خودرو

کامپیوتر خودرو یا ECU خودرو چیست و چه کاربردهایی دارد؟

ECU خودرو
5
(2)

در این مقاله در خدمت شما بزرگواران هستیم با توضیحاتی دقیق در خصوص اینکه ECU خودرو یا کامپیوتر ماشین چیست و چه کاربردهایی دارد با ما همراه باشید.

ECU خودرو چیست؟

ECU خودرو، مخفف Electronic Control Unit یا واحد کنترل الکترونیکی است که به طور معمول به عنوان کامپیوتر خودرو شناخته می‌شود. ECU به طور معمول به عنوان مغز اصلی خودرو تعریف می‌شود و به طور مداوم فعالیت‌های مختلف را بررسی می‌کند. در نتیجه با کنترل لحظه ‌به لحظه‌ی داده‌ها، به طور مداوم نسبت به آن عملکرد مناسب را تنظیم می‌کند. می‌توان گفت ECU همراه با خودروهای انژکتوری ظهور یافته است و درست مانند بسیاری از فناوری‌های دیگر تا به امروز پیشرفت‌های بسیار چشمگیری در این صنعت حاصل شده است. پیشرفت این فناوری‌ها با توجه به نیاز روز و کاربرد آن تعریف خواهد شد.

ECU به کار رفته در خودروها دارای تعداد بسیار زیادی سنسور است که وظیفه‌ی آن‌ها تحلیل فاکتورهای مختلفی در خودرو است. پس از اینکه این فاکتورها مورد بررسی قرار گرفتند، با کمک برنامه‌های به کار رفته در ECU هماهنگ می‌شوند و بر اساس آن عمل می‌کنند. در حال حاضر در خودروهای پیشرفته‌ی امروزی، این تجهیز مهم‌ترین بخش است و در صورت ایجاد اختلال در عملکرد آن، کارکرد همه‌ی سیستم‌های اتومبیل متوقف خواهد شد.

در دنیای امروز با توجه به کاربرد این تجهیزات پیشرفته، مجموعه قابلیت‌های گسترده‌ای برای آن تعریف می‌شود. به طور کلی می‌توان گفت هر چقدر که خودروها پیشرفته‌تر باشند، ECU هم پیشرفته‌تر شده و سنسورهای بیشتری برای تحلیل و بررسی ویژگی‌های کمی و کیفی خودرو به کار می‌روند. این عملکرد باعث بالا رفتن امنیت در رانندگی، بالا رفتن راندمان در مصرف سوخت و مدیریت مصرف سوخت و نقش چشمگیر در کنترل آلایندگی می‌شود.

با توجه به اهمیت بسیار اساسی ECU یا کامپیوتر خودرو، در این مطلب به این موضوع پرداخته و این تجهیز پیشرفته را مورد بررسی قرار می‌دهیم. اگر در صدد به دست آوردن اطلاعاتی درباره‌ی ECU خودرو هستید، این مطلب را مطالعه کنید.

کامپیوتر خودرو چیست

تاریخچه‌ی ظهور ECU خودرو

تا دهه‌ی 1970 سازندگان اتومبیل، از ECU در خودروها برای کنترل عملکردها به صوت دقیق و امروزی بهره نگرفته بودند. در آن زمان ریزپردازنده‌ها و مدارهای مجتمع کم‌کم در عرصه‌ی فناوری و تکنولوژی ظاهر شدند.

در اوایل دهه‌ی هفتاد، ژاپنی‌ها از این نوع موتورها در خودروهای خود بهره گرفتند. کنترل کامپیوتری دیجیتال تزریق سوخت برای اولین بار در سال 1980 در کمپانی کادیلاک مورد استفاده قرار گرفت.

آخرین شرکت بزرگ خودروسازی که خودروهای بدون سیستم ECU را متوقف کرد، شرکت جنرال موتورز در سال 1991 بود.

از زمانی که فناوری‌های الکترونیکی ظهور یافته‌اند، ECU خودرو نیز ابداع شده است و با پیشرفت تکنولوژی این فناوری نیز روزبه‌روز پیشرفته‌تر خواهد شد. فناوری خودران که امروز در روی بسیار از خودروها وجود دارد، مانند کنترل کروز که فاصله‌ی ایمن را با خودروی جلویی حفظ می‌کند و باعث افزایش ایمنی در رانندگی تا حد زیاد می‌شود، با استفاده از ECU امکان‌پذیر است.

