مغز متفکر خودرو کجاست؟

عملکرد واحد کنترل الکترونیک خودرو بسیار مهم و مراقبت از آن ضروری است.
با پیشرفت فناوری و تمایل مصرف‌کنندگان به داشتن خودروهایی که هر روز با امکانات رفاهی و امنیتی بیشتری عرضه می‌شود و عزم خودروسازان برای بالاتر بردن سطح کیفی و استانداردهای محصولات خود به منظور به دست آوردن سهم بیشتری از بازار فروش، آرام آرام پای قطعه‌ای حساس در خودروها باز شد که همانند مغز انسان، وظیفه کنترل عملکرد و تنظیم سایر بخش‌ها را به عهده دارد. این قطعه که در گویش عمومی به کامپیوتر شهرت یافته است، دقیقا از ساختار یک رایانه پیروی می‌کند و به مدد توسعه فناوری‌‌های الکترونیکی و سایر اجزای خودرو هر روز بر وظایفش افزوده می‌شود. اما ساختار حساس یک رایانه در بین قطعات مکانیکی یک خودرو چه می‌کند؟

ای‌سی‌یو چیست؟
ای‌سی‌یو (ECU) سر واژه Engine Control Unit یا واحد کنترل الکترونیک است که همزمان با خارج شدن سیستم‌های قدیمی کاربراتوری از چرخه بازار و ورود سیستم جدید انژکتور در صنعت خودروسازی به مجموعه ادوات ماشین‌ها افزوده شد.
این قطعه یک ریزرایانه (میکروکامپیوتر) است که به کمک حسگرها (سنسورها) و با تعیین شرایط لحظه‌ای موتور به یک سری عمل‌کننده یا فرمانبرهای نصب‌شده روی موتور فرمان می‌دهد تا از این طریق، زمان و مدت پاشش سوخت، زمان جرقه‌زنی و فراهم‌کردن شرایط مناسب برای ایجاد احتراق را در داخل سیلندرها تامین کند. این ریزرایانه نیز مانند دیگر همنوعان خود شامل سی‌پی‌یو، حافظه و برنامه‌ریز است.
از جمله حسگرهای مهمی که در خودروهای امروزی به کار برده می‌شود می‌توان به حسگر دور (RPM)، حسگر فشار داخل مانیفولد (MAP)، حسگر دریچه گاز (TPS)، حسگر دمای آب (CTS)، حسگر دمای هوا (ATS)، حسگر اکسیژن یا لاندا و حسگر ضربه اشاره کرد.

وظایف واحدهای کنترل الکترونیکی
نظارت (Monitoring) بر کارکردهای خودرو و آگاه کردن راننده از آن: مانند نظارت بر مصرف سوخت و آگاه کردن راننده از مصرف لحظه‌ای یا میانگین سوخت، نظارت بر موقعیت درها و آگاه کردن راننده از باز بودن آنها تنظیم (Regulating) کارکردهای خودرو با بهینه کردن همواره آنها: مانند تنظیم مصرف سوخت موتور با واحد کنترل الکترونیکی سیستم انژکتوری
کنترل (Controlling) کارکردهای خودرو از طریق محاسبه اطلاعات خروجی با داده‌های ورودی: مانند کنترل ترمز با سیستم ضد قفل (ABS)
در بیشتر واحدهای کنترل الکترونیکی سه کارکرد نظارت، تنظیم و کنترل همزمان وجود دارند.

توصیه‌هایی برای حفاظت از ای‌سی‌یو
نظارت (Monitoring) بر کارکردهای خودرو و آگاه کردن راننده از آن: مانند نظارت بر مصرف سوخت و آگاه کردن راننده از مصرف لحظه‌ای یا میانگین سوخت، نظارت بر موقعیت درها و آگاه کردن راننده از باز بودن آنها تنظیم (Regulating) کارکردهای خودرو با بهینه کردن همواره آنها: مانند تنظیم مصرف سوخت موتور با واحد کنترل الکترونیکی سیستم انژکتوری
کنترل (Controlling) کارکردهای خودرو از طریق محاسبه اطلاعات خروجی با داده‌های ورودی: مانند کنترل ترمز با سیستم ضد قفل (ABS)
در بیشتر واحدهای کنترل الکترونیکی سه کارکرد نظارت، تنظیم و کنترل همزمان وجود دارند.

