ویدیوی بعدی
ویدیوهای پیشنهادی
واحد ECU یا کامپیوتر خودرو چیست و چگونه کار می‌کند ؟
برای دیدن دیگر ویدئو های ارسالی اینجا کلیک کنید
اگر هر سال به روند پیشرفت صنعت خودروسازی و مدل‌های جدید توجه کنیم، متوجه پیچیده‌تر شدن سیستم‌ها و فناوری‌های به‌کار رفته در محصولات برندهای مختلف، می‌شویم. به‌خصوص در چند دهه‌ی گذشته‌ی استفاده از انواع تجهیزات الکترونیک و ریزپردازنده‌ها در خودروها بیشتر شده است؛ شاید استفاده بیشتر از ریزپردازنده‌ها، تعمیر و دست‌کاری خودرو توسط مالک یا افرادی که اطلاعات کافی از مسائل فنی ندارند را مشکل‌تر کرده باشد، اما در مجموع سرویس و خدمات خودرو، آسان‌تر و سریع‌تر شده است.
بیشتر شدن ریزپردازنده‌ها در خودروهای مدرن دلایل مختلفی دارد که می‌توان آن‌ها را در موارد زیر، خلاصه کرد:
- دست‌یابی به استانداردهای سخت‌گیرانه‌تر آلایندگی و مصرف سوخت
- تشخیص مشکلات فنی به‌صورت عمیق
- آسان کردن روند تولید و طراحی خودرو
- کاهش سیم‌کشی در خودرو
- امکانات رفاهی و ایمنی جدید
در این مقاله، همانطور که در برنامه‌ی چهارم زوم‌گپ زومیت از ما خواسته بودید، به تشریح ECU، اجزا، وظایف و در مجموع اهمیت آن در خودروهای مدرن می‌پردازیم. سؤال‌ها، ابهام‌ها و یا نکات مورد نظر خود را در دیدگاه‌های این مطلب، با ما در میان بگذارید.
## ECU؛ قدرتمندترین کامپیوتر خودرو
پیش از تنظیم قوانین مختلف آلایندگی، تولید خودروها بدون ریزپردازنده‌ها و کاملاً با ارتباط مکانیکی بین قطعات انجام می‌شد؛ اما با ایجاد قوانین جدید آلایندگی و مصرف سوخت، وجود برنامه‌های کنترلی پیچیده برای تنظیم دقیق ترکیب سوخت و هوا و کارایی‌تر بهتر مبدل کاتالیست برای کاهش دادن آلایندگی خروجی اگزوز لازم شد. کنترل اعمال پیشرانه، مسئولیت اصلی ریزپردازنده‌های خودرو است؛ واحد کنترل الکترونیک (Electronic Control Unit) یا ECU به‌عنوان قدرتمندترین کامپیوتر خودروها، مکانی برای گردهم آمدن ریزپردازنده‌ها در یک مجموعه است. ECUها از سیستم کنترل حلقه بسته استفاده می‌کنند؛ درواقع یک طرح کنترلی، که خروجی‌ها سیستم را برای کنترل ورودی‌های سیستم؛ وضعیت مصرف سوخت، آلایندگی پیشرانه و چند عامل دیگر، بررسی و نظارت می‌کند. جمع‌آوری داده از سنسورهای موجود در خودرو که تعداد آن‌ها هم کم نیست، انجام می‌شود تا ECU اطلاعات کاملی از وضعیت کلی خودرو از حرارت آب رادیاتور تا میزان اکسیژن موجود در سیستم اگزوز، در اختیار داشته باشد.
در هر ثانیه، میلیون‌ها محسابه و پردازش در ECU انجام می‌شود؛ تصمیم‌گیری بر بهترین زمان چرقه‌زنی شمع‌ها یا مدت زمان باز بودن انژکتور بر عهده‌ی کامپیوتر خودرو است تا آلایندگی و مصرف سوخت در بهترین شرایط باشد. یک ECU مدرن می‌تواند پردازنده‌ی 40 مگاهرتزی 32 بیتی داشته باشد؛ شاید این مشخصات در برابر پردازنده‌های پی‌سی، قابل توجه نباشد اما پردازنده‌ی ECU خودرو کد بسیاری کارآمدتری از پی‌سی‌ها اجرا می‌کند.یک کد در ECU خودرو کمتر از یک مگابایت حافظه اشغال می‌کند که در برابر برنامه‌های نصب شده روی پی‌سی قابل مقایسه نیست. لازم به ذکر است که خودروهای مدرن چند ECU دارند و مجموع آن‌ها را کامپیوتر مرکزی خودرو شناسایی می‌کنند.
## قسمت‌های مختلف ECU
پردازنده در یک ماژول با صدها قطعه‌ی دیگر روی برد مدار چند لایه‌ای، قرار گرفته است. اجزای زیر در ECU به پردازنده کمک می‌کنند.
### مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال
این قطعات، خروجی برخی سنسورهای موجود در خودرو، مانند سنسور اکسیژن را بررسی می‌کنند. خروجی سنسور اکسیژن، ولتاژ آنالوگ بین صفر تا 1.1 ولت است؛ پردازنده فقط عددهای دیجیتال را پردازش می‌کند، بنابراین مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال، ولتاژ سنسور اکسیژن را به یک عدد دیجیتال 10 بیتی تبدیل می‌کنند.
### خروجی‌های دیجیتال H Level
در خودروهای مدرن، ECU در جرقه‌زنی شمع‌ها، باز و بسته شدن انژکتورها و روشن و خاموش شدن فن تصمیم‌گیرنده‌ی اصلی است. تمام این وظایف نیازمند خروجی‌های دیجیتال هستند که تنها یا روشن، یا خاموش است. برای نمونه، خروجی کنترل فن می‌تواند 12 ولت و 0.5 آمپر به رله (Relay) فن خنک کننده در زمان روشن بودن یا صفر ولت در زمان خاموش بودن باشد. یک خروجی دیجیتال خود هم مانند رله عمل می‌کند؛ نیروی کمی که پردازنده ارسال می‌کند، ترانزیستور خروجی دیجیتال را تقویت خواهد کرد تا نیروی بیشتری به رله فن و در نهایت نیروی بیشتری هم به فن برسد.