کنترل الکترونيکی در خودرو ها ECU

کنترل الکترونيکی در خودرو ها ECU

سيستم هاي الکترونيکي خودروکه داراي يک ميکرو کنترلر هستند ، واحد کنترل الکتريکي يا ECU (Electronic Control Unit) ناميده مي شوند . در ايران ، اغلب تنها سيستم الکترونيکي انژکتوري را با نام ECU مي شناسند ، ليکن ما در اين مقاله ، مطابق با واژه شناسي فني رايج در صنعت جهاني خودرو ، سيستم هاي داراي ميکرو کنترلر را ECU مي ناميم .
طراحي و ساخت ECU يکي از فناوريهاي کليدي در صنعت خودرو سازي مدرن است .يک ECU شامل مجموعه اي از سخت افزار و نرم افزار است که وظيفه نظارت ، تنظيم يا هدايت و کارکرد ويژه اي را در خودرو به عهده دارد . سيستم ضد قفل ترمز (ABS) ، سيستم ايمني کيسه هوا (AirBag) و برف پاک کن حساس به باران ، نمونه هايي از کاربرد ECU هستند. آغاز تکنولوژي ECU به سيستم انژکتوري شرکت بوش (Bochs) آلمان به نام JETronic باز مي گردد که در سال 1968 در خودروي فولکس واگن VW 1600TL نصب شد.
اهميت و نقش اقتصادي و تکنيکي ECU و به ويژه نرم افزار آن در ساخت خودرو روز به روز در حال افزايش است . بر طبق پيش بيني هاي انجام شده ، سهم الکترونيک در هزينه ساخت خودرو از 22 درصد در سال 2000 به 35 درصد در سال 2010 مي رسد همچنين سهم هزينه نرم افزار الکترونيکي به کار گرفته شده در خودرو از 20 درصد در سال 2000 به 38 درصد در سال 2010 خواهد رسيد .
به طور کلي واحدهاي کنترل الکترونيکي تواناايي انجام سه کارکرد زير را دارند :
نظارت (Monitoring) بر کارکرد هاي خودرو و آگاه کردن راننده از آن ، مانند نظارت بر مصرف سوخت و آگاه کردن راننده از مصرف لحظه اي يا ميانگين سوخت ، يا نظارت بر موقعيت درها و آگاه کردن راننده از باز بودن آنها .
تنظيم (Regulating) کارکردهاي خودرو به وسيله بهينه کردن همواره ي آنها ، مانند تنظيم مصرف سوخت موتور توسط واحد کنترل الکترونيکي سيستم انژکتوري .
کنترل (Controlling) کارکردهاي خودرو از طريق محاسبه کميات خروجي بر پايه داده هاي ورودي ، مانند : کنترل ترمز به وسيله سيستم ضد قفل (ABS) .در بيشتر واحد هاي کنترل الکترونيکي سه کارکرد نظارت ، تنظيم و کنترل توامان وجود دارند .

