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电子控制单元（ECU）是汽车电子控制系统的“大脑”，它对各传感器输入的电信号以及部分执行器的反馈电信号进行综合分析与处理，给传感器提供参考电压，然后向执行器输出控制信号，使执行器按控制目标的要求进行工作。
软件集成存储在电子控制单元中，核心是微处理器，这种微处理器通常采用单片机，其功能扩展容易、控制精度更高，用于电子控制系统完成数据采集、计算处理、输出控制、系统监控与自诊断等。大部分电子控制单元的电路结构类似，其控制功能的变化主要取决于开发的软件及输入和输出模块的变化，应根据电子控制系统的功能而定。
传感器是汽车电子控制系统的“千里眼”和“顺风耳”，它将汽车工况及状态、汽车行驶工况和状态的各种物理参量转变为电信号，并输送给电子控制单元。汽车电子控制系统所用的各种传感器按其工作原理及输出信号形式的不同，可分为多种类型。例如，脉冲式传感器、电位计类传感器、热敏电阻类传感器、触点开关类传感器等。
执行器是汽车电子控制系统的“手”和“脚”，电子控制单元通过执行器实现对被控对象的控制。执行器对电子控制单元输出的控制信号作出迅速反应，使被控对象工作在设定的最佳状态。
例如，喷油器。喷油嘴的喷油量由ECU决定。ECU会控制喷油嘴的针阀，决定针阀开启的时间长短（喷射脉冲时间）。喷油量是ECU内存中的一个设定值，这个设定值会根据发动机的状况预先设定，这些状况会根据发动机转速和进气量来决定。
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