ECU功能介紹電子電路工程科技專業(yè)資料

汽車發(fā)動機電子控制單元（ECU）功能說明書一、概述

汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)一般有進氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)四大部分組成。進氣系統(tǒng)由空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門、進氣總管、進氣歧管等組成，它為發(fā)動機可燃混合氣提供所需空氣；燃油供給系統(tǒng)由燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節(jié)器、噴油器和供油管等組成，它為發(fā)動機可燃混合氣提供所需燃油；點火系統(tǒng)為發(fā)動機提供電火花，它由點火電子組件、點火線圈、火花塞、高壓導線等組成；電腦控制系統(tǒng)由電子控制單元（ECU）和各種傳感器組成，它控制燃油噴射時間和噴射量以及點火時刻。汽車發(fā)動機電子控制單元（ECU）是汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)的核心，它可以根據(jù)發(fā)動機的不同工況，向發(fā)動機提供最佳空燃比的混合氣和最佳點火時間，使發(fā)動機始終處在最佳工作狀態(tài)，發(fā)動機的性能（動力性、經濟型、排放性）達到最佳。汽車發(fā)動機機電子控制單元（ECU）的主要功能：1、燃油噴射（EFI）控制⑴、噴油量控制發(fā)動機控制器（ECU）將進氣量和發(fā)動機負荷作為主要控制信號，以確定噴油脈沖寬度（即基本噴油量），并根據(jù)循環(huán)水溫度、進氣溫度、進氣壓力、尾氣氧含量等信號修正噴油量，最后確定總噴油量。⑵、噴油正時控制采用多點順序燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機，ECU除了控制噴油量外，還要根據(jù)發(fā)動機各缸的點火順序，將噴油時間控制在最佳時刻，以使燃油充分燃燒。⑶、斷油控制減速斷油控制：汽車在正常行駛中，駕駛員突然松開油門踏板時，ECU自動中斷燃油噴射，直至發(fā)動機轉速下降到設定的低轉速時再恢復噴油。超速斷油控制：當發(fā)動機轉速超過安全轉速或汽車車速超過設定的最高車速時，ECU自動中斷噴油，直至發(fā)動機轉速低于安全轉速一定值且車速低于最高車速一定值時恢復噴油。⑷、燃油泵控制當打開點火開關后，ECU控制燃油泵工作3秒鐘，用于建立必要的油壓。若此時發(fā)動機不起動，ECU控制燃油泵停止工作。在發(fā)動機起動和運轉過程中，ECU控制燃油泵正常運轉。2、點火（ESA）控制⑴、點火提前角控制發(fā)動機運轉時，ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷信號，計算相應工況下的點火提前角，并根據(jù)發(fā)動機的水溫、進氣溫度、節(jié)氣門位置、爆震信號等修正點火提前角，最后得到一個最佳的點火正時。在點火正時前的某一預定角，ECU控制點火線圈的初級通電，在到達點火正時角時，ECU切斷點火線圈初級電流并在次級線圈中感應出高壓電使相應氣缸的火花塞跳火，點燃混合氣。⑵、通電時間（閉合角）控制點火線圈初級電路在斷開時需要保證足夠大的電流，以使次級線圈產生足夠高的電壓。與此同時，為防止通電時間過長而使點火線圈過熱損壞，ECU根據(jù)蓄電池電壓及發(fā)動機轉速等信號，控制點火線圈初級電路的通電時間。⑶、爆震控制ECU接收到爆震傳感器輸入的信號后，對該信號進行處理并判斷是否即將產生爆震。當檢測到爆震信號后，ECU立即推遲發(fā)動機點火提前角，避免爆震產生。3、怠速控制（ISC）ECU根據(jù)怠速開關閉合信號判斷發(fā)動機工作在怠工況。當發(fā)動機處于怠速工況時，ECU根據(jù)怠速節(jié)氣門電位計的輸出信號和發(fā)動機轉速與目標轉速之差決定怠速電機的旋轉方向和旋轉角度，調節(jié)怠速節(jié)氣門的開度。當發(fā)動機實際轉速低于目標轉速時，電機正轉，電機軸通過齒輪機構將節(jié)氣門打開一微小的開度，增加發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機轉速增加；當發(fā)動機實際轉速高于目標轉速時，電機反轉，將節(jié)氣門關閉一微小的開度，減少發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機轉速降低，逐漸逼近目標轉速。當發(fā)動機處于怠速工況時，若發(fā)動機負荷增大（如空調壓縮機起動），ECU控制怠速電機調節(jié)怠速節(jié)氣門開度來提高發(fā)動機轉速，防止發(fā)動機熄火。4、排放控制⑴、汽車尾氣排放污染控制在汽車發(fā)動機的排氣管上安裝三元催化轉換器可凈化排氣中的CO、HC、和NOx三種有害氣體成分，但三元催化轉換器只能在空燃比接近理論值（A/F=14.7:1）的范圍內起作用。在排氣管中安裝氧傳感器，它可通過檢測排氣中氧的含量來獲取混合氣空燃比的高低。ECU根據(jù)氧傳感器輸入的信號，對噴油量進行修正，實現(xiàn)空燃比的反饋控制，使混合氣的空燃比接近理論空燃比，三元催化轉換器能更有效地起凈化作用，使有害氣體的排放量降到最低，符合汽車尾氣排放歐Ⅲ標準（HC≤0.66％,CO≤2.1％,NOx≤5％,微?！?.1％）。⑵、廢氣再循環(huán)（EGR）控制當發(fā)動機的廢氣排放溫度達到一定值時，ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷信號，控制EGR閥的開啟動作，使一定數(shù)量的廢氣進行再循環(huán)燃燒，以降低排氣中NOx的排放量。⑶、活性炭罐清污電磁閥控制ECU根據(jù)發(fā)動機水溫、轉速和負荷等信號，控制活性炭罐清污電磁閥的開啟工作，將活性炭吸附的汽油蒸氣吸入進氣管，進入發(fā)動機燃燒，降低汽油蒸氣排放。5、自診斷與報警⑴、故障報警當發(fā)動機電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU點亮儀表盤上的故障指示燈，提醒駕駛員發(fā)動機已出現(xiàn)故障，應立即檢查修理。⑵、故障記錄當發(fā)動機電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU將故障以代碼的形式存儲在ECU的存儲器中，維修人員通過故障診斷插座，使用專用故障診斷儀調出故障信息，或故障指示燈的閃爍情況確定故障信息。⑶、備用運行功能若汽車出現(xiàn)了故障就立即關閉電子控制系統(tǒng)，會給駕駛員帶來很大的麻煩，為此發(fā)動機控制系統(tǒng)設有備用運行功能，以協(xié)助駕駛員將汽車開到汽車維修站。備用運行功能只有在發(fā)動機出現(xiàn)故障時才啟用，此時正常運行功能被關閉，ECU用存儲器中預先設定的參數(shù)代替?zhèn)鞲衅鳈z測的信息來控制發(fā)動機，使發(fā)動機繼續(xù)運行。如果故障被排除，正常功能立即投入使用，備用運行功能自動關閉。 6、CAN總線接口發(fā)動機ECU預留CAN通訊接口，以便與車內其他電子控制單元通過CAN總線方式進行數(shù)據(jù)通訊，形成車內局域網(wǎng)。

