ECU，現(xiàn)代汽車的大腦

　　如同人有大腦，汽車的大腦就是ECU了，我們談ECU如何改裝，先得從ECU的基本原理說起……

　　發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，Engine Control Unit，這是ECU的全稱。顧名思義，ECU就是用來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行管理的，ECU是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)的進(jìn)步而出現(xiàn)的。

　　在1967年之前，汽油機(jī)的供給系統(tǒng)是由化油器來供油的，這與今天的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)原理完全不同，化油器利用節(jié)氣門前后的壓力差吸油，不僅無法精準(zhǔn)地控制燃油補(bǔ)給量，更制約了汽車動(dòng)力性、環(huán)保性能的提升。Bosch等一批企業(yè)因此開發(fā)了電子燃油噴射系統(tǒng)，最早的Bosch電噴系統(tǒng)是D-Jetronic，后期發(fā)展出了K-Jetronic和L-Jetronic，在電子技術(shù)介入后，Bosch開發(fā)了多套電子化管理的燃油噴射系統(tǒng)，其中KE-Jetronic就是今天被廣泛采用的電噴技術(shù)，雖然各家企業(yè)的商品名不盡相同，但在構(gòu)造上大同小異。

　　電噴系統(tǒng)的工作特性在于“定量、定時(shí)”噴射燃油，發(fā)動(dòng)機(jī)需要多少燃油，在什么時(shí)刻噴入，這與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、空氣流量等有著直接的關(guān)系，此外還牽涉到水溫、機(jī)油壓力等各種各樣的參數(shù)，這么多參數(shù)如何進(jìn)行處理，并向噴射系統(tǒng)發(fā)出噴油指令呢？這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的介入了，ECU應(yīng)運(yùn)而生。

　　ECU=家用電腦？

　　簡(jiǎn)單地說，ECU就是一臺(tái)家用電腦，同樣由處理器CPU、輸入/輸出接口I/O、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、存儲(chǔ)單元ROM+RAM組成。

　　只是ECU的CPU無法像我們的電腦一樣達(dá)到“雙核”、“3.2G”等高速處理，一臺(tái)車用ECU主頻僅需數(shù)十KHz足矣，即使是再高性能的ECU也無法達(dá)到家用電腦的處理速度。輸入/輸出接口I/O等同于電腦的顯示器、鼠標(biāo)鍵盤，用來與處理器進(jìn)行“溝通”，當(dāng)然，這只是機(jī)器和機(jī)器之間的溝通，普通車主很少有和ECU溝通的機(jī)會(huì)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D是ECU工作的先決條件，將接收到的傳感信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，這樣才能在ECU中進(jìn)行運(yùn)算。

　　如何工作？ 

　　那么，ECU是如何工作的呢？簡(jiǎn)單地說就是一個(gè)將軍的指揮過程：“思考”、“指揮”，并最終“確認(rèn)”。

　　“偵察”交給Sensor(傳感器)來完成，傳感器負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行“偵察”，在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，大大小小的傳感器有數(shù)十個(gè)之多。節(jié)氣門開度傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、氧傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、水溫傳感器、爆震傳感器是一臺(tái)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)中最基本的傳感器。傳感器無處不在，他們負(fù)責(zé)采集相關(guān)的信息，并以電信號(hào)的形式傳入ECU中，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D變成數(shù)字信號(hào)后，ECU經(jīng)過運(yùn)算，判斷出此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，這就是ECU的“思考”過程。

　　而“思考”過程依照什么為標(biāo)準(zhǔn)呢？電腦固然不會(huì)有思維，這需要的是ROM存放的程序。這相當(dāng)于一個(gè)軟件，當(dāng)數(shù)據(jù)傳入ECU時(shí)，ROM程序的故有數(shù)據(jù)與采集而來的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，由此ECU得出調(diào)整方法。這一套程序是ECU的靈魂所在，這一程序的編寫是建立在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，往往需要經(jīng)過臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、道路試驗(yàn)才能建立起來。通常改裝商更改ECU程序的做法，就是對(duì)ROM程序進(jìn)行重新編寫或者修訂，以改變ECU的運(yùn)算準(zhǔn)則。

　　當(dāng)然，ECU也不是一成不變的，RAM另一個(gè)功能如同飛機(jī)“黑匣子”，能夠記錄汽車行駛的數(shù)據(jù)，通常很多ECU都會(huì)有“學(xué)習(xí)”能力，ECU能從RAM記錄的數(shù)據(jù)中不斷地學(xué)習(xí)駕駛者的駕駛風(fēng)格，從而更加人性化。當(dāng)然，一旦出現(xiàn)故障，也可以從RAM上讀取到信息， 從而為維修做出支持。

　　完成“思考”之后，ECU下一步需要做的就是“指揮”。受到ECU控制的是噴油器，負(fù)責(zé)調(diào)整噴油量和噴油時(shí)刻，同時(shí)汽油泵負(fù)責(zé)向其供油；點(diǎn)火控制器與點(diǎn)火線圈如何進(jìn)行點(diǎn)火等等都受到ECU的控制。而在此之后，ECU需要再次接收數(shù)據(jù)以確認(rèn)一個(gè)閉環(huán)控制的結(jié)束。

　　隨著今天汽車技術(shù)的進(jìn)步，ECU肩負(fù)起了越來越多的重?fù)?dān)。i-VTEC等可變氣門正時(shí)技術(shù)就需要額外添加凸輪軸的位置傳感器，并經(jīng)過ECU運(yùn)算，對(duì)凸輪軸的相位進(jìn)行轉(zhuǎn)換，尤其是寶馬Double-VANOS等連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，更需要ECU做出精密的運(yùn)算來控制其相位、氣門升程。