Ecu یا کامپیوتر خودرو چیست؟
ECU مخفف عبارت Electronic Control Unit است. ممکن است قبلاً این را به عنوان واحد کنترل موتور یا سیستم مدیریت موتور نیز شنیده باشید.
ECUدر کدام قسمت خودرو است؟استاندارد صنعتی برای بسته بندی ECU در خودروها وجود ندارد، بنابراین محل قرارگیری آن بسته به نوع و مدل خودروی شما می تواند متفاوت باشد. آنها نباید خیلی از موتور دور باشند، بنابراین به احتمال زیاد آنها را یا در قسمت موتور یا جایی در جلوی فضای داخلی اتومبیل خود، مانند جعبه دستکش یا زیر داشبورد خواهید یافت. محل دقیق ECU ماشین شما باید در دفترچه راهنمای مالک ذکر شود.
ECU چه کار می کند؟ کنترل نسبت هوا به سوختبیشتر موتورهای مدرن از نوعی تزریق سوخت برای رساندن سوخت به سیلندرها استفاده می کنندECU .مقدار سوخت را برای تزریق بر اساس تعدادی از خوانش های سنسور تعیین می کند. سنسورهای اکسیژن به ECU می‌گویند که آیا موتور در مقایسه با شرایط ایده‌آل (معروف به استوکیومتری) در حال کارکردن غلیظ (سوخت زیاد یا اکسیژن بسیار کم) یا ضعیف (اکسیژن بیش از حد یا سوخت بسیار کم) است. سنسور موقعیت دریچه گاز به ECU می گوید که با فشار دادن پدال گاز ( پدال گاز ) چقدر صفحه گاز باز شده است.
سنسور جریان هوای انبوه میزان هوای جریان یافته به موتور را از طریق صفحه دریچه گاز اندازه گیری می کند. سنسور دمای مایع خنک کننده موتورگرم یا خنک بودن موتور را اندازه گیری می کند. اگر موتور هنوز خنک باشد، سوخت اضافی تزریق می شود.کنترل مخلوط سوخت هوا و سوخت کاربراتورها با رایانه با یک اصل مشابه طراحی شده است، اما یک الکتروموتور کنترل مخلوط یا استپر موتور در کاسه شناور کاربراتور گنجانده شده است.
کنترل سرعت بیکاراکثر سیستم های موتور دارای کنترل دور آرام در ECU هستند. دور موتور موتور توسط سنسور موقعیت میل لنگ نظارت می شود که نقش اصلی را در عملکردهای زمان بندی موتور برای تزریق سوخت، حوادث جرقه و زمان بندی سوپاپ ایفا می کند. سرعت دور آرام توسط یک استاپ قابل برنامه ریزی دریچه گاز یا یک موتور پله ای کنترل بای پس هوای آرام کنترل می شود. سیستم های اولیه مبتنی بر کاربراتور از یک دریچه گاز قابل برنامه ریزی با استفاده از یک موتور DC دو طرفه استفاده می کردند . سیستم‌های تزریق اولیه دریچه گاز (TBI) از یک موتور پله‌ای کنترل هوای بیکار استفاده می‌کردند . کنترل موثر سرعت دور آرام باید بار موتور را در دور آرام پیش بینی کند.
یک سیستم کنترل دریچه گاز می‌تواند برای کنترل سرعت دور آرام و ارائه عملکردهای کروز کنترل و محدودیت حداکثر سرعت استفاده شود. همچنین بخش ECU را از نظر قابلیت اطمینان نظارت می کند.
کنترل زمانبندی متغیر سوپاپبرخی از موتورها دارای زمانبندی متغیر سوپاپ هستند . در چنین موتوری، ECU زمان باز شدن سوپاپ ها را در چرخه موتور کنترل می کند. معمولاً دریچه ها با سرعت بالاتر زودتر از سرعت کمتر باز می شوند. این می تواند جریان هوا را به داخل سیلندر افزایش دهد و قدرت و مصرف سوخت را افزایش دهد.
