ECU خودرو 

سیستم های کنترل سوخت و جرقه هوشمند چیست؟

امروزه با توجه به افزایش چشمگیر تولید و استفاده از وسائط نقلیه موتوری در سراسر دنیا، لازم است تا اثرات زیست محیطی آلاینده های خروجی از آنها، تا پایین ترین سطح ممکن کاهش یابد. به همین منظور سازمان های محافظ از محیط زیست، با درنظر گرفتن الزامات و استانداردهای مختلف، در تلاشند تا از محیط زیست محافظت نمایند. لذا شرکت های خودروساز نیز سعی بر آن دارند تا با استفاده از جدیدترین دستاوردهای حاصله، علاوه بر افزایش توان خروجی موتورهای احتراق داخلی، مصرف سوخت و آلاینده های زیست محیطی آنها را کاهش دهند تا قابلیت پشت سر گذاشتن استانداردهای آلایندگی را داشته باشند. از این رو شرکت های تولید کننده خودرو با جایگزینی سیستم های کنترل سوخت و جرقه هوشمند، به این مهم دست یافتند. سیستم های کنترل سوخت و جرقه مجموعه ای از قطعات مختلف الکتریکی و مکانیکی بوده که وظیفه مدیریت موتور را برعهده دارد. بدون شک می توانECU یا واحد الکترونیکی موتور را مغز متفکر مجموعه کنترل سوخت و جرقه نامید. واحد الکترونیکی موتور از قطعات مختلف الکترونیکی تشکیل شده که قابلیت برنامه نویسی را دارد. این قطعه با استفاده از اطلاعات دریافتی از سوی سنسورهایی که در قسمت های مختلف موتور نصب شده اند، شرایط عملکردی موتور را شناسایی می کند. امروزه از سنسورهای متعددی در مجموعه سیستم های کنترل سوخت و جرقه هوشمند استفاده می شود که تعداد آنها متناسب با دقت عملکردی ECU متفاوت است. سنسورهای سیستم مدیریت موتور در چهار گروه مختلف دسته بندی می شوند که عبارتنداز:

  • 1. سنسورهایی که پالس یا سیگنال الکتریکی تولید می کنند که سنسور دور موتور را می توان به عنوان مثال معرفی نمود.
  • 2. سنسورهای مقاومت متغیر می باشند که سنسور دمای مایع خنک کننده موتور نمونه ای از آنهاست.
  • 3. سنسورهایی که ولتاژ مستقیم تولید می کنند که سنسور اکسیژن را بعنوان نمونه ای از این سنسورها میتوان نام برد.
  • 4. سنسورهایی که اتصال به بدنه را برقرار می کنند مانند سنسور فشار روغن.

ECU چیست؟

در خودرو های انژکتوری ، قطعه ای به نام ECU وجود دارد که یک میکرو کامپیوتر کوچک و تعیین کننده کیفیت موتور خودرو است.

تمامی قطعات الکترونیکی خودرو ، دارای یک خروجی هستند که در صورت عیوب احتمالی سیگنالی به کنترل کننده مرکزی یا ECU ارسال می کند. قطعه ECU پس از دریافت سیگنال خطا ، آن را در قالب کد های خطا یا DTS به دستگاه عیب یاب گزارش می کند و همزمان چراغ عیب یاب را برای آگاهی راننده روشن می کند. کدهای خطا به پردازنده مرکزی ecu گزارش می شوند و همچنین گزارشات به دستگاه عیب یاب ارائه می شود و تعمیر کار به راحتی می تواند عیب خودرو را مشاهده کند.

قسمت های مختلف ECU

حافظه موقت RAM

در حافظه موقت اطلاعات دریافتی از سنسور ها به منظور پردازش به صورت موقتی و لحظه ای ذخیره میشوندکه حا بعد از پردازش پاک می شوند. حافظه موقت اطلاعات ورودی سنسور ها را درون خود به منظور بهره برداری در زمان بسیار کمی درون خود ذخیره می کند.

