( l$ A+ @1 c" C: r8 d
出现永久性故障码时黄色的故障灯常亮、出现瞬时性故障码时黄色的故障灯不常亮，但会存储。ECU最多可以存储十五个故障码。有人说常常在开车时会发现黄色的故障灯亮过，后来不亮了，那就是瞬时性故障码。比如说传感器的接触不好，并不是传感器坏。但瞬时性故障码还是留下了。就是以后接触再没有不好过，那也要等五十次启动后才能把它消除。并不是象有些人说只要把电瓶去掉，断下电就可以消除，因为它和REST的概念不一样。 5 n: \1 }( O1 P8 u( f0 {/ G
上面讲了初始程序、修正程序、替代程序和故障码，再说一个自适应程序；
, I3 e7 H" V) h3 `% q9 E8 Q自适应程序实际上也是个存储器，它自动记载了各种记录。因为汽车在制造、装配、调整时存在误差；使用程度、磨损程度等因素存在更大的差别，而使用地区的气候条件、驾驶员的驾驶习惯都有区别。所以ECU内的控制软件中增加了一套“这个驾驶员、这个发动机、”的自动修正程序。有时一个幅度很大的误动作、或者剧烈的温度变化也会使这个程序出错，黄色的故障灯要亮。发动机也会出现这样、那样的现象。这时候就可以用断掉电瓶的办法，使保存在RAM中的频谱（自适应结果）消失。重新启动时，ECU会自动地赋予初始值和校正值。校正时间有长短，有的五分钟，有的要一个小时。根据复杂程度而异，因此断掉电瓶后的一个小时内，发动机的工况不能作为依据。 6 j) Q1 Z; w3 W6 D8 f! s& f% ~' y/ c
现在ECU的生产厂家很多，使用的语言不同，所以各厂没有统一的故障代码，只能查手册。初始程序和修正值涉及到技术数据的专利和保密，因此看起来好象很神秘。

xjm755

很详细，但我还是看不懂

coeus

学习下！感谢楼主分享！

peng02040204

不明觉厉！！！！1

li_wm

感谢分享。学习了。

dalilzf

写的真不错，谢谢分享！

dalilzf

希望能看到更多更详细的资料。各个ECU 的介绍。