وظیفه ECU و تعریف جامع در مورد واحد کنترل الکترونیک

ECU  مخفف Electronic Control Unit یا واحد کنترل الکترونیک می باشد و نقش هدایت و کنترل یک خودروی انژکتوری را بر عهده دارد. همانطور که می دانید خودروهای انژکتوری بدلیل عملکرد بهتر و توانایی پاس کردن استانداردهای آلودگی، بطور کامل در تمام دنیا جایگزین خودروهای کاربراتوری شده اند و مغز این سیستم ECU می باشد. ECU با توجه به سنسورهایی که به موتور متصل است وضعیت و شرایط خودرو را تحلیل کرده و پاسخهای لازم را به خروجیها که عبارتند از: انژکتورها، جرقه زنها و ... اعمال می کند. سنسورهای کیت های انژکتوری مختلف هستند که هر چه تعداد آنها بیشتر باشد ECU بهتر می تواند شرایط موتور را درک کند. سنسورهای مهم خودروهای انژکتوری عبارتند از: سنسور دور یا RPM، سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP، سنسور دریچه گاز یا TPS، سنسور دمای آب یا CTS، سنسور دمای هوا ATS، سنسور اکسیژن یا لاندا، سنسور ضربه و ...

● سازندگان معروف ECU چه شرکتهایی هستند؟
۱) شرکت Bosch آلمان: این شرکت بهترین و معروفترین سازنده ECU و کیت انژکتوری در دنیا می باشد و در اغلب خودروهای پیشرفته جهان نشانی از آن را می توان یافت. چند مدل از زانتیا موجود در ایران دارای کیت انژکتوری Bosch می باشد.
۲) شرکت Delco آمریکا: این شرکت یکی از قدیمی ترین شرکتهای سازنده ECU می باشد و ECU آن در اغلب خودروهای آمریکایی بخصوص خودروهای شرکت GM یا جنرال موتورز بکار رفته است مانند کادیلاک، پونتیاک و... همچنین در خودروهای دوو کره مانند دوو ESPERO.
۳) شرکت Ford آمریکا: این شرکت سازنده خودرو، سازنده ECU البته برای خودروهای فورد می باشد و اولین بار ایده کنترل تطبیقی یا خود-یادگیر در خودروهای این شرکت عملا پیاده سازی شد.
۴) شرکت Siemens آلمان: فعالیت این شرکت گرچه به اندازه رقیب آلمانی آن یعنی Bosch نیست اما ECU های خوبی می سازد. ECU پراید انژکتوری موجود در ایران طراحی این شرکت است.
۵) شرکت Magneti Marelli ایتالیا: این شرکت در اروپا محبوبیت زیادی داشته و بر روی اغلب خودروهای اروپایی کیت آن نصب است. به عنوان مثال خودروهای فیات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV، مزدا ۳۲۳.
۶) شرکت Sagem فرانسه: بر روی اغلب ماشینهای فرانسوی ECU این شرکت نصب است. بنابراین پژو ۲۰۶، مدلهایی از زانتیا؛ همچنین خودروهای ایرانی مانند سمند و پیکان انژکتوری.
۷) شرکت Nippon Denso ژاپن: این شرکت توسط شرکت تویوتا تاسیس شده و بخش عمده سهام آن را دارا می باشد البته ۶ درصد سهام آن متعلق به شرکت Bosch است. ECU اغلب خودروهای تویوتا (مانند تویوتا لندکروز ) و برخی خودروهای ژاپنی مانند نیسان، هوندا، سوزوکی و ... متعلق به این شرکت می باشد.
شرکتهای دیگری هم هستند مانند HITACHI، MATSUHITA، LOTUS و ...
● UNICHIP یا فن آوری تنظیم ECU
امروزه موتورهای انژکتوری نقشی بسیار اساسی در موفقیت صنایع خودروسازی ایفاء می‌نمایند و کیفیت و قابلیتهای آن، درصد کارایی خودرو را نشان می‌دهد. همانطور که می‌دانیم کنترل کننده موتورهای انژکتوری، بردی الکترونیکی به نام ECU می‌باشد و در واقع کارایی این بخش تعیین کننده کیفیت یک موتور و در ابعادی دیگر کیفیت خودرو خواهد بود؛ بدین معنی که هرچقدر ECU یک موتور بهتر طراحی شده باشد، آن موتور کیفیت بهتری خواهد داشت.