二、系統(tǒng)結構框圖MCUMCU電池（電源）1、4缸點火線圈 電池（電源）1、4缸點火線圈3、3、2缸點火線圈#1缸噴油器#2缸噴油器#3缸噴油器廢氣再循環(huán)電磁閥CAN接口故障診斷接口故障指示空調工作繼電器炭罐電磁閥怠速直流電機燃油泵繼電器#4缸噴油器空擋起動開關進氣溫度傳感器冷卻水溫度傳感器點火開關車速傳感器上止點位置傳感器爆震傳感器曲軸位置傳感器尾氣氧含量傳感器節(jié)氣門開度傳感器進氣壓力傳感器空氣流量傳感器空調請求信號全負荷開關怠速開關

三、發(fā)動機控制系統(tǒng)的主要裝置

#1缸噴油器#2缸噴油器#3缸噴油器廢氣再循環(huán)電磁閥CAN接口故障診斷接口故障指示空調工作繼電器炭罐電磁閥怠速直流電機燃油泵繼電器#4缸噴油器空擋起動開關進氣溫度傳感器冷卻水溫度傳感器點火開關車速傳感器上止點位置傳感器爆震傳感器曲軸位置傳感器尾氣氧含量傳感器節(jié)氣門開度傳感器進氣壓力傳感器空氣流量傳感器空調請求信號全負荷開關怠速開關1、各種傳感器和開關信號⑴、空氣流量傳感器空氣流量傳感器安裝在進氣管道上，用來檢測發(fā)動機進氣量大小，并將進氣量轉變成1~5V信號輸入到ECU，以供ECU計算噴油量和點火時間。⑵、節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，與節(jié)氣門軸相連，駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門的開度，節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門的開度轉換為0~5V信號輸入到ECU，作為ECU判斷發(fā)動機運行工況的依據(jù)。⑶、進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器是一種NTC熱敏式負溫度系數(shù)傳感器，其作用是將進入氣罐的空氣溫度轉變電信號輸入到ECU，以便根據(jù)進氣溫度的變化調節(jié)噴油量的大小。⑷、水溫傳感器

