کامپیوتر یا ECU ماشین چیست و چه وظایفی دارد؟

مسلما اسم کامپیوتر خودرو یا همان ECU به گوشتان خورده است. کامپیوتر ماشین مهم ترین بخش خودرو است و وظیفه هدایت و کنترل یک خودروی انژکتوری را به عهده دارد. به‌دلیل وظیفه مهم این قطعه قصد داریم که بیشتر با آن آشنا شده و با وظایف و چگونگی عملکرد آن و همچنین شرکت‌های معروف سازنده ECU ماشین آشنا شویم.

ECU خودرو چیست؟

ECU مخفف عبارت Electronic Control Unit به معنای واحد کنترل الکترونیکی قطعه ای الکترونیکی معروف به کامپیوتر ماشین وظیفه اش کنترل و هماهنگی بخش های مختلف یک خودروی انژکتوری می باشد.

هر ECU دارای تعدادی سنسور می باشد که در قسمت های مختلف خودرو و موتور قرار داشته و اطلاعاتی را در رابطه با نحوه کارکرد خودرو به ECU مخابره می نماید. همچنین برخی سنسورها نیز با دستور مستقیم کامپیوتر خودرو عمل کرده و در صورتی که کامپیوتر درست کار نکند، این سنسور ها از کار خواهند افتاد.

هر چه تعداد این سنسورها بیشتر باشد، مسلما کامپیوتر درک بهتری از شرایط موتور پیدا کرده و می تواند شرایط بحرانی کارکرد موتور را بهتر تشخیص دهد.

کار کامپیوتر ماشین چیست؟

ای سی یو  خودرو برای انجام وظایف خود به اطلاعات نیاز دارد و این اطلاعات را از انواع سنسورها دریافت می‌کند. هر سنسور وظیفه اعلام وضعیت یک بخش از خودرو را به عهده دارد. این قطعات کوچک شرایط بخش‌های گوناگون خودرو را به ای سی یو  ماشین گزارش می‌دهند و برنامه‌هایی که از قبل در ای سی یو تعریف شده‌اند، دستورات را به صورت سیگنال‌هایی به عمل کننده‌های خودرو می‌فرستند.

ساختار و اجزای ای سی یو ماشین

ECU خودرو از بخش های مختلفی تشکیل شده که هر کدام وظیفه خاصی را در کنترل عملکرد خودرو ایفا می کنند. مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده ECU عبارتند از:

• مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (A to D)

این مبدل‌ها، خروجی‌های سنسورهایی نظیر سنسور اکسیژن را می‌خوانند. خروجی سنسور اکسیژن، اختلاف پتانسیل آنالوگی بین 0 تا 1. 1 ولت است. ریزپردارنده این سیگنال آنالوگ را تبدیل به سیگنال دیجیتال کرده که حاصل کار یک عدد 10 بیتی خواهد بود.

• خروجی‌های دیجیتال High Level

در بسیاری از خودروهای مدرن، ECU وظیفه ارسال دستور جرقه‌زنی، باز و بسته کردن مسیر تزریق سوخت و همچنین روشن و خاموش کردن فن خنک‌کننده را بر عهده دارد. تمامی این کارها نیازمند خروجی‌های دیجیتال است که باید توسط  ECU فراهم شود.

• مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (D to A)

گاهی جهت تحریک و کنترل برخی اجزای موتور نیاز به سیگنال‌های آنالوگ است. از آنجا که پردازنده‌ی ECU یک قطعه‌ی دیجیتال است، برای تبدیل اعداد دیجیتال به ولتاژ آنالوگ، نیاز به مبدل‌های D to A وجود دارد.

