تکنولوژی

کامپیوتر ماشین (ECU) چیست و چه کاربردی دارد؟



ویژگی مشترک تمامی محصولات صنعتی در دنیای امروز این است که به ریزپردازنده و کامپیوتر مجهز هستند. خودروها نیز به عنوان یک محصول صنعتی به حساب می آیند و از این رو وجود کامپیوتر خودرو در هر خودرو نقشی حیاتی دارد. در این مقاله به کامپیوتر خودرو، عملکرد آن و نحوه عملکرد این قطعه مدرن و مهم می پردازیم. با ما بمان. کامپیوتر ماشین چیست؟ کامپیوتر ماشین تقریباً همه چیز را در ماشین کنترل می کند. درست مانند یک کامپیوتر خانگی یا لپ تاپ، کامپیوتر ماشین نیز اطلاعات زیادی را پردازش می کند و باعث می شود قسمت های مختلف ماشین کارهای مختلفی انجام دهند. کامپیوتر خودرو وظیفه دارد خودرو را به بهینه ترین و ایمن ترین حالت ممکن برساند.کامپیوتر خودرو با نام های مختلفی شناخته می شود. محبوب ترین نام آن موتور کنترل واحد یا ECU است. از نام های دیگر این قسمت نیز می توان به ماژول کنترل موتور (ECM) و یا ماژول کنترل پیشرانه (PCM) اشاره کرد.اطلاعات ارائه شده توسط کامپیوتر خودرو چگونه است؟اگر با علم کامپیوتر آشنایی دارید می دانید که هر پردازنده به داده های ورودی نیاز دارد. برای انجام عملیات پردازش، آن را به داده های خروجی تبدیل کنید. کامپیوتر ماشین مانند هر کامپیوتر دیگری نیاز به ورودی دارد. اطلاعات ورودی به ECU توسط سنسورهای متعدد ارائه می شود. عملکرد این سنسورها نیز توسط فیوزها و مدارهای الکتریکی کوچکتر کنترل می شود. سنسور اکسیژن، سنسور فشار هوا، سنسور دمای هوا، سنسور موقعیت دریچه گاز و سنسور ضربه از جمله این سنسورها هستند.علاوه بر اطلاعات ارائه شده توسط سنسورها، یادگیری ماشینی اطلاعات دیگری را نیز ارائه می دهد که مورد نیاز کامپیوتر خودرو است. رایانه‌های خودرو، ماشین‌هایی هستند که خودآموزی می‌کنند و عملکرد خود را بر اساس شرایط خودرو و عادات رانندگی فرد تنظیم می‌کنند. به این معنی که کامپیوتر تنظیمات کوچکی را در قسمت های مختلف موتور و سیستم های مختلف انجام می دهد تا با شرایط محیطی مختلف و نحوه رانندگی شما سازگار شود مشخصات فنی کامپیوتر ماشین محاسبه آن مشخص می شود. اکثر کامپیوترهای خودرویی معمولا از پردازنده های 32 بیتی 40 مگاهرتز استفاده می کنند، اندازه و قدرت این پردازنده در دنیای کامپیوترهای قدرتمند امروزی چندان چشمگیر نیست، اما این پردازنده کوچک قادر است تمامی اعمال خودرو را کنترل کند. شاید باورش سخت باشد اما به دلیل بار کمی که بر روی سی پی یو خودرو وارد می شود، عملکرد کامپیوتر خودرو از پردازنده های معمولی لپ تاپ بالاتر است، حجم کد موجود در کامپیوتر خودرو حدود یک مگابایت است که یک تعداد بسیار کمی در دنیای امروز در مقایسه بهتر است بدانید که حجم بوت لودر یک کامپیوتر شخصی حدود دو گیگابایت است. بنابراین برنامه کامپیوتری برای راه اندازی ماشین دو هزار برابر کوچکتر از برنامه راه اندازی کامپیوتر شخصی است. کامپیوتر ماشین تنها در انجام محاسبات کامپیوتری روی ماشین نیست، بلکه ابزارهای دیگری نیز به این قسمت در کنترل ماشین کمک می کنند. این ابزارها شامل قسمت های زیر است: مبدل آنالوگ به دیجیتال: خروجی برخی از سنسورهای خودرو مانند سنسور اکسیژن آنالوگ است در حالی که کامپیوتر خودرو با داده های دیجیتال کار می کند. به همین دلیل برای تغییر نوع داده باید از مبدل آنالوگ به دیجیتال استفاده شود. این مبدل ها داده های آنالوگ را به داده های دیجیتال 10 بیتی تبدیل می کنند خروجی های دیجیتال ولتاژ بالا: یکی از وظایف معمول کامپیوتر خودرو در خودروهای احتراق داخلی انجام فرآیند احتراق است. برای انجام این کار، کامپیوتر خودرو باید شمع ها را فعال کرده، ورودی انژکتور را کنترل کرده و فن خنک کننده رادیاتور را روشن/خاموش کند. تمامی این خروجی ها نیازمند