水溫傳感器是一種NTC熱敏式負溫度系數(shù)傳感器，用來檢測發(fā)動機冷卻水的溫度，作為對噴油和點火控制的修正信號。⑸、曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器用來檢測曲軸轉角和發(fā)動機轉速，作為噴油和點火控制的信號。⑹、上止點位置傳感器上止點位置傳感器用來檢測氣缸活塞上止點位置，作為ECU控制點火時刻的基準信號。有的曲軸位置傳感器也可以檢測上止點位置信號。⑺、車速傳感器車速傳感器是一種霍爾式速度傳感器，ECU根據(jù)車速傳感器檢測到的汽車速度信號控制發(fā)動機的怠速和汽車加減速過程的空燃比。⑻、爆震傳感器爆震傳感器檢測氣缸有無爆震信號，將信號輸送給ECU，當檢測到爆震信號后，ECU立即推遲發(fā)動機點火提前角，避免爆震產生。⑼、氧傳感器氧傳感器通過檢測排氣中氧的含量來獲取混合氣空燃比的高低。ECU根據(jù)氧傳感器輸入的信號，對噴油量進行修正，使混合氣的空燃比接近理論空燃比。⑽、點火開關信號當點火開關接通“點火”擋位時，向ECU提供點火信號，控制發(fā)動機點火。⑾、空擋起動開關信號檢測自動變速器的擋位開關是否在空擋位置。⑿、空調（A/C）選擇、請求信號當空調接通時向ECU提供信號，告之發(fā)動機負荷增加。2、執(zhí)行器⑴、電動燃油泵電動燃油泵的主要任務是供給燃油系統(tǒng)足夠的具有規(guī)定壓力的汽油。ECU通過控制燃油泵繼電器來控制電動燃油泵的啟動/停止。⑵、電磁噴油器電磁噴油器是發(fā)動機電控油噴射系統(tǒng)的一個關鍵的執(zhí)行器，它接受ECU送來的噴油脈沖信號，噴油脈沖寬度決定噴油器針閥開啟時間，即決定噴油量大小。⑶、怠速控制閥怠速控制閥的主要作用是控制發(fā)動機的怠速轉速。ECU對發(fā)動機怠速的控制包括兩的方面，一方面是發(fā)動機在正常怠速運轉時穩(wěn)定怠速轉速，做到防止發(fā)動機熄火和降低油耗的目的；另一方面是在發(fā)動機怠速運轉狀態(tài)下，當發(fā)動機的負荷增加（例如接通空調、動力轉向等）情況下，自動提高怠速轉速，防止發(fā)動機因負荷增加而導致熄火。⑷、點火線圈由ECU控制點火線圈初級電流通斷并在次級線圈中感應出高壓電使相應氣缸的火花塞跳火，點燃混合氣。⑸、活性炭罐清污電磁閥ECU根據(jù)發(fā)動機水溫、轉速和負荷等信號，控制活性炭罐清污電磁閥的開啟工作，回收燃油系統(tǒng)的汽油蒸汽。⑹、廢氣再循環(huán)電磁閥ECU控制廢氣再循環(huán)電磁閥的開啟動作，使一定數(shù)量的廢氣進行再循環(huán)燃燒，以降低氣罐燃燒溫度，從而降低NOx的產生。

四、控制功能說明1、噴油量控制ECU對噴油量的控制是通過控制輸出到噴油器電磁線圈的脈沖寬度來實現(xiàn)的，噴油量與脈沖寬度成正比。噴油脈沖寬度控制范圍為2~10mS。發(fā)動機在不同工況下運轉，對混合氣濃度的要求也不同。特別是在一些特殊工況下(如起動、急加速、急減速等)，對混合氣濃度有特殊的要求。電腦要根據(jù)有關傳感器測得的運轉工況，按不同的方式控制噴油量。噴油量的控制方式可分為起動控制、運轉控制、斷油控制和反饋控制。⑴、起動噴油量控制起動時，發(fā)動機由起動馬達帶動運轉。由于轉速很低，轉速的波動也很大，因此這時空氣流量傳感器所測得的進氣量信號有很大的誤差?；谶@個原因，在發(fā)動機起動時，ECU不以空氣流量傳感器的信號作為噴油量的計算依據(jù)，而是按預先給定的起動程序來進行噴油控制。ECU根據(jù)起動開關及轉速傳感器的信號，判定發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)，以決定是否按起動程序控制噴油。即ECU判定發(fā)動機處于起動狀態(tài)的條件為：①起動開關閉合；②發(fā)動機轉速低于300轉/分。在起動噴油控制程序中，ECU按發(fā)動機水溫、進氣溫度、起動轉速計算出一個固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，發(fā)動機溫度很低，噴入進氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了能產生足夠的燃油蒸氣，形成足夠濃度的可燃混合氣，保證發(fā)動機在低溫下也能正常起動，必須進一步增大噴油量。由ECU控制，通過增加各缸噴油器的噴油持續(xù)時間來增加噴油量。所增加的噴油量及加濃持續(xù)時間完全由ECU根據(jù)進氣溫度傳感器和發(fā)動機水溫傳感器測得的溫度高低來決定。發(fā)動機水溫或進氣溫度愈低，噴油量就愈大，加濃的持續(xù)時間也就愈長。⑵、運轉噴油控制在發(fā)動機運轉過程中，ECU主要根據(jù)進氣量和發(fā)動機負荷來計算噴油量，此外，還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機水溫、進氣溫度、大氣壓力及怠速工況、加速工況、全負荷工況等運轉參數(shù)來修正噴油量，以提高控制精度。

