ECU的工作原理是什么

ECU的工作原理是什么

ECU就是一台在一块芯片上集成了微处理器（CPU），存储器和输入／输出接口单元的微机。其核心组件是CPU。ECU将输入信号转化为数字形式，根据存储的参考数据进行对比加工，计算出输出值，输出信号再经功率放大去控制若干个调节伺服元件，例如继电器和开关等。因此，ECU实际上是一个“电子控制单元”（Electronic Control Unit），它是由输入电路、微机、A/D转换器和输出电路等三部分组成。
输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成一定伏特的输入电平。从传感器送到ECU输入电路的信号既有模拟信号也有数字信号，输入电路中的模／数转换器可以将模拟信号转换为数字信号，然后传递给微机。微机将上述已经预处理过的信号进行运算处理，并将处理数据送至输出电路。输出电路将数字信息的功率放大，有些还要还原为模拟信号，使其驱动被控的调节伺服元件工作。
（1）输入回路
从传感器输入的信号首先进入输入回路，在输入回路里，对输入信号进行处理，需要除去杂波并把正弦波转变成矩形波，然后在转换成输入电平。
输入的信号都要经过输入回路处理才能变成所需要的脉冲信号。例如，电磁式曲轴位置传感器输入的信号，它的信号是随发动机转速变化的，转速升高，它输出的电压幅值增大。转速降低，输出的电压幅值减小。在发动机低速运转时，电压信号就很弱。为了使信号能输入电脑并可以采用，必须对输入回路的信号进行整形处理，将信号放大并把波形变成整齐的矩形方波。另外，由于曲轴位置传感器的齿盘只有几十个齿，这些齿数产生的几十个脉冲代表曲轴每转的步数。误差太大。为保持精度，转角的步长设定为0.5 °（或1º），在输入回路中设置一个转角脉冲发生器，把齿盘上产生的几十个脉冲变为电信号，齿盘每转产生720个脉冲（或360个脉冲），这样就代表曲轴转角为0.5 °（或1º）。
（2）A/D转换器
传感器输入的信号有模拟信号，如叶片式空气流量计和水温传感器输出的信号等。另一种是数字信号，如开关型节气门位置传感器和部分转速传感器输出的信号等。信号种类不同，输入ECU内的处理方法也不一样。对于数字信号可以直接输入电脑，模拟信号则需要由A/D转换器转换成数字信号后再输入电脑。例如，如空气流量计输入的0-5V模拟信号，当输入电平与A/D转换器转换成数字信号后，才可以出入电脑。有的传感器输出的信号是脉冲信号，这些信号经输入回路处理后，可直接进入电脑。
（3）微机
微机是ECU的核心部件，它把各种传感器输入的信号用内存程序和数据进行处理。并把处理结果如喷油信号、点火信号等输入输出的回路。
电脑主要有中央处理器CPU、存储器和输入/输出（I/O）接口等部分组成。
Ⅰ CPU: 主要进行数据运算和逻辑运算、暂时存储数据、按程序执行个装置之间的信号传递以及用于控制任务。
Ⅱ 存储器: 是一种保存数据和存取数据功能的装置，分为随机存储器和只读存储器。随机存储器RAM可随时存取任何信息，只读存储器ROM只能对已存入的信息进行读取。
ⅰ：RAM只具有暂时存储信息的作用，当电源切断时，所有存入RAM的数据均消失。发动机运行过程中，存入RAM的数据，如故障码、空燃比学习修正值等。
ⅱ：对于ROM，只能进行读出操作，写入操作是在脱机时事先进行写入的。ROM内容不能由计算机改变，也不会因断电而丢失，可以永久保存已写入的数据。例如，电控系统中一系列控制程序、喷油脉谱图、点火脉谱图等，这些信息资料已事先由制造厂家存入，内容不能改变，只能读出。
随着电脑的发展，又相继开发了PROM、EPROM和EEPROM等几种新型只读存储器。
ⅲ：PROM：为可编程只读存储器，工作性能和ROM一样。它和ROM一样只能进行一次编程，使用时对其信息不能改变。这种存储器制成的芯片，可从电脑上取下，当需要对发动机底盘进行组合更换时，可从电脑上更换新的芯片，是可适用于不同车型的发动机电脑芯片。
ⅳ：EPROM：为可擦除可编程只读存储器。它与PROM相似，但EPROM芯片顶部有一窗口，其内部存储的程序可用紫外线照射的方法擦除，然后用编程器存入新的程序。重新编程后，须将窗口封好，防止被日光消除。
ⅴ：EEPROM：为电力擦除可编程只读存储器，它与EPROM相似，但它不能从电脑上取下。在通电时，可进行擦除和编程。它用在使用过程中进行擦除和修改数据的存储器，如汽车里程表数据的存储，常用这种存储器。
后三种存储器，当切断电源时，存储的信息不会丢失。
Ⅲ 输入/输出接口（I/O）: 是CPU与输入装置、输出装置间进行信息交流的控制电路。它在电脑中起着数据缓冲、电平匹配、时序匹配等多种作用。
在电脑系统中，中央处理器、存储器和输入/输出接口是通过总线连接起来的，信息的交换都是通过总线进行的。
（4）输出回路
输出回路是电脑与执行器之间联系的装置。电脑输出的数字信号的电流很小，他不能直接驱动执行器工作，需要通过输出回路把数字信号转换成可以驱动执行器工作的输出信号。例如，在燃油喷射电路中，采用三级管的导通和截止，为喷油器提供一定宽度的脉冲信号。在顺序燃油喷射输出回路中，还应有缸序判别与喷油定时两个功能，以便对喷油量和喷油正时精确控制。
（5） 各组件之间的相互关系
发动机在启动、怠速、加减速等时，各传感器的信息首先进入输入回路，对信号进行处理。如果是数字信号，则按CPU的安排，直接经I/O接口进入电脑；如果是模拟信号，则须经 A/D转换器转换成数字信号后，才经I/O接口进入电脑。大多数信息暂时存储在RAM中，在根据指令从RAM送入CPU。接着，把存储在ROM（或PROM）中的设定数据引入CPU，使从传感器来的信息与之比较，运算后做出决定并发出指令信号。指令信号经I/O接口的输出回路 ，控制执行器动作。