ECU بر اساس سنسورهایی که بدان متصل است شرایط کار موتور را درک کرده و فرامین مناسب را به انژکتورها و شمعها صادر می‌کند. از آنجا که دینامیک خودرو بسیار پیچیده و غیر خطی می‌باشد، طراحان ECU برای سهولت کار، جداولی را به نام map داخل حافظه ECU می‌ریزند که در آن مقدار پاشش سوخت و زاویه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت این جداول بیشتر باشد، دقت عملکرد ECU بیشتر خواهد بود.
نکته‌ای که باید توجه کرد اینست که مقادیر این جدولها وابستگی مستقیمی به پارامترهای جغرافیایی موتور، نظیر فشار و دمای هوا دارد. شرکتهای خودروسازی، ECU را برای یک آب و هوای خاص طراحی نمی‌کنند بلکه مقادیر map را بگونه‌ای تنظیم می‌کنند که برای انواع شرایط جغرافیایی جوابی بهینه و معقول بدهد. بنابراین map، در این حالت برای تمام خودروهای از یک مدل بهینه است نه هر خودروی خاص؛ زیرا هیچ دو خودرویی، حتی از یک مدل کاملاً مانند یکدیگر نیستند.
اگر سیستمی بتواند این نقیصه را از ECUها برطرف کند، آنگاه می‌توان به طور اختصاصی map هر خودرو را کالیبره کرده و توان آن را افزایش داد.
امروزه تیونینگ ECU خودروها، بحث جا افتاده ای است و شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالیت می کنند بطور کلی دو روش برای تیونینگ خودروهای انژکتوری وجود دارد. روش اول خواندن دیتاهای (map) ECU و دادن دیتاهای جدید که شرکتهای بسیاری در این زمینه فعالند از جمله: Eurochip، Chip Tuning، Tech TV، Autospeed و ...یکی از اشکالات این روش اینست که بشدت وابسته به ساختار ECU است و با پیچیده شدن سخت افزار ECU امکان خواندن و تغییر دیتاهای آن مشکل و گاهی غیرممکن می شود مگر آنکه شرکت سازنده ECU خود نحوه دسترسی به اطلاعات را در اختیار شرکتهای تیونینگ بگذارد. روش دوم اضافه کردن یک سخت افزار جانبی به ECU جهت تغییر پارامترهای ECU است. این روش گرچه گرانتر تمام می شود اما وابسته به نوع ECU نیست. یکی از شرکتهایی که در این زمینه فعال است
، شرکت Dastek است. شرکتی که در آفریقای جنوبی قرار دارد و با پرسنلی در حدود ۳۰ نفر توانسته موفقِِِِت چشمگیری داشته باشد.جالب است بدانید که این شرکت بظاهر کوچک توانسته است محصول خود را به کشورهای مختلف دنیا صادر کند و بیش از ۳۰۰ نمایندگی فروش در سرتاسر دنیا دارد که فقط ۱۰۰ تا از آنها در ایالات متحده آمریکا هستند. نام این محصول UNICHIP است.
اصول عملکرد UNICHIP بدین صورت که سنسورهای اصلی در یک موتور انژکتوری (MAP, RPM) را خوانده و سپس با توجه به نقطه کار موتور، مقادیری مجازی از این دو سنسور را به ECU اعمال می‌کند؛ بگونه‌ای که رفتار ECU نسبت به حالت قبل بهبود پیدا می‌کند.
آمارها نشان می‌دهد که موفقیت UNICHIP در این زمینه بسیار بالا بوده است:از هر ۴۰۰ خودرو، فقط یک خودرو ممکن است با UNICHIP بهینه نگردد، ۸۰% خودروهایی که در آفریقای جنوبی استفاده می‌شوند، UNICHIP را در خودروهای خود نصب کرده‌اند، UNICHIP بر روی بیش از ۳۲۰ مدل موتور از خودروسازان بزرگ دنیا پیاده شده است.