由于ECU要考慮的運轉參數(shù)很多，為了簡化ECU的計算程序，通常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個部分，并分別計算出結果。然后再將三個部分疊加在一起，作為總噴油量來控制噴油器噴油。

1)基本噴油量：基本噴油量是根據(jù)發(fā)動機每個工作循環(huán)的進氣量，按理論混合比(空燃比14.7：1)計算出的噴油量。

2)修正量：修正量是根據(jù)進氣溫度、大氣壓力等實際運轉情況，對基本噴油量進行適當修正,使發(fā)動機在不同運轉條件下都能獲得最佳濃度的混合氣。修正量的內容為：

①進氣溫度修正：進氣溫度越高，進氣氧含量越少，適當減少噴油量；

②進氣壓力修正：進氣壓力越高，進氣氧含量越多，適當增加噴油量；

③蓄電池電壓修正：蓄電池電壓變化時，自動對噴油脈沖寬度加以修正，以14V為基礎按0.15ms/V進行修正。

3)增量：增量是在一些特殊工況下(如暖機、加速等)，為加濃混合氣而增加的噴油量。加濃的目的是為了使發(fā)動機獲得良好的使用性能(如動力性、加速性、平順性等)。加濃的程度可表示為：

①暖機增量：在冷車起動結束后的暖機運轉過程中，發(fā)動機的溫度一般不高。在這樣較低的溫度下，噴入進氣歧管的燃油與空氣的混合較差，不易立即汽化，容易使一部分較大的燃油液滴凝結在冷的進氣管道及氣缸壁面上，結果造成氣缸內的混合氣變稀。因此，在暖機過程中必須增加噴油量。暖機增量比的大小取決于水溫傳感器所測得的發(fā)動機溫度，并隨著發(fā)動機溫度的升高而逐漸減小，直至溫度升高至80度時，暖機加濃結束。

②加速增量：在加速工況時，ECU能自動按一定的增量比適當增加噴油量，使發(fā)動機能發(fā)出最大扭矩，改善加速性能。ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開啟的速率鑒別出發(fā)動機是否處于加速工況。

③大負荷增量：部分負荷工況是汽車發(fā)動機的主要運行工況。在這種工況下的噴油量應能保證供給發(fā)動機的混合氣具有最經濟的成分，通常應稀于理論混合比。在大負荷及滿負荷工況下，要求發(fā)動機能發(fā)出最大功率，因而噴油量應比部分負荷工況大，以提供稍濃于理論混合比的功率混合氣。大負荷信號由節(jié)氣門開關內的全負荷開關提供，或由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開度來決定。當節(jié)氣門開度大于70度時，ECU按功率混合比計算噴油量。⑶、斷油控制斷油控制是ECU在一些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動機運轉中的特殊要求。它包括以下幾種斷油控制方式：

①超速斷油控制

超速斷油是在發(fā)動機轉速超過允許的最高轉速時，由ECU自動中斷噴油，以防止發(fā)動機超速運轉，造成機件損壞，也有利于減小燃油消耗量，減少有害排放物。超速斷油控制過程是由ECU將轉速傳感器測得的發(fā)動機實際轉速與控制程序中設定的發(fā)動機最高極限轉速(一般為6000～7000轉/分)相比較。當實際轉速超過此極限轉速時，ECU就切斷送給噴油器的噴油脈沖，使噴油器停止噴油，從而限制發(fā)動機轉速進一步升高；當斷油后發(fā)動機轉速下降至低于極限轉速約100轉/分時，斷油控制結束，恢復噴油。

②減速斷油控制

汽車在高速行駛中突然松開油門踏板減速時，發(fā)動機仍在汽車慣性的帶動下高速旋轉。由于節(jié)氣門已關閉，進入氣缸的混合氣數(shù)量很少，在高速運轉下燃燒不完全，使廢氣中的有害排放物增多。減速斷油控制就是當發(fā)動機在高轉速運轉中突然減速時，由電腦自動中斷燃油噴射，直至發(fā)動機轉速下降到設定的低轉速時再恢復噴油。其目的是為了控制急減速時有害物的排放，減少燃油消耗量，促使發(fā)動機轉速盡快下降，有利于汽車減速。

減速斷油控制過程是由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉速、水溫等運轉參數(shù)，作出綜合判斷，在滿足一定條件時，執(zhí)行減速斷油控制。這些條件是：

●節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關接通；

●發(fā)動機水溫已達正常溫度；

●發(fā)動機轉速高于某一數(shù)值。

該轉速稱為減速斷油轉速，其數(shù)值由電腦根據(jù)發(fā)動機水溫、負荷等參數(shù)確定。通常水溫愈低，發(fā)動機負荷愈大(如使用空調時)，該轉速愈高。當上述三個條件都滿足時，ECU就執(zhí)行減速斷油控制，切斷噴油脈沖。上述條件只要有一個不滿足(如發(fā)動機轉速己下降至低于減速斷油轉速)，ECU就立即停止執(zhí)行減速斷油，恢復噴油。

