汽车ECU功能与维修

在发动机电控系统中，ECU的主要功能是根据发动机运转状况和车辆运行状态确定燃油的最佳喷射量，以此控制发动机的最佳空燃比。

通常，ECU首先根据进气歧管绝对压力传感器（D型）或空气流量计（L型）的进气量信号及发动机的转速信号计算基本喷油时间，然后根据发动机的冷却液温度、节气门开度等工作参数信号对其进行修正，确定出当前工况下的最佳喷油持续时间，从而控制发动机的空燃比。此外，根据发动机的要求，ECU还具有点火提前角控制、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、故障自诊断及备用控制系统等多项控制功能。

现代发动机ECU的主要部件是微型计算机，所以人们一般都习惯把整个ECU称为微型计算机或电脑。由于使用了微型计算机，与以往的模拟电路控制相比，信号处理的速度和容量都大大提高，因此可实现多功能的高精度集中控制。ECU的基本构成如图1-71所示，它主要由输入回路、A-D转换器、微型计算机和输出回路组成。

图1-71 ECU的基本构成

1.输入回路

从传感器传递的输入信号一般都要经过输入回路滤波、整形、放大等处理后，才能送至中央处理器（CPU）进行运算控制，整个过程称为输入回路。输入回路的作用示意如图1-72所示。

2.A-D转换器

传感器的输出信号根据其信号特征一般可分为模拟信号、开关量信号和连续脉冲信号等类型，如冷却液温度信号（模拟信号）怠速信号（开关量信号）及发动机转速信号（连续脉冲信号）。当信号的性质不同时，输入ECU后处理的方法也不相同。

由于CPU只能识别数字信号，因此当传感器的输出信号为数字信号时，可直接输送至CPU，而当传感器的输出信号为模拟信号时，则必须通过A-D转换器将其转换成数字信号后，才能输送至CPU中进行运算处理，进而控制各种执行器的动作。例如，空气流量计的输出信号是随发动机负荷变化而连续变化的，其信号变化范围为0～5V。将该信号通过A-D转换器转换后即可变成数字信号输送至CPU中进行运算处理。A-D转换器的工作过程示意如图1-73所示。

图1-72 输入回路的作用示意

图1-73 A-D转换器的工作过程示意(www.xing528.com)

3.微型计算机

微型计算机的功能是根据发动机工作的需要，把各种传感器送来的信号用存储器中的程序（微型计算机处理的顺序）和数据进行运算处理，并把处理结果（如燃油喷射控制信号、点火控制信号等）送往输出回路。

微型计算机主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出装置等组成，如图1-74所示。

中央处理器（CPU）的功用是读出命令并执行数据处理任务。

存储器的功用是记忆存储程序和数据，一般由只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）组成。

ROM是读出专用存储器，存储内容一次写入后就不能改变，但可以调出使用。对于ROM存储的内容，即使切断电源，也不会丢失，因此适用于对各种程序和数据的长期保留。

图1-74 微型计算机的基本组成

ROM中存储的大量程序和数据，是计算机进行操作和控制的重要依据，它们都是通过大量试验获得的。存入ROM中的数据，如各种工况和各种因素影响下发动机的喷油控制数据、点火控制数据等，其精确性是满足微型计算机控制发动机的动力性、燃油经济性和排放性等的重要保证。

RAM可随时存取计算机工作中产生的过程参数，如发动机运行时的故障码、空燃比学习修正值及怠速学习修正值等。一般这些RAM都用专用的后备电路与蓄电池的电源线直接相连，使它不受点火开关控制，但当电源专用后备电路断开或蓄电池电源线拔掉时，存入RAM中的数据将会因此而丢失。

输入/输出装置一般称为I/O接口。根据CPU的命令，输入信号以所需要的频率通过I/O接口接收，输出信号则按发出控制信号的形式和要求通过I/O接口，以最佳的速度输出或输入中间存储器。输入或输出装置一般都通过I/O接口才能与微型计算机连接，它是微型计算机与外界进行信息交换的纽带。

输出回路由微型计算机输出的是电压很低的数字信号，用这种信号一般不能直接驱动执行元件。输出回路的功用是将微型计算机输出的数字信号转换成可以驱动执行元件的输出信号。输出回路多采用大功率晶体管，由微型计算机输出的信号控制其导通和截止，从而控制执行元件的搭铁回路。

随着电子技术的发展，发动机电控系统除了一些基本控制装置外，还增设了抗电磁干扰的保护装置、自检装置和后备系统等，组装成电子控制盒安装在汽车上。