کامپیوتر ماشین (ECU) چیست؟ چه وظایفی دارد؟

با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، خودرو ها نیز روز به روز پشرفته تر شده اند و از جایی که کامپیوتر در همه جا رد پایی از خود گذاشته اند؛ قطعا صنعت خودرو سازی را بی بهره نکرده اند. ای سی یو چیست را در زبان ساده کامپیوتر خودرو تعریف می‌کنند، به بیان ساده تر اگر موتور را قلب ماشین در نظر بگیریم، ایسیو مغز متفکر خودرو می باشد.

در این گزارش قصد داریم تا کامپیوتر یا ایسیو خودرو را به طور کامل با هم بررسی کنیم و با وظایف ایسیو بیشتر آشنا شویم با فروشگاه ملایی همراه باشید.

ECU چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

واحد کنترل الکترونیکی (ECU)، که گاهی با نام واحد کنترل موتور (ECM – Engine Control Module) نیز شناخته می‌شود، یک کامپیوتر داخلی و تخصصی در خودرو است که وظیفه نظارت و کنترل بر عملکرد بخش‌های مختلف الکتریکی و مکانیکی را بر عهده دارد.

اگر بخواهیم یک مثال ساده بزنیم، ایسیو را می‌توان به مغز و سیستم عصبی انسان تشبیه کرد. سنسورهای مختلف در سراسر خودرو، مانند حواس پنج‌گانه، اطلاعاتی نظیر دمای هوا، سرعت چرخ‌ها، میزان اکسیژن در اگزوز و وضعیت پدال گاز را جمع‌آوری کرده و به ایسیو ارسال می‌کنند. ایسیو این داده‌ها را در کسری از ثانیه پردازش می‌کند و سپس دستورات لازم را به عملگرها (Actuators) مانند انژکتورهای سوخت، کوئل‌های جرقه‌زنی و موتور دریچه گاز ارسال می‌کند تا بهترین عملکرد ممکن حاصل شود.

این فرایند هوشمندانه باعث می‌شود موتور خودروی شما با بالاترین راندمان، کمترین مصرف سوخت و پایین‌ترین سطح آلایندگی کار کند.

تاریخچه ecu

آلودگی‌های زیست‌محیطی یکی از مهم‌ترین مشکلات بشری بوده و البته کماکان نیز این مشکل وجود دارد و روزبه‌روز بر وخامت آن نیز افزوده می‌شود. در اواسط قرن 21 آلودگی‌های زیست محیطی باعث شد تا ایالت متحده آمریکا برنامه‌ای تحت عنوان هوای پاک را جهت کاهش آلایندگی‌های زیست‌محیطی تدوین کند. این برنامه کمپانی‌های خودروسازی را وادار به استفاده هر چه بیشتر از کنترلرهای الکترونیکی جهت افزایش بازدهی احتراق سوخت کرد.

واضح است که افزایش کارآیی سوخت به معنای کاهش آلایندگی‌های زیست‌محیطی خواهد بود. در اولین گام کمپانی‌های خودروسازی به‌سراغ کنترل احتراق و انفجار در سیلندرها رفتند و تجهیزی تحت عنوان Engine Control Unit را طراحی کردند. از همین‌رو برخی افراد ecu را همان Engine Control Unit می‌دانند در حالی که ecu‌های امروزی پا را فراتر گذاشته و صرفا خود را به کنترل موتور محدود نکرده‌اند.

اجزای ECU

ایسیو خود یک قطعه کوچک با ظاهری کوچک است اما از اجزای زیادی تشکیل شده در ادامه با ما همراه باشید تا به مهم ترین اجزای ایسیو بپردازیم:

مبدل‌ (A to D) آنالوگ به دیجیتال:

این مبدل، خروجی هایی که از سنسور اکسیژن می آید را می خوانند. که این خروجی اختلاف پتانسیل آنالوگی بین 0 تا 1.1 ولت است.

خروجی‌های High Level دیجیتال:

امروزه در خودرو های مدرن، ECU وظیفه ارسال دستور جرقه زنی، روشن و خاموش کردن فن خنک کننده و باز و بسته کردن مسیر تزریق سوخت را بر عهده دارد. که هر آنچه کار انجام شده یک خروجی دیجیتالی است که با توسط ایسیو فراهم شود.