③溢油消除

起動時汽油噴射系統(tǒng)向發(fā)動機提供很濃的混合氣。若多次轉動起動馬達后發(fā)動機仍末起動，淤集在氣缸內的濃混合氣可能會浸濕火花塞，使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底，并轉動點火開關，起動發(fā)動機。ECU在這種情況下會自動中斷燃油噴射，以排除氣缸中多余的燃油，使火花塞干燥。ECU只有在點火開關、發(fā)動機轉速及節(jié)氣門位置同時滿足以下條件時，才能進人溢油消除狀態(tài)：

●點火開關處于起動位置；

●發(fā)動機轉速低于500轉/分；

●節(jié)氣門全開。

因此，電子控制汽油噴射式發(fā)動機在起動時，不必踩下油門踏板，否則有可能因進入溢油消除狀態(tài)而使發(fā)動機無法起動。

④減扭矩斷油控制

裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升檔時，控制變速器的電腦會向汽油噴射系統(tǒng)的電腦發(fā)出減扭矩信號。汽油噴射系統(tǒng)的電腦在收到這一減扭矩信號時，會暫時中斷個別氣缸(如2、3缸)的噴油，以降低發(fā)動機轉速，從而減輕換檔沖擊。⑷、反饋控制燃油噴射系統(tǒng)進行反饋控制的傳感器是氧傳感器，反饋控制(閉環(huán)控制)是根據(jù)排氣中氧含量的變化，測定出進入發(fā)動機燃燒室混合氣的空燃比值，把它輸入計算機與設定的目標空燃比值進行比較，根據(jù)差值調節(jié)電磁噴油器噴油量，使空燃比保持在設定目標值附近。因此，閉環(huán)控制可達到較高的空燃比控制精度，并可消除因產品差異和磨損等引起的性能變化，工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。但是，對特殊的運行工況，如發(fā)動機起動、加速、滿負荷等需加濃混合氣的工況，仍需采用開環(huán)控制，使電磁噴油器按預先設定的加濃混合氣配比工作，充分發(fā)揮發(fā)動機的動力性能。所以ECU對噴油量的控制采用開環(huán)和閉環(huán)相結合的控制方式。2、噴油正時控制燃油噴射采用多點順序噴射方式，在發(fā)動機運轉期間，由ECU控制噴油器按進氣行程的順序輪流噴射燃油。噴油正時由ECU根據(jù)曲軸位置傳感器輸入的信號判別各缸的進氣行程，并適時輸出噴油脈沖信號，進行順序噴射，噴射時序示意圖如下： 圖1燃油噴射時序示意圖圖中曲軸轉角0o對應1缸壓縮行程上止點位置，上止點位置傳感器檢測到的上止點位置信號實際上比該角度提前一定的角度θ。氣缸工作一個工作循環(huán)曲軸轉過角度為720o，曲軸位置傳感器產生n個交變信號（n為曲軸位置傳感器齒盤輪齒個數(shù)），上止點位置傳感器在1缸壓縮行程上止點位置前θ角產生1個交變信號，ECU根據(jù)這些信號及噴油脈沖寬度計算每缸的噴油正時，使該缸進氣行程開始時噴油結束。3、點火控制發(fā)動機運轉時，ECU根據(jù)發(fā)動機的轉速和負荷信號，計算相應工況下的點火提前角，并根據(jù)發(fā)動機的水溫、進氣溫度、爆震信號等修正點火提前角，再根據(jù)曲軸位置傳感器信號判別曲軸轉速、位置及幾缸處于壓縮行程上止點，然后控制點火線圈電火。點火系統(tǒng)可采用無分電器同時點火方式，每兩個氣缸合用一個點火線圈，對兩個氣缸同時點火。兩缸同時點火的組合原則是：一缸工作在壓縮行程，另一缸工作在排氣行程。對于4缸發(fā)動機，#1、#4缸共用一個點火線圈，#3、#2缸共用一個點火線圈。⑴、點火提前角從火花塞點火至壓縮行程上止點的曲軸轉角稱為點火提前角Фig。點火提前角的選擇應滿足下列要求：①發(fā)動機輸出功率最大；②燃油經濟性最好；③氣缸不發(fā)生爆震④排放指標好。發(fā)動機運行時，加大點火提前角可增大發(fā)動機輸出轉矩，但容易產生爆震；減小點火提前角可防止爆震，但輸出轉矩變小。ECU主要依據(jù)以下條件來調整點火提前角：①發(fā)動機轉速上升時，加大點火提前角；②發(fā)動機負荷增加時，減小點火提前角；③進氣溫度越低，點火提前角越大；④發(fā)動機水溫越低，點火提前角越大；⑤爆震傳感器檢測到爆震信號時，點火提前角減小15o。⑵、點火閉合角點火閉合角是指從點火線圈初級開始通電到點火線圈初級斷電點火曲軸轉過角度。對點火閉合角的控制，在保證點火線圈初級斷電時次級能產生足夠高的點火電壓的前提下，點火閉合角盡量小。點火閉合角基本值根據(jù)點火線圈確定，發(fā)動機運行時ECU根據(jù)蓄電池電壓和發(fā)動機轉速進行修正，修正值不超過基本值的15%。①蓄電池電壓變低時，點火閉合角增大；②發(fā)動機轉速升高時，點火閉合角變小。⑶、點火時序ECU根據(jù)檢測到的曲軸位置信號和上止點位置信號，控制各缸的點火時序。4缸發(fā)動機點火時序如下圖所示： 圖2發(fā)動機點火時序圖4、怠速控制閥怠速控制閥有步進電機式和線性脈沖電磁閥式兩種，其中步進電機式怠速控制閥應用較多，效果更好。ECU根據(jù)節(jié)氣門怠速開關信號和車速信號判斷發(fā)動機怠速工況，然后根據(jù)水溫信號、空調開關信號等負荷情況控制步進電機旋轉，調節(jié)怠速控制閥開度，從而調節(jié)旁通空氣量，使發(fā)動機轉速達到目標轉速。步進電機式怠速控制閥控制內容如下：⑴、起動初始位置的確定：為改善發(fā)動機再起動性能，在點火開關斷開后，ECU控制怠速控制閥處于全開位置，以使下次起動容易。⑵、起動控制：發(fā)動機起動時，由于怠速控制閥預先設定在全開位置，經過怠速控制閥的附加空氣量最大，發(fā)動機最容易起動。