ECU خودرو چگونه کار می‌کند؟

کامپیوتر خودرو تمام اطلاعاتی را که از شبکه‌ی سنسورها دریافت می‌کند به صورت آنی و در همان زمان پردازش و رمزگشایی می‌کند. این سیستم برخی از داده‌ها را مانند خطاها ذخیره می‌کند. با انجام این کار تکنسین‌ها بعدتر قادر به دستیابی به آن‌ها و رفع عیوب احتمالی خودرو هستند. همچنین این سیستم بر مبنای دیگر اطلاعات، نحوه‌ی عملکرد خودرو را تنظیم خواهد کرد.

به عنوان مثال سیستم‌های امنیتی، نمونه‌ی مناسبی هستند که سنسورها هنگام از کنترل خارج شدن خودرو و برخورد با موانع، آن را تشخیص داده و بر اساس آن عملکرد مناسب را نشان خواهند داد. مورد بسیار مهم دیگر در مورد تزریق سوخت است. همچنین ECU خودرو اطلاعات دقیقی را چون دمای موتور، سرعت حرکت خودرو، موقعیت میل‌لنگ‌هایی که دریچه‌ها و در نتیجه مصرف سوخت را کنترل می‌کنند، در خود ثبت می‌کند. بنابراین می‌تواند در هر لحظه نسبت سوخت به هوا را کنترل کرده و عملکرد یا راندمان را به حداکثر برساند.

ECU خودرو چه کاربردی دارد؟

ECU ، کاربردهای بسیار زیادی در خودرو دارد که مهم‌ترین آن، کنترل تزریق سوخت است. در موتورهای بنزینی این تجهیز، زمان ایجاد جرقه جهت احتراق را تعیین می‌کند.

ECU با استفاده از سنسور موقعیت میل‌لنگ، وضعیت داخلی موتور را تعیین می‌کند. با انجام این عمل، انژکتورها و سیستم احتراق می‌توانند دقیقاً در زمان مناسب فعال شوند. البته شاید به نظر برسد که این عمل می‌تواند به صورت مکانیکی انجام شود و نیاز به سیستم کامپیوتری نیست؛ درست مانند خودروهای قدیمی. اما کارکرد ECU خودرو تنها به همین اندازه محدود نمی‌شود.

یک موتور احتراق داخلی، در واقع یک پمپ هوای بزرگ است که با استفاده از سوخت به کار می‌افتد. وقتی هوا به داخل کشیده شود، باید سوخت کافی فراهم شود تا عملکرد موتور پایدار شود. همچنین باید سوخت کافی برای زمان حرکت خودرو نیز وجود داشته باشد، تا اتومبیل بتواند به حرکت خود ادامه دهد.

پس تا اینجا دانستیم که ترکیب هوا و سوخت برای احتراق موتور لازم است. نکته‌ی بسیار حائز اهمیت این است که این مقدار باید نه بسیار کم و نه بسیار زیاد باشد چون درهر دو صورت نمی‌تواند باعث عملکرد صحیح شود. به جز میزان این ترکیب، موضوع بسیار مهم دیگر نسبت سوخت و هوا است که باید نسبت صحیحی باشد. در صورت برقرار نبودن نسبت مناسب، احتراق موتور به درستی انجام نخواهد شد و عملکرد آن دچار مشکل می‌شود. برق خودرو و ECU ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند.

ECU خودرو

در گذشته و در خودروهای قدیمی‌تر این نسبت و اندازه کاملاً به صورت مکانیکی انجام می‌شد. در نتیجه کاملاً قابل تصور است که دقت بالایی را نمی‌توان از این سیتسم مکانیکی نسبت به سیستم کامپیوتری انتظار داشت. این دقت پایین تأثیر مستقیم خود را بر روی میزان مصرف سوخت و همچنین بالاتر بودن آلایندگی‌های زیست‌محیطی بر جای می‌گذاشت. با گذشت زمان نیاز به بهبود وضعیت در هر دو جنبه یعنی مصرف سوخت و کاهش میزان آلودگی به خوبی احساس شد.

