ECU現代汽車的大腦 讓電腦控製你的汽車
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-11 02:27:46 來源:互聯網
ECU,現代汽車的大腦
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……
發動機控製係統,Engine Control Unit,這是ECU的全稱。顧名思義,ECU就是用來對發動機進行管理的,ECU是隨著發動機供給係統的進步而出現的。
在1967nianzhiqian,qiyoujidegonggeixitongshiyouhuayouqilaigongyoude,zheyujintiandedianpenfadongjiyuanliwanquanbutong,huayouqiliyongjieqimenqianhoudeyalichaxiyou,bujinwufajingzhundikongzhiranyoubugeiliang,gengzhiyueleqichedonglixing、環保性能的提升。Bosch等一批企業因此開發了電子燃油噴射係統,最早的Bosch電噴係統是D-Jetronic,後期發展出了K-Jetronic和L-Jetronic,在電子技術介入後,Bosch開發了多套電子化管理的燃油噴射係統,其中KE-Jetronic就是今天被廣泛采用的電噴技術,雖然各家企業的商品名不盡相同,但在構造上大同小異。
電噴係統的工作特性在於“定量、定時”噴射燃油,發動機需要多少燃油,在什麼時刻噴入,這與發動機的轉速、空氣流量等有著直接的關係,此外還牽涉到水溫、機油壓力等各種各樣的參數,這麼多參數如何進行處理,並向噴射係統發出噴油指令呢?這就需要發動機控製單元的介入了,ECU應運而生。
ECU=家用電腦?
簡單地說,ECU就是一台家用電腦,同樣由處理器CPU、輸入/輸出接口I/O、模數轉換器A/D、存儲單元ROM+RAM組成。
隻是ECU的CPU無法像我們的電腦一樣達到“雙核”、“3.2G”等高速處理,一台車用ECU主頻僅需數十KHz足矣,即使是再高性能的ECU也無法達到家用電腦的處理速度。輸入/輸出接口I/O等同於電腦的顯示器、鼠標鍵盤,用來與處理器進行“溝通”,當然,這隻是機器和機器之間的溝通,普通車主很少有和ECU溝通的機會;模數轉換器A/D是ECU工作的先決條件,將接收到的傳感信號轉化成數據,這樣才能在ECU中進行運算。
如何工作?
那麼,ECU是如何工作的呢?簡單地說就是一個將軍的指揮過程:“思考”、“指揮”,並最終“確認”。
“偵察”交給Sensor(傳感器)來完成,傳感器負責對整個發動機進行“偵察”,在一台發動機上,大大小小的傳感器有數十個之多。節氣門開度傳感器、曲軸轉速傳感器、氧傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、進氣溫度傳感器、水溫傳感器、爆震傳感器是一台轎車發動機中最基本的傳感器。傳感器無處不在,他們負責采集相關的信息,並以電信號的形式傳入ECU中,通過模數轉換器A/D變成數字信號後,ECU經過運算,判斷出此時發動機的工作狀態,這就是ECU的“思考”過程。
而“思考”過程依照什麼為標準呢?電腦固然不會有思維,這需要的是ROM存放的程序。這相當於一個軟件,當數據傳入ECU時,ROM程序的故有數據與采集而來的信號進行對比運算,由此ECU得出調整方法。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驗數據的基礎上的,往往需要經過台架實驗、道路試驗才能建立起來。通常改裝商更改ECU程序的做法,就是對ROM程序進行重新編寫或者修訂,以改變ECU的運算準則。
當然,ECU也不是一成不變的,RAM另一個功能如同飛機“黑匣子”,能夠記錄汽車行駛的數據,通常很多ECU都會有“學習”能力,ECU能從RAM記錄的數據中不斷地學習駕駛者的駕駛風格,從而更加人性化。當然,一旦出現故障,也可以從RAM上讀取到信息, 從而為維修做出支持。
完成“思考”之後,ECU下一步需要做的就是“指揮”。受到ECU控製的是噴油器,負責調整噴油量和噴油時刻,同時汽油泵負責向其供油;點火控製器與點火線圈如何進行點火等等都受到ECU的控製。而在此之後,ECU需要再次接收數據以確認一個閉環控製的結束。
