تولید انرژی مورد نیاز ماشین برای به حرکت در آمدن توسط سوخت های فسیلی (بنزین) تامین می شود. در واقع موتور مخلوطی از سوخت و اکسیژن هوا دریافت نموده و با احتراق آن ها انرژی لازم را ایجاد می کند. در گذشته سیستم به نام کاربراتور نسبت سوخت و اکسیژن را تنظیم نموده و موتور مخلوط آماده را از دهانه های کاربراتور مکش می کرد. این سیستم ها مصرف سوخت بالایی داشت و موجب هدر رفت این سرمایه انسانی می شد. با گذشت زمان و به هدف کنترل مصرف سوخت و کاهش گازهای گلخانه ای، خودروهای انژکتوری روی کار آمدند. در این ماشین ها کنترل میزان مصرف سوخت در اختیار قطعه ای به نام کامپیوتر خودرو است. این قطعه موظف است میزان سوخت مورد نیاز برای تزریق به محفظه احتراق موتور را طوری تنظیم نماید که با مصرف کمترین مقدار آن، بیشترین بازدهی را داشته باشد.
کامپیوتر خودرو چیست؟ نحوه عملکرد آن چگونه است؟
مغز متفکر ماشین قطعه ای الکترونیکی است که نام آن از عبارت Electronic Control Unit (به معنای واحد کنترل الکترونیک) می آید. وظیفه ECU کنترل و هماهنگی میان بخش های مختلف در یک خودرو انژکتوری است. این قطعه وظیفه اش را به کمک سنسورهای متعددی در سراسر قسمت های ماشین قرار دارند، انجام می دهد. در واقع این سنسورها اطلاعاتی در رابطه با عملکرد خودرو در اختیار ای سی یو گذاشته و سپس کامپیوتر ماشین با پردازش این اطلاعات می تواند بر عملکرد خودرو نظارت نماید. بدیهی است هر چه تعداد سنسورها بیشتر باشد، کامپیوتر نیز درک بهتری از وضعیت موتور و عملکرد سیستم به دست آورده و می تواند در شرایط بحرانی واکنش بهتری نشان دهد.
نقش ECU در خودرو چیست؟
در گذشته برای کنترل و نظارت بر عملکردهای مختلف ماشین از جمله زمانبندی تزریق سوخت، تنظیم آلایندگی و نحوه کارکرد موتور از قطعات مکانیکی استفاده می شد. اما این قطعات خطای زیادی داشته و امکان نظارت دقیق را فراهم نمی کردند. با روی کار آمدن تکنولوژی پردازنده ها و رایانه، قطعه ای به نام ECU در خودرو ساخته شد. این قطعه الکترونیکی نقش مهمی در کنترل و نظارت بر تمام اعمال سیستم ماشین دارد. به طور مثال از کامپیوتر خودرو می توان برای کنترل مصرف سوخت، کاهش آلایندگی ها، سلامت موتور، وضعیت سلامت کلی ماشین و … کمک گرفت.
ای سی یو خودرو از چه بخش هایی تشکیل شده است؟
کامپیوتر خودرو به عنوان یکی از اجزای اصلی در سیستم خودرو برای انجام وظایفش از بخش های مختلفی تشکیل شده است. هر یک از این بخش ها وظیفه خاصی داشته و به کامپیوتر کمک می کند، نقش خود را بهتر و درست تر ایفا نماید. اجزای تشکیل دهنده کامپیوتر در زیر آمده اند:
خروجی های دیجیتال H Level
در یک خودرو امروزی، ECU تصمیم گیرنده اصلی برای اعمالی مانند جرقه زدن شمع ها، باز و بسته شدن انژکتور ها و حتی خاموش و روشن شدن فن های خنک کننده می باشد. حال برای اجرا این وظایف نیازمند خروجی های دیجیتال هستیم که فرمان های کامپیوتر را به قطعات مختلف ارسال نماید.
مبدل های آنالوگ به دیجیتال
برخی از سنسورهای درون ماشین، مانند سنسور اکسیژن اطلاعات را به صورت آنالوگ ارائه می دهند. اما کامپیوتر خودرو یک قطعه دیجیتال است که قادر به تحلیل داده های آنالوگی نمی باشد. به همین دلیل مبدل های آنالوگ به دیجیتال، داده های آنالوگی را برای فهم کامپیوتر تبدیل به دیجیتال می کنند.
مبدل های دیجیتال به آنالوگ
مبدل های دیجیتال به آنالوگ نیز یکی دیگر از قطعات کامپیوتر خودرو هستند که برای انتقال فرمان های ای سی یو به قطعات آنالوگی ماشین به کار گرفته می شوند. به طوری که داده های دیجیتالی را تبدیل به داده های آنالوگی می کنند.
فرم دهنده های سیگنال
وظیفه اصلی فرم دهنده های سیگنال تنظیم و تقویت داده های ورودی و خروجی پیش از خوانده شدن توسط دیگر قطعات کامپیوتر خودرو می باشد. به طور مثال زمانی که یک داده آنالوگ از محدوده مشخص پایین تر باشد، فرم دهنده (کاندیشنر) موظف است این سیگنال را تقویت نماید تا مبدل آنالوگ به دیجیتال در تحلیل آن دچار مشکل نشود.