کنترل الکترونیکی شیرموتورهای آزمایشی ساخته و آزمایش شده‌اند که فاقد میل بادامک هستند ، اما کنترل الکترونیکی کامل باز شدن سوپاپ ورودی و خروجی، بسته شدن سوپاپ و ناحیه باز شدن سوپاپ را دارند. [1] چنین موتورهایی را می توان بدون موتور استارت برای موتورهای چند سیلندر خاص مجهز به جرقه زنی الکترونیکی با زمان دقیق و تزریق سوخت راه اندازی و کار کرد. چنین موتوری با استارت استاتیک می‌تواند کارایی و بهبودهای کاهش آلاینده یک درایو هیبریدی-الکتریکی ملایم را ارائه دهد ، اما بدون هزینه و پیچیدگی یک موتور استارت بزرگ.
اولین موتور تولیدی از این نوع (در سال 2002) اختراع و (در سال 2009) توسط خودروساز ایتالیایی فیات در آلفارومئو میتو معرفی شد. موتورهای Multiair آنها از کنترل الکترونیکی سوپاپ استفاده می کنند که به طور چشمگیری گشتاور و اسب بخار را بهبود می بخشد و در عین حال مصرف سوخت را تا 15 درصد کاهش می دهد. اساساً شیرها توسط پمپ های هیدرولیک باز می شوند که توسط ECU کار می کنند. سوپاپ ها می توانند چندین بار در هر نوبت ورودی بر اساس بار موتور باز شوند. ECU سپس تصمیم می گیرد که چه مقدار سوخت باید تزریق شود تا احتراق بهینه شود.
در شرایط بار ثابت، سوپاپ باز می شود، سوخت تزریق می شود و سوپاپ بسته می شود. در اثر افزایش ناگهانی دریچه گاز، سوپاپ در همان حرکت ورودی باز می شود و مقدار بیشتری سوخت تزریق می شود. این امکان شتاب فوری را فراهم می کند. برای حرکت بعدی، ECU بار موتور را در دور جدید و بالاتر محاسبه می‌کند و تصمیم می‌گیرد که چگونه سوپاپ را باز کند: زود یا دیر، باز یا نیمه باز. باز شدن و زمان بندی بهینه همیشه به دست می آید و احتراق تا حد امکان دقیق است. البته این امر با یک میل بادامک معمولی غیرممکن است، که دریچه را برای کل دوره مکش باز می کند و همیشه تا بلند شدن کامل.
حذف بادامک ها، بالابرها، راکرها و مجموعه زمان بندی نه تنها وزن و حجم را کاهش می دهد، بلکه اصطکاک را نیز کاهش می دهد. بخش قابل توجهی از نیرویی که یک موتور در واقع تولید می‌کند صرفاً در حرکت کردن سوپاپ مصرف می‌شود و همه فنرهای سوپاپ هزاران بار در دقیقه فشرده می‌شود.
هنگامی که به طور کامل توسعه یابد، عملکرد شیر الکترونیکی مزایای بیشتری را به همراه خواهد داشت. به عنوان مثال، غیرفعال کردن سیلندر می‌تواند در مصرف سوخت بسیار کارآمدتر باشد، اگر بتوان سوپاپ ورودی را در هر بار پایین آمدن باز کرد و دریچه اگزوز را در هر حرکت بالا سیلندر غیرفعال یا "سوراخ مرده" باز کرد. یکی دیگر از پیشرفت های مهم تر، حذف دریچه گاز معمولی است. هنگامی که یک خودرو با دریچه گاز کار می کند، این وقفه در جریان هوا باعث خلاء اضافی می شود که باعث می شود موتور انرژی ارزشمندی را که به عنوان پمپ خلاء عمل می کند، مصرف کند. ب ام و سعی کرد با M5 موتور V-10 خود که دارای پروانه های دریچه گاز جداگانه برای هر سیلندر بود، درست قبل از سوپاپ های ورودی، این مشکل را حل کند. با عملکرد سوپاپ الکترونیکی، کنترل دور موتور با تنظیم بالابر سوپاپ امکان پذیر خواهد بود. در قسمت گاز، هنگامی که هوا و گاز کمتری مورد نیاز است، بالابر سوپاپ چندان عالی نخواهد بود. هنگامی که پدال گاز فشار داده می شود، یک سیگنال الکترونیکی به ECU ارسال می شود که به نوبه خود بالا بردن هر رویداد دریچه را تنظیم می کند و آن را تا آخر باز می کند.