انواع حافظه موجود در ای‌سی‌یو
حافظه موقت
این نوع حافظه با قطع برق باتری از میان می‌رود، اما بلافاصله پس از وصل شدن برق براساس اطلاعات از قبل تنظیم شده بازیابی می‌شود. به روش برگرداندن حافظه، روش تجدید حافظه یا Initialize گفته می‌شود. این حافظه شناسایی وضعیت استوپر موتور، دنده‌ها و حالات عملی موتور و محاسبات لحظه‌ای برای تنظیمات لحظه‌ای را به عهده دارد و محلی برای نگهداری معایب موقت و دائم سیستم انژکتور است. جدا کردن کابل باتری بیش از ۱۵ دقیقه، جدا کردن سوکت‌های ای‌سی‌یو بیش از ۱۵ دقیقه و جدا کردن سوکت رله دوبل در خودروهای غیر مولتی‌پلکس و سوکت‌های بی‌اس‌ام (BSM) در خودروهای مولتی‌پلکس (مانند پژو ۲۰۶‌های تولیدشده قبل از سال ۹۰) بیش از ۱۵ دقیقه، حافظه موقت موجود در ای‌سی‌یو را پاک می‌کند و خودرو تا مدت‌زمان کوتاهی به دلیل از دست دادن برخی پارامترهای لحظه‌ای با مشکل روبه رو می‌شود و به قول معروف بد کار می‌کند. در چنین حالتی خودرو باید دوباره تجدید حافظه شود. در این حالت خودرو سکته‌های بی‌دلیل و نابهنگام می‌کند و هنگام تعویض دنده و بخصوص زمان معکوس کشیدن دچار مکث می‌شود. البته این اتفاق در خودروهای نو یا کم‌کار به دلیل پایین بودن اختلاف پارامترها زیاد محسوس نیست.

حافظه دائم
این نوع حافظه مانند سیستم‌عامل رایانه‌های شخصی است و با قطع برق از میان نمی‌رود. در صورت خراب شدن هم قابل برگشت نیست و در این حالت می‌توان گفت ای‌سی‌یو سوخته است.
حافظه دائم شامل جدول بزرگی به نام لوکاپ تیبل (Look up table) است که در این جدول مانند جدول ضرب ردیف‌ها، ستون‌ها و خانه‌هایی وجود دارد. با این تفاوت که تعداد ردیف‌ها و ستون‌های این جدول از عدد دو بیشتر بوده و تعداد آن برابر تعداد حسگرهای موجود در سیستم موتور است.

روش تجدید حافظه ای‌سی‌یو
اصولا در کارخانه‌های مختلف روش‌های گوناگونی برای تولید وجود دارد و نیز بنابر استفاده خودرو در کشورها و مناطق مختلف با شرایط آب و هوایی و رانندگی متفاوت، در ای‌سی‌یو نوعی قابلیت سازگاری و یکسان‌سازی هست. این توانایی بر مبنای چهار عنصر زیر پایه‌گذاری می‌شود: حسگر اکسیژن، حسگر موقعیت دریچه گاز، حسگر ضربه و استپ موتور.
برای انجام عملیات تجدید از روش پیشنهادی شرکت پژو به شرح زیر استفاده می‌کنیم:
ابتدا سوئیچ را به مدت حداقل ده ثانیه ببندید. سپس سوئیچ را به مدت حداقل ده ثانیه باز کنید. بعد از آن خودرو را روشن کنید و به مدت حداقل ده ثانیه گاز ندهید و در نهایت نسبت به معرفی دنده‌ها اقدام کنید.