• کاندیشنر سیگنال (Signal Conditioner)

برخی اوقات بر روی ورودی‌ها و خروجی‌های ECU باید تغییراتی انجام گیرد تا تطابق لازم با شرایط سیستم را داشته باشد. به‌عنوان مثال مبدل A to D، خروجی سنسور اکسیژن را می‌خواند که ممکن است تنظیمات آن بر روی 0 تا 5 ولت باشد در حالی‌که خروجی سنسور اکسیژن بین 0 تا 1. 1 ولت است. کاندیشنرها مداراتی هستند که جهت تنظیم سطح سیگنال ورودی و خروجی به‌کار برده می‌شوند.

• چیپ‌های ارتباطی

همان‌طور که از نام آن مشخص است، ارتباطات بین ورودی‌ها و‌ خروجی‌ها از طریق این چیپ‌ها برقرار می‎‌شود. پروتکل ارتباطی بین چیپ‌ها نیز همان سیستم CAN است که پیش‌تر به آن اشاره کرده‌ایم.

• خروجی‌های ECU

برخی از خروجی‌های ECU بر روی پشت آمپر و به‌واسطه روشن شدن برخی چراغ‌ها قابل ملاحظه است. روشن شدن این چراغ‌ها به احتمال زیاد حاکی از آن است که سیستمی در خودرو دچار مشکل شده‌است.

به‌عنوان مثال شاید ساده‌ترین این موارد، چراغ‌های مربوط به درب‌ها باشد که در صورت باز بودن چراغ‌ها، روشن می‌شود. برخی از خروجی‌ها نیز به این سادگی‌ها قابل مشاهده نیست و درواقع ورودی یکی دیگر از سیستم‌های خودرو است.

این بخش‌های مختلف کامپیوتر خودرو با هماهنگی یکدیگر وظیفه کنترل و چک کردن سنسورهای مختلف خودرو را دارا است. این سنسور به انواع زیر تقسیم می شوند:

سنسورهای متصل به ECU ماشین

در حال حاضر سنسور‌های زیادی بر روی خودرو‌های روز نصب می‌شوند. اما در این بین، برخی از سنسورها بسیار کاربردی هستند و در تمامی ماشین‌های انژکتوری به چشم می‌خورند. حال قصد داریم تا شما را با برخی از حواس پنجگانه خودرو‌های انژکتوری آشنا کنیم:

• سنسور اکسیژن

سنسور اکسیژن یکی از انواع سنسورهایی است که روی خودروهای انژکتوری نصب می‌شود. این سنسور بر روی مسیر خروجی دود قرار می‌گیرد و وظیفه اندازه‌گیری میزان اکسیژن احتراق نیافته را بر عهده دارد.

میزان اکسیژن احتراق نیافته در هر لحظه اندازه‌گیری شده و برای ECU ارسال می‌شود. به این ترتیب ECU با مقایسه این مقادیر و استاندارد‌های از پیش تعیین شده، می‌تواند کیفیت احتراق موتور را بسنجد.

• سنسور دور موتور

سنسور دور موتور همان قطعه‌ای است که در صورت خرابی، ممکن است خودرو بیش از حد گاز بخورد و یا اینکه حتی به سختی روشن شود. سنسور دور موتور میزان چرخش میل لنگ را به خوبی اندازه می‌گیرد و اطلاعات آن را برای ECU اندازه می‌گیرد. کامپیوتر ماشین هم این میزان را روی صفحه کیلومتر به نمایش در می‌آورد و همچنین کنترل سایر بخش‌ها را بر این اساس به عهده می‌گیرد.

• سنسور مپ

مپ سنسور یا همان سنسور فشار منفی فولد وظیفه اندازه‌گیری میزان فشار ورودی به موتور را بر عهده دارد. بر اساس اطلاعات همین سنسور است که کامپیوتر می‌تواند تصمیم بگیرد که خودرو در چه شرایط جوی و محیطی قرار گرفته. بر فرض مثال، خودرو برای روشن شدن و کارکرد در ارتفاعات کوهستانی که فشار اکسیژن کمتر است، باید احتراق متفاوتی داشته باشد.