تراشه های ارتباطی
وظیفه تراشه های ارتباطی جمع آوری داده های مرتبط با نقص ها در ماشین است. این قطعه داده ها را طبق استانداردهای به خصوصی (نظیر استاندارد CAN) به سوی ماژول مرکزی مخابره نموده و سپس داده ها در آن ماژول ذخیره می شوند. در نهایت این ماژول مرکزی می تواند تمام نقص های شناسایی شده را به یک ابزار عیب یابی خارجی انتقال دهد. تعمیرکاران امروزه از یک اسکنر استفاده نموده و عملیات دیاگ کردن (خطایابی) کامپیوتر را انجام می دهند. در این حالت خطاها مطابق با استاندارد از پیش تعیین شده و تحت کدهای مشخصی بر روی نمایشگر اسکنر عیب یابی نشان داده می شوند. در نتیجه به راحتی می توان محل نقص را در ماشین شناسایی نمود.
همان طور که پیش تر گفتیم کامپیوتر خودرو موظف است سنسورهای مختلف ماشین را کنترل نموده و بر اساس داده ها و اطلاعات آن ها تصمیم گیری کند. این سنسورها اطلاعات دریافتی از محیط پیرامون خود را برای ECU خودرو مخابره نموده و به این ترتیب رایانه از وضعیت ماشین مطلع می شود. در نتیجه می تواند تصمیم درستی مطابق با داده اتخاذ نماید.
مهمترین سنسورهایی که با کامپیوتر خودرو در ارتباط هستند، شامل سنسور اکسیژن، سنسور فشار داخل مانیفولد (MAP)، سنسور دمای آب و دمای هوا، سنسور ضربه، سنسور دور موتور و سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS) می باشند.
چطور ECU به کارشناسی خودرو کمک می‌کند؟
ECU می تواند به عنوان حافظه ماشین نیز به کار گرفته شود. این قطعه تمام داده های مرتبط با خودرو را درون خود ثبت می کند. در نتیجه تنها به کمک یک اسکنر می توان تمام داده های آن را به دست آورد. این عمل توسط کارشناسان ماشین و با وسیله ای مانند اسکنر (دیاگ زدن) انجام می شود. به این ترتیب می توان اطلاعات کاملی در رابطه با وضعیت سلامت ماشین از کامپیوتر کسب نمود.
محل قرار گرفتن کامپیوتر ماشین بستگی زیادی به مدل خودرو دارد. در واقع در هر خودرویی سازنده ممکن است ای سی یو را در هر قسمتی که فکر کنید تعبیه نماید. به طور مثال کامپیوتر می تواند داخل اتاق ماشین، زیر داشبورد و یا در کنار موتور قرار گرفته باشد.
وظایف اصلی ECU در ماشین چیست؟
به طور کلی ECU وظیفه ثبت و ضبط تمام وضعیت های ماشین، نحوه عملکرد آن و در نهایت هدایت بخش های مختلف را بر عهده دارد. اما برای آشنایی دقیق تر با نحوه کارایی کامپیوتر خودرو تصمیم گرفتیم مهم ترین وظایف آن را به صورت مجزا شرح دهیم:
صدور دستور به بخش های مختلف
پس از دریافت داده ها از سنسورها، کامپیوتر خودرو باید آن را بررسی نموده و اطلاعات مورد نیازش را استخراج کند. سپس با توجه به آن اطلاعات دستورات لازم را به بخش های مختلف ماشین ارسال می کند.
جلوگیری از سرقت خودرو
امروزه اغلب خودروها مجهز به سیستم ضد سرقت یا ایموبلایزر می باشد. این سیستم زمانی به ماشین اجازه روشن شدن می دهد که کد ثبت شده بر روی سوئیچ و موجود در ECU ماشین یکسان باشند. این کد معمولا در زمان ساخت ماشین و در کارخانه بر روی سوئیچ و کامپیوتر درج می شود.
بالا رفتن دور موتور از حد مشخصی می تواند منجر به آسیب های شدید در موتور ماشین شود. در نتیجه کارخانه های خودروسازی دور موتور خاصی را در کامپیوتر ماشین به عنوان آستانه کات آف ثبت می کنند. در نتیجه زمانی که دور موتور ماشین به آن محدوده برسد، کامپیوتر دستور قطع سوخت رسانی به موتور را صادر می کند. به این ترتیب دور موتور کاهش یافته و از خطرات ناشی از آن دور خواهید شد. البته برخی از افراد برای افزایش شتاب ماشینشان، آستانه کات آف را دستکاری می کنند تا خودرو بتواند دور موتور بیشتری را تجربه کند.