توصیه‌هایی برای حفاظت از ای‌سی‌یو
جدا کردن کابل باتری وقتی خودرو روشن است
همان‌طور که می‌دانید ولتاژ تولیدی دینام حدود ۱۴ ولت است. اما باید دانست این ولتاژ، ولتاژ متوسط تولیدی دینام است. بیشینه تولید ولتاژ دینام بر حسب دور موتور و بار گرفته شده از دینام، متغیر است و گاهی اوقات به ۱۶ ولت نیز می‌رسد. در حالت عادی که کابل‌های باتری متصل است این نوسان به خاطر خاصیت خازنی باتری تعدیل می‌شود؛ اما اگر کابل باتری هنگام روشن بودن خودرو باز شود، این نوسانات می‌تواند روی قسمت‌های حساس خودرو (کلیه کنترل یونیت‌های الکترونیکی) تاثیر نامطلوب داشته باشد. حداکثر قدرت تحمل نوسان ولتاژی این قطعه به طور استاندارد ۱۶ ولت است. اگر وقتی خودرو روشن است کابل باتری را جدا کنیم، به طور حتم ریسک سوختن ای‌سی‌یو وجود دارد.

امتحان جرقه از روی وایر شمع با اتصال آن به بدنه
وقتی سر شمع‌ها را می‌کشید و برای امتحان برق ارسالی به سر شمع‌ها با وایر مربوط به بدنه جرقه ایجاد می‌کنید، ممکن است مقدار جریان نابهنگام غیرقابل کنترلی را در قسمت ثانویه کوئل ایجاد کنید. برق ثانویه کوئل با برق سیم پیچ اولیه آن دارای تاثیر متقابل هستند. قسمت اولیه کوئل نیز برق خود را به طور مستقیم از ای‌سی‌یو می‌گیرد. این کار ممکن است موجب ایجاد نوسانات برق در شبکه برق خودرو و آسیب رسیدن به قسمت‌های حساس بخصوص ای‌سی‌یو شود. برای این آزمایش توصیه می‌شود از یک شمع سالم فیلرگری شده یدکی استفاده شود تا میزان جریان‌دهی ثانویه کوئل تحت کنترل باشد.

آب زدن به ای‌سی‌یو
اگر پشت جعبه این قطعه را باز کنید خواهید دید برای جلوگیری از نفوذ آب، قسمت فیبر مدار چاپی و حتی پین‌های داخلی با ماده‌ای موم مانند پوشیده شده، اما در هر صورت پین‌های خارجی سوکت ای‌سی‌یو بدون محافظ است و خیس شدن آنها موجب اتصال کوتاه خارجی می‌شود و ممکن است به احتمال بالا به ای‌سی‌یو آسیب برسد.

دست زدن به پین‌های ای‌سی‌یو
یکی از مواردی که اغلب با آن ناآشنا هستیم یا مورد غفلت قرار می‌گیرد دست زدن به پین‌های ای‌سی‌یو ست که به دلیل ریسک الکتریسیته ساکن بدن می‌تواند موجب آسیب زدن‌های جدی به آن شود. الکتریسیته بدن گاهی اوقات تا هزارها ولت می‌تواند بالا برود.

سازندگان معروف ای‌سی‌یو
بوش آلمان
این شرکت بهترین و معروف‌ترین سازنده ای‌سی‌یو و کیت انژکتوری در دنیاست و در اغلب خودروهای پیشرفته جهان نشانی از آن می‌توان یافت. برخی مدل‌های زانتیا و پژو ۲۰۶ موجود در ایران از برند بوش(Bosch) استفاده می‌کنند.

دلکوی آمریکا
این شرکت از قدیمی‌ترین شرکت‌های سازنده ای‌سی‌یو ست و ای‌سی‌یو آن در اغلب خودروهای آمریکایی بخصوص خودروهای شرکت جنرال موتورز (GM) به کار رفته است. در کادیلاک، پونتیاک و خودروهای دوو کره مانند دوو اسپرو و سی‌یلو از محصولات دلکو (Delco) استفاده شده است.