در حال حاضر تمرکز خوردوهای پیشرفته بر روی بهره‌وری مصرف سوخت و نیز تأکید فراوان بر کاهش آلایندگی‌ها است و برای نیل به این مقصود لازم است که این نسبت به صورت بسیار دقیقی کنترل شود. تنها راه دستیابی به این نسبت دقیق با استفاده از ECU خودرو است. ECU کنترل تزریق سوخت، احتراق و تجهیزات جانبی موتور را با استفاده از معادلات و جداول ذخیره شده به صورت دیجیتالی بر روی آن ممکن می‌سازد.

کنترل دقیق مصرف سوخت

ECU خودرو برای تشخیص نسبت صحیح ترکیب هوا و سوخت با متغیرهای زیادی روبه‌رو می‌شود:

مصرف موتور
دمای موتور/مایع خنک‌کننده
دمای هوا
دمای سوخت
کیفیت سوخت
خصوصیات مربوط به فیلتر
فشار هوا
راندمان پمپاژ موتور

برای اندازه‌گیری این متغیرها، تعداد زیادی سنسور مورد نیاز است تا بتوانند اطلاعات مورد نیاز برای کامپیوتر خودرو را جمع‌آوری کرده و به کمک برنامه‌ی ذخیره شده بر روی آن، مقادیر صحیح را اندازه‌گیری کند.

در صورت افزایش مصرف موتور، به عنوان مثال در صورت شتاب گرفتن خوردو، باید اندازه‌ی کل ترکیب هوا و سوخت افزوده شود. همچنین با توجه به ویژگی‌های سوخت مورد مصرف، لازم است تا نسبت این ترکیب نیز تغییر یابد. هنگام فشار دادن پدال گاز، دریچه‌های ورودی هوا باز می‌شوند تا اجازه دهند که هوای بیشتری وارد موتور شود.

افزایش جریان هوا در موتور با استفاده از سنسور جریان هوای توده‌ای یا MAF (Mass Air Flow sensor) اندازه‌گیری می‌شود. به این ترتیب و با استفاده از این سنسورها، ECU خودرو می‌تواند مقدار سوخت تزریق شده را تغییر دهد.با انجام این عمل نسبت ترکیب هوا و سوخت در محدوده‌ی مورد نظر حفظ خواهد شد.

عملکرد ECU به همینجا ختم نمی‌شود. این سیستم می‌تواند محاسبات مربوط به بهترین سطح قدرت و نیز احتراقی ایمن را انجام دهد. در نتیجه شرایط ایمن و مناسبی را هنگام رانندگی با خودرو همراه خواهد داشت، که می‌توان آن را از عملکردهای چشمگیر این تجهیز پیشرفته در خودروهای مدرن امروزی دانست که تفاوت قابل توجهی را نسبت به خودروهای قدیمی‌تر ایجاد کرده است.

علاوه بر موارد ذکر شده در بخش قبل، در معادلات مورد استفاده جهت تعیین میزان و نسبت ترکیب سوخت و هوا، دما نقشی بسیار اساسی بازی می‌کند. با توجه به اینکه سوخت در ابتدا به صورت مایع به خودرو تزریق می‌شود، پیش از احتراق لازم است که تبخیر شده و به حالت گاز درآید.

وقتی موتور گرم باشد کنترل این موضوع آسان است. اما هنگامی که موتور سرد است، مایع به راحتی تبخیر نشده و در این صورت سوخت بیشتری باید تزریق شود تا نسبت ترکیب سوخت و هوا را در محدوده‌ی صحیح حفظ کند.

بررسی کامپیوتر ماشین

احتراق کامل

با توجه به اهمیت دریچه‌ی هوا در بالا بردن راندمان و بهبود عملکرد موتور، بالاترین تمرکز ECU خودرو بر روی این قسمت قرار دارد. ایده‌‌آل‌ترین حالت برای ترکیب هوا و سوخت آن است که تمام سوخت تزریق شده احتراق یافته و کل اکسیژن در این احتراق مصرف شود. این وضعیت به عنوان شرایط استوکیومتری یا لامبدا شناخته می‌شود.

سنسور اکسیژن گاز اگزوز که به نام‌های سنسور لامبدا، سنسور اکسیژن یا HGEO شناخته می‌شود، میزان اکسیژن باقی‌مانده پس از احتراق را اندازه‌گیری می‌کند. در نتیجه مشخص می‌شود که آیا در ترکیب هوا و سوخت مقدار هوای اضافی وجود دارد یا خیر. همچنین طبیعتاً آیا سوخت اضافی یا ناکافی تزریق شده است یا نه. ECU خودرو این مقدار را خوانده و به طور مداوم میزان سوخت ورودی را تنظیم می‌کند و ترکیب سوخت و هوا را در صورت امکان نزدیک به لامبدا حفظ می‌کند. این فرآیند به عنوان حلقه‌ی بسته شناخته می‌شود و نقش بسیار چشمگیری در ارتقای بازدهی ایفا می‌کند که با استفاده از موتورهای مبتنی بر فناوری ECU امکلن‌پذیر است.

به دلیل وضع قوانین بسیار سخت‌گیرانه در رابطه با آلایندگی‌های خودروها در سال‌های اخیر، سیستم‌های بسیار زیادی بر روی موتور خودروهای پیشرفته وجود دارد تا باعث کاهش قابل توجهی در مصرف سوخت شده و همچنین نقش بسیار چشمگیری در کاهش آلایندگی‌های زیست محیطی ایفا کنند.

تشخیص ایرادات خودرو با استفاده از ECU خودرو

کدهای اعلام خطا در ECU، شامل حروفی هستند که 4 عدد در پشت آن وجود دارد. اولین حرف اعلام می‌کند که سیستم دچار مشکل است. در بیشتر موارد حرف P مشاهده می‌شود که مربوط به سیستم پیشرانه است و شامل موتور خودرو، آلایندگی‌ها و سیستم‌های انتقال است. کد B مربوط به مشکلات مربوط به بخش بدنه و اتاق خودرو مانند کنترل شرایط آب‌وهوایی، روشنایی یا کیسه‌ی هوا است. کد C به ایرادات مربوط به شاسی چون ترمز، فرمان، و سیستم تعلیق اشاره دارد. کد U نشان‌دهنده‌ی خطاهای ارتباطی در شبکه مانند مشکلات سیم‌کشی است.

عدد دوم در خطاهای اعلام شده به وسیله ECU، معمولا شامل 0 یا 1 است. عدد 0 نشان‌دهنده‌ی یک خطای عمومی در خودرو است و عدد 1 نشان‌دهنده‌ی ایرادی خاص در خودروی شما است. رقم سوم در توضیح مشکل به وجود آمده در سیستم است که آن را مشخص می‌کند. عدد چهارم مربوط به سنسورهای مختلف و سیستم‌های موجود در خودرو است که هر یک با عدد خاصی مشخص می‌شود. یکی از مواردی که کامپیوتر خودرو به شما کمک می‎‌کند این است که به در پیدا کردن دلیل استارت نخوردن خودرو نیز کمک می‌کند.

 

آیا آشنایی با عملکرد ECU مهم است؟

تقریبا می‌شود گفت ECU مغز خودروهای امروزی است و کارهای مهم بسیاری در راستای تحلیل و بررسی عملکرد حودرو و توسعه خودرو در راستای بهتر کار کردن انجام میدهد پس آشنایی با این قسمت از خودرو برای هر فردی ضروری است.

بالا رفتن دقت عملکرد سنسورها و ECU خودرو چه تاثیری بر عملکرد خودرو دارد؟

بالا رفتن دقت در عملکرد سنسورها و خود کامپیوتر خودرو باعث ایجاد منافع بسیار زیادی شده است؛ از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به بالا رفتن امنیت در رانندگی، بالا رفتن راندمان در مصرف سوخت و مدیریت مصرف سوخت و نقش چشمگیر در کنترل آلایندگی اشاره کرد. مبحث ECU خودرو بسیار گسترده است و نکات و موضوعات فراوانی را تحت پوشش قرار می‌دهد

 

هشدار! این مطلب صرفا جنبه آموزشی دارد و برای استفاده از آن لازم است با متخصصین نیز مشورت شود. اطلاعات بیشتر

 

بزرگوار به این مطلب امتیاز دهید

بر روی یک ستاره کلیک کنید تا به مقاله امتیاز دهید!

میانگین امتیاز 5 / 5. شمارش آرا: 2

اولین نفری باشید که به این پست امتیاز می دهد.

بازگشت به لیست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.