آشنایی با اجزای اصلی ایسیو (ECU)

5 دقیقه زمان مطالعه

ECU (electronic control unit) یا واحد كنترل الكترونيك، نقش هدايت و كنترل يك خودروي انژكتوري را بر عهده دارد. در این مقاله به توضیح اولیه درباره ECU و آشنایی با اجزای و قطعات ایسیو می پردازیم. اگر می خواهید به طور کامل با ایسیو، ساختار آن، اجزای به کار برده شده در ایسیو، سنسورها و عملگرهای ایسیو آشنا شوید توصیه می کنیم تا انتها این مطلب با ما همراه باشید.

آموزش تعمیرات ایسیو

ایسیو  (ای سی یو ECU) چیست؟

ECU از يك ميكرو كنترلر به عنوان سخت افزار و نرم افزارهايي كه بر روي آن اجرا مي شود، تشكيل شده است.

اين قطعه يك ميكرو كامپيوتر كوچك است كه مي تواند به كمك اطلاعاتي كه به صورت زنده و همزمان از سنسور هاي وابسته مي گيرد، با تعيين شرايط لحظه اي موتور به يك سري عملگر يا فرمان برهاي نصب شده بر روي موتور، از طريق IC هاي قدرت فرمان دهد تا از اين طريق، زمان و مدت پاشش سوخت ،زمان جرقه و فراهم سازي شرايط مناسب براي ايجاد احتراق را در داخل سيلندر ها تامين كند.

ميكرو كنترلر يك كامپيوتر كوچك است كه همه اجزاي آن، مانند واحد پردازش مركزي، واحدهاي ورودي و خروجي و حافظه هاي گوناگون موقت و دائمی براي نگه داري برنامه ها و داده ها، معمولا بر روي يك تراشه نصب شده اند، نكته مهم در ساخت سخت افزار واحد كنترل الكترونيكي، مقاومت آن در برابر تغيير دما، رطوبت و تكان هاي شديدي كه پس از نصب در خودرو در معرض آن قرار دارد و همچنين قابليت بالاي سازگاري الكترو مغناطيسي(EMC) آن مي باشد.

آشنایی با اجزای اصلی ایسیو

نقش واحدهاي كنترل الكترونيكي در خودرو  

امروزه ميانگين شمار واحدهاي كنترل الكترونيكي كه در ساخت خودرو به كار مي رود ، بسيار افزايش يافته است  .

مجموعه واحدهاي كنترل الكترونيكي يك خودرو را مي توان به چهار حوزه كاربردي تقسيم كرد :

  • اتاق ، مانند شيشه بالابر ، تنظيم صندلي و برف پاك كن اتوماتيك .
  • انتقال نيرو ، مانند كنترل موتور و دنده
  • مانند دینامیک حرکت ABS و Distronic , Esp
  •  تلماتيك ، مانند سيستم راهيابي  ، راديو ، تلفن و اينترنت .

از ديدگاه ديگري ، الكترونيك خودرو به طور كلي به يكي از دو حوزه ايمني و آسودگي مربوط است .

كاركردهايي همچون تنظيم حرارت اتاق و اينترنت مايه آسودگي و كاركردهايي مانند ABS و Airbag سبب افزايش ايمني راننده و سرنشينان خودرو است.

حتما بخوانید: دستگاه تستر ایسیو چیست؟

فناوري تنظيم ECU 

امروزه موتورهاي انژكتوري نقشي بسيار اساسي در موفقيت صنايع خودروسازي ايفا مي نمايند و كيفيت و قابليت هاي آن، درصد كارايي خودرو را نشان    مي دهد .كنترل كننده موتورهاي انژكتوري، بردي الكترونيكي به نام ECU مي باشد و در واقع كارايي اين بخش تعيين كننده كيفيت يك موتور و در ابعادي ديگر كيفيت خودرو خواهد بود؛ بدين معني كه هرچقدر ECU يك موتور بهتر طراحي شده باشد، آن موتور كيفيت بهتري خواهد داشت.