منبع:

دانشجویان مهندسی مکانیک

عملکرد ECU در خودرو

ECU به کار رفته در خودروها در واقع یک سیستم میکرو کنترول است که از قبل برای اطلاعاتی که سنسورها به ان ارسال می کنند بر نامه نویسی شده تا بر اساس اطلاعاتی که دریافت می کند و پس از تجزیه و تحلیل انها و مطابقت با دستوراتی که در بر نامه قرار دارد فرامین لازم را به عملگرها بدهند.

---

ECU دارای دو حافظه است
1- حافظه دائم
به قسمتی از حافظه ECU گفته می شود که بر اساس ان ECU شرایط لازم جهت را اندازی موتور به دست می اورد و با قطع برق خودرو اطلاعات این قسمت از بین نمی رود
این قسمت توسط کارخانه سازنده بر نامه ریزی شده و قابل تغییر نمی باشد.

---

2-حافظه موقت
به قسمتی از حافظه ECU گفته می شود که توسط حافظه دائم راه اندازی می شود کلیه خطاها سیستم در حافظه موقت ثبت می شود این خطاها به صورت دائم ویا به صورت لحظه ای ثبت می شود
تذکر :با قطع جریان برق خودرو بیش از 15 ثانیه اطلاعات این قسمت پاک می شود.

تجدید حافظه
ابتدا سویچ به مدت 10 ثانیه به حالت بسته نگاه داشته سپس 10 ثانیه سویچ باز کرده و بعد بدون گاز دادن استارت می زنیم و بهد از 10 ثانیه خودرو بدون گاز دادن در جا کار کند با اجرای این دستوارت فوق عمل تجدید حافظه انجام می گیرد.

انواع ECU

PAS Sagam S2000 -3F-3E-35
JCI Sagam pl4-c5

VALEO KFW J34P

انواع ECU بوش
ME7.4.4
ME7.4.5
ME7.4.9
ME7.3
MP5.2
MP7.9.7.1

انواع ECU SAGAM
SL96
S2000 PL4
S2000

JCI/VALEO

انواع ECU زیمنس
OLD Siemens
NEW siemens
siemens

طریقه کارکرد سیستم انژکتور

در پستهای قبل اطلاعاتی در مورد سیستم انژکتور نسبت به کابراتور و همچنین طریقه پاشش گفته شد .
خوب الان وقت ان رشیده که طریقه کارکرد سیستم انژکتور گفته شود .برای تشریح اسانتر این سیستم سوخت رسانی مثال ساده می اوریم.
فرض بر این می گذاریم سیستم مثل بدن انسان است سلسله اعصاب یا رشته های عصبی در تمامی بدن مثل حسگرهای چشایی شنوایی بینایی و لامسه و ......همگی به یک مکز که همان مغز است متصل هستند حال مغز پس از دریافت پیامهای عصبی از اعضای بدن انها را تحلیل و بررسی کرده سپس فرمان خاص لازم را با توجه به شرایط خاص به اعضای بدن می دهد.
در سیستم سوخت رسانی انژکتوری سنسورها(حسگرها)بجای اعصاب و ECU (الکترونیک کنترول یونیت بجای مغز انسان و عملگرها بجای اعضای بدن عمل می کند .
ECU اطلاعات لازم را از تمامی سنسورهای خودرو دریافت کرده با استفاده از برنامه های موجود در حافظه خود انها را تجزیه و تحلیل اطلاعات می پردازد بنابراین اطلاعات دستور لازم جهت بهتر کار کردن موتور به عملگرها می دهد .
حال هر اطلاع اشتباهای از جانب حسگرها به ECU داده شود باعث فرمان نادرست به عملگرها شده با این تجزیه و تحلیل با دستگاه عیب یاب به راحتی می توان عیب مورد نظر را پیدا کرد و نسبت به ان رفع عیب کنیم
به عنوان مثال یک مشتری مراجع می کند و در مورد مصرف سوخت زیاد خودر می گویید شما با توجه به گفته های مشتری و رفتن داخل پارامتریهای عیب یاب متوجه می شوید که دمای اب نسبت به گرمای خودرو یکسان به نظر نمی رسد مثلا به جای +80 سانتیگراد اشتباه -40 نشان میدهد ECU با توجه به اشتباه فرستادن پیام سنسور اب پردازش اطلاعات تجریه و تحلیل می کند در این موقعه ECU فکر می کند که هوا سرد است و مصرف زیاد می کند در نتیجه تا وقتی که دما درست فرستاده نشود سوزن انژکتورها پاشش به همان مقدار می پاشند و مصرف بالا می رود