واحد پردازش ECU

تصمیم گیری توسط این واحد بر اساس اطلاعات ورودی بر اساس سنسور ها در RAM همچنین اطلاعات پایه ROM صورت می گیرد .

حافظه دائم ROM

حافظه دائم شامل اطلاعات پایه برنامه ریزی شده توسط کارخانه است که مفاهیم کلی کنترل الکترونیکی در آن است و پاک نمی شود. این اطلاعات توسط ECU به عنوان مرجع برای تصمیم گیری مورد استفاده قرار میگیرد.

سنسورهای مختلف کامپیوتر خودرو

همانطور که اشاره شد هر ECU وظیفه کنترل سنسورهای مختلف خودرو را دارا می باشد. معمولا هر خودرو از تعدادی سنسور اصلی تشکیل شده است که در ذیل این سنسور ها را معرفی می نماییم.

  • سنسور اکسیژن
  • سنسور فشار داخل مانیفولد یا MAP
  • سنسور TPS یا موقعیت دریچه گاز
  • سنسور دمای آب
  • سنسور دمای هوا
  • سنسور ضربه
  • سنسور دور موتور

ECU با پردازش اطلاعات دریافتی از سوی این سنسورها شرایط مختلف عملکردی موتور نظیر استارت، فاز گرم شدن، شتابگیری مثبت و غیره را شناسایی و متناسب با الگوریتم های کنترلی پیاده سازی شده در این مجموعه، نسبت هوا به سوخت، آوانس جرقه، هوای مورد نیاز در دورآرام و در برخی از مدل ها میزان باز شدن دریچه گاز را تعیین می نماید. در گام بعدی نیز با ارسال فرامین کنترلی به عملگرها، سوخت، جرقه، هوا و سایر موارد مورد نیاز برای عملکرد مناسب موتور را فراهم می کند. عملگرهای مختلفی نظیر پمپ سوخت الکتریکی، انژکتورها، کوئل جرقه زنی و غیره در خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از سیستم های کنترل سوخت و جرقه هوشمند، با توجه به محاسبه نسبت سوخت و هوا بصورت دائمی، عملکرد مناسب موتور در تمامی شرایط تضمین می شود. از طرفی واحد الکترونیکی موتور با بررسی اطلاعات برگشتی از سوی سنسوراکسیژن، نسبت سوخت و هوا را بطور پیوسته اصلاح می نماید تا از این طریق آلاینده های خروجی کاهش یابد.

در سالهای اخیر به که سیاست های مختلفی در زمینه استفاده از سوخت های پاک و اقتصادی تر از سوی سازمان ها و نهادهای ذیربط اتخاذ شده است، شرکت های خودرو سازی برآن شدند تا علاوه بر سوخت بنزین، سایر سوخت ها نظیر گاز طبیعی فشرده شده را مورد استفاده قرار دهند. در سالهای ابتدایی این طرح، خودروهای گازسوز از سیستم میکسری استفاده کرده که نظیر مشابه سیستم های کنترل سوخت کاربراتوری تمامی قطعات مکانیکی بوده، هیچگونه کنترلی الکترونیکی بر روی عملکرد سیستم صورت نمی گیرد. ولی با در نظر گرفتن استانداردهای مختلف، امروزه سیستم های کنترل سوخت CNG بر روی خودرو نیز کاملا الکترونیکی بوده که علاوه بر حفظ توان تولیدی موتور در حالت استفاده از هر دو سوخت، آلاینده های خروجی را نیز کنترل می نماید. لازم به توضیح است که در برخی از سیستم ها ECU گاز به صورت مستقل از ECU بنزین بوده و وظیفه کنترل موتور در حالت استفاده از سوخت گاز را برعهده دارد. ولی در خودروهای امروزی تنها یک واحد مدیریت سوخت و جرقه وجود دارد که وظیفه کنترل هر دو سوخت بنزین و گاز را برعهده دارد.