但發(fā)動機起動后，若怠速控制閥仍保持在全開狀態(tài)，怠速轉速會過高。ECU存儲器程序中存儲有怠速控制時與發(fā)動機冷卻水溫度對應的怠速控制閥開度數(shù)據(jù)表和發(fā)動機轉速數(shù)據(jù)表，在發(fā)動機起動期間或起動后，發(fā)動機轉速超過由冷卻水溫度確定的值時，要求ECU控制步進電機，關小閥門到由冷卻水溫度確定的位置。⑶、暖機控制：在暖機時，根據(jù)冷卻水所確定的位置，怠速控制閥逐漸關閉。當冷卻水溫度達到70℃發(fā)動機暖機起動后，發(fā)動機的怠速轉速應能達到規(guī)定的快怠速轉速1500r/min；在發(fā)動機水溫達到正常溫度70℃后，怠速轉速應下降到正常怠速值，一般為750r/min。發(fā)動機經過暖機水溫達到正常溫度后，若打開空調開關，發(fā)動機轉速從750r/min升到1000r/min⑷、反饋控制：發(fā)動機在怠速工況下，水溫達到正常溫度且發(fā)動機負荷不變時，ECU根據(jù)發(fā)動機的實際轉速與預先存儲的目標轉速相比較，如果發(fā)動機的實際轉速低于目標轉速，ECU會控制怠速控制閥將閥門開大，反之，如果發(fā)動機的實際轉速高于目標轉速，ECU會控制怠速控制閥將閥門關小。⑸、發(fā)動機負荷變化的控制：發(fā)動機怠速運轉時，如空檔起動開關、空調開關接通或斷開，都會使發(fā)動機的負荷發(fā)生變化。為防止發(fā)動機因負荷變化而引起發(fā)動機熄火或怠速波動，在轉速出現(xiàn)變化前，ECU控制怠速控制閥開大或關小。⑹、電器負載增大時的怠速控制：在怠速運轉時，使用的電器負載增大到一定程度時蓄電池電壓會降低。為保證系統(tǒng)工作電壓正常，需要控制控制怠速控制閥開大增加空氣量，提高發(fā)動機的怠速轉速，提高發(fā)動機的輸出電能。⑺、學習控制：ECU通過控制步進電機的正反轉步數(shù)，確定怠速控制閥的位置，達到調整怠速的目的。但發(fā)動機在使用期間，性能會發(fā)生變化。雖然怠速控制閥的位置未變，怠速轉速也可能會與初始的數(shù)值不同。這時ECU利用反饋控制，使發(fā)動機的轉速達到目標值，同時，ECU將步進電機轉過的步數(shù)存儲起來，在以后的怠速控制中使用。5、燃油泵控制⑴、當接通點火開關后，ECU控制燃油泵工作3秒鐘，用于建立必要的油壓；⑵、點火開關接通3秒鐘后，如果發(fā)動機轉速高于30r/min，燃油泵繼續(xù)運轉；如果發(fā)動機轉速低于30r/min，燃油泵停止運轉。⑶、發(fā)動機熄火時，燃油泵停止運轉。6、炭罐電磁閥控制發(fā)動機在運轉時，ECU根據(jù)發(fā)動機水溫、轉速等信號控制炭罐電磁閥工作。同時滿足以下條件時炭罐電磁閥開啟：⑴、發(fā)動機水溫大于或等于60℃⑵、發(fā)動機轉速大于或等于2000r/min滿足以下條件之一時炭罐電磁閥關閉：⑴、發(fā)動機水溫小于50℃⑵、發(fā)動機轉速大于或等于1500r/min7、廢氣再循環(huán)（EGR）電磁閥控制廢氣再循環(huán)閥的開度隨節(jié)氣門的開度增大而增大，即廢氣再循環(huán)量隨發(fā)動機負荷的增大而增大。滿足下列條件之一廢氣再循環(huán)閥關閉：⑴、發(fā)動機起動時；⑵、怠速開關閉合時；⑶、發(fā)動機水溫低于70℃⑷、發(fā)動機轉速低于900r/min或高于3200r/min。當不滿足上述條件時，ECU根據(jù)發(fā)動機轉速和進氣量確定EGR率，控制廢氣再循環(huán)閥開度。EGR率最大不超過25%。 再循環(huán)排氣量EGR率= 空氣進氣量+再循環(huán)排氣量 8、故障診斷當發(fā)動機控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU能對故障進行診斷，并以故障碼形式存儲起來，通過儀表盤故障指示燈閃亮報警。⑴、故障指示燈①無故障時，將點火開關轉到ON位置，故障指示燈點亮，發(fā)動機起動后，故障指示燈熄滅。②有故障時，將點火開關轉到ON位置，故障指示燈點亮；發(fā)動機起動后，故障指示燈不熄滅。③短接故障診斷插座的診斷短接端子，將點火開關轉到ON位置，但不起動發(fā)動機。無故障時，故障指示燈常亮；有故障時，按以0.5秒為周期閃爍故障碼后停1秒的方式循環(huán)顯示故障碼。例如出現(xiàn)代碼為3和5的故障，故障指示燈閃爍的波形如下： 故障代碼3 故障代碼5 0.5S 1S⑵、故障記錄ECU將檢測到的故障分為“永久性故障”和“臨時性故障”，并將其以故障碼的方式存儲。如果ECU檢測到某個故障連續(xù)出現(xiàn)時間超過500mS，此故障被確定為“永久性故障”。此后如果此故障消失，此故障被確定為“臨時性故障”。在連續(xù)50次起動發(fā)動機都沒有檢測到此故障，MCU自動清除該臨時性故障記錄。⑶、故障代碼表故障碼故障名稱判別依據(jù)備用方式1進氣溫度傳感器故障進氣溫度測量值大于90℃或小于202水溫傳感器故障水溫測量值大于110℃或小于803空氣流量傳感器故障節(jié)氣門開度變化時空氣流量測量值沒有相應變化或超過最大值根據(jù)節(jié)氣門開度確定4進氣壓力傳感器故障進氣壓力測量值大于或小于正常大氣壓一定值正常大氣壓5節(jié)氣門位置傳感器故障怠速開關閉合時節(jié)氣門位置信號電壓應為0V6氧傳感器故障混合氣加濃工況氧傳感器應輸出1V電壓7曲軸位置傳感器故障發(fā)動機運轉時沒檢測到曲軸位置傳感器輸出的交變信號8爆震傳感器故障點火提前角推遲15o9車速傳感器故障10蓄電池電壓蓄電池電壓高于14V或低于10V11噴油器故障12點火線圈故障無點火反饋信號13怠速控制閥故障14炭罐控制閥故障15EGR控制閥故障

