电子控制单元
发动机的电子控制单元与工作原理
发动机的电子控制单元与工作原理在现代汽车技术的快速发展中，发动机的电子控制单元（Engine Control Unit，简称ECU）正扮演着越来越重要的角色。
它是发动机管理系统的核心，通过高度精确的计算和控制，实现对发动机各个方面的细致调控。
本文将详细讨论发动机的ECU以及它的工作原理。
一、发动机的电子控制单元发动机的电子控制单元是一种以微处理器为核心的电子设备，它与各个传感器和执行器相连，通过接收传感器提供的数据，计算并控制发动机的运行状态。
ECU使用预先设定的算法和逻辑，根据不同的工况和驾驶需求，精确地调整喷油量、点火时机、气门正时等参数，实现优化燃烧和提高发动机性能的目的。
1. 传感器发动机的ECU通过多个传感器来获取发动机运行状态的信息。
常见的传感器包括氧气传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、冷却液温度传感器等。
这些传感器可以实时监测发动机的转速、负荷、温度、压力和排放等参数，并将这些数据传输给ECU。
2. 执行器执行器是ECU控制发动机运行的关键部件，包括喷油器、点火线圈、进气阀以及排气阀等。
ECU会根据传感器提供的数据，通过控制执行器的工作状态来实现对发动机的精确控制。
例如，ECU可以控制喷油器的喷油量和喷油时机，点火线圈的点火时机等。
二、发动机的电子控制单元工作原理发动机的ECU可以根据发动机当前的工况和驾驶需求，实时计算和调整多个参数，以优化燃烧过程和提高燃油经济性。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 数据采集和处理ECU通过连接各个传感器，实时采集和处理发动机运行状态的数据。
这些数据可以包括发动机转速、气缸压力、温度、负荷情况等。
ECU使用高速计算机芯片对这些数据进行处理，采用复杂的算法和模型计算出相应的控制策略。
2. 控制策略计算根据所采集到的数据和预设的控制策略，ECU实时计算出最佳的喷油量、点火时机、气门正时等参数。
控制策略基于发动机的设计和性能要求，并考虑到环境因素和燃油经济性。
电子控制单元(ECU).ppt
2020/12/11
检测注意事项：
模拟信号转换处理 1—空气流量计；2—输入回路； 3—A/D转换器；4—微机
2020/12/11
(3) 微机
微机的功能：根据发动机工作的需要，把各种传感器送 来的信号用内存的程序(微机处理的程序)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。
1-存储器(只读存 储器,随机存储器) 2-总线 3-输入输出接口 4-CPU
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ECU的组成
输入回路、A/D转换器、微型计算机和输出回路4部分组 成。
2020/12/11
(1) 输入回路
输入ECU的传感器信号有两种：一种是模拟信号，另一 种是数字信号，从传感器输出的信号输入ECU后，首先通 过输入回路，其中数字信号直接输入微机；模拟信号则由 A/D转换器转换成数字信号之后再输入微机。
• 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。ROM存储器存储的内容，即使切断电源，其记 忆的内容也不丢失，故适用于对各种程序和数据的长期保留。 近年可编程只读存储器(EPROM)已在汽车微机中得到应用，该 存储器可由紫外线将其记忆内容消去，并可改写存储内容。
• 随机存储器RAM既能读出也能写入数据记忆在任意地址上。但 是如果切断电源，存储的数据就丢失。所以RAM只适用于暂时 保留过程中的处理数据。
一、汽车电子控制单元（ECU）原理汽车发动机电控系统由信号输入装置
一、汽车电子控制单元（ECU）原理汽车发动机电控系统由信号输入装置（传感器）、电子控制单元（ECU）和执行器三部分组成（如图1所示）。
电子控制单元又称为电子控制器，俗称电脑（一般简写为ECU、发动机控制模块MCU、EEC 或者PCM），是发动机电控系统的核心部件。
其功能是根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻、怠速控制、进气控制、排放控制、自诊断失效保护和备用控制系统等进行控制。
ECU 主要由输入回路、模拟/数字（A/D）转换器、微机和输出回路4部分组成（如图2所示）。
输入回路主要指从传感器来的信号，首先进入输入回路。
在输入回路里，对输入信号进行预处理，一般是在去除杂波和把正弦波变为矩形波后，再转换成输入电平。
A/D转换器功用将模拟信号转换为数字信号后再输入微机。
如果传感器输出的是脉冲（数字）信号，经过输入回路处理后可以直接进入微机。
电子控制单元是发动机电控系统的核心。
他能根据需要，把各种传感器送来的信号，按内存的程序对数据进行运算处理，并把处理结果送往输出回路。
输出回路的作用是将微机发出的指令，转变成控制信号来驱动执行器工作。
输出回路一般起着控制信号的生成和放大等作用。
