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行车电脑的组成与工作原理介绍

04-18 11:42:04

行车电脑ECU（Electronic Control Unit）又称“电子控制单元”，是现在汽车上必不可少的管理系统。

其功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。

（1）行车电脑的组成

行车电脑的主要部分是单片机，由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。其中CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（/O）和其他外部电路的控制；存储器ROM中存放的程序是以经过精确计算和大量实验取得的数据为基础，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用于发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。它还有故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在RAM中自动记录故障代码，并采取保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转，使汽车能开到修理厂。

（2）行车电脑的工作原理
发动机工作时，燃料在汽缸内燃烧需要一定比例的空气，即空燃比，汽车发动机的理论最佳空燃比是1：14.7，即1份燃料，14.7份空气。由于汽车的行车速度并不是固定的，行车速度越高，需要的功率越大，发动机的节气门便需开启更大的角度，吸进更多的空气来燃烧更多的燃料。在为了保持稳定的空燃比，汽车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（如启动、急加速、急减速等）下，对混合气体浓度会有特别的要求。另外，活塞的运动周期也会因发动机的转速而改变，因此汽车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。能够在每个不同的时刻和工况下都控制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。但以前机械式的化油器和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出现才将这种情形完全改观。

行车电脑的作用相当于一个“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、进气温度、节气门的开启角度、曲轴位置等数据进行汇集、分析和计算，在千分之几秒内调节供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汽缸后发出点火指令，保证汽缸内的燃料在最佳时机完全燃烧，在减少了废气排放物和燃油消耗之余也提高了燃烧效率，增强了发动机的功率和扭矩。