ECU（ElectronicControlUnit）電子控制單元，又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機控制器。它和普通的電腦一樣,由微處理器（CPU）、存儲器（ROM、、RAM）、輸入/輸出接口（I/O）、模數(shù)轉換器（A/D）以及整形、驅動等大規(guī)模集成電路組成。用一句簡單的話來形容就是“ECU就是汽車的大腦”。ECU改裝是什么？

改裝ECU，就是通過改變處理問題的方法（原先設定好的ECU程序），來達到改變發(fā)動機運行的目的。所謂的“ECU程序”，其實就是一套運算法則，它存放在儲存器內，對從輸入設備經控制器轉化而來的信號，處理生成對應的指令信號，從輸出設備傳輸出去。于是，我們對于ECU參數(shù)的修改，實際上就是在修改運算法則。

然而這時問題就出現(xiàn)了，當輸入信號超過ECU內默認的正常值（過多或過少），不僅調校無效，更加有可能亮起故障信號燈。這時我們能做的，是讓這個信號不超出正常值；要么干脆放棄這個原裝設定的法則，當然就是不用原裝電腦；又或者狡猾地用另外一套電腦實現(xiàn)你的運算法則，而同時讓它“騙”原廠ECU。ECU改裝的方式

這就引入到三種ECU改裝的方式了。ECU改裝只是一個籠統(tǒng)的說法，這當中又可以分為直接改變ECU運算器硬件的改裝與改變內部程序的改裝?！靶序_”的方式主要有三種。1替換式