کنترل مصرف سوخت
یکی دیگر از وظایف کامپیوتر خودرو کنترل مصرف سوخت در موتور است. این کار با هدف کاهش هدر رفت سوخت و کاهش سطح آلایندگی های تولید شده بر اثر احتراق سوخت می باشد. از این رو وجود مشکل در کامپیوتر می تواند منجر به افزایش مصرف سوخت شود. البته در حالت استاندارد کنترل مصرف سوخت در ECU طوری تنظیم شده که بتوان در زمان مناسب به سرعت مناسب هم دست یافت. با این حال برخی از افراد برای افزایش شتاب خودرو تصمیم به تغییر فاکتورهای مصرف سوخت در رایانه ماشین می گیرند. به ای عمل مپینگ گفته می شود.
نظارت بر عملکرد خودرو در شرایط بحرانی
زمانی که ماشین در شرایط بحرانی قرار می گیرد، کامپیوتر خودرو موظف است دستور اجرای اعمالی مانند باز شدن ایربگ، به کار افتادن سیستم ترمز اضطراری، خاموش کردن آتش، عملکرد سیستم زاویه انحراف چرخ ها و … را مطابق با شرایط پیش آمده صادر می کنند.
نشان دادن معایب خودرو
عیب یابی ماشین یکی دیگر از وظایف ECU خودرو است. در واقع زمانی که کامپیوتر ایرادی را در ماشین تشخیص دهد، اقدام به روشن کردن چراغ چک می کند. به این ترتیب به راننده اطلاع داده می شود که بخشی از خودرو دچار ایراد شده است. سپس به کمک دستگاه دیاگ می توان کد خطای آن را دریافت نموده و برای رفعش اقدام کرد.
کامپیوتر خودرو دارای دو نوع حافظه دائم و موقت است که هر کدام وظایف به خصوصی دارند. در ادامه این دو نوع حافظه را معرفی خواهیم نمود.
حافظه موقت ECU
حافظه موقت در ECU داده هایی مانند شناسایی استپ موتور، دنده ها، حالات عملی موتور و معایب موقت و دائم سیستم انژکتور را در خود نگه داری می کند. این حافظه وظیفه انجام محاسبات لحظه ای برای تنظیمات لحظه ای را هم برعهده دارد. اگر به هر دلیلی حافظه موقت اطلاعات خود را از دست بدهد، موتور تا مدتی بد کار خواهد کرد. به همین دلیل باید از روش های تجدید حافظه (Initialize) کمک گرفت تا مجددا اطلاعات حافظه موقت بازگردانی شود. این کار در ماشین هایی ساخت خودروسازی های مختلف، با یک دیگر تفاوت دارد. به طور مثال شرکت پژو برای بازگرادانی حافظه موقت کامپیوتر خودرو پژو 405 توصیه می کند ابتدا سوئیچ را به مدت 10 ثانیه ببندید. سپس آن را مدت حداقت 10 ثانیه باز کنید. در مرحله بعد خودرو را روشن نموده و تا 10 ثانیه گاز ندهید. در نهایت دنده ها را یک به یک به ماشین معرفی کنید.
دلایلی که می توانند منجر به از دست رفتن حافظه موقت شوند عبارتند از:
- جدا کردن کابل باتری بیش از ۱۵ دقیقه
- جدا کردن سوکت های ECU بیش از 15 دقیقه
- جدا کردن سوکت های رله دوبل در خودروهای غیر مالتی پلکس بیش از ۱۵ دقیقه
- جدا کردن سوکت های BSM در خودروهای مالتی پلکس بیش از ۱۵ دقیقه
حافظه دائم ECU
حافظه دائم در واقع شبیه به Setup کامپیوترهای رومیزی است. این حافظه با قطع برق از بین نمی رود. اما اگر به هر دلیلی دچار مشکل شود، برنامه نویسی کامپیوتر خودرو دیگر قابل بازگشت نبوده و به اصطلاح ECU خودرو می سوزد. حافظه دائم شبیه به یک جدول بزرگ به نام Look up table است که تعداد ردیف ها و ستون های آن برابر با سنسورهای موجود در سیستم موتور ماشین می باشد.
دلایل خراب شدن کامپیوتر خودرو چیست؟
عوامل مختلفی می توانند منجر به خراب شدن کامپیوتر خودرو شوند. این عوامل به صورت زیر هستند:
- جدا کردن کابل باتری در زمان روشن بودن خودرو؛ این کار موجب از دست رفتن حافظه دائم ECU شده و آن را می سوزاند.
- تست وایر شمع روی بدنه ماشین؛ این کار ولتاژ برق زیادی به ماشین وارد کرده و می تواند موجب سوخت کامپیوتر خودرو شود.
- نفوذ آب به درون ای سی یو نیز می تواند نوسانات برقی ایجاد کرده و حافظه دائم آن از دست برود.
- دستکاری بدنه و پین های کامپیوتر ماشین نیز عامل دیگری بر خراب شدن آن است.
- بر خلاف تصور عموم که باتری به باتری کردن خودرو را کاری آسان و بدون خطر می دانند. این مسئله می تواند نوسانات برقی را در کامپیوتر خودرو ایجاد کرده و هزینه های سنگینی بر دوش شما بگذارد.
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.