ECU  براساس سنسورهايي كه بدان متصل است شرايط كار موتور را درك كرده و فرامين مناسب را به انژكتورها و شمع ها صادر مي كند. از آنجا كه ديناميك خودرو بسيار پيچيده و غير خطي مي باشد، طراحان ECU براي سهولت كار، جداولي را به نام map داخل حافظه ECU مي ريزند كه در آن مقدار پاشش سوخت و زاويه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت اين جداول بيشتر باشد، دقت عملكرد ECU بيشتر خواهد بود  .

نكته اي كه بايد توجه كرد اين است كه مقادير اين جدول ها وابستگي مستقيمي به پارامترهاي جغرافيايي موتور ،نظير فشار و دماي هوا دارد. شركت هاي خودروسازي ،ECU را براي يك آب و هواي خاص طراحي نمي كنند، بلكه مقادير جدول را به گونه اي تنظيم مي كنند كه براي انواع شرايط جغرافيايي جوابي بهينه و معقول بدهد. بنابراين جدول، در اين حالت براي تمام خودروهاي از يك مدل بهينه است نه هر خودروي خاص؛ زيرا هيچ دو خودرويي، حتي از يك مدل كاملاً مانند يكديگر نيستند. اگر سيستمي بتواند اين نقيصه را از ECU ها برطرف كند، آنگاه مي توان به طور اختصاصي جدول هر خودرو را كاليبره كرد و توان آن را افزايش داد.

به طور كلي واحدهاي كنترل الكترونيكي توانايي انجام سه كاركرد زير را دارند :

  • نظارت بر كاركرد هاي خودرو و آگاه كردن راننده از آن، مانند نظارت بر مصرف سوخت و آگاه كردن راننده از مصرف لحظه اي يا ميانگين سوخت، يا نظارت بر موقعيت درها و آگاه كردن راننده از باز بودن آنها.
  • تنظيم كاركردهاي خودرو به وسيله بهينه كردن همواره آنها ، مانند تنظيم مصرف سوخت موتور توسط واحد كنترل الكترونيكي سيستم انژكتوري.
  • كنترل كاركردهاي خودرو از طريق محاسبه كميات خروجي بر پايه داده هاي ورودي ، مانند كنترل ترمز به وسيله سيستم ضد قفل (ABS) .

در بيشتر واحد هاي كنترل الكترونيكي سه كاركرد نظارت، تنظيم و كنترل تواماً وجود دارند.

ساختار ایسیو

همانطور كه گفته شد اين كامپيوتر نيز مانند ديگر هم نوع هاي خود شامل CPU، حافظه و برنامه ريزي است.در داخل ECU دو نوع حافظه موجود است.

الف)حافظه موقت ایسیو: با قطع برق از بين مي رود اما مجددًاً قابل استحصال است. به روش برگرداندن حافظه، روش تجديد حافظه مي گويند. حافظه موقت، شناسايي استپ موتور، دنده ها و حالات عملي موتور و محاسبات لحظه اي براي تنظيمات لحظه اي را به عهده دارد و محلي براي نگهداري معايب موقت و دائم سيستم انژكتور است.

ب) حافظه دائم ایسیو:با قطع برق از بين نمي رود و اطلاعات آن توسط كارخانه سازنده برنامه ريزي شده است. حافظه دائم شامل جدول بزرگي به نام Look up table است كه در اين جدول به مانند جدول ضرب، رديف ها و ستون ها و خانه هايي وجود دارد. با اين تفاوت كه تعداد رديف ها و ستون هاي اين جدول از عدد دو بيشتر بوده و تعداد آن برابر تعداد سنسور هاي موجود در سيستم موتور مي باشد.