سیستم انژکتوری پاشش تک نقطه ای single point fuel injection

این سیستم از یک انژکتور الکترو مغناطیسی که مستقیم در بالای دریچه گاز قرار دارد تشکیل شده.این انژکتور سوخت را به صورت پودر و متناوب به داخل مانیفولد وردی می پاشد .
عیب این نوع سیستم سوخت به صورت منظم بین سلندرها تقسیم نمی شود
ولی برتری نسبت به کاربراتور سوخت به صورت پودر توسط سوزن به داخل مانیفولد پاشش می کند در نتیجه مصرف کاهش می یابد

تفاوت سیستم انژکتور نسبت به کابراتور

1- توضیح سوخت به اندازه لازم به کلیه سلندرها
به علت اینکه در سیستم کابراتور در وسط مانیفولد هوای وردی قرار داشت بنابر این سوخت به صورت یکسان به سیلندرها نمیرسید ولی در سیستم انژکتور این سوخت به صورت یکسان می رسد
2- خام سوزی کمتر در سیستم انژکتوری
گازهای خروجی NOX-HC-C0 به حداقل رسیده
3-راندمان حجمی موتور زیاد شده
در سیستم کاربراتور گلوگاه ونتوری باعث میشد که هوا به خوبی وارد کابراتور نشود
4-ارتفاع کوتاه تر موتور
به عات حذف کاربراتور ارتفاع کوتاه تر شده
5- نیاز به سیستم کنترول حرارت مانیفولد نمی باشد
در سیستم کاربراتور به علت ورود هوای سرد سوخت وردی به داخل سیلندر در داخل مانیفولد به خوبی با هوا ترکیب نمی شد و به صورت بخار به داخل منیفولد می چسبید و باعث بد روشن شدن می شد
6-قدرت شتاب گیری خودرو های انژکتوری نسبت به کاربراتور
در سیستم انژکتور سوخت همیشه پشت سوپاپ وردی فراهم است و اوانس به موقع و دقیق باعث بالا رفتن شتاب می شود
7-مصرف کمتر و بهینه سوخت
در سیستم انژکتور به علت اندازه گیری دقیق و مداوم کلیه شرایط محیطی و قطع سوخت در حلت خود گردانی موتور و یا در حالت شتابگیری به صورت چشم گیری کاهش پیدا کرده
8-عمر بیشتر موتور
تنظیم دقیق اوانس جرقه زنی و تنظیم موتور به صورت مداوم موجب عمر بیشتر قطعات شده
9-قابلیت استارت بهتر در هوای سرد
در سیستم انژکتور نسبت به کاربراتور مشگلات از قبیل روشن نشدن و استارت های کند و متعدد و فلوت را بر طرف کرد
10- فشار هوا یا دمای محیط در مقدار سوخت موثر نمی باشد