在发动机运转过程中，ECU 根据发动机控制系统的各传感器送来的信号，判断发动机当前所处的运行工况和工作条件，并从ROM 中查取相应的控制参数数据，经中央处理器（CPU）的计算和必要的修正后，输出相应的控制信号，控制发动机运转。
电子控制单元的简要工作过程如下：（1）发动机起动时，ECU 进入工作状态，某些程序从ROM 中取出，进入CPU。
这些程序可以用来控制点火时刻、燃油喷射和怠速等。
（2）通过CPU 的控制，指令逐个地进行循环执行。
执行程序中所需要的发动机信息，来自各个传感器。
（3）从传感器来的信号，首先进入输入回路进行处理。
如果是数字信号，则直接经I/O 接口进入微机；如果是模拟信号，则经A/D 转换器转换成数字信号后才经I/O接口进入微机。
汽车电子控制单元(ECU)的构造与功能
汽车电子控制单元（ECU）的构造与功能在现代汽车中，电子设备的应用已经成为了不可或缺的一部分。
汽车电子控制单元（Electronic Control Unit，简称ECU）作为汽车电子系统的核心，承担着控制、监测和管理汽车各个系统的重要任务。
本文将详细介绍ECU的构造与功能。
一、ECU的构造ECU由多个模块组成，每个模块负责不同的功能。
主要包括处理器模块、输入输出模块、存储器模块和总线接口模块。
1. 处理器模块：处理器模块是ECU的核心，由一颗或多颗微处理器组成。
该模块负责接收来自各个传感器和执行器的信号，并根据预设的程序进行处理、分析和判断。
处理器模块的性能直接影响到ECU的响应速度和稳定性。
2. 输入输出模块：输入输出模块负责与车辆上的传感器和执行器进行数据的输入和输出。
通过与传感器连接，输入模块可以获取到引擎转速、车速、油温等各种传感器数据。
输出模块则将处理器模块处理后的指令发送给执行器，如喷油器、点火器等。
3. 存储器模块：存储器模块用于存储ECU的程序代码和数据。
其中，只读存储器（ROM）存储着ECU的基本程序，可编程只读存储器（PROM）用于存储一些可修改的程序和数据，而随机存储器（RAM）则用于存储临时数据和故障代码。
4. 总线接口模块：总线接口模块将ECU内部的各个模块连接起来，并通过汽车上的总线与其他ECU和外围设备进行通信。
常见的总线通信协议包括CAN、LIN和FlexRay等。
二、ECU的功能ECU作为汽车电子系统的核心，承担着以下重要功能：1. 发动机管理系统：ECU通过监测发动机的转速、油温、氧气浓度等参数，控制喷油系统、点火系统和排气系统，以实现最佳的燃油供应和燃烧效果，提高燃油利用率和发动机性能。
2. 制动控制系统：ECU监测车速、制动压力和轮胎转速等参数，通过控制制动液压系统和防抱死刹车系统，保证车辆在制动时的稳定性和安全性。
3. 悬挂系统控制：ECU通过感知汽车的悬挂系统状态，并根据路面状况和驾驶风格调整悬挂系统的刚度和阻尼，提供更好的悬挂控制和驾驶舒适性。
电控系统的组成
电控系统的组成电控系统是指由电子控制单元（ECU）、传感器、执行器和通信总线等部件组成的系统，用于控制汽车发动机、变速器、制动系统、悬挂系统、空调系统等各种汽车子系统。
本文将就电控系统的组成进行详细的介绍。
一、电子控制单元（ECU）电子控制单元是电控系统的核心，是控制各个子系统的中央控制器。
ECU内部包含了微处理器、存储器、输入输出接口和通信总线接口等组件。
它的主要功能是接收传感器采集到的数据，根据预设的控制算法计算出控制命令，通过输出接口将命令传递给执行器，从而实现对汽车各个子系统的控制。
二、传感器传感器是电控系统中的重要组成部分，它能够将各种物理量转换为电信号，然后将其传递给ECU。
传感器的种类很多，包括温度传感器、压力传感器、速度传感器、角度传感器等等。
传感器的作用是实时监测汽车各个子系统的状态，将监测到的数据传递给ECU，以便ECU 根据数据进行控制。
三、执行器执行器是电控系统中用于执行控制命令的部件。
它们包括发动机控制阀、制动器、变速器驱动器、电动窗机构等等。
执行器接收到ECU发出的控制命令后，将命令转换为相应的动作，从而实现对汽车各个子系统的控制。
四、通信总线通信总线是电控系统中用于传输数据的介质，它能够将ECU、传感器和执行器之间的数据传输进行统一管理。
通信总线的种类很多，包括CAN总线、LIN总线、FlexRay总线等等。
通信总线的作用是实现各个部件之间的数据交互，从而实现对汽车各个子系统的控制。
综上所述，电控系统的组成包括电子控制单元、传感器、执行器和通信总线等部件。
这些部件相互协作，实现了对汽车各个子系统的精确控制，提高了汽车的性能和安全性。
电子控制单元——ECU
14．制动灯开关——制动时，向ECU提供制动信号。
15．动力转向开关——当方向盘由中间位置向左右转动时，由于 动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。 16．巡航控制开关——当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航 控制状态信号。
三、电子控制单元（ECU）的基本功能