کنترل الکترونيکی در خودرو ها ECU
ساختار واحد کنترل الکترونيکي :
واحد کنترلر الکترونيکي از يک ميکرو کامپيوتر يا ميکرو کنرلر (Micro Controller) به عنوان سخت افزار و نرم افزارهايي که بر روي آن اجرا مي شود ، تشکيل شده است . ميکرو کنترلر يک کامپيوتر کوچک است که همه اجزلي آن ، مانند واحد پردازش مرکزي CPU ، واحدهاي ورودي و خروجي (I/O) حافظه هاي گوناگون پاک شدني (Erasable) و پاک نشدني (Read Only ) براي نگه داري برنامه ها و داده ها ، معمولا بر روي يک تراشه نصب شده اند ، نکته مهم در ساخت سخت افزار واحد کنترل الکترونيکي ، ايسادگي آن در برابر تغيير دما ، رطوبت و تکان هاي شديدي که پس از نصب در خودرو در معرض آن قرار دارد و همچنين قابليت بالاي سازگاري الکترو مغناطيسي(EMC) آن است .
شمار نرم افزارهاي يک واحد کنترل الکترونيکي بستگي به و پيچيدگي آن دارد . در واحدهاي کنترل الکترونيکي ساده تنها نرم افزاري که روي ميکرو کنترلر نصب و اجرا مي شود ، برنامه کاربردي مربوطه است . در نوع پيچيده آن ابتدا سيستم عامل بلادرنگ (Real Time Operation sustem) RTOS و نرم افزار هاي پايه ، مانند نرم افزارهاي مديريت شبکه مديريت حافظه و غيره بر روي ميکرو کنترلر نصب مي شوند و سپس برنامه کاربردي ، که از خدمات ارائه شده به وسيله سيستم عامل و نرم افزارهاي سيستمي سود مي برد.
بخش اساسي تکنولوژي واحدهاي کنترل الکترونيکي مربوط به نرم افزار کاربردي آنهاست.اين بخش همچنين امروزه نيروي محرکه اصلي نوآوري در صنعت خودروسازي است .
سخت افزار ميکرو کنترلر ها ، سيستم عامل بلادرنگ و ديگر نرم افزارهاي پايه اي مورد نياز واحدهاي کنترل الکترونيکي به وسيله توليد کنندگان معروف در در سطح جهان ، مانند AMD ، NEC ، Motorola عرضه مي شوند .ارزش افزوده ي سازندگان خودرو و قطعه در اين عرصه ، ساخت نرم افزارهايي کاربردي و به ويژه کنترل و تضمين کيفيت کل سيستم است . بهبود کيفيت نرم افزار منوط به شيوه ها و ابزارهاي مهندسي نرم افزار در عرصه مديريت خواسته ها (Requirements management ) مدل سازي ، توليد کد برنامه از مدل ، مستند سازي و تست نرم افزار است .

کنترل الکترونيکی در خودرو ها ECU
سبب اهميت فراوان کيفيت در ساخت واحدهاي کنترل الکترونيکي ، همانا نقش واحدهاي کنترل الکترونيکي در ايمني خودرو و اثرات مخرب کارکرد نادرست آنها بر اعتماد مشتريان است .بدين ترتيب در حاليکه سازنده و عرضه کننده نرم افزار اداري ، با آسودگي خيال ، يافتن بخشي از اشتباهات نرم افزار ، فهرستي از نادرستي هاي تصحيح شده ارائه مي کند سازنده واحد الکترونيکي خودرو بايد از همان لحظه آغازين طراحي قطعه طراحي قطعه ، اين اطمينان را داشته باشد که محصول بي هيچ نقص و نادرستي به دست مشتري خواهد رسيد.
واحد کنترل الکترونيکي به طور معمول داده هاي لازم را به وسيله حسگر ها (Sensors) از محيط پيرامون مي گيرد و پس از فرمان پردازش آنها فرمانهاي مناسب را به کنشگرها (Actuators) منتقل مي کند . کنشگرها به نوبه خود ، مطابق فرمانهايي که از واحد کنترل الکترونيکي مي گيرند، کار ابزار مکانيکي ، هيدروليکي ، پنوماتيکي يا الکتريکي مورد کنترل را هدايت مي کنند .
نقش واحدهاي کنترل الکترونيکي در خودرو
امروزه ميانگين شمار رو به افزايش واحدهاي کنترل الکترونيکي که در ساخت خودرو به کار مي رود ، بالغ بر 70 واحد است . در خودروهاي گروه “لوکس” حتي تا 110 واحد کنترل الکترونيکي نصب شده است .
مجموعه واحدهاي کنترل الکترونيکي يک خودرو را مي توان به چهار حوزه کاربردي تقسيم کرد :
1- اتاق (Body) ، مانند شيشه بالابر ، تنظيم صندلي و

کنترل الکترونيکی در خودرو ها ECU

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر