لیست پارامترهای کاربردی در ECU خودرو

انواع کامپیوتر ماشین و وظیفه هر کدام

در یک خودروی امروزی معمولاً فقط یک ایسیو وجود ندارد؛ بلکه چند واحد کنترل الکترونیکی (ECU) برای بخش‌های مختلف نصب شده است. هر کدام از این ماژول‌ها وظیفه کنترل یک سیستم مشخص را بر عهده دارند. مهم‌ترین انواع ECU در خودرو عبارت‌اند از:

• ECM – ماژول کنترل موتور (Engine Control Module)
  این واحد همان ایسیو موتور است. با استفاده از سنسورها، مقدار سوخت، زمان جرقه‌زنی و شرایط کار موتور را تنظیم می‌کند تا قدرت موتور، مصرف سوخت و آلایندگی در بهترین حالت باشد.

• PCM – ماژول کنترل پیشرانه (Powertrain Control Module)
  در بعضی خودروها به جای دو واحد جداگانه برای موتور و گیربکس، از PCM استفاده می‌شود. این ماژول هم‌زمان موتور و گیربکس را کنترل می‌کند و هماهنگی بین آن‌ها را بالا می‌برد.

• TCM – ماژول کنترل گیربکس (Transmission Control Module)
  این ماژول در خودروهای دنده اتوماتیک استفاده می‌شود و با توجه به دور موتور، سرعت خودرو و وضعیت گاز، تصمیم می‌گیرد چه زمانی دنده سبک یا سنگین شود تا تعویض دنده‌ها نرم و بدون ضربه انجام شود.

• BCM / EBCM – ماژول کنترل ترمز (Brake Control Module)
  این واحد در سیستم‌های ABS و سیستم‌های ترمز پیشرفته استفاده می‌شود. وظیفه‌اش این است که هنگام ترمزگیری شدید، نگذارد چرخ‌ها قفل کنند و با باز و بسته کردن سریع فشار ترمز، کنترل خودرو حفظ شود و لغزش چرخ‌ها کم شود.

• CCM – ماژول کنترل مرکزی (Central Control Module)
  یک واحد مرکزی برای مدیریت و هماهنگی بعضی از سیستم‌های الکتریکی خودرو مانند قفل‌ها، چراغ‌ها و امکانات رفاهی است (بسته به طراحی خودرو).

• BCM – ماژول کنترل بدنه (Body Control Module)
  این ماژول روی امکانات بدنه مثل قفل مرکزی، شیشه‌های برقی، برف‌پاک‌کن، چراغ‌ها و بعضی تجهیزات راحتی و رفاهی نظارت و آن‌ها را کنترل می‌کند.

• SCM – ماژول کنترل سیستم تعلیق (Suspension Control Module)
  این واحد ارتفاع و وضعیت سیستم تعلیق (فنر و کمک‌فنرها) را کنترل می‌کند و بسته به سرعت و شرایط جاده، سفتی و نرمی تعلیق را تنظیم می‌کند تا نرمی سواری و پایداری خودرو بهتر شود.

• TCU – ماژول کنترل تلماتیک / ارتباطات (Telematic Control Unit)
  این ماژول مربوط به سیستم‌های ارتباطی خودرو است؛ مثل اتصال ماهواره‌ای، اینترنت، تماس اضطراری، ردیابی خودرو و… و کمک می‌کند این امکانات درست و پایدار کار کنند.

در کل، تقسیم‌بندی انواع ECU در خودرو بر اساس وظیفه‌ای است که انجام می‌دهند؛ یعنی هر ماژول یک بخش مشخص مثل موتور، گیربکس، ترمز، بدنه یا سیستم تعلیق را مدیریت می‌کند. همین موضوع باعث شده عبارت‌هایی مثل انواع ECU در خودرو، تفاوت ECU و ECM، وظیفه TCM و BCM چیست از جستجوهای پرطرفدار در حوزه برق و الکترونیک خودرو باشد.

پارامترهای مهم در ایسیو خودرو چیست؟

ایسیو خودرو برای اینکه بتواند موتور را به بهترین شکل کنترل کند، دائم چندین پارامتر مهم را از سنسورها دریافت و پردازش می‌کند. مهم‌ترین پارامترهای مورد استفاده در ECU خودرو عبارت‌اند از:

• میزان دور موتور (RPM) – اطلاعات سنسور دور موتور برای تنظیم پاشش سوخت و زمان جرقه‌زنی.

• سرعت خودرو – جهت کنترل شتاب، کات‌آف، کروز کنترل و بعضی سیستم‌های ایمنی.

• وضعیت دریچه گاز – میزان باز بودن دریچه گاز برای تشخیص مقدار درخواستی راننده از موتور.

• دمای سوخت – برای اصلاح مقدار پاشش سوخت و جلوگیری از افت یا افزایش راندمان.

• دمای هوای ورودی – کمک به تنظیم نسبت هوا به سوخت و زمان جرقه‌زنی.

• دمای مایع خنک‌کننده موتور – برای کنترل فن رادیاتور، ساسات سرد، و جلوگیری از داغ کردن موتور.

• نسبت ترکیبی هوا به سوخت (AFR) – تنظیم دقیق مخلوط سوخت و هوا برای کاهش مصرف و آلایندگی.

• دمای موتور – پایش کلی وضعیت حرارتی موتور و ورود به حالت‌های حفاظتی در صورت لزوم.

• عملکرد سیستم تهویه – برای تنظیم دور موتور هنگام روشن بودن کولر و بار اضافه روی موتور.

• موقعیت میل‌سوپاپ – جهت تنظیم زمان‌بندی سوپاپ‌ها و هماهنگی با میل‌لنگ.

• ولتاژ باتری – برای مدیریت صحیح سیستم برق و جبران افت ولتاژ.

• نیاز موتور – برآیند همه این پارامترها که به ایسیو نشان می‌دهد موتور در هر لحظه به چه مقدار گشتاور، سوخت و هوا نیاز دارد.

این پارامترها باعث می‌شوند ایسیو بتواند بهترین عملکرد موتور، کمترین مصرف سوخت و بیشترین عمر مفید قطعات را فراهم کند.

پارامترهای مهم ایسیو در مدیریت دقیق سوخت خودرو

موتورهای احتراق داخلی در اصل مثل یک پمپ هوا کار می‌کنند؛ هوا را می‌کشند داخل سیلندر و با ترکیب مناسب سوخت و هوا، انرژی لازم برای حرکت خودرو را تولید می‌کنند. برای اینکه موتور نرم و پرقدرت کار کند، نسبت هوا به سوخت باید دقیق باشد. اگر سوخت زیاد و اکسیژن کم باشد، احتراق ناقص شده، موتور خفه می‌کند و قدرت آن کم می‌شود.

در خودروهای مدرن که هدفشان مصرف سوخت کمتر و آلایندگی پایین‌تر است، کنترل این مخلوط فقط با کمک ایسیو (ECU) یا همان واحد کنترل موتور امکان‌پذیر است. ECU برای تصمیم‌گیری درباره نسبت درست هوا به سوخت، از چندین پارامتر مهم کمک می‌گیرد، از جمله:

• میزان نیاز موتور (گشتاور و قدرت درخواستی)

• زمان جرقه‌زنی شمع‌ها

• فشار سوخت

• دمای موتور بر اساس دمای مایع خنک‌کننده

• دمای هوای ورودی

• دمای سوخت

• کیفیت سوخت مورد استفاده

• محدودیت و گرفتگی فیلترها

• فشار هوا (ارتفاع از سطح دریا)

• بازده پمپاژ موتور

همه این متغیرها توسط سنسورهای مختلف اندازه‌گیری می‌شوند و اطلاعات آن‌ها وارد منطق و برنامه ECU می‌شود تا ایسیو بداند چطور باید مقدار سوخت را جبران و تنظیم کند.

نقش سنسورها و دریچه گاز در مدیریت سوخت

وقتی راننده پدال گاز را فشار می‌دهد، دریچه گاز باز می‌شود و هوای بیشتری وارد موتور می‌شود. افزایش جریان هوا توسط سنسور MAF (Mass Air Flow) اندازه‌گیری می‌شود و این اطلاعات به ECU می‌رسد. ECU بر این اساس تصمیم می‌گیرد:

• چه مقدار سوخت تزریق شود

• نسبت مخلوط هوا و سوخت در محدوده‌ای بماند که هم قدرت موتور حفظ شود و هم احتراق ایمن و کامل باشد

در این حالت برای شتاب‌گیری و قدرت بیشتر، ایسیو سوخت بیشتری تزریق می‌کند و مخلوط را به اصطلاح غنی‌تر (Rich) می‌کند.