حتما بخوانید: ریمپ ایسیو چیست؟

 اجزاي و قطعات ایسیو ECU 

آشنایی با اجزای اصلی ایسیو

  • مبدل آنالوگ به ديجيتال
  • خروجي ديجيتال سطح بالا
  • مبدل ديجيتال به آنالوگ
  • متناسب كننده ي سيگنال
  • تراشه هاي ارتباطي

1.مبدل آنالوگ به ديجيتال ایسیو

اصولا پديده هاي فيزيكي در دنياي اطراف ما پديده هايي آنالوگ (پيوسته يا قياسي) هستند، يعني اين كميات هر مقداري از يك بازه ي مشخص را مي توانند به خود اختصاص دهند. به عنوان مثال دماي هواي تهران در شرايط عادي مي تواند هر مقداري بين 01- درجه تا 04 درجه  سانتيگراد را داشته باشد. به عنوان مثال دماي هواي امروز مي تواند 7.12 درجه يسانتيگراد باشد .همين طور است در مورد كمياتي مثل فشار، ارتفاع، وزن و غيره .اما سيستمهاي ديجيتال و كامپيوتري فقط با مقادير گسسته كار مي كنند.

به عنوان مثال ما فقط مي توانيم مجموعه اي از اعداد گسسته مثل 72، 1.72 2.72 … را به عنوان ورودي به يك سيستم ديجيتال وارد كنيم و اگر دماي مورد نظر ما چيزي بين يكي از اين دو مقدار باشد براي اين سيستم مفهومي نخواهد داشت. پس براي اينكه يك دستگاه آنالوگ (مثل يك سنسور دما) بتواند با يك دستگاه ديجيتال (مثل يك ميكروپروسسور) ارتباط برقرار كند بايد اين دو دستگاه با يكديگر سازگار شوند. اين كار به عهده  مبدل آنالوگ به ديجيتال است.

اصول كار اين مبدل ها تا حدودي مفصل است و بررسي مداري آن در اينجا چندان مناسب نيست اما بايد گفت فرايند تبديل يك سيگنال آنالوگ به ديجيتال شامل مرحله اي به نام Quantizing يا پله اي كردن است كه هر چه فواصل پله اي شدن يك سيگنال آنالوگ كمتر باشد اطلاعات كمتري در حين تبديل از بين مي رود. اين كيفيت را با عنواني به نام تعداد بيت مبدل مي سنجند. به عنوان مثال يك مبدل 61 بيتي از يك مبدل 8 بيتي اطلاعات بيشتري را منتقل مي كند. مبدل ها ي آنالوگ به ديجيتال ECU معمولا يك مبدل 01 بيتي هستند 10 .بيت، امكان 2 به توان 01 يا 4201 حالت را دارا مي باشد پس اطلاعات آنالوگ يك سنسور مي تواند به صورت 1024 عدد باينري كد شود. مبدل هاي آنالوگ به ديجيتال به نام ADC “اي تو دي” معروف هستند و معمولا به صورت مدارات مجتمع (IC) در دسترس هستند به عنوان نمونه آي سي با شماره ي ADC0808 يك ADC هشت بيتي معروف است كه معمولا 82 پايه دارد   .

2.خروجي ديجيتال سطح بالا ایسیو

معمولا خروجي هاي ECU بايد وسايلي را راه اندازي كند كه نياز به جريان بالايي دارند به عنوان مثال: كولر خودرو يا سيستم جرقه زني. اما خروجي پردازنده مي تواند جريان پاييني در حد ميلي آمپر را تأمين كند. در حالي است كه مثلاً ممكن است رله كولر خودرو در حالت روشن نياز به 21 ولت و 0.5 آمپر جريان داشته باشد. براي حل اين مشكل از سوئيچ هاي ترانزيستوري استفاده مي شود. همان طور كه بيان شد با يك سوئيچ ترانزيستوري مي توان با يك جريان كوچك در بيس ،جريان بزرگي را در كلكتور كنترل كرد. به عنوان مثال يك ترانزيستور نيمه قدرت مي تواند با جريان 02 ميلي آمپر در بيس خود، جريان 5.0 ميلي آمپر را در كلكتور خود سوئيچ كند و اين جريان رله كولر خودرو را راه اندازي مي كند.