فورد آمریکا
این شرکت خودروساز برای محصولات خود ای‌سی‌یو‌های اختصاصی تولید می‌کند و اولین بار طرح ساخت کنترل تطبیقی یا خودیادگیر در خودروهای فورد (Ford) پیاده‌سازی شد.

شرکت زیمنس آلمان
فعالیت زیمنس (Siemens) به اندازه دیگر رقیب آلمانی یعنی بوش نیست، اما ای‌سی‌یوهای خوبی می‌سازد. ای‌سی‌یوی پراید انژکتوری موجود در ایران طراحی این شرکت است.

شرکت مگنتی مارلی ایتالیا
این شرکت در اروپا محبوبیت زیادی دارد و روی بیشتر خودروهای اروپایی کیت مگنتی مارلی (Magneti Marelli) نصب شده است. برای خودروهای فیات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV و مزدا ۳۲۳ از این محصول بهره می‌برند.

ساژم فرانسه
روی بیشتر خودروهای فرانسوی ای‌سی‌یو ساژم (Sagem) نصب است. در ایران مدل‌هایی از زانتیا، سمند و پیکان انژکتوری مشتریان این قطعه‌ساز به شمار می‌روند.

نیپون دنسوی ژاپن
این شرکت را تویوتا تاسیس کرده و بخش عمده سهام آن را در اختیار دارد. ۶ درصد سهام آن نیز متعلق به شرکت بوش است. ای‌سی‌یوی اغلب خودروهای تویوتا (مانند تویوتا لندکروزر) و برخی خودروهای ژاپنی مانند نیسان، هوندا، سوزوکی و … متعلق به نیپون دنسو (Nippon Denso) است.

یونی چیپ (UNICHIP) یا فناوری تنظیم ای‌سی‌یو
ای‌سی‌یو با حسگرهایی که به آن متصل است از شرایط کار موتور آگاه می‌شود و دستورهای مناسب را به انژکتورها، شمع‌ها و دیگر قطعات ارسال می‌کند. طراحان ای‌سی‌یو برای سهولت کار، جداولی را به نام مَپ (Map) داخل حافظه ای‌سی‌یو قرار می‌دهند که در آن مقدار پاشش سوخت و زاویه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت این جداول بیشتر باشد، دقت عملکرد ای‌سی‌یو بیشتر خواهد بود.
نکته‌ای که باید توجه کرد این است مقادیر جدول‌ها ارتباط مستقیمی به پارامترهای جغرافیایی موتور، نظیر فشار و دمای هوا دارد. شرکت‌های خودروسازی، ای‌سی‌یو را برای یک آب و هوای خاص طراحی نمی‌کنند، بلکه مقادیر مپ را طوری تنظیم می‌کنند که برای انواع شرایط جغرافیایی بهترین عملکرد را داشته باشد. بنابراین مپ در این حالت برای تمام خودروهای یک مدل، حالات یکسانی تعریف می‌کند؛ در حالی که هیچ دو خودرویی، حتی از یک مدل کاملا مانند یکدیگر نیستند.
اگر سیستمی بتواند این نقص را از ای‌سی‌یوها برطرف کند، آن گاه می‌توان به طور اختصاصی مپ هر خودرو را کالیبره کرده و توان آن را افزایش داد.
امروزه تیونینگ ای‌سی‌یو خودروها، بحث جاافتاده‌ای است و شرکت‌های بسیاری در این زمینه فعالیت می‌کنند. به طور کلی دو روش برای تیونینگ خودروهای انژکتوری وجود دارد. روش اول خواندن اطلاعات (مپ ای‌سی‌یو) و دادن اطلاعات جدید است. شرکت‌هایی که در این زمینه فعالیت می‌کنند عبارتند از: یوروچیپ (Eurochip)، چیپ تیونینگ (Chip Tuning)، تک تی‌وی (Tech TV) و اتو اسبید (Autospeed) از اشکالات چنین روشی این است که بشدت به ساختار ای‌سی‌یو وابسته است و با پیچیده شدن سخت‌افزار ای‌سی‌یو امکان خواندن و تغییر اطلاعات آن مشکل و گاهی غیرممکن می‌شود مگر آن که شرکت سازنده ای‌سی‌یو خود نحوه دسترسی به اطلاعات را در اختیار شرکت‌های تیونینگ قرار دهد.
روش دیگر اضافه کردن یک سخت‌افزار جانبی به ای‌سی‌یو برای تغییر پارامترهای ای‌سی‌یو ست.

این روش گران‌تر تمام می‌شود، اما وابسته به نوع ای‌سی‌یو نیست.
یکی از شرکت‌هایی که در این زمینه فعال است شرکت داستک (Dastek) است که در آفریقای جنوبی قرار دارد. این شرکت کوچک و ناشناخته که محصول یونی‌چیپ (UNICHIP) را تولید می‌کند موفق شده محصول خود را به کشورهای مختلف دنیا صادر کند.
اصول عملکرد یونی‌چیپ به این صورت است که حسگرهای اصلی در یک موتور انژکتوری مانند مپ (MAP) و آر‌پی‌ام (RPM) خوانده می‌شود و سپس با توجه به نقطه کار موتور، مقادیری مجازی از این دو حسگر را به ای‌سی‌یو اعمال می‌کند؛ به‌گونه‌ای که رفتار ای‌سی‌یو نسبت به حالت قبل بهبود پیدا می‌کند.
آمارها نشان می‌دهد موفقیت یونی‌چیپ در این زمینه بسیار بالا بوده است: از هر ۴۰۰ خودرو، فقط یک خودرو ممکن است با یونی‌چیپ بهینه نشود. ۸۰ درصد خودروهایی که در آفریقای جنوبی استفاده می‌شوند، یونی‌چیپ را در خودروهای خود نصب کرده‌اند. در حال حاضر یونی‌چیپ روی بیش از ۳۲۰ مدل موتور از خودروسازان بزرگ دنیا پیاده شده است.

دیاگ چیست؟
واژه دیاگ (Diag) برگرفته از واژه انگلیسی Diagnosis به معنی عیب‌شناسی است. در صنعت خودرو نیز به هرگونه ابزار یا وسیله‌ای که به تشخیص عیب کمک کند دیاگنوستیک تول (Diagnostic Tool) گفته می‌شود، صرف نظر از این‌که آیا یک وسیله پیشرفته رایانه‌ای باشد یا وسیله ساده مکانیکی.
خواندن کد خطاها و پاک‌کردن آنها، نمایش اطلاعات لحظه‌ای، راه‌اندازی مستقیم عملگرها و در نهایت برنامه‌ریزی مجدد هر کدام از آنها از امکاناتی است که در این دستگاه وجود دارد.

خطر سرقت در کمین قطعه گرانبهای خودروی شما
همان طور که گفته شد ای‌سی‌یو قطعه‌ای است که همانند مغز انسان وظیفه کنترل و هدایت بخش عظیمی از قطعات داخلی خودرو را به عهده دارد و به دلیل بهره‌برداری از فناوری ساخت بسیار بالا، تولیدکنندگان معدودی نسبت به طراحی و ساخت آن اقدام می‌کنند. به همین دلیل این قطعه نسبتا کوچک دارای ارزش زیادی است و سودجویان زیادی در کمین ربودن آن نشسته‌اند. سادگی باز کردن این قطعه از یکسو و قرار گرفتن آن در قسمت‌هایی از خودرو که دسترسی به آن راحت است، سبب شده طعمه خوبی برای سارقان باشد. هرچند طی سال‌های اخیر تولیدکنندگان تلاش کرده‌اند تا جای قرارگیری آن را تغییر داده و از دسترس خارج کنند، اگر مالک خودرویی هستید که از طراحی نسبتا قدیمی‌تری بهره می‌برد و به امکانات امنیتی نیز مجهز نیست، توصیه می‌کنیم از محافظ‌های ای‌سی‌یوی تولیدشده برای خودروی خود حتما استفاده کنید.