国人对于汽车构造本身的认知就已经不多，更何况是涉及到电子控制知识的ecu，那就更莫说改装了。我们就来探讨一些ECU方面的理论。希望能达到的效果是，大家都对ECU的原理有一定的了解，起码知道自己的车子在什么状态下会被ECU判定为“非正常工作”。而对于一些希望从事ECU调校或者ECU改装的改装行业有志之士，更是希望这篇文章能够帮助到你们有一个了解ECU基本原理的途径，对于ECU技术有一个大概的概念，让将来的进修有一点理论基础。当然，在ECU改装这一块，细分了很多的内容，编写程序（电脑技师）、开发编写程序的软件工程团队、开发适配系统硬件以及软件团队等等。ECU改装一个很庞大的课题，不可能靠几篇肤浅的文章就能说得透彻的。

图：让我们从这张图看看涉及到的有关科目：ECU调校的适配系统、ECU调校的软件、ECU改装技术、ECU开发技术，等等，这当中还不包括单片机技术、电子技术等基础学科。

引擎的控制原理：首先通过传感器收集引擎的各部分工作状态，并且发送至ECU。而ECU接收了这些信号之后，就知道引擎各部分发生了什么事情，处于什么状态，然后自动运算，在这个状态下应该让哪些执行元件做哪些事情，继而将指令发送到执行元件，命令执行元件工作。过程就好像你被小偷光顾，你身体的神经（传感器）感觉到有异物伸进了你的口袋，然后大脑（ECU）就会作出判断——有第三只手在光顾自己，接着大脑会对四肢的肌肉（执行元件）发出指令，将小偷抓现形或者是反抗，并且让声带震动、舌头开始咬字、嘴唇亦做出相应的动作，喊出一声“雅蠛蝶！”……就是这个道理。

开环控制与闭环控制：英文是Open Loop与Close Loop，也就是一种引入正或负反馈的控制方式。这句话很火星吗？简单来说，就好像我们在煮饭，会用以往的经验（程序）设定好燃气灶的火力，而我们的眼睛以及鼻子通过观察饭的状态以及味道，判断饭的状态，再调节燃气灶的火力大小，糊了或者溢出来了就调小点，保证做饭的进程正常，在这个过程中，判断饭的状态以及调节燃气灶就是在做饭这个进程引入反馈，可以理解为一个闭环控制；反之，如果我们只是以固定的经验（程序）控制燃气灶，而不通过感官来判断饭的状态，糊也不管溢出也不管，取消在过程中间由其他条件判定来调节燃气灶，那就是没有反馈的单向的开环控制。我们的引擎工作状态是一个闭环控制：通过固定的程序（不同工况下的空燃比以及点火正时）设定好引擎的工作规律。然后在排气管加入氧传感器，用氧传感器判断引擎的工作状态，油量多了还是少了；在气缸加入爆震传感器，判断点火正时是提前了还是延后了；水温传感器，可以判断引擎燃烧室温度是否正常来修正供油量，保护引擎，等等。将这些情况发送到ECU，然后ECU就会根据它们的反馈，不断地调整喷油量以及点火正时。

图：这是临时制作的闭环控制示意图。若果将上图的方框去掉，那就是不带反馈的开环控制。目前所有的ECU都采用闭环控制，使得引擎管理更精确。

在反馈控制的回路中，氧传感器的作用可谓非常关键，所以所有的ECU改装，都必须收集氧传感器的信号，以确认ECU调校是否需要修正。 
 

引擎的控制系统简单来说由三部分组成，传感器Sensor、中央控制单元ECU以及执行元件。那么只要这三大系统都在正常工作，引擎是不会发出故障信号的。那么为什么有时候车子在进行了一些很简单的改装之后，故障灯会亮起，甚至引擎工作不正常呢？如果排除引擎真的有机械故障或者某些零部件失效，那么极大多数可能是由于三者之间的“误会”，或者说“对某些异常情况感到不解”造成的。

我们都明白一个道理，内燃机是通过燃烧燃料，爆炸而产生动力的，那么燃料与空气之间的配比就非常重要。常识告诉我们，稀薄的混合气（空燃比大于14.7）能省油，浓混合气（空燃比小于14.7）可以提供更大的动力。当然，所谓的浓或者稀，一定是在保证引擎在正常工作状态之下，过低或者过高的混合比例，会产生以下的情况：

汽油太浓——油滴大——燃烧温度低——油气混合不充分——燃烧不彻底——效能低——废气烟量大，甚至有油星，；

汽油太少——空气过量——爆炸能量低——燃烧不稳定——动力低——机器抖动甚至熄火；

这些现象都是不正常的，当然引擎的各个反馈机制会避免这些情况的发生。但如果我们的改装破坏了引擎的反馈机制，引擎便会出现异常。

1、为什么有些时候更换了排气管油耗会增大，甚至引擎故障灯会亮起？

这大多数都是因为氧传感器的信号异常所致。氧传感器的作用是监测油气混合物在燃烧之后的氧残余量，以确定在燃烧的过程中，汽油的量是否位于最佳值。氧传感器安装在排气管，根据不同车厂的设计，有的会安装在排气歧管，三元催化之前，废气刚从气门离开引擎的位置，有的则会安装在三元催化之后，而如今的主流设计是三元催化之前以及之后同时安装氧传感器，减少因为废气在三元催化内发生废气净化的化学反应影响氧气含量，导致氧残余量反馈信号不准确，进而影响供油量的计算。在废气当中，氮氧化物、氢氧化物以及硫氧化物在三元催化内会与氧气不断发生复杂的化学反应，而化学反应的过程中，温度对于氧残余量的影响非常大。