• سنسور موقعیت دریچه گاز

همانطور که اشاره کردیم،  کامپیوتر خودرو باید از همه چیز آگاه باشد. به همین دلیل حتی بر روی دریچه گاز یک سنسور قرار گرفته تا با استفاده از آن درصد باز یا بسته بودن دریچه گاز به ECU مخابره شود.  کامپیوتر ماشین نیز بر اساس این اطلاعات، میزان پاشش سوخت را کنترل می‌کند.

• سنسور اینرسی یا ضربه

سنسور اینرسی یک سنسور کاملا ایمنی محسوب می‌شود. زمانی که به خودرو ضربه شدیدی وارد شود، سنسور اینرسی این ضربه را حس می‌کند و به کامپیوتر خودرو پیام خطر می‌فرستد.  ECU نیز فرمان قطع سوخت رسانی را صادر می‌کند. به همین دلیل است که معمولا خودروها بعد از تصادفات رانندگی شدید، روشن نمی‌شوند. به این طریق احتمال آتش سوزی کاهش پیدا می‌کند.

• سنسور دما

دو نوع سنسور مختلف دما در هر خودرویی وجود دارد. یکی از انها مسئول اندازه گیری دمای آب و دیگری مسئول اندازه گیری دمای محیط است.  کامپیوتر خودرو با در دست داشتن این اطلاعات قادر است وضعیت فن‌ها، دور موتور و یا همان ساسات کردن خودرو‌های قدیمی را کنترل کند.

وظیفه ECU چیست؟

کامپیوتر خودرو وظایف بیشماری دارد، اما در اینجا قصد داریم تا چند دسته از آنها را به شما معرفی کنیم.

1- نشان دادن معایب خودرو

ملموس‌ترین و شاید مهم‌ترین کاربرد کامپیوتر خودرو برای رانندگان، نشان دادن معایب احتمالی خودرو است. زمانی که ECU اطلاعات نادرست و یا مشکل سازی را از سنسورها دریافت کند، بی‌درنگ دستور بررسی موتور یا همان چک انجین را صادر می‌کند. با صدور این دستور، راننده را با روشن شدن چراغ چک آگاه می‌کند و راننده می‌تواند متوجه وجود یک مشکل فنی در خودرو شود.

اطلاعات ایراد فنی در کامپیوتر ثبت خواهد شد. همچنین با اتصال یک رایانه یا لپ‌تاپ به ECU،  می‌توان به صورت دقیق این مشکل فنی را پیدا کرد. به همین دلیل است که بررسی اطلاعات ECU برای کارشناسی خودرو بسیار حیاتی است. به اتصال رایانه و ECU، دیاگ گفته می‌شود. دیاگ وسیله‌ای است که زبان ۰ و ۱ کامپیوتر خودرو را به زبان انسانی ترجمه می‌کند.

2- صدور دستور عملکرد خودرو در موقعیت‌های حساس

باز شدن ایربگ، عملکرد سیستم TCS، عملکرد سیستم زاویه انحراف چرخ‌ها، سیستم ترمز اضطراری، خاموش کردن آتش، تماس با اورژانس و از این قبیل امکانات خودرو تنها و تنها با ECU قابل اجرا هستند. بدون وجود کامپیوتر ماشین، هیچ از این اتفاقات شدنی نبودند.

مقاله پیشنهادی: سیستم ایمنی خودرو شامل چیست؟

3- کنترل سوخت

کنترل سوخت کاملا بر عهده ECU است. به همین دلیل با دستکاری کامپیوتر و تغییر معیارهای مختلف می‌توان کاری کرد که مصرف سوخت بالا رود و شتاب خودرو بیشتر شود که به این کار مپینگ گفته می‌شود. همچنین اگر مصرف سوخت خودروی شما بدون دلیل بالا رفته، حتما باید در کامپیوتر به دنبال دلیل آن بگردید.