隨著今天汽車技術的進步,ECU肩負起了越來越多的重擔。i-VTEC等可變氣門正時技術就需要額外添加凸輪軸的位置傳感器,並經過ECU運算,對凸輪軸的相位進行轉換,尤其是寶馬Double-VANOS等連續可變氣門正時係統,更需要ECU做出精密的運算來控製其相位、氣門升程。
ECU,不隻是發動機管理
而環保技術的發展,讓排氣管上越來越密集地布滿了傳感器,他們負責監控排放的廢氣是否超標,一旦發現超標,立刻反饋給ECU,由ECU控製點火和噴油,對發動機的工作進行重新調整,如此達到發動機的正常運轉。
今天,汽車添加的諸多設備都需要ECU的管理,例如為了減少發動機的無用功,寶馬采用了電動水泵,這就需要ECU進行控製。而隨著汽車不斷進步,汽車的ABS係統需要單獨的控製係統,自動變速箱需要單獨的控製係統,四輪驅動扭矩分配需要單獨的控製係統,越來越多的ECU出現在汽車上,傳統的“Engine Control Unit”已經不能滿足時代發展了,所以,今天我們更願意稱ECU為“Electrical Control Unit”——電子控製係統。
Electrical Control Unit——未來汽車控製的趨勢
我們不妨掰著手指頭數數,到底有多少個係統需要控製係統。自動變速箱、ABS係統、車載娛樂影音係統、四輪驅動扭矩分配係統、主動懸掛係統、安全氣囊+安全帶係統等等。
這麼多係統,都有自己的傳感器和處理器,進行單獨的運算,井水不犯河水……
但是,自動變速箱與發動機之間是需要配合的,例如換擋過程需要發動機的收油,大腳油門時需要變速箱的Kickdown降擋……多duo種zhong狀zhuang態tai下xia,二er者zhe是shi需xu要yao共gong享xiang一yi大da堆dui數shu據ju的de,例li如ru發fa動dong機ji的de曲qu軸zhou轉zhuan速su,自zi動dong變bian速su箱xiang重zhong新xin建jian立li一yi套tao傳chuan感gan器qi會hui造zao成cheng成cheng本ben浪lang費fei,而er且qie也ye是shi不bu切qie實shi際ji的de。最zui好hao的de辦ban法fa就jiu是shi變bian速su箱xiang與yu發fa動dong機jiECU共享數據,這就催生了ECU之間的信息網絡係統——CAN數據總線。同樣的CAN數據總線也在底盤電子設備上采用,例如四驅扭矩分配係統和ABS共享了底盤的諸多傳感器參數。| [page_break]
統領汽車——ECU的明天
CAN數據總線的發展必然將所有的控製係統集為一體。有一種說法,未來的ECU將會是強大的電腦係統,將整合發動機、自動變速箱、ABS係統、車載娛樂影音係統、四輪驅動扭矩分配係統、主動懸掛係統、安全氣囊+安全帶係統等等所有需要管理的部件,我們可以享受汽車影音係統,可以玩PC-Game,可以接受GPS信號,甚至連一個杯架都會處於ECU的管理之中。
更有意思的說法是,今後的ECU有可能建立一套開放式交互軟件,如同比爾蓋茨的Windows,在此基礎上再安裝一堆的發動機管理係統、變速箱管理係統、ABS係統等等,那時候的發動機“ECU”管理係統,不過是一個可以實時更新的軟件而已,你可以選擇1.1版,也可以選擇2.0版ban。甚shen至zhi你ni可ke以yi為wei自zi己ji的de發fa動dong機ji植zhi入ru舒shu馬ma赫he式shi的de駕jia駛shi方fang式shi,也ye可ke以yi選xuan擇ze萊lai科ke寧ning式shi。當dang然ran,你ni還hai得de麵mian臨lin著zhe病bing毒du和he黑hei客ke的de危wei險xian,那na時shi候hou你ni應ying該gai考kao慮lv的de問wen題ti是shi,為wei自zi己ji的de愛ai車che準zhun備bei一yi套tao正zheng版ban卡ka巴ba斯si基ji好hao呢ne,還hai是shi一yi套tao金jin山shan毒du霸ba更geng好hao……
別驚訝,據說微軟已經開始進行可行性分析了……