ECU，现代汽车的大脑

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如同人有大脑，汽车的大脑就是ECU了，我们谈ECU如何改装，先得从ECU的基本原理说起……

发动机控制系统，EngineControlUnit，这是ECU的全称。顾名思义，ECU就是用来对发动机进行管理的，ECU是随着发动机供给系统的进步而出现的。

在1967年之前，汽油机的供给系统是由化油器来供油的，这与今天的电喷发动机原理完全不同，化油器利用节气门前后的压力差吸油，不仅无法精准地控制燃油补给量，更制约了汽车动力性、环保性能的提升。Bosch等一批企业因此开发了电子燃油喷射系统，最早的Bosch电喷系统是D-Jetronic，后期发展出了K-Jetronic和L-Jetronic，在电子技术介入后，Bosch开发了多套电子化管理的燃油喷射系统，其中KE-Jetronic就是今天被广泛采用的电喷技术，虽然各家企业的商品名不尽相同，但在构造上大同小异。

<广告>电喷系统的工作特性在于“定量、定时”喷射燃油，发动机需要多少燃油，在什么时刻喷入，这与发动机的转速、空气流量等有着直接的关系，此外还牵涉到水温、机油压力等各种各样的参数，这么多参数如何进行处理，并向喷射系统发出喷油指令呢？这就需要发动机控制单元的介入了，ECU应运而生。

ECU=家用电脑？

简单地说，ECU就是一台家用电脑，同样由处理器CPU、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D、存储单元ROM+RAM组成。

只是ECU的CPU无法像我们的电脑一样达到“双核”、“3.2G”等高速处理，一台车用ECU主频仅需数十KHz足矣，即使是再高性能的ECU也无法达到家用电脑的处理速度。输入/输出接口I/O等同于电脑的显示器、鼠标键盘，用来与处理器进行“沟通”，当然，这只是机器和机器之间的沟通，普通车主很少有和ECU沟通的机会；模数转换器A/D是ECU工作的先决条件，将接收到的传感信号转化成数据，这样才能在ECU中进行运算。

如何工作？

那么，ECU是如何工作的呢？简单地说就是一个将军的指挥过程：“思考”、“指挥”，并最终“确认”。

“侦察”交给Sensor(传感器)来完成，传感器负责对整个发动机进行“侦察”，在一台发动机上，大大小小的传感器有数十个之多。节气门开度传感器、曲轴转速传感器、氧传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、爆震传感器是一台轿车发动机中最基本的传感器。传感器无处不在，他们负责采集相关的信息，并以电信号的形式传入ECU中，通过模数转换器A/D变成数字信号后，ECU经过运算，判断出此时发动机的工作状态，这就是ECU的“思考”过程。

而“思考”过程依照什么为标准呢？电脑固然不会有思维，这需要的是ROM存放的程序。这相当于一个软件，当数据传入ECU时，ROM程序的故有数据与采集而来的信号进行对比运算，由此ECU得出调整方法。这一套程序是ECU的灵魂所在，这一程序的编写是建立在大量的实验数据的基础上的，往往需要经过台架实验、道路试验才能建立起来。通常改装商更改ECU程序的做法，就是对ROM程序进行重新编写或者修订，以改变ECU的运算准则。

当然，ECU也不是一成不变的，RAM另一个功能如同飞机“黑匣子”，能够记录汽车行驶的数据，通常很多ECU都会有“学习”能力，ECU能从RAM记录的数据中不断地学习驾驶者的驾驶风格，从而更加人性化。当然，一旦出现故障，也可以从RAM上读取到信息，从而为维修做出支持。

完成“思考”之后，ECU下一步需要做的就是“指挥”。受到ECU控制的是喷油器，负责调整喷油量和喷油时刻，同时汽油泵负责向其供油；点火控制器与点火线圈如何进行点火等等都受到ECU的控制。而在此之后，ECU需要再次接收数据以确认一个闭环控制的结束。

随着今天汽车技术的进步，ECU肩负起了越来越多的重担。i-VTEC等可变气门正时技术就需要额外添加凸轮轴的位置传感器，并经过ECU运算，对凸轮轴的相位进行转换，尤其是宝马Double-VANOS等连续可变气门正时系统，更需要ECU做出精密的运算来控制其相位、气门升程。

ECU，不只是发动机管理

而环保技术的发展，让排气管上越来越密集地布满了传感器，他们负责监控排放的废气是否超标，一旦发现超标，立刻反馈给ECU，由ECU控制点火和喷油，对发动机的工作进行重新调整，如此达到发动机的正常运转。

今天，汽车添加的诸多设备都需要ECU的管理，例如为了减少发动机的无用功，宝马采用了电动水泵，这就需要ECU进行控制。而随着汽车不断进步，汽车的ABS系统需要单独的控制系统，自动变速箱需要单独的控制系统，四轮驱动扭矩分配需要单独的控制系统，越来越多的ECU出现在汽车上，传统的“EngineControlUnit”已经不能满足时代发展了，所以，今天我们更愿意称ECU为“ElectricalControlUnit”——电子控制系统。

ElectricalControlUnit——未来汽车控制的趋势

我们不妨掰着手指头数数，到底有多少个系统需要控制系统。自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等。

这么多系统，都有自己的传感器和处理器，进行单独的运算，井水不犯河水……

但是，自动变速箱与发动机之间是需要配合的，例如换挡过程需要发动机的收油，大脚油门时需要变速箱的Kickdown降挡……多种状态下，二者是需要共享一大堆数据的，例如发动机的曲轴转速，自动变速箱重新建立一套传感器会造成成本浪费，而且也是不切实际的。最好的办法就是变速箱与发动机ECU共享数据，这就催生了ECU之间的信息网络系统——CAN数据总线。同样的CAN数据总线也在底盘电子设备上采用，例如四驱扭矩分配系统和ABS共享了底盘的诸多传感器参数。

统领汽车——ECU的明天

CAN数据总线的发展必然将所有的控制系统集为一体。有一种说法，未来的ECU将会是强大的电脑系统，将整合发动机、自动变速箱、ABS系统、车载娱乐影音系统、四轮驱动扭矩分配系统、主动悬挂系统、安全气囊+安全带系统等等所有需要管理的部件，我们可以享受汽车影音系统，可以玩PC-Game，可以接受GPS信号，甚至连一个杯架都会处于ECU的管理之中。

更有意思的说法是，今后的ECU有可能建立一套开放式交互软件，如同比尔盖茨的Windows，在此基础上再安装一堆的发动机管理系统、变速箱管理系统、ABS系统等等，那时候的发动机“ECU”管理系统，不过是一个可以实时更新的软件而已，你可以选择1.1版，也可以选择2.0版。甚至你可以为自己的发动机植入舒马赫式的驾驶方式，也可以选择莱科宁式。当然，你还得面临着病毒和黑客的危险，那时候你应该考虑的问题是，为自己的爱车准备一套正版卡巴斯基好呢，还是一套金山毒霸更好……

别惊讶，据说微软已经开始进行可行性分析了……(转自网络)
 

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