4- کنترل سرعت، شتاب و دور موتور خودرو

جالب است که بدانید خودروسازان با قرار دادن یک محدوده امن برای دور موتور، از سلامت خودرو محافظت می‌کنند. به این ترتیب زمانی که دور موتور خودرو از حد خاصی بالاتر رود، کامپیوتر دستور فرمان سوخت‌رسانی را صادر می‌کند.

با قطع سوخت‌رسانی، خود به خود دور موتور کاهش می‌یابد که به این آستانه، کات آف گفته می‌شود. این یک سیستم محافظتی است اما برخی از افراد برای بالا بردن شتاب خودرو، آستانه کات آف را بالا می‌برند تا کامپیوتر دیرتر دستور قطع سوخت رسانی را صادر کند.

5- ثبت وضعیت خودرو به واسطه ارتباط با سنسورها

همانطور که اشاره کردیم،  ECU تنها یک قطعه الکترونیکی نیست. بلکه همانند یک عنکبوت، تارهای خود را در تمام بخش‌های خودرو پخش کرده است. به این ترتیب وظیفه دارد تا از هر اتفاقی در خودرو آگاه شود و برای آن تدابیر خاصی را در نظر بگیرد.

6- تحلیل اطلاعات و صدور دستور به بخش‌های مختلف

دسترسی به اطلاعات فیزیکی خودرو و وضعیت محیطی آن تنها کفایت نمی‌کند. ECU موظف است تا این اطلاعات را بر اساس فرمول‌های از پیش تعیین شده تحلیل نمایید و با معیار‌ها و استاندارد‌های مشخص کدنویسی شده بسنجد.

پس از آن باید تصمیمی درست اتخاذ کند، تصمیمی که ممکن است به سلامت جانی راننده بستگی داشته باشد. پس کامپیوتر ماشین باید به سرعت و با دقت اطلاعات را تحلیل کرده و دستور لازمه را صادر کند.

7- جلوگیری از سرقت خودرو

در حال حاضر خودروهای امروزی دارای سیستم ضد سرقت هستند. بر اساس این سیستم، هر سوییچی علاوه بر شکل ظاهری، یک کد دیجیتال نیز دارد. حتی اگر از نظر فیزیکی کپی کلید را فراهم کنید، در صورت عدم تطابق کد داخل سوییچ با کد کامپیوتر ماشین، خودرو روشن نخواهد شد.

8- کمک به عیب یابی و کارشناسی خودرو

در نهایت باید گفت که ECU همانند یک جعبه سیاه هواپیما، تمام اطلاعات را دقیق و موثق ثبت می‌کند. به این ترتیب تنها کافیست که در کارشناسی خودرو،  ECU را به دستگاه دیاگ متصل کنید تا صندوقچه اصرار خودرو باز شود.

هر گونه ایراد در عملکرد خودرو را می‌توانید از ECU برداشت کنید. همچنین در کارشناسی خودرو، یکی از بخش‌های مهم، دستیابی کارکرد دقیق آن است. شاید بتوان با روش‌های مختلف، میزان مسافت طی شده خودرو را کاهش داد، اما باید بدانید که مقدار دقیق آن در ECU ثبت شده و قابل استناد است.

همچنین باید بدانید که کامپیوتر خودرو یکی از گران قیمت‌ترین قطعات ماشین به حساب می‌آید. از این رو ممکن است مورد هدف سرقت قرار بگیرد. علاوه بر اینکه شما باید با استفاده از قفل‌های مخصوص، در حفظ امنیت این قطعه مهم کوشا باشید، باید از تعویض نشدن ECU خودرویی که قصد خرید آن را دارید، اطمینان حاصل کنید.

گاهی تعویض ECU و عدم جایگزین نسخه اصلی و کارخانه ممکن است باعث ایجاد مشکلات بسیار زیادی شود. همچنین در کارشناسی خودرو باید توجه داشته باشید که سیم کشی پشت کامپیوتر اصلا دستکاری نشده باشد، زیرا ممکن است باعث بروز مشکلات برقی مختلف در خودرو شود.