تأثیر دما در محاسبات سوخت ایسیو

دما یکی از مهم‌ترین عواملی است که ایسیو در محاسبه سوخت در نظر می‌گیرد. چون بنزین به صورت مایع تزریق می‌شود، قبل از احتراق باید تبخیر شود.

• در موتور گرم تبخیر سوخت راحت‌تر انجام می‌شود و تنظیم مخلوط ساده‌تر است.

• در موتور سرد تبخیر سخت‌تر است، پس ECU مجبور است سوخت بیشتری تزریق کند تا نسبت مخلوط در محدوده مناسب برای احتراق بماند.

به همین دلیل است که در لحظات اول روشن شدن موتور سرد، مصرف سوخت بیشتر است.

قبل از ECU چه خبر بود؟

قبل از ورود ECU و سیستم‌های انژکتوری، این کارها توسط ساسات یا چوک کاربراتور انجام می‌شد. ساسات با کم کردن جریان هوا، خلأ داخل کاربراتور را زیاد می‌کرد تا سوخت بیشتری وارد شود.
این روش:

• دقت پایینی داشت

• نیاز به تنظیم دستی و مرتب داشت

• خیلی وقت‌ها راننده باید خودش حین رانندگی آن را کم و زیاد می‌کرد

اما امروز با وجود ایسیو و سنسورهای دقیق، تنظیم سوخت و هوا به‌صورت کاملاً خودکار، هوشمند و دقیق انجام می‌شود که نتیجه آن مصرف کمتر، شتاب بهتر و آلایندگی پایین‌تر است.

نحوه باز شدن کیسه هوا و نقش ECU در آن

نحوه باز شدن کیسه هوا (ایربگ) یکی از بهترین مثال‌ها برای نشان دادن کنترل هوشمند ECU در زمان تصادف است. روی بدنه خودرو، چندین سنسور تصادف نصب شده که شدت و نوع ضربه را حس می‌کنند. وقتی برخورد شدیدی اتفاق می‌افتد، این سنسورها در کسری از ثانیه سیگنال را به ECU ارسال می‌کنند.

ایسیو در همین لحظه خیلی سریع چند پارامتر مهم را بررسی می‌کند، مثل:

• سرعت خودرو در لحظه تصادف

• شدت و نوع ضربه که توسط سنسورهای تصادف ثبت شده

• اطلاعاتی که قبلاً در حافظه ECU برای شرایط باز شدن ایربگ برنامه‌ریزی شده است

اگر داده‌های دریافت‌شده با شرایط تعریف‌شده برای باز شدن کیسه هوا مطابقت داشته باشد، ECU فرمان باز شدن کیسه‌های هوا را صادر می‌کند. تمام این فرآیند – از لحظه تشخیص برخورد تا عمل کردن کیسه هوا – در چند میلی‌ثانیه انجام می‌شود تا از سرنشینان در برابر ضربه شدید محافظت شود.

در صورت خرابی ECU چه اتفاقی می‌افتد؟

خرابی یا معیوب شدن ECU در خودروهای امروزی می‌تواند کامل‌ترین اختلال‌ها را در عملکرد ماشین ایجاد کند، چون تقریبا همه چیز زیر نظر این کامپیوتر است. وقتی ECU مشکل داشته باشد، ممکن است با علائم زیر روبه‌رو شوید:

افزایش یا کاهش غیرعادی مصرف سوخت
مثلا ماشین مثل قبل راه نمی‌رود اما مصرف بنزین بالا رفته یا برعکس، قدرت موتور کم شده و خودرو بی‌حال شده است.

تعویض عجیب و ناگهانی دنده در خودروهای دنده اتوماتیک
گیربکس ممکن است به‌موقع دنده عوض نکند، ضربه بزند یا بین دنده‌ها سردرگم شود.

روشن ماندن چراغ چک موتور (Check Engine)
اگر ECU نتواند درست با سنسورها و عملگرها ارتباط بگیرد، چراغ چک موتور روشن می‌ماند و خطا در حافظه آن ثبت می‌شود.

