کامپیوتر خودرو ECU

شناخت کامپیوتر خودرو ECU معرفی و بررسی

what-is-car-ecu-digispark
نوشته شده توسط معین صابری

دنیای میکروکنترلرها دنیای بسیار گسترده و تاثیر گذاری است. میکروکنترلرها به عنوان مغز در پروژه ها، وظیفه پردازش داده ها و ارسال فرامین مناسب به قسمت های مختلف را داراست. همانطور که اطلاع دارید، از میکروکنترلرها در بردهای مختلفی استفاده می شود. یکی از این بردها، کامپیوتر های خودرویی یا ECU است. در یک خودروی انژکتوری، واحد پردازش الکترونیکی یا همان ECU باید ضمن دریافت داده از سنسورهای مختلف، داده های دریافتی از سنسورها را پردازش نماید. سپس با تحلیل داده ها، فرامین لازم را به واحدهای مختلف ارسال نماید؛ بدین ترتیب واحد ECU مهم ترین نقش و وظیفه را در راه اندازی خودرو بر عهده دارد.

در آموزش کامپیوتر خودرو ECU قصد داریم تا به بررسی واحد ECU بپردازیم. در ابتدا به معرفی کلی این واحد و نقش آن در خودروها خواهیم پرداخت. سپس در ادامه سنسور های متصل به ECU و وظیفه هریک مورد بررسی قرار خواهند گرفت. در ادامه موضوع، عملگرها و ارتباط آن ها با واحد ECU در یک خودرو بررسی می شوند. در نهایت با ارایه جمع بندی، خلاصه مطالب بیان شده را خواهیم آورد. در ادامه کامپیوتر خودرو ECU با مرجع تخصصی الکترونیک به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 


معرفی واحد پردازش ECU


همانطور که از مقدمه به یاد داریم، یک خودرو دارای واحد پردازش مرکزی یا همان کامپیوتر خودرو ECU است. این واحد وظیفه تجزیه و تحلیل داده های دریافتی از سنسورها و ارسال فرمان به عملگرها را بر عهده دارد. بنابراین اگر قصد ساده سازی بلوک دیاگرام ارتباطی ECU با قسمت های مختلف را داشته باشیم، می توانیم تصویری را به شکل زیر در نظر بگیریم.

کامپیوتر خودرو ECU - دیجی اسپارک

 

مطابق تصویر فوق، سه بلوک اصلی وجود دارد. بلوک شماره یک مربوط به سنسورها، بلوک شماره ۲ مربوط به واحد ECU و بلوک شماره ۳ مخصوص عملگرها نیز، است. در یک خودرو سنسورهای مختلف نظیر سنسور اکسیژن، سنسور فشار هوای منیفولد(MAP)، سنسور ضربه(Knock) و… وجود دارند. واحد پردازش ECU با دریافت داده از این سنسورها، به تحلیل آن ها می پردازد. سپس با توجه به برنامه نوشته شده برای میکروکنترلر برد که با نام دامپ(Dump) شناخته می شود، به عملگرها فرمان ارسال می کند. منظور از عملگرها، قطعاتی در خودرو بوده که تحت فرمان ECU هستند. به عنوان مثال پمپ بنزین خودرو جهت مکش بنزین از باک به موتور یک عملگر شناخته می شود.

پمپ سوخت رسانی و مدیریت آن با کامپیوتر خودرو ECU - دیجی اسپارک

 

واحد پردازش ECU، آنطور که گفته شد دارای یک میکروکنترلر است. این مورد را دقیقا مشابه بردهای آردوینو می توان در نظر گفت. به عنوان مثال در یک ربات تعقیب خط، برد آردوینو با دریافت داده از سنسورها، به موتور فرامین لازم جهت حرکت را صادر می کند. در بردهای ECU ساخت شرکت های مختلف، از میکروکنترلرهای ARM و یا سایر میکروکنترلرها استفاده می گردد.

 

 حال که با مفاهیم پایه ای ECU آشنا شدیم، نوبت به بررسی سایر المان ها متصل به ECU می رسد. قسمت بعد را به سنسورها اختصاص می دهیم.