مبدل‌ (D to A)دیجیتال به آنالوگ:

بعضی وقتا برای تحریک کردن و کنترل برخی اجزای موتور نیاز به یک سیگنال آنالوگی بوده و از آنجایی که این ریز پردازنده ها به صورت دیجیتالی هستند، به یک مبدل A to D نیاز دارند.

چیپ‌های ارتباطی:

این چیپ ها ارتباطات بین ورودی ها و خروجی ها را برقرار می کنند. به این پروتکل ارتباطی بین چیپ ها سیستم CAN یا (شبکه سازی ناحیه کنترل کننده)بوده.

در استاندارد CAN، سرعت ارتباطات نسبت به گذشته تا 500 کیلو بیت افزایش پیدا کرده و سرعت بالاتری دارد.

که این سرعت برای ایجاد ارتباط بین صد ها گذرگاه در ثانیه ضروری بوده. و این گذرگاه باعث می شود تا در صورت نقص یک ماژول، این نقص را به ماژول مرکزی گزارش کند.

و این ماژول مرکزی تمام نقص ها را ذخیره  می کند و به یک ابزار شناسایی خارجی ارسال کرده. در واقع باید گفت شناسایی مشکلات متناوب فنی با وجود ماژول مرکزی ایسیو بسیار ساده تر شده.

کاندیشنر سیگنال:

بعضی وقتا برای ایجاد تطابق با شرایط سیستم نیاز است که تغییراتی روی ورودی و خروجی های ایسیو انجام شود. این قطعه جهت تنظیم سطح سیگنال ورودی و خروجی ها به کار می رود.

انواع سنسور های سیستم کنترل و ECU خودرو

سنسور دریچه گاز (سنسور ساسات) :
وظیفه این سنسور اندازه‌گیری حجم هوای ورودی به داخل موتور از میزان باز بودن دریچه است که ECU با توجه به این سنسور و سنسور دور موتور حجم هوای ورودی را محاسبه می‌کند.
سنسور اکسیژن:
واحد کنترل الکترونیکی (ECU) با توجه به ولتاژ ارسالی از این سنسور میزان اکسیژن خارج شده از موتور را پردازش کرده و غنی یا رقیق بودن سوخت را اصلاح می‌کند.
سنسور دور موتور:
این سنسور مقدار گردش موتور را در دقیقه (RPM) به ECU ارسال می‌کند.

وظیفه ECU در یک خودرو چیست؟

مهم ترین و اصلی ترین وظیفه یک ECU در خودرو روشن کردن موتور یا به زبان حرفه ای تر کنترل پاشش سوخت (با کنترل انژکتور) و جرقه می‌باشد. اما با پیشرفت تکنولوژی و پیشرفته تر شدن ECU ها وظایف دیگری به دوش ECU‌ ها افتاد که برخی از آنان را به طور خلاصه بیان کردیم:

• ارسال برخی اطلاعات به پشت آمپر (صفحه کیلومتر) خودرو
• ساسات کردن خودکار (گرم کردن موتور خودرو و جلوگیری از خاموش شدن آن پس از مدتی خاموش بودن موتور، خصوصا در هوای سرد یا اول صبح ها که خودرو مدتی خاموش بوده است.)
• آوانس یا ریتارد کردن خودکار جرقه جهت جلوگیری از ناک زدن موتور
• تغییر و وفق دادن خود با تغییر آب و هوا و فشار اتمسفر (به عنوان مثال یک خودرو انژکتوری هم در کنار سطح دریا و هم در بالای سطح دریا بدون نیاز به دستکاری بخوبی کار می‌کند در صورتی که خودرو کاربراتوری یحتمل نیاز به تنظیم مجدد دستی دارد.)
• عیب یابی خودکار (ای سی یو این توانایی را دارد تا در صورت خراب شدن بعضی از سنسور ها به صورت خودکار متوجه این موضوع شده و چراغ چک خودرو را روشن کند.)
• اعمال کردن Fuel Cut Off در زمان های معین مثل رسیدن دور موتور خودرو به محدوده Red Line
• تشخیص دنده انتخاب شده در خودرو و تغییر کوچک در پاشش سوخت
• ارتباط با سیستم های کامپیوتری جدید مثل COM2000، BSI و کامپیوترِ مربوط به گیربکس های اتوماتیک
• زمان تصادف، به کمک سنسور هایی که در خودرو وجود دارد، کامپیوتر خودرو برخورد را تشخیص داده و پس از آن، کیسه های هوای خودرو به سرعت باز می شوند.
• کامپیوتر خودرو مقدار سوخت را توسط انژکتور ها به درستی تنظیم می کند و در کاهش مصرف سوخت خودرو تاثیر می گذارد.
• مغز متفکر ماشین به درستی مقدار سوخت و هوا را تشخیص می دهد و در کاهش آلایندگی های خودرو تاثیر دارد.
• حتی ایسیو خودرو مقدار سرعت و شتاب را در محدوده تعریف شده برای موتور کنترل می کند و مانع بالا رفتن سرعت و شتاب از حد استاندارد می گردد و از این طریق باعث افزایش سلامت موتور می گردد.