直接改變ECU運算器硬件，就是我們在賽車場非常常見的“替換式電腦”，用“全職替換式ECU”控制發(fā)動機，例如Motec、Haltech等品牌，就是較為著名的全取代式電腦，這種改裝通常都是搭配重度的發(fā)動機硬件改裝使用，由于改裝后發(fā)動機的工作溫度、進氣量、噴油量、壓縮比等數(shù)據(jù)大大超出原廠設定范圍，也就是說發(fā)動機經過了非常大的改裝作業(yè)后，原廠ECU完全無法滿足硬件的需求時，這種競技型產品是最合適的選擇。

替換式電腦完全無需考慮到原廠數(shù)據(jù)的局限性，所有數(shù)據(jù)任由技師隨意設定。雖說替換式電腦有著無比強大的可調性，但這種電腦也正因沒有固定的形式與規(guī)格，一切需要從頭開始。使得對技師的要求非常之高。至于多困難，光是讓車輛正常啟動后怠速穩(wěn)定，一兩天的調校時間一點也不稀奇，所以這種替換式電腦多用于不計成本的職業(yè)車隊。2寫入式

而寫入式改裝ECU則保留了原廠ECU硬件部分，采用將新的運行管理程序寫入ECU程序的方法，因為改變了原廠設定程序，寫入式ECU又稱改寫ECU或民間常說的刷電腦。這種改裝方式雖然受原廠ECU與傳感器所限，可調整范圍相對較小，但由于不會破壞原廠其他功能的使用以及更為穩(wěn)定安全的特點，近年來受到了更多改裝玩家的青睞。

許多品牌都會推出對應特定車型的ECU程序，目前較為流行的一些寫入式ECU改裝品牌更是宣傳其設定的ECU程序會針對當?shù)赜推贰夂虻纫蛩?，亦可選擇低扭增強型、峰值馬力增高型甚至是比原廠更省油的ECU改裝程序。3外掛式

外掛式改裝ECU，簡單說就是通過將信號“偷偷”更換，欺騙帶有保護程序的ECU來達到改變執(zhí)行程序的目的。首先，外掛ECU將各個傳感器所反饋回ECU的信號進行攔截，針對需要調整的信號進行修改（可以理解為作弊，目的是騙過原廠ECU），將本來超過原廠ECU認可上限的信號變成正常信號輸入原廠ECU，ECU接收到“正常信號”后將原廠設定的執(zhí)行程序輸出至外掛ECU，這時外掛ECU再將信號進行修改（這時原廠ECU發(fā)出的指令并不適合執(zhí)行元件進行工作）。

在上述一系列動作之后，一次成功的欺騙算是完成了。外掛式改裝ECU可調范圍介于其他兩種方式之間。但由于現(xiàn)代汽車ECU的性能越來越強大，自我保護程度更高，外掛式電腦的操作難度也越來越大。

總的來說，三種方式各自有自己的優(yōu)缺點，替代式適合重度改裝甚至競技改裝，刷寫式適合原裝ECU保護性較強以及輕度改裝，外掛式的電腦則適合輕度至中度的改裝，并且對應較為容易修改數(shù)據(jù)的原裝ECU。發(fā)動機ECU的控制理論：

我們還是有必要了解一下發(fā)動機ECU的控制原理：首先，我們的發(fā)動機工作狀態(tài)是一個閉環(huán)控制：通過固定的程序（不同工況下的空燃比以及點火正時）設定好發(fā)動機的工作規(guī)律。然后在排氣管加入氧傳感器，用氧傳感器判斷發(fā)動機的工作狀態(tài)，油量多了還是少了；在汽缸加入爆震傳感器，判斷點火正時是提前了還是延后了；水溫傳感器，可以判斷發(fā)動機燃燒室溫度是否正常來修正供油量，保護發(fā)動機，等等。將這些情況發(fā)送到ECU，然后ECU就會根據(jù)它們的反饋，不斷地調整噴油量以及點火正時。

ECU通過各種傳感器（包括溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氧氣傳感器、爆震傳感器等）收集發(fā)動機的各部分工作狀態(tài)信息，由負責傳輸?shù)木€路發(fā)送至ECU。在ECU接收了這些信號之后，就會對各種信號進行分析，便會得知發(fā)動機各部件功能處于什么樣的狀態(tài)，運作情況如何的信息，然后根據(jù)事先寫好的程序自動運算，在這個狀態(tài)下應該讓哪些執(zhí)行元件做哪些事情，繼而將指令發(fā)送到執(zhí)行元件，命令執(zhí)行元件工作。『這是臨時制作的閉環(huán)控制示意圖。如果“氧殘余量反饋”去掉，那就是不帶反饋的開環(huán)控制。目前所有的ECU都采用閉環(huán)控制，使得發(fā)動機管理更精確。』

做個簡單的比喻：整個過程就好像一根絨毛，輕輕的觸碰到你的鼻孔