- شرایط ویژه خرید اقساطی خودرو
دسته خاصی از ECU ها آنهایی هستند که قابل برنامه ریزی هستند. این واحدها می توانند توسط کاربر دوباره برنامه ریزی شوند.
هنگام تغییر موتور برای شامل قطعات پس از فروش یا ارتقاء، ECUهای موجود ممکن است نتوانند نوع صحیح کنترل را برای برنامه(هایی) که موتور ممکن است در آن استفاده شود ارائه دهند. برای تطبیق تغییرات موتور، می توان از ECU قابل برنامه ریزی به جای ECU کارخانه ای استفاده کرد. تغییرات معمولی که ممکن است نیاز به ارتقاء ECU داشته باشند می توانند شامل توربوشارژ، سوپرشارژر یا هر دو، موتور تنفس طبیعی باشند. ارتقاء تزریق سوخت یا شمع، اصلاح یا ارتقاء سیستم اگزوز، ارتقاء گیربکس و غیره. برنامه نویسی یک ECU معمولاً مستلزم اتصال دستگاه با رایانه رومیزی یا لپ تاپ است. این رابط مورد نیاز است تا کامپیوتر برنامه نویسی بتواند تنظیمات کامل موتور را به واحد کنترل موتور ارسال کند و همچنین شرایط موتور را در زمان واقعی نظارت کند.USB یا سریال .
با اصلاح این مقادیر در حین نظارت بر اگزوزها با استفاده از یک پروب لامبدا باند وسیع ، متخصصان تنظیم موتور می توانند جریان سوخت بهینه را مخصوص به دور موتور و موقعیت دریچه گاز تعیین کنند. این فرآیند اغلب در یک مرکز عملکرد موتور انجام می شود. یک دینامومتر معمولاً در این مکان ها یافت می شود. این دستگاه ها می توانند اطلاعات مفیدی مانند سرعت موتور، توان خروجی، گشتاور خروجی، رویدادهای تعویض دنده و غیره را به متخصص تنظیم موتور ارائه دهند. متخصصان تیونینگ اغلب از دینامومتر شاسی برای کاربردهای خیابانی و سایر کاربردهای با کارایی بالا استفاده می کنند.
پارامترهای تنظیم موتور ممکن است شامل حجم پاشش سوخت، نگاشت حجم گاز-سوخت ، نقشه تغییر دنده و غیره باشد . در حالی که پارامترهای ذکر شده مشترک هستند، برخی از ECU ها ممکن است متغیرهای دیگری را ارائه دهند که یک نرم افزار تنظیم به طور بالقوه می تواند آنها را تغییر دهد. این پارامترها عبارتند از:
ضد تاخیرلامبدا حلقه بسته : به ECU اجازه می دهد تا یک پروب لامبدا را که به طور دائم نصب شده است نظارت کند و سوخت رسانی را برای دستیابی به نسبت هوا/سوخت مورد نظر تغییر دهد. این اغلب نسبت سوخت هوای استوکیومتری (ایده‌آل) است که در خودروهای بنزینی (بنزینی) سنتی این نسبت هوا به سوخت 14.7:1 است. این همچنین می‌تواند برای زمانی که موتور تحت بار زیاد است نسبت بسیار غنی‌تر باشد، یا احتمالاً برای زمانی که موتور در شرایط کروز بار کم کار می‌کند برای حداکثر بازده سوخت، نسبت کمتری باشد .
کنترل دنده-زمان اشتعال-کنترل راه اندازی-تنظیم کننده فشار سوخت-محدود کننده دور-تزریق سوخت مرحله‌ای
سوخت رسانی گذرا: به ECU می گوید که هنگام اعمال گاز ، مقدار مشخصی سوخت اضافه کند . این به عنوان "غنی سازی شتاب" نامیده می شود.