سخت روشن شدن یا روشن نشدن خودرو
در موارد شدید خرابی ECU، ممکن است احتراق به‌درستی انجام نشود و موتور اصلاً روشن نشود یا فقط استارت خشک بخورد.

در صورت دیدن این علائم، بهتر است خودرو را سریعاً به یک تعمیرکار متخصص برق و ایسیو خودرو بسپارید تا با دستگاه عیب‌یاب، مشکل ECU بررسی شده و در صورت نیاز تعمیر یا تعویض ایسیو انجام شود؛ چون بی‌توجهی به خرابی ECU می‌تواند باعث آسیب جدی به موتور و سایر سیستم‌های خودرو شود.

آموزش نحوه تست ایسیو (ECU) خودرو

برای اینکه بتوانیم بفهمیم ایسیو سالم است یا معیوب، فقط باز و بسته کردن سوکت‌ها کافی نیست؛ باید طبق یک روش اصولی آن را تست و عیب‌یابی کنیم. آموزش تست ECU معمولا در چند مرحله انجام می‌شود و هم روی خودرو و هم روی میز (تست رومیزی) قابل انجام است.

در قدم اول، با استفاده از دیاگ (دستگاه عیب‌یاب) وضعیت ایسیو بررسی می‌شود. دستگاه دیاگ به سوکت عیب‌یابی خودرو متصل می‌شود و کدهای خطا (Fault Codes)، وضعیت سنسورها، عملگرها و پارامترهای کاری موتور را نشان می‌دهد. اگر خطای مربوط به تغذیه ECU، ارتباط سنسورها، یا خطای داخلی واحد کنترل ثبت شده باشد، تعمیرکار می‌تواند حدس اولیه‌ای از سلامت یا خرابی ایسیو بزند.

در مرحله بعد، در آموزش تست ایسیو به کنترل تغذیه و سیم‌کشی تأکید می‌شود. با استفاده از مولتی‌متر، ولتاژ ورودی، بدنه (منفی) و خروجی‌های مهم ECU اندازه‌گیری می‌شود تا مطمئن شویم مشکل از سیم‌کشی، فیوز، رله اصلی یا اتصالات بدنه نیست. خیلی وقت‌ها ایراد به‌ظاهر از ایسیو است، اما ریشه آن در سیم‌کشی یا اتصالات معیوب است.

در سطح حرفه‌ای‌تر، ایسیو را روی میز تست (تست رومیزی) بررسی می‌کنند. در این روش، با استفاده از پاور ساپلای، شبیه‌ساز سنسور، لامپ تست و گاهی اسیلوسکوپ، شرایط کاری موتور به‌صورت مصنوعی برای ECU شبیه‌سازی می‌شود. سپس خروجی‌های مختلف مثل فرمان انژکتورها، کوئل، رله فن، پمپ بنزین و… چک می‌شود تا مشخص شود ایسیو درست فرمان می‌دهد یا خیر. این نوع تست معمولاً در آموزشگاه‌های تخصصی برق و ایسیو خودرو و توسط تعمیرکاران حرفه‌ای انجام می‌شود.

در دوره‌های آموزش تست ECU به هنرجو یاد داده می‌شود که:

• کدهای خطای مربوط به ECU را چگونه تفسیر کند

• تفاوت ایراد نرم‌افزاری (برنامه، فلش، ایموبلایزر) و ایراد سخت‌افزاری (سوختن آی‌سی، خرابی درایورها، آب‌خوردگی برد) را تشخیص دهد

• چه زمانی ایسیو قابل تعمیر است و چه زمانی باید تعویض شود

• قبل از متهم کردن ECU، همه سنسورها و عملگرها را به‌درستی تست کند

در نهایت، تست ایسیو کاری تخصصی است و بدون آموزش اصولی و آشنایی با نقشه‌ها و سیستم برق خودرو می‌تواند هم خطرناک باشد و هم به خود ECU آسیب بزند. به همین دلیل توصیه می‌شود کسانی که علاقه‌مند به عیب‌یابی و تعمیر ایسیو هستند، حتما در دوره‌های آموزش عملی تست و تعمیر ECU شرکت کنند تا بتوانند به‌صورت حرفه‌ای و مطمئن وارد این حوزه شوند.