تعریف فناوری ECU
سیستم‌های الکترونیکی خودرو که دارای یک میکروکنترلر هستند، واحد کنترل الکتریکی یا ECU نامیده می‌شوند. طراحی و ساخت ECU یکی از فناوری‌های کلیدی در صنعت خودروسازی مدرن است. یک ای سی یو دارای مجموعه‌ای از سخت افزار و نرم افزار است که وظیفه نظارت، تنظیم یا هدایت و کارکرد ویژه‌ای را در خودرو به عهده دارد.
سیستم ترمز ضد قفل یا ABS، سیستم ایمنی کیسه هوا یا همان ایربگ و برف پاک کن حساس به باران، نمونه‌هایی از کاربرد ECU هستند. آغاز تکنولوژی ECU به طراحی سیستم انژکتوری شرکت بوش آلمان به نام JETronic بازمی‌گردد که در سال ۱۹۶۸ در خودروی فولکس واگن مدل VW 1600TL نصب شد. البته به موازات شرکت BMW و همچنین شرکت‌هایی در کشور آمریکا با هدف کاهش آلایندگی‌های زیست محیطی چنین پروژه‌هایی را دنبال می‌کردند.
[switch_forms_sell]
برنامه آن‌ها این بود که خودروساز را وادار به استفاده هر چه بیشتر از کنترل‌کننده‌های الکترونیکی، جهت افزایش بازدهی سیستم احتراق سوخت نمایند؛ لذا در اولین قدم، شرکت‌های خودروساز به سراغ موتور و کنترل احتراق در سیلندرها رفتند و تجهیزاتی را در آن جا ایجاد کردند. اما خودروسازهای امروزی صرفاً محصول خود را به کنترل موتور محدود نکردند. اهمیت و نقش اقتصادی و تکنیکی ECU و به ویژه نرم افزار آن در ساخت خودرو، روز به روز در حال افزایش است و تجهیزات بیشتری از خودرو تحت کنترل این قطعه درمی‌آید.
| برای تجربه خرید خودرو همسو با سبک زندگی خود صفحه خرید خودرو سوییچ را از دست ندهید. |
به طور کلی واحدهای کنترل الکترونیکی توانایی انجام سه کارکرد زیر را دارند:
- نظارت بر کارکردهای خودرو و آگاه کردن راننده از آن، مانند نظارت بر مصرف سوخت و مصرف لحظه‌ای یا میانگین سوخت. همچنین، نظارت بر موقعیت درها و آگاه کردن راننده از باز بودن آن‌ها و غیره
- تنظیم کارکردهای خودرو به وسیله بهینه کردن همواره خودروها مانند تنظیم مصرف سوخت موتور توسط واحد کنترل الکترونیکی سیستم انژکتوری و مصرف سوخت
- کنترل کارکردهای خودرو از طریق محاسبه کمیات خروجی، بر پایه داده‌های ورودی مانند کنترل ترمز به وسیله سیستم ضد قفل یا ABS و غیره
نکته جالب توجه آن است که در بیشتر واحدهای کنترل الکترونیکی یا ECU سه کارکرد به طور هم‌زمان وجود دارند. این کارکردها عبارت‌اند از:
- نظارت
- تنظیم
- کنترل
بررسی ساختار واحد ECU
ای سی یو میکروکنترلر به عنوان سخت افزار و نرم افزارهایی که بر روی آن اجرا می‌شود، تشکیل شده از میکروکنترلر یک کامپیوتر کوچک است. تمامی اجزای آن مانند واحد پردازش مرکزی یا سی پی یو واحدهای ورودی و خروجی حافظه‌های گوناگون پاک شدنی و پاک نشدنی برای نگه‌داری برنامه‌ها و داده‌ها، معمولاً بر روی یک تراشه نصب شده‌اند. نکته مهم در ساخت سخت افزار واحد کنترل الکترونیکی، ایستادگی آن در برابر تغییر دما، رطوبت و تکان‌های شدیدی است که پس از نصب در خودرو در معرض آن قرار دارد. همچنین، قابلیت بالای سازگاری الکترومغناطیسی آن یکی دیگر از نکات مهم در رابطه با این بخش از خودرو است.