给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号， 并转换成数字信号； 储存该车型的特征参数和运算所需的有关数据信号； 确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程 序计算输出指令数值； 将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存 储故障信息。 向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息； 自我修正功能（学习功能）。
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9． 氧传感器——检测排气中的氧含量。
10．爆燃传感器——检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。
11．空调开关——当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负 荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。
12．档位开关——自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入 信号。
13．启动开关——发动பைடு நூலகம்启动时，给ECU提供一个启动信号。
发动机电控系统的基本组成
一、电控系统的基本组成与类型
二、传感器的类型及功用 三、电子控制单元（ECU）的基本功能 四、执行元件的类型
一、电控系统的基本组成与类型
基本组成
任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装 置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。
电控系统的基本组成
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信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并 转换成电信号输送给ECU； 电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受 传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令； 执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。
ABS系统电控单元
（2)计算电路
计算电路的功用是：根据轮速传感器 信号，计算出车轮瞬时速度而后求知加 （减）速度、初始速度、参考车速及滑 移率。最后根据车轮加（减）速度和滑 移率形成相应的控制指令，向电磁阀控 制电路输出制动压力增大、保持、减小 的控制信号。
计算电路由两个完全相同的微处理器组成：
其主要目的是：两个微处理器计算结果相同时， 输出指令ABS工作。计算结果不同时，关闭ABS， 防止出现错误控制。
1、电子控制单元的功用
接收轮速传感器及其它开关信号，并进行放大、 整形、计算、比较，按照特定的控制逻辑，分析、 判断后输出指令，控制制动压力调节器执行制动 压力调节任务。
2、ABS ECU的组成
目前，尽管各车用ABS ECU内部控制程序、 参数不同，但一般均由以下几个基本电路组成。
输入电路 计算电路 输出电路 安全保护电路
3.制动防抱死控制过程 （1）车速超过8Km/h ，需要制动踩下踏制动 踏板时，制动开关闭合 ，蓄电池电压送至ECU 端子25，ECU获知汽车 进入制动状态。ECU将 根据各轮速传感器输入 的电压信号对车轮运动 状态进行监测。
（2）制动中，各车轮 滑移率均小于20%时， ECU端子2、35、18均 开路，每个电磁阀线圈 中均无电流通过，各制 动分泵制动液压力将随 制动总泵输出制动液压 力的变化而变化-增压。 。
输出电磁阀 输出电磁阀通常切断制动轮泵和阻尼器
间的油路，ABS控制减压模式时打开油路让轮 泵里的油压通过阻尼器回到制动总泵。
一、液压控制单元
高压蓄能器 储存高压制动液。 储液器又起缓冲的作用，通过容器内的油液
储存吸收电动泵工作时的油压变化，减少ABS工 作时的踏板震动感。
储液器出口处的吼管起减少液体流动时产生 的噪音作用。
汽车发动机电子控制单元
汽车发动机电子控制单元（ECU ）功能说明书佛山菱电变频实业有限企业王和平2004年 3 月一、概括汽车发动机控制系一致般有进气系统、燃油供应系统、点火系统、电脑控制系统四大多数构成。
进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等构成，它为发动机可燃混淆气供应所需空气；燃油供应系统由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调理器、喷油器和供油管等构成，它为发动机可燃混淆气供应所需燃油；点火系统为发动机供应电火花，它由点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等构成；电脑控制系统由电子控制单元（ ECU）和各样传感器构成，它控制燃油发射时间和发射量以及点火时辰。
汽车发动机电子控制单元（ ECU）是汽车发动机控制系统的中心，它能够依据发动机的不一样工况，向发动机供应最正确空燃比的混淆气和最正确点火时间，使发动机一直处在最正确工作状态，发动机的性能（动力性、经济型、排放性）达到最正确。
汽车发动机机电子控制单元（ECU）的主要功能：1、燃油发射（ EFI ）控制⑴、喷油量控制发动机控制器（ ECU）将进肚量和发动机负荷作为主要控制信号，以确立喷油脉冲宽度（即基本喷油量），并依据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量，最后确立总喷油量。
⑵、喷油正时控制采纳多点次序燃油发射系统的发动机， ECU除了控制喷油量外，还要依据发动机各缸的点火次序，将喷油时间控制在最正确时辰，以使燃油充足焚烧。
⑶、断油控制减速断油控制：汽车在正常行驶中，驾驶员忽然松开油门踏板时， ECU自动中止燃油发射，直至发动机转速降落到设定的低转速时再恢复喷油。
超速断油控制：当发动机转速超出安全转速或汽车车速超出设定的最高车速时，ECU自动中止喷油，直至发动机转速低于安全转速必定值且车速低于最高车速必定值时恢复喷油。
⑷、燃油泵控制当翻开点火开关后， ECU控制燃油泵工作 3 秒钟，用于成立必需的油压。
若此时发动机不起动， ECU控制燃油泵停止工作。
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发动机电控原理与维修
(1)发动机开环控制和闭环控制工作状态
2013-8-31
制作: 赵骏
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发动机电控原理与维修
•开环控制模式
• 开环控制，是指发动机控制模块将根据传 感器的信号控制执行器的工作，执行器对发动 机的控制结果不再送回发动机控制模块并形成 反馈控制的直链控制方式。即在发动机控制模 块和发动机两个系统之间没有反馈环节。在开 环工作状态下，汽油的喷射量和点火正时都是 根据实验优化程序而决定的，本身没有补偿损 失和失效补偿的能力，也不能根据执行结果对 原先的控制进行修正，所以它不能检测控制后 是否达到了真正的目标，也不能纠正自身控制 产生的相对误差。
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电控汽油喷射系统
• 空气供给系统 • 燃油供给系统 • 控制系统
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第四节
电子控制单元与汽油喷射控制
一.电子控制单元
氧传感器O2
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•③．输入与输出接口(I／0)
• 输入和输出接口是发动机控制模块和信号 输入装置（传感器和信号开关）、信号输出装 置（执行元件）之间进行信息交流的控制电路。 输入、输出接口是微机控制系统不可缺少的部 分，它起着数据缓冲、电平匹配、时序匹配等 多种功能。
2013-8-31
制作: 赵骏
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•3．发动机暖车(高怠速)模式
• 这是一种开环模式。发动机控制模 块根据进气歧管绝对压力传感器（或空 气流量传感器）、曲轴位置传感器、凸 轮轴位置传感器、发动机冷却液温度传 感器、节气门位置传感器怠速触点、空 档起动开关、空调开关、动力转向压力 开关、蓄电池电压和车速传感器等信号 调节喷油器的喷油脉冲宽度、怠速转速 和点火正时。
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•④．总线
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发动机电控原理与维修
•1．点火开关接通
• 这是个开环运行模式，发动机控制模块 根据大气压力传感器或进气歧管绝对压力传 感器所确定的大气压力和发动机冷却液温度 传感器所确定的温度信号来确定喷油脉冲宽 度，并使汽油泵断路继电器接通，电动汽油 泵工作。如点火开关接通0.5s（不同的车辆 这段时间可能不同）后没有收到曲轴位置传 感器发出的发动机转速信号，则发动机控制 模块将使汽油泵断路继电器断开，电动汽油 泵停止工作。
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Em件
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•(3)微型计算机
微型计算机是发动机运行的大脑，它采集各传 感器的信号，经过比对计算后，把结果输送给执行 元件的驱动电路，以便进行喷油器脉冲宽度的控制、 点火提前角的控制等等。 • 发动机控制用 微型计算机主 要组成部分有： • 中央处理器（CPU）， 数据存储器 （RAM、ROM）， 输入输出接口 （I/O）。 2013-8-31 制作: 赵骏 Email: Jqdq168@ •
