پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

وظیفه واحد کنترل الکترونیکی (ECU) در خودرو چیست؟

واحد کنترل الکترونیکی (Electronic Control Unit) شامل مجموعه ای از سخت افزار و نرم افزار است که مخصوص خودروهای انژکتوری است و معمولاً یک ماژول کنترل موتور ECM  (Engine Control Module) نیز نامیده می‌ شود. همچنین وظیفه نظارت، تنظیم و تغییر عملکرد سیستم‌ های الکترونیکی خودرو را برعهده دارد.

هر یک از ویژگی ‌های الکترونیکی خودرو، مانند سیستم ترمز ضدقفل یا تنظیم تزریق سوخت الکترونیکی، به طور معمول توسط ECU کنترل می ‌شوند. ECU برای اطمینان از عملکرد بهینه موتور یک سری محرک‌ ها را روی موتور احتراق داخلی کنترل می ‌کند.

از شرکت های مهم تولیدکننده ECU می توان به شرکت های Bosch،Delco  و Siemens اشاره کرد.

ECU این کار را با خواندن مقادیری از تعداد زیادی سنسور در داخل موتور، تحلیل داده‌ ها با استفاده از نقشه‌ های عملکرد چندبُعدی (به نام جداول جست و جو) و تنظیم محرک ‌های موتور انجام می ‌دهد.

اگر ECU خطوط سوخت را کنترل کند به آن سیستم مدیریت الکترونیکی موتور (EEMS) گفته می ‌شود. سیستم تزریق سوخت نقش مهمی در تأمین سوخت موتور دارد و کل مکانیسم EEMS توسط تعداد زیادی از سنسورها و محرک ‌ها کنترل می ‌شود.

سنسورهایی که از آن ‌ها داده به ECU ارسال می ‌شود شامل سنسورهایی از قبیل سنسورهای دور، دما، سنسور فشارسنج ، سنسور تعیین موقعیت میل ‌لنگ، سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور اکسیژن و… هستند.

سنسورها این داده‌ ها را در اختیار ECU قرار داده و ECU پس از تحلیل داده‌ ها و بررسی آن‌ ها با شرایط بهینه، دستورات لازم را به بخش ‌های مختلف برای تغییرات لازم ارائه می ‌دهد.

دسته ویژه ‌ای از ECUها آن‌ هایی هستند که قابل برنامه‌ ریزی هستند، یعنی کاربر می ‌تواند ECU را دوباره برنامه‌ ریزی کند. برنامه نویسی ECU به طور معمول نیاز به رابط دستگاه با لپ ‌تاپ دارد.

مهم‌ ترین قسمت ECU پردازنده آن است که در یک ماژول با صدها قطعه‌ دیگر روی برد مدار چند لایه ‌ای قرار گرفته است. اجزای زیر در ECU به پردازنده کمک می‌ کنند.

مبدل ‌های آنالوگ به دیجیتال

پردازنده‌ به علت این که سرعت بیش تری در محاسبه های خود داشته باشد، فقط عددهای دیجیتال را پردازش می ‌کند، بنابراین این قطعات‌ خروجی برخی سنسورهای موجود در خودرو که آنالوگ هستند را به دیجیتال تبدیل می ‌کنند.

مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ

ECU باید خروجی آنالوگ هم داشته باشد تا بر اجزای اتومبیل تأثیر بگذارد. پردازنده ECU یک قطعه‌ دیجیتال است و برای تبدیل اعداد دیجیتال به آنالوگ نیازمند قطعه ‌ای دیگر است.

خروجی های دیجیتال H Level

در اتومبیل ‌های مدرن ECU برای جرقه‌ زنی شمع ‌ها، باز و بسته ‌شدن انژکتورها و روشن و خاموش ‌شدن فن تصمیم‌ گیرنده‌ اصلی است. تمام این وظایف نیازمند خروجی‌ های دیجیتال هستند که تنها یا روشن و یا خاموش است. یک خروجی دیجیتال مانند رله عمل می‌ کند؛ نیروی کمی که پردازنده ارسال می ‌کند ترانزیستور خروجی دیجیتال را تقویت خواهد کرد تا نیروی بیش تری به رله فن و فن برسد.

فرم دهنده ‌های سیگنال

فرم ‌دهنده یا کاندیشنر سیگنال (Conditioner)، برای تنظیم ورودی‌ ها یا خروجی‌ ها پیش از خوانده شدن استفاده می ‌شوند. برای مثال، ممکن است مبدل آنالوگ به دیجیتال برای خواندن سیگنال صفر تا ۵ ولت ولتاژ سنسور اکسیژن تنظیم شده باشد، اما خروجی سنسور اکسیژن صفر تا ۱.۱ ولت باشد.

سیگنال کاندیشنر مداری است که سطح سیگنال ‌های ورودی و خروجی را تنظیم می‌ کند، اگر سیگنال کاندیشنر ولتاژ خروجی سنسور اکسیژن را چهار برابر کند در نهایت سیگنال صفر تا ۴.۴ ولت خواهیم داشت، بنابراین مبدل آنالوگ به دیجیتال به‌ صورت دقیق‌ تر ولتاژ را دریافت می ‌کند.

چیپ های ارتباطی

چیپ ‌های ارتباطی ECU، استاندارد ارتباطی CAN یا «شبکه‌ سازی ناحیه کنترل کننده» را اجرا می ‌کنند. در استاندارد CAN سرعت ارتباطات تا ۵۰۰ کیلوبیت بر ثانیه می ‌رسد که در مقایسه با استانداردهای ارتباطی خودروها در گذشته‌ سرعت بالاتری دارد. گذرگاه‌ ارتباطات باعث می ‌شود هر ماژول نقص‌ ها را به یک ماژول مرکزی مخابره کند. این ماژول مرکزی می‌ تواند تمام نقص ‌ها را ذخیره و به یک ابزار شناسایی خارجی ارسال کند.

همین مورد کار مکانیک‌ ها را آسان‌تر می‌ کند. در واقع شناسایی مشکلات متناوب فنی خودرو با وجود ماژول مرکزی ECU بسیار ساده ‌تر شده است. امروز تعمیرکاران با دیاگ کردن (Diagnostic یا خطایابی) می ‌توانند ایرادهای سطحی و عمقی ECU را تشخیص دهند. با دیاگ کردن هر خودرو در اسکنر کدهای مشخص نمایش داده می‌ شود، هر کد بیانگر نقشی در یک قسمت خاص از سیستم کلی است که معمولاً مجموعه‌ ای کامل از کدها و مفهوم آن ها در اختیار تعمیرگاه‌ های به‌ روز قرار دارد. در برخی خودروها نیازی به دیاگ کردن هم نیست، در این مدل‌ ها هنگام مشکل فنی، چراغ چک یا خطای پیشرانه با الگوی خاصی که در دفترچه راهنمای آن ذکر شده است روشن و خاموش می ‌شود و راننده می ‌تواند نسبت به رفع آن اقدام کند.

احسان اصغری
پایگاه خبری اسب بخار