محل قرار گیری ecu ماشین کجاست؟

محل نصب ECU در هر خودرو متفاوت است و به سازنده آن بستگی دار و می‌تواند داخل اتاق خودرو، زیر داشبورد و کنار موتور قرار می‌گیرد. بنابراین محل قرارگیری آن به سازنده و مدل خودرو بستگی دارد.

انواع برندهای ای سی یو خودرو

سازندگان معروف ای سی یو ECU چه شرکتهایی هستند؟

شرکت Bosch آلمان

این شرکت بهترین و معروفترین سازنده ECU و کیت انژکتوری در دنیا می باشد و در اغلب خودروهای پیشرفته جهان نشانی از آن را می توان یافت. چند مدل از زانتیا موجود در ایران دارای کیت انژکتوری Bosch یا ای سی یو ECU  بوش   Bosch  می باشد.

شرکت Siemens آلمان

فعالیت این شرکت گرچه به اندازه رقیب آلمانی آن یعنی Bosch نیست اما ای سی یو ECU های خوبی می سازد.  ECU پراید انژکتوری موجود در ایران طراحی این شرکت است.

شرکت Delco آمریکا

این شرکت یکی از قدیمی ترین شرکتهای سازنده ECU می باشد و ECU آن در اغلب خودروهای آمریکایی بخصوص خودروهای شرکت GM یا جنرال موتورز بکار رفته است مانند کادیلاک، پونتیاک و… همچنین در خودروهای دوو کره مانند دوو ESPERO.

شرکت Ford آمریکا

این شرکت سازنده خودرو، سازنده ای سی یو ECU البته برای خودروهای فورد می باشد و اولین بار ایده کنترل تطبیقی یا خود-یادگیر در خودروهای این شرکت عملا پیاده سازی شد.

شرکت Magneti Marelli ایتالیا

این شرکت در اروپا محبوبیت زیادی داشته و بر روی اغلب خودروهای اروپایی کیت آن نصب است. به عنوان مثال خودروهای فیات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV، مزدا ۳۲۳.

شرکت Sagem فرانسه

بر روی اغلب ماشینهای فرانسوی ECU این شرکت نصب است. بنابراین پژو ۲۰۶، مدلهایی از زانتیا ؛ همچنین خودروهای ایرانی مانند سمند و پیکان انژکتوری.

شرکت Nippon Denso ژاپن

این شرکت توسط شرکت تویوتا تاسیس شده و بخش عمده سهام آن را دارا می باشد البته ۶ درصد سهام آن متعلق به شرکت Bosch است.  ای سی یو ECU اغلب خودروهای تویوتا ( مانند تویوتا لندکروز  ) و برخی خودروهای ژاپنی مانند نیسان، هوندا، سوزوکی و … متعلق به این شرکت می باشد.

شرکتهای دیگری هم هستند مانند  HITACHI،  MATSUHITA،  LOTUS  و …

مقاله پیشنهادی: علائم خرابی ECU خودرو

حافظه های ای سی یو ECU ماشین

حافظه های ECU یا همان کامپیوتر ماشین شامل دو نوع حافظه میباشد: حافظه موقت و حافظه دائم.

1- حافظه موقت ای سی یو خودرو

همانطور که از نام این حافظه پیداست، این نوع حافظه موقتی میباشد و پس از قطع جریان الکتریکی که به وسیله قطع سرباطری از باطری و یا جدا سازی ECU از خودرو صورت می گیرد، اطلاعات موجود در حافظه موقت پاک می شود. ولی بعد از اتصال جریان مجدد برق به ای سی یو این حافظه بازگردانی یا Initialize می شود.

حافظه موقت شناسایی استپر موتور، دنده‌ها و حالات عملی موتور و محاسبات لحظه‌ای برای تنظیمات لحظه‌ای را به عهده دارد و محلی برای نگهداشت معایب موقت و دائم سیستم انژکتور است.