مدارهای رله ای هستند که در ولتاژ بالا مبدل های دیجیتال به آنالوگ کار می کنند: در قسمت قبل به مبدل آنالوگ به دیجیتال اشاره کردیم که رابط بین کامپیوتر خودرو و برخی سنسورها است. این مبدل ها نیز در مسیر نوری وجود دارند. گاهی اوقات کامپیوتر خودرو نیاز دارد تا برخی از قسمت های موتور را با استفاده از سیگنال های آنالوگ هدایت کند. برای این منظور لازم است چندین مبدل آنالوگ به دیجیتال در خودرو تعبیه شود. رگولاتور سیگنال: سیگنال ها علاوه بر متفاوت بودن در نوع، در سطوح مختلف و از نظر ولتاژ طبقه بندی می شوند. برای این منظور لازم است میزان ورودی و خروجی هر سیگنال تنظیم شود. به عنوان مثال، مبدل آنالوگ به دیجیتال سیگنال ها را در محدوده 0 تا 5 ولت می خواند، اما خروجی آنالوگ سنسور اکسیژن بین 0 تا 1.1 ولت است. در نتیجه، مبدل باید برای دریافت محدوده مورد نیاز تنظیم شود. هر یک از این کامپیوترها بر اساس یک استاندارد ارتباطی کار می کنند که وظیفه تعدادی از تراشه ها برقراری ارتباط بر اساس استاندارد است. استاندارد رایج در ارتباطات الکترونیکی اکثر خودروهای امروزی CAN (شبکه ناحیه کنترل کننده) نامیده می شود. مزایای استفاده از کامپیوتر خودرو تاریخچه استفاده از ECU در خودروها به اواخر دهه 1970 برمی گردد. در سال 1978، جنرال موتورز اولین کامپیوتر خودرو را به شکل کنونی آن معرفی کرد. استفاده از ECU در دهه 1980 گسترده شد و در نهایت اکثر خودروهای تولیدی در دهه 1990 به سیستم های کنترل الکترونیکی مجهز شدند. مزایای فراوان ECU باعث شده است که خودروسازان مختلف استفاده از سیم کشی آنالوگ را کنار بگذارند و سیستم های الکترونیکی را جایگزین آن کنند. اما این فواید چیست؟ در زیر به برخی از مزایای استفاده از کامپیوتر خودرو اشاره خواهیم کرد. اولین مزیت کاهش سیم کشی است: اولین مزیت استفاده از ECU به عنوان مغز کنترل کننده خودرو کاهش سیم کشی و در نتیجه کاهش پیچیدگی سیستم الکتریکی خودرو است. کامپیوترهای خودرو از شبکه کنترل کننده (CAN) استفاده می کنند که ارتباطات بخش های مختلف خودرو را یکپارچه می کند. تا پیش از این خودروسازان مجبور بودند از سیم مجزا برای برقراری ارتباط بین دو قسمت خودرو استفاده کنند. این امر باعث می شود داخل هر خودرویی با انبوهی از کابل ها انباشته شود که برای سازماندهی آن ها به مشکل بزرگی تبدیل شد مزیت دوم، عیب یابی سریع: مزیت دیگر استفاده از رایانه در خودروهای مدرن، قابلیت عیب یابی سریع است. کامپیوتر خودرو به کمک مجموعه ای از سنسورها بر فعالیت تمامی قسمت های خودرو نظارت می کند و به راحتی می تواند مشکل را در یک قسمت تشخیص دهد. این کار با کمک یک دستگاه عیب یاب انجام می شود و مکانیک می تواند خطاهای رایانه خودرو را بخواند و متوجه مشکلات شود. سومین مزیت افزایش ایمنی و راحتی است: خودروهای مدرن به سیستم های ایمنی بسیاری از جمله کیسه هوا مجهز هستند. ترمز، سیستم ضد قفل، توزیع نیروی ترمز، کنترل کشش و کنترل پایداری. بدیهی است که کنترل تمامی این قطعات با یک سیستم سیم کشی معمولی امکان پذیر نیست، زیرا فعالیت این قطعات به استفاده از سنسورهای آنالوگ و دیجیتال بستگی دارد که توسط کامپیوتر خودرو کنترل می شوند و علاوه بر ایمنی، آنها نیز هستند. گزینه های راحتی را از کامپیوتر ماشین کنترل کرد. معرفی کامپیوتر خودرو و امکانات فراوان آن راه را برای ورود گزینه های بیشتر به خودروها هموار کرد. از امکانات رفاهی در خودروهای جدید می توان به سیستم تهویه صندلی و سیستم های چندرسانه ای که توسط کامپیوتر خودرو کنترل می شوند اشاره کرد.