而更换排气管之后，由于三元催化被拆除或者改装为高流量的制品，因此会影响废气的化学反应过程，导致氧残余量的变化。在此时，废气的化学反应进行得不充分，导致化学反应中氧气的消耗量减少，氧残余量增加，ECU通过氧传感器信号判断氧气过量，也就是燃油供应量不足，因此就会增大燃油的供应，加浓混合气，长久下来就会增加油耗。而如果这个变化使得氧传感器录得的信号超过正常值，尤其是一些较为敏感的电脑，那么ECU就会判定废气组分因为引擎出现故障而异常，因此引发引擎故障灯。

图：下方的是改装用的排气管，三元催化被简化之后，氧信号异常会致使ECU判断引擎故障。

2、敲缸、发抖是怎么回事？

在这里我们先排除高档低速这种所谓“节油”驾驶习惯，它所引起的引擎积碳或者不正常燃烧所带来的后果，比省下的油费不知道多出多少。

——例如对于原装车来说，节气门脏了，导致进气量以及节气门角度的计算不准确，便会将错误的传感器信号传递到ECU，使得喷油量与点火正时的计算错误；又例如涡轮增压引擎的内排式泄压阀改外排式，如果空气流量计不是位于进气泄压阀之后，而是之前，某些时候便会使得空气流量计计算的空气流量比实际引擎进气量大（通过空气流量计的部分空气被外排泄压阀排到进气道之外的情况），引擎便会以汽油偏浓的不正常模式工作了。

图：如果原装增压是内泄压设计，那么如果保留原装电脑的情况下，即便是安装了外排式泄压阀，仍需要有一根小管，将部分空气以内排的形式返回进气回路，令ECU能够正常工作。

ECU的硬件，从本质上来说就是一块实现引擎管理功能的单片机（单片集成式电脑），因此将ECU叫做“电脑”，一点错都没有。首先来了解一下ECU的组成部分。我们从传感器信号的输入，到ECU向控制器输出控制信号，来看看ECU都拥有什么部件。首先是输入/输出端口，提供ECU外部与内部的数据联系功能；数据输入之后，会经过控制器，将电信号转化为数据；控制器将转化好的数据放到储存器的储存区；通过预设的控制命令，控制器将储存器里的数据输送到运算器；运算器实现计算功能，计算结果也会再传送到储存器；控制器再将储存器里的数据，调动到输出端口，向执行元件发出指令。总结一下，ECU的主要硬件是：公关部——输入/输出设备、行政部——控制器、物资部——储存器、业务部——运算器，以及人事部——将这些东西凑到一起的电路板和内部数据用的总线。公关部负责外联工作，与外界沟通；行政部负责协调内部各部门之间的运作；物资部负责公司内部物料的流通与存储，业务部负责处理核心业务；人事部负责各个部门的结构搭建。

图：各种芯片与电子元件，组成了ECU的每一个“职能部门”。

各位读者如果基本上看懂了ECU的硬件构成和工作过程，那么接下来这段应该更容易明白。所谓的“ECU程序”，其实就是一套运算法则，它存放在储存器内，对从输入设备经控制器转化而来的信号，处理生成对应的指令信号，从输出设备传输出去。于是，我们对于ECU参数的修改，实际上就是在修改运算法则。例如收到14.7份空气所输入的空气流量信号，就给喷油嘴输出能喷出1份燃油的喷油嘴开启信号；而你可以修改为，ECU收到1份空气所输入的空气流量信号，便输出喷1份燃油的喷油信号。——然而，这时候，问题就出现了，当空气输入信号超过ECU内默认的正常值（过多或过少），不仅调校无效，更加有可能亮起故障信号灯。这时候，我们能做的，要么就不要令计算法则超出ECU预设的范围；要么就舍弃这个原装设定的法则，当然就是不用原装电脑；又或者狡猾地用另外一套电脑实现你的运算法则，而同时让它“骗”原厂ECU一切OK。

图：外挂电脑本质上就是一个转化装置。

这就引入到三种ECU改装的方式了。ECU改装只是一个笼统的说法，这当中又可以分为直接改变ECU运算器硬件的改装与改变内部程序的改装。直接改变ECU运算器硬件，就是我们在赛车场非常常见的“替换式电脑”，用“全职替换式ECU”控制引擎，例如MOTEC、HALTECH等品牌，就是较为著名的全取代式电脑；改变内部程序的软件改装，就是沿用原引擎的ECU，通过刷写内部程序对引擎管理的赋值，很多针对欧洲车的电脑改装商，例如Revo、Aescn艾森、Superchips以及Chiptec等等；而外挂电脑的改装方式则是硬件、软件改装兼有，通过外挂一个能够“骗”原装电脑的运算器，然后将原装电脑的数值进行修改，我们经常能见到的AEM、HKS F Con、Trust E-manage等等，都属于外挂电脑的类别。关于不同ECU改装方式的原理以及各自的优缺点。