エンジンコントロールユニット

エンジンコントロールユニット(英えい: engine control unit、ECU)とは、エンジンの運転うんてん制御せいぎょを電気でんき的てきな補助ほじょ装置そうちを用もちいて行おこなう際さいに、それらを総合そうごう的てきに制御せいぎょするマイクロコントローラ（マイコン）である。エンジンコンピュータ、または単たんにコンピュータとも呼よばれる。

なお、略称りゃくしょうとしてECUは電子でんし制御せいぎょ装置そうちの総称そうしょうであるエレクトロニックコントロールユニット（Electronic Control Unit）として自動車じどうしゃ技術ぎじゅつ者しゃ協会きょうかい（SAE）、国際こくさい標準ひょうじゅん化か機構きこう（ISO）で定義ていぎされるようになり、エンジンコントロールユニットは旧称きゅうしょうの位置いちづけとなっている。SAE、ISO上じょうでのエンジンコントロールユニットに相当そうとうする名称めいしょうは、エンジンコントロールモジュール（英えい：Engine Control Module、ECM）である。

自動車じどうしゃなど

自動車じどうしゃやオートバイのエンジンコントロールユニットは次つぎの理由りゆうにより採用さいようされるようになり、広ひろく普及ふきゅうしている。

1. エンジン性能せいのうの向上こうじょう
2. 燃費ねんぴの低減ていげん
3. 排出はいしゅつガスのクリーン化か
4. 運転うんてん性せい（ドライバビリティー）の向上こうじょう

電気でんき回路かいろおよび電子でんし回路かいろによるエンジンコントロールは、点火てんか装置そうちを発祥はっしょうとする。現代げんだいではマイクロコントローラによるコンピュータ制御せいぎょが行おこなわれるようになり、制御せいぎょの対象たいしょうも広ひろがって、主おもに点火てんか系けいと燃料ねんりょう系けいの制御せいぎょを行おこなっている。

また、オートマチック車しゃではトランスミッションを含ふくむパワートレイン全体ぜんたいの制御せいぎょも担当たんとうすることもある。さらなる制御せいぎょの高度こうど化かの結果けっか、エンジンに対たいするほぼ全すべての制御せいぎょを担当たんとうする物ものも登場とうじょうし、フルオートマチッククルージングを実現じつげんした車両しゃりょうも登場とうじょうした。あらかじめコントロール ユニットにあらゆる運転うんてん状態じょうたいにおける最適さいてき制御せいぎょ値ちを記憶きおくさせ、その時々ときどきの状態じょうたいをセンサーで検出けんしゅつ、センサーからの入力にゅうりょく信号しんごうにより、コントロールユニットが記憶きおくしているデータの中なかから最適さいてき値ちを選出せんしゅつしアクチュエータに出力しゅつりょくを送おくりエンジンをはじめとする各かく機構きこうを制御せいぎょする。

センサー

エアフロメーター

詳細しょうさいは「エアフロメーター」を参照さんしょう

吸気きゅうき管かんを通過つうかする空気くうきの量りょうを検出けんしゅつする。

スロットルポジションセンサー

スロットルボディに取とり付つけられ、スロットルバルブの角度かくどからスロットル開ひらき度どを検出けんしゅつする。ECUはスロットル開ひらき度どに応おうじて、燃料ねんりょうを噴射ふんしゃする量りょうを制御せいぎょする。スロットルがアイドリング開ひらけ度どでエンジン回転かいてん速度そくどが高たかい場合ばあいにはエンジンブレーキの作用さようを高たかくするため燃料ねんりょうの噴射ふんしゃが停止ていしされる。

吸入きゅうにゅう空気くうきの温度おんどを検出けんしゅつするサーミスタで、エアフロメーター内ないに内蔵ないぞうされる場合ばあいと、吸入きゅうにゅう管かんに独立どくりつして取とり付つけられている場合ばあいとがある。ECUは吸入きゅうにゅう空気くうきの温度おんどに応おうじて燃料ねんりょう噴射ふんしゃ量りょうを制御せいぎょしている。

水温すいおんセンサー

エンジン冷却れいきゃく水温すいおんを検出けんしゅつするサーミスタで、エンジン冷却れいきゃく系統けいとう内ないに設置せっちされる。ECUは始動しどう直後ちょくごなどで冷却れいきゃく水すいの温度おんどが低ひくいときに燃料ねんりょう噴射ふんしゃ量りょうを増加ぞうかし、キャブレター式しきのエンジンではチョーク弁べんが行おこなっていた機能きのうを果はたす。

スタートインジェクター・タイムスイッチ

冷ひや間あいだ始動しどう時どきの始動しどう性せいを向上こうじょうするために、通常つうじょうのインジェクターとは別べつの補助ほじょインジェクター、コールドスタートインジェクターを制御せいぎょする。

O₂センサー

酸素さんその濃淡のうたん電池でんちの原理げんりを応用おうようした固体こたい電解でんかい質しつセンサーである。円柱えんちゅう状じょうのジルコニア素子そしに白金はっきんのコーティングを施ほどこした構造こうぞうになっており、排気はいき管内かんないに設置せっちされる。ジルコニア素子そしは両面りょうめんに酸素さんそ温度おんど差さがあると起電きでん力りょくを発生はっせいする性質せいしつがあり、この性質せいしつを利用りようして空そら燃もえ比ひを計測けいそくする。O₂センサーは表面ひょうめん温度おんどが高たかまると白金はっきんの触媒しょくばい作用さようにより理論りろん空そら燃もえ比ひ付近ふきんを境さかいに起電きでん力りょくが急変きゅうへんする性質せいしつを持もつため、センサー外面がいめんは排出はいしゅつガスに晒さらし、センサー内面ないめんは大気たいきを導入どうにゅうして空そら燃もえ比ひの検出けんしゅつと制御せいぎょを行おこなっている。燃料ねんりょう噴射ふんしゃ装置そうちが登場とうじょうした当初とうしょは、そのエンジンに対たいしてO₂センサー1個いっこで燃焼ねんしょう制御せいぎょが行おこなわれることがほとんどであったが、各かくシリンダーごとに個別こべつにインジェクターが配置はいちされるマルチポイントインジェクション（MPI）形式けいしきが一般いっぱん化かした今日きょうでは、各かくシリンダーに対たいして1個いっこのO₂センサーを装着そうちゃくし、シリンダー単位たんいで高度こうどな燃焼ねんしょうフィードバック制御せいぎょを行おこなうものも増ふえてきている。

制御せいぎょ対象たいしょう

エンジンコントロールユニットは、以下いかのようなものを制御せいぎょする。

• 点火てんか系けい - 点火てんか時期じき
• 燃料ねんりょう系けい - 燃料ねんりょう噴射ふんしゃ装置そうち（噴射ふんしゃタイミングおよび噴射ふんしゃ量りょう、ディーゼルでは噴射ふんしゃ回数かいすう、アイドル回転かいてん数すう）、フューエルポンプ
• 吸排気はいき - スロットル開ひらき度ど（ドライブ・バイ・ワイヤ）、過か給きゅう器き（ターボチャージャー、スーパーチャージャー）の過か給きゅう圧あつ、排気はいきデバイス、EGR量りょう
• 動どう弁べん機構きこう - バルブタイミング、バルブリフト量りょう
• 始動しどう制御せいぎょ - スターターモーター、イモビライザー

連携れんけいしている機構きこう

電気でんき的てき要素ようそを持もつ物ものはその殆ほとんどがコントロールユニットによって制御せいぎょされる。機械きかい要素ようそを持もつ物ものはソレノイドやサーボモータを経由けいゆして制御せいぎょされる。車両しゃりょう総合そうごう制御せいぎょシステムとしてエンジンコントロールユニットと連携れんけいを取とっているコントローラーも多おおい。

ハイブリッドシステムでは、さらに電力でんりょく回生かいせいブレーキの制御せいぎょや、動力どうりょくモーターの制御せいぎょ、バッテリー管理かんり、エンジンとモーター間あいだのクラッチ制御せいぎょも行おこなっている。