دلایل خرابی کامپیوتر ماشین

درک علل ریشه‌ای مشکلات ECU برای تشخیص و رفع موثر آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. در ادامه، برخی از دلایل رایج این مشکلات آمده است:

خرابی حسگرها

بسیاری از مشکلات ECU ناشی از عملکرد نادرست حسگرهایی مانند حسگر اکسیژن، حسگر موقعیت میل‌لنگ یا حسگر جریان هوای ورودی هستند.

مشکلات سیم‌کشی

سیم‌کشی آسیب‌دیده یا زنگ‌زده می‌تواند ارتباط میان ECU و حسگرهای مختلف خودرو را مختل کند.

ایراد نرم‌افزاری

مانند هر سیستم رایانه‌ای دیگر، نرم‌افزار ECU نیز ممکن است دچار اشکالات یا خطاهایی شود که عملکرد آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

مشکلات برقی

نوسانات ولتاژ، اعم از افزایش یا کاهش، می‌تواند به ECU و دیگر اجزای الکترونیکی آسیب رسانده و موجب بروز اختلال شود.

آسیب ناشی از رطوبت

نفوذ آب یا رطوبت بیش از حد می‌تواند ECU را دچار آسیب کرده و منجر به رفتارهای غیرعادی خودرو شود.

تغییرات غیراصولی

تغییرات غیراستاندارد، مانند نصب تراشه‌های تقویتی یا ریمپ خودرو به‌شکل غیر اصولی، اگر به‌درستی انجام نشوند، ممکن است در عملکرد عادی ECU اختلال ایجاد کنند.

نشانه های خراب شدن کامپیوتر خودرو چیست؟

گاهی برخی نشان ها به ما کمک می کند که از خراب شدن کامپیوتر خودرو مطلع شویم. مواردی مانند روشن نشدن موتور، روشن شدن بدون دلیل چراغ چک، عدم اتصال دستگاه دیاگ به ECU، روشن نشدن پمپ بنزین ماشین، ایجاد مشکل در پدال برقی گاز، بروز اختلال در عملکرد سنسورها و حسگرهای خودرو و … نشان دهنده وجود مشکل در کامپیوتر ماشین هستند.

نکات مهمی که باید درباره ECU بدانید!

• کامپیوتر خودرو یک قطه گران قیمت است که اغلب مورد حمله سارقان قرار می گیرد.
• قفل های مخصوصی برای محافظت از ای سی یو در بازار وجود دارد.
• می توانید رایانه مرکزی ماشینتان را بیمه کنید در زمان بروز حوادث مشکلات مالی کمتری برایتان به وجود آید.
• در زمان خرید خودرو مطمئن شوید که ECU آن تعویض نشده باشد. زیرا جایگزینی نسخه کارخانه ای آن با مدل های دیگر می تواند مشکلاتی در روند کلی ماشین ایجاد کند.
• از دستکاری سیستم برق کامپیوتر پرهیز نمایید. زیرا این عمل موجب بروز مشکل در بخش برق خودرو می شود.