شمار نرم افزارهای یک واحد الکترونیکی، بستگی به پیچیدگی آن دارد. در ECU ساده تنها نرم افزاری که روی میکروکنترلر نصب و اجرا می‌شود، برنامه کاربردی مربوطه است. یعنی صرفاً یک برنامه ساده. اما در نوع پیچیده آن ابتدا سیستم عامل بر روی ECU نصب می‌شود و سپس نرم افزارهای پایه و بعد از آن نرم افزارهای مدیریت شبکه و سپس نرم افزارهای پیشرفته‌تر به صورت شبکه‌ای بر روی میکروکنترلر نصب می‌شوند.
بخش اساسی تکنولوژی ECU مربوط به نرم افزار کاربردی آن است این بخش امروزه نیروی محرکه اصلی نوآوری در صنعت خودروسازی است. اهمیت فراوان کیفیت در ساخت ECU کنترل الکترونیکی، در ایمنی خودرو و اثرات مخرب کارکرد نادرست آن است. به این ترتیب، در حالی که سازنده با آسودگی خیال، بخشی از اشتباهات نرم افزار را پیدا می‌کند، فهرستی از نادرستی‌های تصحیح شده را ارائه خواهد کرد.
سازنده ایسیو خودرو باید از همان لحظه آغازین طراحی قطعه، این اطمینان را داشته باشد که محصول بی‌هیچ نقصی به دست مشتری خواهد رسید. ای سی یو، به طور معمول داده‌های لازم را به وسیله حسگرها و سنسورهای مربوطه از محیط پیرامون می‌گیرد و پس از پردازش آن‌ها، فرمان‌های مناسب را به قسمت‌های دیگر منتقل می‌کند. قسمت‌های دیگر نیز به نوبه خود مطابق فرمان‌هایی که از ECU می‌گیرند، کار ابزار مکانیکی هیدرولیکی، پنوماتیکی یا الکترونیکی مورد کنترل را هدایت می‌کنند.
| برای تجربه فروش خودرو بدون اتلاف وقت صفحه فروش خودرو سوییچ را از دست ندهید. |
بررسی نقش ECU در خودرو
امروزه میانگین شمار ECU بالغ بر صدها واحد است. مجموعه واحدهای کنترل الکترونیکی یک خودرو را می‌توان به چهار حوزه کاربردی تقسیم کرد:
- شیشه بالابر، تنظیم صندلی، برف پاک کن اتوماتیک
- انتقال نیرو، مانند کنترل موتور دنده و غیره
- دینامیک حرکت مانند دیسترونیک، ترمزهای ضد قفل یا ABS و غیره
- تلماتیک، مانند سیستم‌های مولتی مدیا، جی پی اس، رادیو پخش تلفن و اینترنت
از دیدگاه برخی دیگر از افراد، سیستم الکترونیک خودرو به طور کلی به یکی از دو حوزه ایمنی و آسودگی مربوط است. کارکردهایی همچون تنظیم حرارت اتاق یا تهویه مطبوع، اینترنت مایه آسودگی و کارکردهایی مانند ترمز ضد قفل و ایربگ سبب افزایش ایمنی راننده و سرنشینان خودرو است. ECU در تعامل با حسگرها و کنشگرها است.
به عنوان مثال، ترمز ضد قفل به وسیله حسگرها داده‌هایی مانند وضعیت پدال ترمز، درجه گردش فرمان و سرعت دورانی و خطی چرخ ها را دریافت و بر پایه آن، نیروی وارد بر ترمز چرخ را محاسبه و به کنشگر های ترمز منتقل می‌کند. ECU های گوناگون و حسگرهای آن‌ها به وسیله سیستم‌های سخت افزاری و نرم افزاری انتقال داده به یکدیگر مربوط هستند.