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•(4)输出回路
• 输出回路为微机与执行器之间建立联 系的一部分装置。它将微机发出的决策指令， 转变成控制信号来驱动执行器工作。输出回 路一般起着控制信号的生成和放大等功能。 微机输出的是数字信号，而且输出的电流很 小，用这种信号一般不能驱动执行器工作， 需要输出电路将其转换成可以驱动执行器工 作的控制信号(大功率三极管)，如喷油器驱 动信号、点火控制信号、燃油泵控制信号等。
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•C 控制总线
• 控制总线：CPU可以通过它随时掌握各 器件的状态，并根据需要随时向有关器 件发出控制指令。
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• 2、发动机控制模块的运行模式
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•闭环控制的示意图
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•①．中央处理器(CPU)
• 中央处理器是整个控制系统的核心，用来执行 预先写入在存储器里的程序，所有的数据都要 在CPU内进行运算。CPU是按照一定的频率进行 工作，当驾驶员打开点火开关后，CPU和其他 电路一起工作。
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电控发动机原理与维修
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•闭环控制模式
• 闭环控制又叫反馈控制，是指在开 环控制的基础上，增加了反馈环节(设 置某些传感器检测控制的结果)，把受 控系统的状态或执行结果返送给施控系 统，以影响信号的改变，用以调整未来 执行器的动作。反馈控制系统是按偏差 原理进行控制的。
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•可编程存储器
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•4．经济车速模式
• 这种模式属于闭环控制模式，发动 机控制模块根据进气歧管绝对压力传感 器 (或空气流量传感器）、曲轴位置传 感器、、凸轮轴位置传感器、发动机冷 却液温度传感器、节气门位置传感器、 氧传感器、车辆速度传感器、车速控制 开关、超速开关等信号控制喷油器的喷 油脉冲宽度、点火正时和尾气排放。
•A 数据总线
• 数据总线：主要用于传递数据和指 令，担负中央处理器与外部元件之 间的数据传输。数据总线由若干根 导线组成，导线数与数据的位数是 一一对应的。
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•(1)输入回路
• 输入回路的作用是对各个传感器和开关的 输入信号进行初步处理，例如滤波、整形（正 弦波转换成矩形波，再转换称输入电平）等， 以便发动机控制电脑能准确识别发动机的运行 状态。 • 输入信号的性质不同处理方式不同.
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•几种新的存储器
• （1）可编程只读存储器（PROM）； • （2）可擦除可编程只读存储器（EPROM） • 包括紫外线擦除和电力擦除两种。
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•2．发动机起动
• 这是个开环运行模式，发动机控制模块根据启 动开关信号确定发动机是否处于启动运行状态，在 接收到曲轴位置传感器的转速信号后，接通汽油泵 断路继电器，给喷油器、电动汽油泵、点火线圈和 氧传感器加热元件供电，如果发动机控制模块没有 收到曲轴位置传感器的转速信号，则汽油泵断路继 电器断开，同时停止向上述部件供电。 • 在发动机启动运行过程中发动机控制模块根据 发动机冷却液温度传感器、节气门位置传感器及起 动后发动机的转速信号确定喷油脉冲宽度和怠速空 气控制阀的开度，根据发动机冷却液温度传感器、 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的输入信号， 确定点火提前角。
反 馈 参 数
最佳喷油时间
执行参数
空气流量传感器 转速传感器
基本参数
ECU ICM
修 正 参 数
执行器
节气门位置传感器 水温传感器
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1.电控单元(ECU)的组成
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•B 地址总线