3.مبدل ديجيتال به آنالوگ ایسیو

فلسفه ي وجودي اين واحد مثل مبدل آنالوگ به ديجيتال است كه قبلا بررسي شد، با اين تفاوت كه اين مبدل ،خروجي پردازنده ي ECU را كه يك سيگنال ديجيتال يا گسسته است به يك سيگنال آنالوگ يا پيوسته تبديل مي كند ،زيرا بعضي از اجزا خودرو براي راه اندازي نياز به سيگنال آنالوگ دارند.

4.متناسب كننده ي سيگنال ایسیو

گاهي اوقات ورودي و خروجي ECU قبل از اينكه مورد استفاده قرار بگيرد بايد تنظيم شود. به عنوان مثال مبدل آنالوگ به ديجيتالي كه اطلاعات را از سنسور اكسيژن دريافت مي كند بايد ورودي آن در محدوده اي بين 5-0 ولت قرار داشته باشد در حالي كه ممكن است خروجي اين سنسور بين 0-1.1 ولت باشد. متناسب كننده سيگنال با ضرب كردن خروجي سنسور اكسيژن در چهار موجب دريافت دقيق تر اطلاعات اين سيگنال مي شود.

5.تراشه هاي ارتباطي ایسیو

اين تراشه ها استاندارهاي ارتباطي موجود در بخش هاي مختلف را مهيا مي كنند. در خودرو هاي محتلف از استانداردهاي مختلفي استفاده مي شود اما استاندارد حاكم فعلي CAN ناميده مي شود .اين استاندارد اجازه ارتباط بخش هاي مختلف تا 005 كيلو بيت در ثانيه را مي دهد. اين سرعت لازم است زيرا برخي اجزا،  اطلاعات را صدها بار در ثانيه بر روي گذرگاه  قرار مي دهند.اين استاندارد از دو سيم استفاده مي كند.

حتما بخوانید: نحوه عیب یابی ایسیو خودرو 

سنسورهای ایسیو  

سنسور المان حس كننده اي است كه كميت هاي فيزيكي مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما و … را به كميت هاي الكتريكي پيوسته (آنالوگ) يا غيرپيوسته (ديجيتال) تبديل مي كند. اين سنسورها در ارتباط با انواع دستگاه هاي اندازه گيري و سيستم هاي كنترل آنالوگ و ديجيتال مانند ECU خودرو مورد استفاده قرار مي گيرند. عملكرد سنسورها و قابليت اتصال آنها به دستگاه هاي مختلف از جمله ECU باعث شده است كه سنسور بخشي از اجزاي جدا نشدني خودرو باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعيت اجزاي متحرك سيستم را به واحد كنترل ارسال نموده و باعث تغيير وضعيت عملكرد دستگاه ها مي شوند. سنسورهاي كيت هاي انژكتوري، مختلف هستند كه هر چه تعداد آنها بيشتر باشد ECU بهتر مي تواند شرايط موتور را درك كند. سنسورهاي مهم خودروهاي انژكتوري عبارتند از: سنسور دور يا RPM، سنسور فشار داخل مانيفولد يا MAP، سنسور دريچه گاز يا TPS، سنسور دماي آب يا CTS، سنسور دماي هوا يا  ATS ، سنسور اكسيژن ، سنسور ضربه ای و  …

عملگرهای ایسیو

عملگرها در خودرو به قطعاتي گفته مي شود كه فرامين صادر شده از ECU را گرفته و باعث تغيير عملكرد در قسمت مربوطه مي شود. عملگرها عبارت اند از استپرموتور، پمپ بنزين ، رله دوبل، انژكتور و …

در این مطلب به آشنایی با ایسیو و اجزای اصلی ECU پرداختیم. در صورتی که قصد دارید به صورت حرفه ای تعمیرات ایسیو را فرا بگیرید، توصیه می کنیم در دوره های آموزش تعمیرات ecu  خودرو آموزشگاه فنون برق ثبت نام کرده و در مدت زمان کوتاهی به یک تعمیرکار حرفه ای ایسیو تبدیل شوید.

5/5 - (1 امتیاز)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *