ECU，就像是功能部件的"司令部"。司令部的功能就是做决策，指挥其部下的将士冲锋陷阵。要做出正确的决策要靠详实的情报，为了得到这些情报就要派出"侦察兵"。

侦察兵是司令部的耳目，他们采用两种主要的侦察方法，一是外部信号的研究，如通过研究敌营与外部的物质交换（如蔬菜食品的输入或生活垃圾的排放）获得内部信息；二是派"卧底"进入敌营，直接获取内部信息。　

ECU的耳目是传感器。ECU的情报也分为两类，一类是开关量，属于外部信号；另一类是过程量，属于内部信息。外部信号的获取相对简单，只需要获取相应的开关信息。如电子燃油喷射系统，就需要获取启动开关信号以判断当前是否处于启动状态。

同样，还需要获取空挡开关信号、空调开关信号等，而传感器的工作主要是充当"卧底"，获取运行中的过程信息。它们"兵种"繁多，工作原理各异，有机械、电磁、热敏、压敏、光敏……，同人类侦察兵一样，它们要深入"敌后"，被安装在工作部件上，可能要在高温、高压、腐蚀性尘污中工作。因此它们必须是"精英"，能够抵抗恶劣的环境并准确、有效地工作。

对于人类来说，同一信息可以通过不同的途径得到,例如可以通过眼睛看、耳朵听、手触摸……，而不管用什么方式，最终是通过神经元的生物电传输给大脑的。同样，汽车对于同一种过程信息也可以采用不同的传感方式，最后以电信号的方式传送到ECU。

例如：电子燃油喷射系统要根据当前进气量和运行工况对混合气浓度进行控制，就要获取空气流量的信息。相信大家对流量传感器并不陌生，家里的水表就是水流量计，它是通过流水推动转叶实现计数的。它则是通过计算脉冲的频率可以知道涡旋的频率，从而得到空气的流速。

总之，这些传感器在岗位上各负其责，在汽车运行中不断将信号传送至ECU，而ECU就根据存储的数据与信号不断对比不断修正喷射器油量，从而达到最佳混合气的空燃比。

另外，电子控制汽油喷射装置还有怠速装置、废气再循环控制装置等。其中怠速是保障汽车运行经济性和稳定性的重要因素，为了保证怠速作用，设计师在节气门附近开了一个旁通道，通过装在节气门旁通地方的怠速控制阀来改变节气门旁通道的空气流量来控制怠速。这有点象学校大门（节气门）旁边的小门（旁通道），在人少的情况下使用。怠速控制阀的阀门控制旁通道的关闭，而阀门是由微型电机或磁力线圈控制，它们与怠速控制阀做成一体。ECU根据传感器的信号与存储数据对比随时做出不同的指令送至怠速控制阀，当发动机怠速运转时，节气门关闭，空气经旁通道进入进气歧管，ECU通过电信号经继电器给怠速控制阀，使阀门随时调节旁通道流量来自动控制怠速电脑在汽车上的应用。

二．ECU的工作原理

1.ECU的工作原理

简单地说，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**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，**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。

2．ECU的控制原理

要让一台发动机产生动力，我们首先要按一定的比例把空气和燃料供应到汽缸内(一般空燃比AFR值设定在1:14.7，即一份燃料，14.7份空气，这比例最符合环保要求)，然后在一个适合的时机把这空燃混合体点燃，在燃烧过程中产生的膨胀气体会把刚好到达汽缸冲程顶点的活塞往下推以产生动力。这个基本概念看上去甚为简单，应该用不上什么高超的电子技术，但现实往往是比想象中复杂很多，首先是汽车的行车速度并不是固定的，行车速度越高，发动机便需获取越多的空气。为了保持稳定的空燃比例，车子的供油系统必须相应地修正燃料的供应量。此外
，发动机在不同的转速尤其是在一些特殊工况(如起动、急加速、急减速等)下，对混合气体浓度会有特别的要求。另一方面活塞的运动周期也会因发动机的转速(rpm)而改变，因此车子必须可以随着转速的高低来调节点火时间才可以发挥发动机的最大性能。

能够在每个时刻和工况下都令最适量的空燃混合体进入发动机内并在最佳时机完全燃烧，是自汽车发明后工程师一直追求的最理想境界，但靠机械式的化油器和传统点火系统始终达不到这样全面而完美的效果，直至计算机化的电子ECU出现才把这种情形完全改观。电子ECU是一个微型计算机，内有集成电路以及其它精密的电子组件，作用相当于一个“中枢神经”，里面储存了大量对应不同天气环境与发动机工况下理想的燃油供应值和点火正时值组合。“中枢神经”通过对来自众多传感器如：进气管空气流量、温度、节气门的开启角度、曲轴转速等数据进行汇集、分析和计算，在千分之几秒内调整油量来配合实时的环境和工况，再在形成理想比例的混合气进入气缸后发出点火指令，保证气缸内的燃料完全燃烧，减少了废气排放物和燃油消耗之余亦提高了进气效率，增强了发动机的功率和扭矩。

经计算机监控的发动机，基本上在全时间都能控制发挥最佳效率的空燃比和点火时间，达到了在化油器和机械点火系统时代不可想象的省油+大功率的梦幻效果。以国内车迷都很熟悉的上海大众桑塔纳为例，老款的化油器1.8升发动机只有88.5ps(66kw)功率，但转用了由电子ECU监控的电喷发动机后，在排量和基本设计不变的情况下，最大功率竟提升超过12%——达到99ps(74kw)! 而耗油量更从每百公里7.9升下降至5.7升，另外同系的1.6升发动机在电子化后最大功率也有86hp，几乎追及上了老款1.8升的功率。最后在计算机优化整个燃烧过程和在三元催化器的帮助下，这款二十多年前设计的汽车尾气排放也达到了欧Ⅱ标准，由此可见电子ECU的威力。

新型的ECU除了能控制发动机外，还有很多控制或配合车上其它设备的效能。如牵引力控制(防滑)装置(TCS)，助力转向阻尼系统和自我检测、自我保护系统等，但上面提到的实时调节供油量和点火时间(及增压值——如果是turbo发动机)是直接关系到发动机动力输出的重要功能，亦是我们车辆改装的焦点所在。

三．对ECU的改装

1. 为何要对ECU进行升级

由于现代的汽车要适应各种天气、环境(如高原、沙漠、严寒和劣质汽油等恶劣条件)及各种驾驶者的不同要求，同时它也要保证这种复杂的情况下依然能够挥洒自如行驶并通过严格的尾气排放、油耗标准，因此在大多情形下，原装ECU内的程序是一个符合众多条件的最佳妥协。以空燃比(AFR)为例，原厂编程员可能会把某些行车情况下(如在等速行车时)的AFR调得稀一点(即油少气多)来减低油耗，以便通过一些国家的油耗测试标准，而在其它的时间里原厂ECU的AFR大都会设定在上文提及的1:14.7，因为这是最容易符合尾气标准的比例。但对大部份发动机来说，能发出最大动力的AFR却是在混合气较浓(即油多气少)的范围内。同样为了拓宽车子的燃油适应性 (不同地区的不同标号的燃油)，原厂设定的点火提前角一般都可适应较低标号的燃油(发动机在不同的点火提前角点火时输出功率是不一样的)，也就是说你现在发动机的点火提前角未必能与你现在使用标号的燃油搭配最佳……如果可以把原装程序向偏向动力表现方面修改一下，便能把马力增大5-8%(turbo车更可达15%)。如果你真的不想妥协，最佳的方法是按个别驾驶者的要求重写ECU程序，但因为成本和技术水平的关系，有些车迷会退而求其次地为爱车装上一些俗称“二次进气”或“燃油追加”等配件来增加进入发动机的燃油和空气量，这些配件其实都是以绕过原装传感器或改变传感器电压的方式来“欺骗”ECU，使其在不知情下改变进入发动机内的空燃比值，令发动机在某些情形(工况)下的动力表现有所改善。但这种不全面的改装方式会带来其它副作用甚至可能产生安全问题，而正统的改ECU方法虽然成本较高，却能免却很多不良的后遗症。

　2.ECU的几种改装方式

　（1）　转存程序芯片：

改装ECU有多种方法，其中最简单的是一种已流行十多年的转换储存程序芯片方式，更换不同编程的芯片时，只要把ECU的背板拆开，拔掉原来的芯片再换上新的芯片便完事了，由于一些旧款的E-ROM芯片仅可写入程序一次，因此每次修改程序后都须用刻录机把程序刻入空白芯片来替换出原来的芯片。近年很多新车的ECU使用了可以多次重复读写的Flash-Rom (快闪记忆)芯片，在修改程序时不用更换空白芯片便可直接加载，较E-Rom方便多了。

　　但不论是哪种形式的芯片，原厂和芯片改装商设计时都会加入保护设计来防止被译码和盗拷，因此在改装时，芯片改装经销商先要把每台车的数据上传到芯片改装商去认证车身号码、ECU编号、年份/规格。在数据确定后，相关的程序才下传到经销商的电脑，技师再用刻录机把数据写入空白芯片或经原来用作连接原厂检测电脑的插口，把ECU内的Flash-Rom芯片程序更新。这种形式的ECU改装方法不会给予车迷任何的调整空间，但好处是省心省时，十分适合一些没有或只是轻度改动过发动机(包括进排气系统)的原装车。

（2）外挂可调式计算机：

另一种较为复杂但可给车迷较大调校自由度的是外挂可调式计算机，又称为跨接式的可调式计算机。它是要依附原装ECU一起使用，其控制机制是利用“截取”或“绕过”来变换原装传感器至ECU间的线组讯号，达至改变供油量和点火时间的效果。部分外挂式电脑会有一个基本行车程序随机附送，一般情形下已有不错的表现(要注意国外型号和国产型号在规格上可能有分别，因不同车型和不同的改装电脑匹配性是不一致的，需要改装店家技师进行调整)，但此类型产品的最大卖点是它的可调性。

　　不同品牌和级别的外挂电脑可提供不同的调校空间，例如有些高档型号允许大幅度改动供油和点火、turbo发动机的增压值、Vtec的开关时机和发动机的断油限制等，但有些基本型产品调校范围和功能就少得多。如果你的爱车动力系统经过大幅改装，重要的性能数据(如压缩比，涡轮增压值等)已严重偏离原厂标准，外挂电脑可以把发动机改装后的潜能完全发挥出来，而且由于原厂ECU的存在，车上大部分原装电子功能仍能得以保存。但在使用这类电脑作大幅度调校时要非常小心，偶有不慎就会为发动机带来灾难性的后果。

（3）专业级改装ECU

　　如果你的爱车经过重度改装，发动机内(活塞、凸轮轴)外(进排气)等已经全改并加装了Turbo或超级增压器，甚至是预备参加专业赛事，那么你需要的就是更大调校幅度、更好调控精细度和更高使用方便度的专业级ECU。这类型ECU除可操控车子动力系统上现有的电子部份外，一些后加的重改装如额外的喷油咀和中冷器洒水系统等也完全在控制范围之内，更可以记录运行数据，并有自动修正功能。

装设专业级ECU时首先要把整个原装ECU移走，然后配上新的传感器，再重整电脑线组和插口以便连上新的ECU。在安装ECU这个步骤上绝不能含糊，很多专业ECU在使用时出现的问题其实都与安装不当有关，亦是很多改装后不快经历的主因。在程序设定方面，个别专业型ECU也有一些流行车型的基本行车程序提供，但很多情况下使用者都要重新对其进行编程，因此负责改装的必须是资深的技术人员。

总的来说，如果改装得宜，专业级ECU可以支持天空海阔般的改装空间(改变增压、排量甚至是换上一颗完全不同品牌和工作原理的发动机都不成问题)，但如果做得不好，则连发动机启动都成问题。

3.按需选择

　　大部分人在谈到ECU改装时都只是盯着硬件上的搭配，好像换上某名牌ECU后车子便会有立竿见影的动力性能提升，这实是改装上的一大误区。

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