بررسی کارکردهای ECU در بخش محیط زیست
یکی از روش‌های مناسب جهت سالم‌سازی محیط زیست در جهان، کاهش گازهای آلاینده متصاعد شده از موتور خودروها است. در نسل جدید خودرو ECU، سیستم‌های انژکتوری الکترونیکی را کنترل می‌کند. همچنین، گام مهمی در این جهت برداشته شده است. مهم‌ترین دلایل برای انتخاب این سیستم عبارت است از:
- بالا رفتن راندمان حرارتی و افزایش قدرت حجمی
- توزیع یکنواخت سوخت در کلیه سیلندرها
- گشتاور بالا در دورهای پایین
- عدم نیاز به ذخیره بنزین در مانیفولد ورودی
- کاهش مصرف سوخت
- کارکرد بهتر در هوای سرد
- کاهش گازهای آلاینده خروجی
- تنظیم دور موتور و قرار گرفتن آن در سرعت پایین
- عدم نیاز به گرم کردن منیفولد هوا
بررسی اجزای ECU
با اینکه ECU دارای ظاهری کوچک است، اما از اجزای بسیار زیادی تشکیل شده است. اجزای تشکیل دهنده ای سی یو عبارت‌اند از:
مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال که خروجی‌های سنسورهایی نظیر سنسور اکسیژن را می‌خوانند. همچنین، خروجی‌های دیجیتال که در بسیاری از خودروهای مدرن، وظیفه ارسال دستور احتراق و بهینه کردن مسیر تزریق سوخت،و نیز تنظیم رله فن خنک‌کننده را بر عهده دارد.
البته این نکته نیز قابل توجه است که بر روی ورودی و خروجی‌های ایسیو، لازم است تغییراتی انجام گیرد تا تطابق لازم با شرایط این سیستم صورت بگیرد. از دیگر اجزا تنظیم‌کننده شرایط، مداراتی هستند که جهت تنظیم سطح سیگنال ورودی و خروجی به کار برده می‌شوند. قسمت دیگر، چیپ‌های ارتباطی نام دارد که ارتباطات بین ورودی‌ها و خروجی‌ها را تنظیم می‌نمایند.
بررسی علائم خرابی‌های ECU
بعضی از خرابی‌های ایسیو، به راحتی قابل مشاهده هستند. مانند چراغ‌هایی که در پشت آمپر گاهی روشن می‌شوند. اما بعضی مواقع مواردی پیش می‌آیند که نشان از خرابی ایسیو است. مثلاً در حالتی که شما درها را کاملاً بسته‌اید یا کمربندها را چفت کرده‌اید، اما چراغ‌های مربوط به آن‌ها را روشن می‌بینید. یا حتی ممکن است سنسور اکسیژن را تعویض کرده باشید. اما باز هم چراغ مربوط و معروف به چراغ انژکتور روشن باشد که در این حالت نشان دهنده خرابی ECU خواهد بود. در این حالت، معمولاً از دستگاهی به نام دیاگ استفاده نموده و خرابی ناشی از ایسیو را تشخیص می‌دهند.
| برای اطلاع از قیمت روز خودرو صفحه قیمت خودرو صفر سوییچ را از دست ندهید. |
سخن آخر
پیشرفت تکنولوژی، امروزه کیفیت زندگی را افزایش داده است. همان‌طور که از مطالعه این مقاله دریافتید، ECU نیز که با رشد فناوری‌های کامپیوتری تولید شده، توانسته است کیفیت و ایمنی رانندگی را به ارمغان آورد. اما با توجه به اینکه سایه تحریم در دهه اخیر بر سر صنعت خودروسازی در کشور سایه انداخته است؛ لذا پیشنهاد می‌شود نسبت به سلامت این قطعه و کیفیت متریال ساخته شده در آن حساسیت لازم را به خرج دهید، چراکه تراکم اتومبیل‌ها، امروز در جاده‌های درون شهری و برون شهری، وجود یک ECU دقیق و بدون نقص فنی را بیش از گذشته ضروری کرده است.
بیشتر بخوانید
نظرات