• 駆動くどう系けい - 排気はいき再さい循環じゅんかんコンバーターに内蔵ないぞうのロックアップクラッチ、クラッチ（セミオートマチックトランスミッション）、遊星ゆうせいギアの変速へんそく比ひ切替きりかえ用ようブレーキ機構きこう（オートマチックトランスミッション）
• 安全あんぜん装置そうち - ABSブレーキ、各かく輪わブレーキ個別こべつ制御せいぎょ、エアバッグ、トラクションコントロールシステム
• 室内しつない機器きき - エア・コンディショナー、タコメーター、スピードメーター
• 灯火ともしび類るい - 方向ほうこう指示しじ器き、各種かくしゅ警告けいこく灯とう、警報けいほう音おん

各社かくしゃにおける固有こゆう名称めいしょう

別項べっこう 燃料ねんりょう噴射ふんしゃ装置そうち#各かく自動車じどうしゃメーカーでの呼称こしょう も参照さんしょうのこと。

日産自動車にっさんじどうしゃ

• 「ECCS」- Electronic Concentrated engine Control System のアクロニム。

エンジンコントロールユニットを含ふくむ電子でんし式しきエンジン集中しゅうちゅう制御せいぎょシステム。 電子でんし式しきエンジン集中しゅうちゅう制御せいぎょシステムのことで一ひとつのマイクロコンピュータにより、エンジンのあらゆる運転うんてん状態じょうたいに応おうじ、燃料ねんりょう噴射ふんしゃ、排はいガス還元かんげん量りょう、アイドル回転かいてん数すう、フェールポンプ制御せいぎょなどを常つねに最適さいてきなレベルコントロールにする事ことによって、燃費ねんぴの向上こうじょうや排気はいきガスのクリーン化か、運転うんてん性せいの向上こうじょうを実現じつげんさせている。 ECCSエンジンの制御せいぎょはあらかじめコントロールユニットに多おおくの運転うんてん状態じょうたいにおける最適さいてき制御せいぎょ値ちを記憶きおくさせ、その時々ときどきの状態じょうたいをセンサーで検出けんしゅつ、センサーからの入力にゅうりょく信号しんごうにより、コントロールユニットが記憶きおくしているデータの中なかから最適さいてき値ちを選出せんしゅつしアクチュエータに出力しゅつりょくし、制御せいぎょする。

トヨタ自動車とよたじどうしゃ

• 「TCCS」- Toyota Computer Controlled System のアクロニム。

フォード・モーター

• 「EEC」- Electronic Engine Control のアクロニム。

1974年ねんに実用じつよう化かされた。世代せだいによりローマ数字すうじが付ふされる。(EEC-I、EEC-VII)

初代しょだいのEEC-Iは東芝とうしばで開発かいはつされた。

ゼネラルモーターズ

• 「CCC」- Computer Control Command のアクロニム。

いすゞ自動車ずじどうしゃ

• 「I-TEC」- ISUZU Total Electronic Control のアクロニム。

自己じこ診断しんだん機能きのう

1980年代ねんだい中盤ちゅうばん以降いこうのECUには、エンジンを制御せいぎょするセンサーの故障こしょうを自己じこ診断しんだんする機能きのう（オン・ボード・ダイアグノーシス）が設もうけられていることが多おおい。ECUコネクタの特定とくていの端子たんしを短絡たんらくさせるなどの操作そうさで、メーターユニットのエンジンチェックランプ（MIL）を点滅てんめつさせ、その点滅てんめつ回数かいすうや点滅てんめつパターンから特定とくていのセンサーの不具合ふぐあいを表示ひょうじすることができる。

また、このような機能きのうを持もつ車両しゃりょうは前述ぜんじゅつのエンジンチェックランプが走行そうこう中ちゅうに点灯てんとうした場合ばあいには、ECUが何なんらかのセンサー異常いじょうを検知けんちした事ことを記憶きおくするため、速すみやかに整備せいび工場こうじょうで診断しんだんを受うけるよう説明せつめい書しょで指示しじされている事ことが多おおい。

整備せいび工場こうじょうではメーターパネルを用もちいてのダイアグノーシスの他ほかに、そのメーカーのECUに適合てきごうした専用せんようの外部がいぶ診断しんだん機器ききを車体しゃたい側がわのコネクタに接続せつぞくしてさらに詳細しょうさいな診断しんだんを行おこなうことができる。当初とうしょはこのコネクタは各社かくしゃ毎ごと規格きかくがばらばらで、1990年代ねんだい中盤ちゅうばんころに世界せかい的てきな規模きぼで診断しんだん機能きのうの統一とういつを図はかる動うごきが広ひろがり、OBD規格きかくが制定せいていされた。アメリカでは1996年ねん以降いこうはこのOBD規格きかくに準拠じゅんきょしたコネクタの搭載とうさいが義務付ぎむづけられている。日本にっぽん車しゃでも現在げんざいではほとんどの車両しゃりょうがOBD規格きかくに準じゅんじたコネクタを搭載とうさいし、整備せいび工場こうじょうが複数ふくすうの診断しんだん機器ききを持もつ財政ざいせい的てきな負担ふたんを和やわらげることに貢献こうけんしている。

ECUチューニング

エンジンコントロールユニットは点火てんか時期じきと燃料ねんりょう供給きょうきゅう量りょう（燃料ねんりょう噴射ふんしゃタイミングと混合こんごう比ひ）を制御せいぎょしている。したがってこの部分ぶぶんに介入かいにゅうすれば、その他たのチューニングに合あわせて特性とくせいを整ととのえエンジンのパワーアップを計はかる事ことができる。かつてのエンジンコントロールユニットは入力にゅうりょくされた情報じょうほう（回転かいてん数すうやギアポジション、スロットル開ひらき度どなど）に対応たいおうする点火てんか時期じきと混合こんごう比ひを決きめる表ひょうをもとに制御せいぎょしていた。この表ひょうを格納かくのうしたROMを交換こうかん、あるいはEEPROMにアクセスして書かき換かえることでチューニングを施ほどこしていた。なお、このような行為こういを特とくにROMチューンと呼よぶ。個人こじんでやる場合ばあいにはメーカーの保証ほしょう外がいとなる。

現在げんざいのフラッシュロムを使つかうECUユニットは、ほとんどが自己じこ診断しんだん機器きき接続せつぞくポートから書かき換かえが可能かのうになっているため、車載しゃさい状態じょうたいのままの書かき換かえも可能かのうではある。しかしダウンロード/アップロード共どもに時間じかんとリスクが掛かかる上うえ、書かき換かえ機きやソフトによって対象たいしょう車種しゃしゅは限かぎられている。

現代げんだいのエンジンコントロールユニットは入力にゅうりょくされる情報じょうほうが多おおく、前述ぜんじゅつの入力にゅうりょくパラメーターに加くわえ気圧きあつ、気温きおん、排気はいきガスの酸素さんそ濃度のうど、ノッキングの検知けんち等とうによって制御せいぎょ状態じょうたいを変かえていく。単純たんじゅんな表ひょうを参照さんしょうする方式ほうしきでは入力にゅうりょく情報じょうほうが多おおすぎるので、ファジィ制御せいぎょなどを応用おうようしリアルタイムで計算けいさんする方式ほうしきが主流しゅりゅうとなった。

これにより現代げんだい一般いっぱん的てきに行おこなわれるECUチューニングはエンジンコントロールユニットのコネクタとハーネスの間あいだにカプラーを挟はさみ込こみ、入力にゅうりょくされる情報じょうほうや出力しゅつりょくされた制御せいぎょ信号しんごうに介入かいにゅうし、特性とくせいを変化へんかさせる方式ほうしきが開発かいはつされた。表ひょうを書かき換かえる方式ほうしきに比くらべて大胆だいたんなパラメータ変更へんこうは難むずかしくなったが、本来ほんらいの制御せいぎょに加くわえて希望きぼうする特性とくせいだけを希望きぼうする時ときに変化へんかさせることができるため、チューニングとしての難易なんい度どは大幅おおはばに下さがっている。なお、このような方式ほうしきでデータをコントロールする装置そうちをサブコンピュータと呼よぶ。しかし純正じゅんせいECUの自己じこ学習がくしゅう機能きのうが高度こうど化かした結果けっか、サブコンピュータで補正ほせいした数値すうちを補正ほせいしなおす車体しゃたいも存在そんざいするため、全すべてがサブコンピュータ制御せいぎょできるわけではない。

この他ほか、エンジンコントロールユニットそのものをアフターパーツメーカーがリリースする独自どくじのユニットに交換こうかんし、それを用もちいてエンジンに関かかわる全すべての制御せいぎょを行おこなうものもある。これは俗ぞくにフルコンピュータと呼よばれ、高度こうどで緻密ちみつな調整ちょうせい/制御せいぎょを要求ようきゅうする競技きょうぎ車両しゃりょうやハードチューン車両しゃりょうに使用しようされることが多おおく、車くるまの付随ふずい機能きのう（例たとえばABSなど）を正常せいじょうに働はたらかせることができなくなる場合ばあいもあり、また逆ぎゃくに本来ほんらい搭載とうさいされていない機能きのう（例たとえばABS、ローンチコントロール、ミスファイヤリングなど）を車両しゃりょうに付つけ加くわえることもできる。

また、近年きんねんのサブコンピュータおよびフルコンピュータは、パソコンと接続せつぞくしてデータを書かき換かえる機能きのうを搭載とうさいするものが数多かずおおくリリースされており、特別とくべつな設備せつびがなくても手軽てがるにECUチューンをすることができるようになった。しかし、エンジンに関かんする知識ちしきがない、または希薄きはくな者ものでもデータ変更へんこうが可能かのうになったことが災わざわいし、データを極端きょくたんに変更へんこうし過すぎてエンジンブローに陥おちいってしまう事例じれいが増加ぞうか傾向けいこうにある。

また、状況じょうきょうによっては車両しゃりょうに対たいするハッキング、場合ばあいによってはクラッキングに当あたる。

航空機こうくうき

航空機こうくうきへ利用りようではFADEC(Full Authority Digital Engine Controls)として知しられる。FADECは航空機こうくうきのエンジンとプロペラをコントロールするデジタルコンピュータと付属ふぞく部品ぶひんから成なり立たつ。精緻せいちな制御せいぎょ装置そうちとしてはじめはジェット機じぇっときで用もちいられ、次第しだいにレシプロ機きでも用もちいられるようになった。パイロットはスロットルレバーを始動しどう、アイドル、巡航じゅんこう出力しゅつりょくあるいは最大さいだい出力しゅつりょくといった任意にんいの位置いちに操作そうさするだけで、FADECシステムがエンジンとプロペラを自動的じどうてきに選択せんたくされたモードに合あわせて調節ちょうせつする。パイロットが気圧きあつや気温きおんをモニターしながら空そら燃もえ比ひをコントロールする必要ひつようはなく、個別こべつのシリンダーの点火てんかタイミングもFADECが制御せいぎょする。

FADECシステムは、航空機こうくうきの主しゅ電気でんき系統けいとうによって駆動くどうされる場合ばあいがあるが、多おおくの航空機こうくうきではエンジンに接続せつぞくされた独立どくりつした発電はつでん機きによって駆動くどうされる。いずれの場合ばあいも、FADECシステムの故障こしょうはエンジン推力すいりょくの完全かんぜんな喪失そうしつにつながることから、バックアップ電源でんげんが必要ひつようである。また、2系統けいとうの全まったく同おなじデジタルチャンネルが独立どくりつして組くみ込こまれ、それぞれのチャンネルはすべてのエンジンとプロペラの制御せいぎょ機能きのうを提供ていきょうできる。。

詳細しょうさいは「FADEC」を参照さんしょう

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