تصحیح دمای آب: اجازه می دهد تا سوخت اضافی در زمانی که موتور سرد است، مانند سناریوی شروع سرد زمستانی یا زمانی که موتور به طور خطرناکی داغ است، اضافه شود تا امکان خنک سازی اضافی سیلندر فراهم شود (البته نه به روشی بسیار کارآمد، فقط یک اورژانس).
یک ECU درجه یک مسابقه اغلب به یک ثبت کننده داده مجهز است تا تمام داده های حسگر را برای تجزیه و تحلیل بعدی ثبت کند. این می تواند برای شناسایی توقف موتور، شلیک ناقص یا سایر رفتارهای نامطلوب در طول مسابقه مفید باشد. دیتالاگر معمولا بین 0.5 تا 16 مگابایت ظرفیت دارد .
برای برقراری ارتباط با راننده، یک ECU مسابقه اغلب می‌تواند به یک "پشته داده" متصل شود، که داشبوردی ساده است که RPM فعلی، سرعت و سایر اطلاعات اولیه موتور را به راننده ارائه می‌کند. این پشته های داده، که تقریبا همیشه دیجیتال هستند، با استفاده از یکی از چندین پروتکل از جمله RS-232 یا CANbus با ECU صحبت می کنند . سپس اطلاعات از طریق رابط Data Link که معمولاً در زیر ستون فرمان قرار دارد، منتقل می شود.
سنسورهای جریان هوا، فشار، دما، سرعت، اکسیژن اگزوز، * سنسور موقعیت ضربه و زاویه میل لنگ تأثیر بسیار حیاتی در EEMS می‌گذارد.
تاریخچهطرح های اولیه : یکی از اولین تلاش‌ها برای استفاده از چنین دستگاه یکپارچه و خودکار برای مدیریت چندین عملکرد کنترل موتور به طور همزمان، Kommandogerät بود که توسط BMW در سال 1939 برای موتور شعاعی 801 14 سیلندر هوانوردی ایجاد شد . [3] این دستگاه 6 کنترل مورد استفاده برای شروع شتاب سخت را با یک کنترل در هواپیمای مجهز به سری 801 جایگزین کرد. با این حال، مشکلاتی داشت: موتور را بالا می‌برد و باعث می‌شد که هواپیمای جنگنده تک‌موتوره آلمانی تک‌سرنشینه Fw 190 (فوک-وولف Fw 190 Wurger)، تا حدودی دشوار باشد، و در ابتدا سوپرشارژر را تغییر داد. چرخ دنده ها را به شدت و به طور تصادفی انجام می دهد که می تواند هواپیما را به یک غرفه بسیار خطرناک پرتاب کند.
توسعه مدارهای مجتمع و ریزپردازنده ها کنترل موتور را از نظر اقتصادی در دهه 1970 امکان پذیر کرد. در اوایل دهه 1970، صنعت الکترونیک ژاپن شروع به تولید مدارهای مجتمع و میکروکنترلرها برای کنترل موتور در خودروهای ژاپنی کرد . [4] سیستم فورد EEC (کنترل الکترونیکی موتور) که از ریزپردازنده توشیبا TLCS-12 استفاده می کرد، در سال 1975 به تولید انبوه رسید. [5]
طرح های دیجیتال ترکیبی : طراحی های دیجیتال یا آنالوگ هیبریدی در اواسط دهه 1980 رایج بود. این روش از تکنیک های آنالوگ برای اندازه گیری و پردازش پارامترهای ورودی از موتور استفاده کرد، سپس از یک جدول جستجوی ذخیره شده در یک تراشه ROM دیجیتال برای بدست آوردن مقادیر خروجی از پیش محاسبه شده استفاده کرد. سیستم های بعدی این خروجی ها را به صورت پویا محاسبه می کنند. نوع ROM سیستم قابل تنظیم است اگر کسی سیستم را به خوبی بشناسد. نقطه ضعف چنین سیستم هایی این است که مقادیر از پیش محاسبه شده فقط برای یک موتور ایده آل و جدید بهینه هستند. همانطور که موتور فرسوده می شود، سیستم ممکن است در مقایسه با سایر طرح ها کمتر بتواند جبران کند.