 


سنسورهای کلیدی و کاربردی در خودرو


آنطور که از قسمت پیشین به یاد داریم، سنسورها یکی از بلوک های اصلی در سیستم پردازشی خودرو به شمار می روند. در یک خودرو سنسورهای با جمع آوری اطلاعات، وضعیت هوا موجود در موتور، میزان ضربه قطعات موتور به یکدیگر و… را به ECU گزارش می نمایند. تعدادی از سنسورهای مهم و کلیدی یک خودرو که جزو سنسورهای حیاتی به شمار می روند، عبارتند از:

-سنسور موقعیت میل سوپاپ

-سنسور فشار هوای منیفولد

-سنسور میزان ضربه و کوبش

سنسور دریچه گاز(برای خودروهای پدال گاز برقی)

-سنسور اکسیژن

سنسورهای فوق جهت استارت و حرکت یک خودرو، کاملا ضروری به شمار می روند. این سنسورها با ارسال پارامترهای اندازه گیری شده، داده ها را به ECU منتقل می کنند. جدول زیر وظیفه سنسورهای یاد شده در بالا را به طور خلاصه تعریف می کند.

 

وظیفه سنسور
گزارش موقیعت میل سوپاپ به ECU جهت تنظیم فعالیت سیستم انژکتور سنسور موقعیت میل سوپاپ
گزارش میزان هوای موجود در منیفولد جهت اطلاع از میزان دود خروجی سنسور فشار هوای منیفولد
گزارش میزان برخورد قطعات موتور به یکدیگر جهت کنترل پاشش سوخت سنسور ضربه و کوبش
دریافت میزان فشرده شدن پدال گاز توسط راننده جهت کنترل سیستم جرقه و سوخت سنسور دریچه گاز
گزارش میزان اکسیژن موجود در موتور جهت کنترل میزان پاشش سوخت سنسور اکسیژن

 

در رابطه با سنسورهای فوق، شاید لازم باشد کمی در رابطه با منیفولد صحبت کنیم. همانطور که می دانید، حرکت موتور در یک خودرو با جرقه شمع، انفجار بنزین، حرکت شاتون ها بر اثر موج انفجار و در نهایت به چرخش درآمدن میل لنگ، موتور به کار می افتد. در این جا با توجه به سوختن بنزین، دود حاصل از آن باید از خودرو خارج شود. در اینجا منیفولد وظیفه خارج سازی دود از خودرو را برعهده می گیرد. در ادامه بلوک های خودرویی، قسمت مهم دیگری تحت عنوان عملگرها می بایست تشریح شود. فعالیت عملگر ها در حقیقت حاصل داده های ارسالی از سوی سنسورها و پردازش آن ها توسط واحد میکروکنترلر است. قسمت بعد به شرح این بلوک حیاتی می پردازیم.

 


عملگرهای کلیدی و کاربردی خودرو


پس از بررسی سنسورها، نوبت به عملگرها یا به عبارت دیگر، actuator ها می رسد. عملگرها در حقیقت فرمان از ECU را پذیرفته و عملی خاص را به اجرا در می آورند. به عنوان مثال پمپ بنزین خودرو که وظیفه مکش بنزین از باک به موتور را برعهده دارد، یک عملگر به حساب می آید. در کنار این، فن های خنک کننده خودرو نیز عملگر به حساب می آیند. این فن ها با توجه به دمای دریافتی از سنسور های رادیاتور و موتور(PTC و NTC)، توسط ECU، با فرمان واحد پردازش مرکزی فعال و یا غیر فعال می شوند. جدول زیر لیست تعدادی از عملگرهای کلیدی و کاربری را به همراه شرح آن ها نمایش می دهد.

 

شرح عملگر
مکش بنزین از باک به موتور پمپ بنزین
تزریق سوخت به موتور انژکتور
ایجاد جرقه

خنک سازی موتور

 

شمع

فن ها

 


جمع بندی


در این آموزش به تحلیل و بررسی سیستم کنترل الکترونیک موتور، ECU پرداختیم. واحد ECU وظیفه کنترل موتور و اجرای درخواست های راننده را بر عهده دارد. در این سیستم واحد پردازش مرکزی داده های مختلف مربوط به دمای موتور، فشار هوا و… را دریافت می کند. پس از تحلیل این داده ها، پردازنده واحد ECU فرامین لازم را به عملگرها نظیر پمپ بنزین، انژکتورها و… ارسال می کند.

 

چنانچه مطالب این آموزش را گنک یافتید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مطالب درج شده وجود دارد می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

 

درباره نویسنده

معین صابری

کارشناسی ارشد رشته معماری سیستم های کامپیوتری

مالي که ز تو کس نستاند، علم است
حرزي که تو را به حق رساند، علم است
جز علم طلب مکن تو اندر عالم
چيزي که تو را ز غم رهاند، علم است
(شیخ بهایی)

تبادل نظر و رفع عیب با ثبت دیدگاه