چهارمین مزیت کاهش آلاینده ها: همانطور که در قسمت های قبلی متن اشاره کردیم، کامپیوتر خودرو از اطلاعات حسگرها استفاده می کند. موتور خودروسازان توانسته اند با استفاده از رایانه خودرو، فرآیندهای احتراق را در موتورهای احتراق داخلی نظارت و کنترل کنند. این کار به آنها کمک کرد تا میزان گازهای خروجی از موتور را کاهش دهند. استانداردهای جدید آلایندگی نیز بر اساس کنترل الکترونیکی فرآیند احتراق موتور تنظیم شده است. پنجمین مزیت بهبود سطح سرگرمی در خودرو: مهمترین مزیت استفاده از رایانه در خودروها از دیدگاه مصرف کنندگان افزایش سطح سرگرمی در اتومبیل است. استفاده از کامپیوتر و کنترل الکترونیکی به خودروسازان اجازه داد تا سطح آپشن های خودرو را افزایش دهند. ناوبری ماهواره ای، کنسول های بازی، گیرنده های تلویزیون و رادیو و اتصال بلوتوث از جمله مواردی هستند که به لطف استفاده از کامپیوتر در خودروهای امروزی به وجود آمده اند.مشکلات رایج کامپیوتر خودرو نیز مانند هر قسمت دیگری از خودرو می تواند با مشکل مواجه شود. شایع ترین مشکل رایانه های خودرو، نقض ولتاژ ورودی به آنها است که منجر به نیمه سوختن یا سوختن برخی از مدارهای برد رایانه می شود. علت این حادثه مشکل در باتری یا سیم کشی خودرو است که نتیجه آن افزایش بیش از حد ولتاژ برق ورودی به خودرو است.دومین مشکل رایج در کامپیوتر خودرو مربوط به نقص سنسور است. این مشکل توسط صاحبان خودروهای مجهز به موتور TU5 به خوبی درک شده است. آسیب رسیدن به سنسور اکسیژن در اثر تماس با رطوبت، مشکلی رایج در موتور TU5 است که باعث از کار افتادن کامپیوتر خودرو می شود. زمانی که کامپیوتر خودرو نتواند اطلاعات مفید و قابل اعتمادی را از سنسورها دریافت کند، نمی تواند عملکردهای خود را به درستی برنامه ریزی کند و دچار خطا می شود. رفع این مشکل با کمک دستگاه عیب یاب به راحتی امکان پذیر است.کامپیوتر خودرو یک برد الکترونیکی است و مانند رایانه های شخصی در برابر تخریب کننده های طبیعی آسیب پذیر است. بنابراین گرد و غبار، گرما و رطوبت می تواند باعث خوردگی یا پوسیدگی برخی از قطعات آن شود. به همین دلیل لازم است در صورت مشاهده ایرادات فیزیکی بر روی کامپیوتر خودرو در اسرع وقت نسبت به تعویض آن اقدام نمایید. برخی خودروها مانند سمند دارای محفظه ای هستند که کامپیوتر خودرو در آن قرار می گیرد اما از سوی دیگر خودروهایی مانند رانا و پژو 206 چنین محفظه ای ندارند. در نتیجه کامپیوتر خودرو در این نوع خودروها در معرض آسیب بیشتری قرار می گیرد.خلاصه اختراع و گسترش استفاده از کامپیوتر خودرو را می توان آخرین انقلاب صنعت خودرو در قرن بیستم نامید. معرفی و اختراع این سیستم به خودروسازان کمک کرد تا خودروهای ایمن تر، راحت تر و مجهزتر تولید کنند. علاوه بر این، عیب یابی داخل خودرو آسان تر شد و نیاز به سیم کشی در داخل خودرو کاهش یافت. به همین دلیل است که همه خودروهای امروزی به رایانه مجهز هستند. پیش بینی می شود با توسعه خودروهای برقی در دهه های آینده، تکنولوژی ساخت کامپیوترهای خودرو نیز دستخوش تغییرات عظیمی شود، کامپیوتر خودرو یا ECU چیست و چه نقشی دارد؟ کامپیوتر ماشین تقریباً همه چیز را در ماشین کنترل می کند. کامپیوتر خودرو وظیفه دارد خودرو را به بهینه ترین و ایمن ترین حالت ممکن برساند. به طور کلی ECU چه مشکلاتی دارد؟ شایع ترین مشکل رایانه های خودرو، نقض ولتاژ ورودی به آنها است که منجر به نیمه سوختن یا سوختن برخی از مدارهای برد رایانه می شود. دومین خرابی رایج در کامپیوتر خودرو مربوط به نقص سنسور است. گرد و غبار، گرما و رطوبت نیز می تواند در این قسمت مشکل ایجاد کند. مزایای استفاده از کامپیوتر ماشین یا ECU چیست؟ کاهش سیم کشی، عیب یابی سریع، افزایش ایمنی و راحتی، کاهش آلایندگی و بهبود سرگرمی در خودرو از جمله مزایای استفاده از ECU در خودرو است که در جای دیگری از این مطلب توضیح داده شده است.

Leave a Reply

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.