طراحی مدرن: ECU های مدرن از یک ریزپردازنده استفاده می کنند که می تواند ورودی های سنسورهای موتور را در زمان واقعی پردازش کند . یک واحد کنترل الکترونیکی شامل سخت افزار و نرم افزار ( سیرم افزار ) است. این سخت افزار از قطعات الکترونیکی روی برد مدار چاپی (PCB)، بستر سرامیکی یا یک لایه لایه نازک تشکیل شده است. جزء اصلی این برد مدار یک تراشه میکروکنترلر (MCU) است. نرم‌افزار در میکروکنترلر یا سایر تراشه‌های روی PCB ذخیره می‌شود، معمولاً در EPROM یا حافظه فلش ، بنابراین CPU را می‌توان با آپلود کد به‌روز شده یا جایگزینی تراشه‌ها دوباره برنامه‌ریزی کرد. به این سیستم مدیریت موتور (الکترونیکی) (EMS) نیز گفته می شود.
اگر ECU ماشین من معیوب باشد چه اتفاقی می افتد؟از آنجایی که یک ECU بسیاری از عملکردها را در اتومبیل های مدرن کنترل می کند، اثرات یک ECU معیوب می تواند بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، ممکن است چراغ هشدار موتور روی داشبورد ظاهر شود، مصرف سوخت و عملکرد خودروی شما بدتر شود و موتور شروع به از کار افتادن کند یا از روشن شدن امتناع کند.
آیا ماشین بدون ECU می تواند حرکت کند؟در حالی که ممکن است یک ماشین مدرن با یک ECU معیوب یا معیوب قابل رانندگی باشد، اصلاً رانندگی بدون ECU غیرممکن خواهد بود. به عنوان مثال، از آنجایی که ECU خودرو سیستم تزریق سوخت الکترونیکی خودرو را کنترل می‌کند، اگر این قطعه را نداشته باشد، موتور نمی‌تواند کار کند.
ECU ماشین چگونه تست می شود؟آزمایش ECU خودرو امکان پذیر است، اگرچه احتمالاً نمی توانید خودتان این کار را انجام دهید مگر اینکه راه خود را در مورد سیستم های الکترونیکی و محاسباتی یک خودروی مدرن بدانید.
در نتیجه، اگر می خواهید ECU خودروی خود را برای هر گونه مشکل احتمالی آزمایش و تشخیص دهید، احتمالاً بهتر است یک مکانیک حرفه ای در گاراژ کار را برای شما انجام دهد.
آیا می توانم ECU ماشین خود را با دیگری جایگزین کنم؟می توانید ECU خودروی خود را با یک کالای جایگزین تعویض کنید. با این حال، از آنجایی که ECU ها اغلب به طور خاص برای یک برند یا مدل ماشین برنامه ریزی می شوند، این کار به سادگی بیرون آوردن ECU قدیمی و وصل کردن یک ECU جدید نیست.
اگر نیاز به تعویض ECU اتومبیل خود دارید، احتمالاً بهتر است اتومبیل خود را به گاراژی ببرید که مجاز به تعمیر و سرویس اتومبیل شما است. این به این دلیل است که مراکز خدمات رسمی باید ابزار و تجهیزات مورد نیاز برای انجام چنین کاری را داشته باشند، در حالی که یک گاراژ مستقل به طور بالقوه چنین کاری را نخواهد داشت.
چگونه ECU ماشین را تنظیم می کنید؟تنظیم سیستم ECU خودرو با آپلود یک نرم افزار جدید بر روی ECU امکان پذیر است. این فرآیندی است که به نام نقشه برداری مجدد شناخته می شود . تعدادی از شرکت های پس از فروش وجود دارند که می توانند ECU خودرو را برای شما تنظیم کنند.
در بسیاری از موارد، این ECU های نقشه برداری مجدد، توان خروجی موتور را افزایش می دهند، اگرچه برخی بر روی مصرف سوخت متمرکز هستند. شایان ذکر است که در اکثریت قریب به اتفاق موارد، نقشه برداری مجدد خودرو، گارانتی آن را باطل می کند.