کارهایی که باعث میشود حافظه موقت موجود در ECU پاک شده و خودرو تا مدتی به دلیل از دست دادن برخی از پارامترهای لحظه‌ای موتور بد کار می‌کند:

• جدا کردن کابل باطری بیش از ۱۵ دقیقه.
• جدا کردن سوکت های ECU بیش از ۱۵ دقیقه.
• جدا کردن سوکت رله دوبل در خودروهای غیر مالتی‌پلکس و سوکت‌های BSM در خوردوهای مالتی ‌پلکس بیش از ۱۵ دقیقه.

در این حالت خودرو شروع به ریپ زدن بی دلیل میکند، و هنگام تعویض دنده مخصوصا در دنده های معکوس راننده شاهد این است که عملکرد خودرو پایین آمده و خودرو لحظه ای دچار مکث می شود.

در چنین حالتی می بایست که حافظه موقت بازیابی و تجدید گردد. البته این حالت هایی که گفته شد در خودرو های جدید زیاد محسوس نیست، ولی در موارد پاک شدن حافظه، تجدید حافظه ای سی یو امری کاملا مفید خواهد بود.

روش تجدید حافظه ECU

با توجه به اینکه در شرکت های مختلف روش‌ها و متدهای مختلفی برای تولید ای سی یو وجود دارد و نیز نظر به استفاده خودرو در کشورها و مناطق مختلف با شرایط اقلیمی متفاوت، در ECU نوعی قابلیت سازگاری و یکسان‌سازی وجود دارد که این توانایی بر مبنای چهار عنصر پایه‌گذاری می‌شود: سنسور اکسیژن، سنسور موقعیت دریچه گاز، سنسور ضربه (ناک) و سنسور استپر موتور.

برای مثال شرکت پژو برای تجدید و بازیابی حافظه موقت ای سی یو پیشنهاد میکند که: “خودرو را روشن کنید، سوئیچ را به مدت حداقل ۱۰ ثانیه ببندید. سوئیچ را به مدت حداقل ۱۰ ثانیه باز کنید. خودرو را روشن کنید و به مدت حداقل ۱۰ ثانیه گاز ندهید. دنده ها را یک به یک معرفی کنید. ”

2- حافظه دائم ECU

این نوع حافظه مانند سیستم‌ عامل و Setup کامپیوترهای خانگی می باشد و با قطع برق از بین پاک نمی شود؛ اما این حافظه در صورت خراب شدن دیگر قابل برگشت نبوده و می‌توان گفت ECU سوخته است.

حافظه دائم از جدول بزرگی به نام Look Up Table (جدول جستجو) ساخته شده است که داخل این جدول به مانند جدول ضرب ردیف‌ها و ستون‌ها و خانه‌هایی موجود است. با این تفاوت که تعداد ردیف‌ها و ستون‌های این جدول برابر تعداد سنسورهای موجود در سیستم موتور می‌باشد.

نکات ضروری درباره ECU ماشین

• این قطعه بسیار گران قیمت مرکز توجه سارقان است.
• با استفاده از قفل‌های کامپیوتر ماشین از آن محافظت کرد.
• کامپیوتر خودرو قابل بیمه کردن است.
• هنگام خرید خودرو دست دوم از تعویض نشدن ای سی یو مطمئن شوید.
• دستکاری سیستم برق ای سی یو باعث بروز مشکل برق در خودرو می‌شود.
• جایگزین کردن ای سی یو به جای ای سی یو کارخانه می‌تواند باعث بروز مشکل شود.

همچنین نگه داری و مراقبت از ECU خودرو بسیار ضروری است. خرابی آن نیز بسیار دردسر ساز و پر هزینه است. لذا از انجام کارهای زیر که ممکن از به ECU آسیب بزند، بپرهیزید: