تعمیر ایسیو ECU آموزش تعمیرات ای سی یو
امروز قصد داریم در مورد ای سی یو ECU ایسیو یا همان کامپیوتر موتور خودرو صحبت کنیم و کمی بیشتر در مورد این یونیت و نحوه کارکرد اون آشنایی پیدا کنیم . البته ایسیو engine control unit (ECU) یا همان یونیت کنترل موتور در خودروهای مختلف و در زبان های مختلف مخفف های متفاوتی دارد، مثلا روی خودروهای آلمانی به ایسیو DME دی ام ای گفته میشه که به معنی Digital Motor Electronics (DME) دیجیتال الکترونیک موتور بوده و در کمپانی نیسان به ایسیو ، ECM گفته میشه که به معنی Engine Control Module مدول یا ماژول کنترل موتور یا مثلا PCM که به معنی Powertrain Control Module ماژول کنترل قدرت موتور ، داستان ایسیو از کجا شروع شد؟
موتورهای قدیمی چطور کار می کردند؟
در گذشته ای نه چندان دور و حدودا سه یا چهار دهه قبل هنوز علم الکترونیک انقدر گسترش پیدا نکرده بود تا کمپانی های خودرو سازی دست به استفاده از کنترل کننده های الکترونیکی در کارکرد موتور خودروها بزنند. موتور خودروهای قدیمی با باز شدن دریچه سوپاپ سوخت پر از سوخت می شد و با استفاده از یک جرقه پیستون ها به حرکت درآمده و خودرو را به حرکت در می آوردند. تمام بخشهای میزان سوخت وارده ، میزان هوای وارده جهت احتراق ، زمان احتراق ، ترتیب پاشش سوخت ترتیب جرقه زنی و…. همه و همه توسط قسمت های مکانیکی مثل زنجیرها ،چرخ دنده ها ، پیچها ، پلاتین ها و…. کنترل می شد. این موتورهای قدیمی توانایی تغییر در شرایط مختلف محیطی مثل دما و فشار هوای مختلف و یا شرایط مختلف خودروها ، مثل شتاب گیری ، سرازیری و سربالایی ها را نداشته یا خیلی کم داشته و به همین علت سبب تغییر راندمان ، احتراق ناقص ، درست کار نکردن موتور و مشکلاتی از این دست می شدند .
مثلا زمانی که با خودرو به ارتفاعات سفر می کردید فشار هوای محیط کاهش پیدا می کرد و سوخت برای احتراق کامل در محفظه سیلندر، با کمبود اکسیژن مواجه می شد و این کمبود باعث کاهش قدرت موتور می گردید و یا زمانی که در زمستان دمای هوا بسیار پایین بود موتور خودرو به سختی و با استارت های مکرر روشن می شد. و راهکارها و مکانیزمهای زیادی برای اصلاح این قبیل مشکلات وجود نداشت.
پس عملگری لازم بود تا در زمان لازم وارد عمل شود و به کارکرد موتور کمک کند و در صورت عدم نیاز از مدار خارج شده و اختلالی در سیستم موتور ایجاد نکند.اما طراحی ساخت و اجرای چنین سیستمی بر اساس مکانیزمهای مکانیکی دشوار ، پیچیده و حجیم و معمولا به صرفه نبود.
علم الکترونیک و کنترل به کمک موتور خودروها آمد و سنسورها ، شیرهای برقی ، موتورهای الکتریکی، عملگرها و کنترل کننده ها را وارد بخشهای مکانیکی کرد.به زبان ساده موتورها دارای توانایی های بیشتری شدند و با حس کردن شرایط و گرفتن بازخورد یا فیدبک از بخشهای مختلف هوشمند شده باعث افزایش راندمان و بهبود چشمگیر موتورهای سوختی شدند.یعنی چرخه کنترل وارد سیستم های احتراق شد برای روشن شدن به این شکل نگاه کنید ، یک بخش کنترل closed loop یا حلقه بسته را می بینید . بازخورد از خروجی به واحد کنترل و پردازش باعث تغییر در متغیر موثر در ورودی شده و در نهایت خروجی به نحو دلخواه و مورد نظر اصلاح می گردد. در ادامه بیشتر با این نحوه کنترل آشنا خواهید شد.
تقریبا این سیستم کنترل در تمامی بخش های الکترونیکی دستگاه های مختلف و حتی غیر الکترونیکی وجود دارد و ایسیو ECU خودرو نیز بر همین اساس کار کنترل تمام تجهیزات و بخشهای موتور را انجام می دهد.
ورود ایسیو ها ECU ای سی یو ها به دنیای خودروها
امروزه علم الکترونیک بسیار گسترش پیدا کرده و دامنه آن تقریبا تمام دستگاه های پیرامون ما را گرفته ، خودروهای سبک و سنگین و ماشین آلات راهسازی و … نیز بی نصیب نمانده و به کمک یونیت های الکترونیکی بسیار پیشرفته شده و کارایی آن ها نیز افزایش یافته.
چگونه خودرو را عیب یابی کنیمایسیو ECU ای سی یو چیست؟
بعد از آنکه با کارکرد موتور خودروها در گذشته ، آشنا شدیم شاید اکنون بتوانیم درک بهتری از ایسیو پیدا کنیم. ضعف تشخیص شرایط مختلف آب و هوایی ، تصمیم گیری ، و کنترل پایدار در موتورهای قبلی باعث شد تا چیزی به نام ایسیو ECU ساخته شود. در واقع ای سی یو ایسیو ECU یک واحد الکترونیکی بوده که با درک شرایط محیط ،خودرو ، موتور و… تصمیم می گیرد که موتور چطور کار کند.مثلا زمان دقیق جرقه را از موقعیت قرار گیری میل لنگ و پیستون محاسبه کرده و سوخت متراکم را منفجر کند یا با توجه به فشار و دمای هوای ورودی تصمیم بگیرد تا چطور میزان سوخت را کاهش یا افزایش دهد تا از توان موتور کاسته نشود.تمام دستورات کنترلی موتور در ایسیو ECU گرفته شده و اعمال می گردد، در ادامه با بخش های مختلف ایسیو بیشتر آشنا می شوید
بخشهای تشکیل دهنده یک ایسیو چیست؟
بخشهای تشکیل دهنده یک ایسیو ECU ای سی یو با توجه به کاربرد و نیاز موتور در زمان طراحی تعیین می گردد اما به طور کلی ایسیو ها از چند بخش اصلی تشکیل می شوند. بخش خواندن مقادیر ورودی ، بخش پردازش و تصمیم گیری ، بخش عملگرها و درایورها و بخش شبکه .
۱. مقادیر ورودی به ایسیو ECU ایسیو
ایسیو یا همان کامپیوتر موتور خودرو برای اینکه بتواند تصمیمات لازم را در به موقع بگیر باید درک درستی از مقادیر و اندازه های متغیر های وابسته موتور داشته باشد این درک را به کمک سنسورها و مدارات وابسته به آن ها از خارج از ایسیو دریافت می کند و همیشه اندازه مقادیر که معمولا کمیت های فیزیکی یا شیمیایی هستند باید به صورتی تغییر شکل دهد که در علم الکترونیک که اساس کار ECU است قابل درک باشد. یعنی آی سی ها یا همان مدارات مجتمع در ایسیو ECU فقط قابلیت درک اختلاف پتانسیل (بر واحد ولتاژ v) و شدت جریان (بر واحد آمپر I ) را دارند.مثلا برای اینکه ایسیو ECU متوجه دمای هوا و یا آب رادیاتور موتور شود باید سنسورهایی در این دو بخش وجود داشته باشند تا مقدار دما را به ولتاژ و جریان تبدیل کرده و به ایسیو تحویل دهد.در ایسیو نیز مدارتی تعبیه شده تا ولتاژهای دریافتی از سنسورها را دریافت کرده و بعد از حفاظت های لازم و رنج سازی به مرکز پردازش و تصمیم گیری منتقل نمایید.
۲. پردازش و تصمیم گیری ECU ایسیو
تمام اطلاعات ورودی از سنسورها و پارامترها توسط قسمت قبل به بخش پردازش یا میکروپروسسور یا میکروکنترلر ایسیو ECU رسیده و در این بخش که معمولا از یک یا دو آی سی میکرو تشکیل شده ، برای این دیتا ها و مقادیر تصمیم گیری می شود. معمولا تمام میکروپروسسورهای ایسیو ها ECU از چند کمپانی معروف مثل Infineon ، Motorola Semiconductor ، NXP ، Texas Instruments ، ST Microelectronics ، Renesas Electronics استفاده می کنند.در برخی از ایسیوها علاوه بر کنترل موتور کار کنترل گیربکس نیز انجام میگیرد و در واقع TCM کامپیوتر کنترل گیربکس با بخش ایسیو موتور ادغام شده است.در تصویر زیر می توانید دیاگرام کنترلی داخلی یک ایسیو با آی سی پروسسور ساخت شرکت Infineon را مشاهده کنید.مستطیل قرمز رنگ کنترلر و در سمت چپ سیگنال ها و دیتا های ورودی مثل سنسور پدال گاز ، سنسور دریچه گاز ، سنسور مقدار سطح سوخت ، سنسور فشار هوا ، سنسور ناک ، سنسور دمای آب موتور و…هستند.کنترلر ایسیو ECU بعد از بررسی مقادیر ورودی دستورات لازم را به بخش عملگرها صادر می کند.در قسمت بعد با این بخش بیشتر آشنا می شویم.سمت راست کنترلر تعدادی از درایوهای ایسیو مثل موتور دریچه گاز، شیرهای برقی ، پاشش انژکتور ، جرقه زنی ، رله ها و… نمایش داده شده
۳.بخش عملگرها و درایور های ECU ایسیو
این قسمت نقش اعمال دستورات ایسیو بر روی بخشهای موتور را ایفا می کند. از آنجایی که آی سی کنترلر ایسیو توان لازم برای به حرکت درآوردن عملگرها را ندارد و فقط می تواند فرمان دهنده باشد ، درایورها به کمک کنترلر آمده و فرمان های الکترونیکی را با قدرت الکتریکی و توان لازم به بخشهای مختلف اعمال میکنند مثلا دریچه گاز خودرو یک بخش مکانیکیست که در گذشته با یک سیم از طرف پدال گاز کشیده شده و باز و بسته میشد اما در همه خودروهای امروزی یک موتور الکتریکی عمل تغییر وضعیت دریچه گاز را بر عهده دارد ، ایسیو ECU بعد از آنکه میزان فشرده شدن پدال گاز را با توجه به سنسور تعبیه شده در آن با موقعیت فعلی دریچه گاز که از طریق سنسورهای دریچه گاز مخابره شده مقایسه کرد ، تصمیم میگیرد که درایور یا همان آی سی عملگر موتور الکتریکی ( آی سی موتور دریچه گاز) ، دریچه را بازتر یا بسته تر کند.اکثر توان و برق مصرفی در ایسیو توسط بخش درایورها صرف به حرکت درآوردن شیرهای برقی ، موتورها ، رله ها ، هیترها و… می شود و همین امر باعث استهلاک و خرابی بیشتر در این بخش از ایسیو میشود. معمولا آی سی های درایور ایسیو ها همه هوشمند بوده و هر کدام به نحوی در صورت بروز مشکل وضعیت را به کنترلر مرکزی ایسیو اطلاع رسانی می کنند.مثلا اگر بعد از اعمال ولتاژ موتور دریچه گاز بیش از حد ماکزیمم و یا کمتر از حد نرمال جریان مصرف نماید آی سی درایو این موضوع را متوجه شده و فورا تغذیه الکتریکی موتور را قطع کرده و خطا را به پروسسور ایسیو گزارش می کند.در واقع همواره ارتباط دوطرفه ای در بخش درایورها و پردازشگر ایسیو برقرار است.
۴.بخش شبکه ECU ایسیو
خودروها امروزه بر مبنای کنترل هوشمند غیر متمرکز عمل می کنند و یونیت های الکترونیکی زیادی نصب می شوند تا این وظایف را انجام دهند ، در بعضی از آنها تا پنجاه یونیت کنترل کننده وجود دارد که هر کدام بخشی را کنترل و فعال می کنند.مثلا یونیت های ای بی اس ABS ESP برای بخش ترمز ضد قفل و پایداری خودرو ، یونیت ایسیو ECU برای کنترل موتور ، یونیت کنترل گیربکس اتوماتیک TCM ، یونیت کنترل تجهیزات اتاق خودرو BCM ، یونیت کنترل فرمان برقی EPS ،کیلومتر شمارهای هوشمند ،رادار کروز CCS ، رادار نقطه کور BSD یا رادار جانبی ، یونیت کنترل ترمز دستی برقی EPB ، یونیت کنترل سقف و سانروف ، یونیت چراغ های ال ای دی ، یونیت درب صندوق عقب برقی ، یونیت نویگیشن و مسیریاب ، یونیت دوربین ۳۶۰ درجه پارک خودرو ، یونیت چهار چرخ فعال ۴WD و…در اکثر خودرو های امروزی تعبیه شده اند و چیزی که مشهود است نیاز به ارتباط یک یا دو طرفه بین این یونیت هاست ، پس برای کارکرد صحیح و درست نیاز به استفاده از مقادیر یکدیگر خواهند داشت مثلا رادار خودرو برای فعال کردن کروز کنترل نیاز به این دارد که سرعت حرکت خودرو را از ایسیو دریافت کند و یا علامت کروز را روی صفحه کیلومتر روشن کند همچنین در مواقعی که راننده متوجه نزدیک شدن بیش از حد خودرو جلویی به خود نیست ، به ای بی اس فرمان گرفتن ترمز با شدت لازم را اعمال کند. این ارتباطاتات نیاز به بستری برای تبادل دارند و همانند یک شبکه کامپیوتری بستری به نام شبکه استاندارد CAN که مخفف Controller Area Network است در خودروها فراهم شده تا بر روی آن تمام یونیت ها با استفاده از دو سیم با هم تبادل داشته باشند. پروسسور و کنترلر ECU ایسیو نیز دارای این توانایی در خود است تا با استفاده از شبکه CAN داده ها را ارسال یا دریافت نماید.گفتنی است که سیستم های عیب یاب خودرو یا همان انواع دیاگ ، معمولا در بستر شبکه CAN به ایسیو و دیگر یونیت ها وارد شده و گزارشی از خطا ها را نمایش می دهند.
تعمیرات تخصصی ایسیو ECU
اولین و مهمترین قدم در بخش تعمیرات ایسیو ECU دانستن مبانی الکترونیک است.بدون دانستن مبانی مدار و الکترونیک فقط به صورت تجربی و یا سعی و خطا ممکن است ایسیویی تعمیر شود و این به معنی از دست دادن تدریجی اعتبار یک تعمیرکار ایسیو ECU است. با اجزای داخلی یک ایسیو ECU آشنا شدیم پس مشکلات ایسیوها به چهار بخش داخلی ایسیو و علاوه بر آن بخش تغذیه و پاور آن نیز مربوط می شود ، این بخش وظیفه روشن کردن ایسیو و ایجاد سطح ولتاژهای لازم جهت کارکرد IC های مختلف ECU را بر عهده دارد . در بعضی از ایسیو ها این سطح ولتاژ تا ۲۵۰ ولت هم افزایش می یابد. و معمولا نه فقط در ایسیو ها بلکه در اکثر یونیت های خودرو مشکلات جایی رخ می دهند که درایورها ، توان های الکتریکی را به عملگرها اعمال می کنند .هر چند که آی سی های درایو در ایسیو ها روز به روز هوشمندتر شده و مانع از آسیب دیدگی در بدترین شرایط می شوند.اما بالاخره هنوز هم ایسیو ها در شرایط خاص آسیب می بینند و در روشن شدن و کار کرد موتور با مشکل مواجه می شوند.برای توضیحات بیشتر در زمینه تعمیر ایسیو اول باید با مفهوم چراغ چک آشنا شد.
تعمیر برد های الکترونیکیچراغ چک چیست؟
چراغ چک چراغی است به شکل موتور خودرو تعبیه شده در پشت آمپر و کیلومتر که تقریبا در تمام خودروها نصب شده و اکثرا دو اعلام وضعیت متفاوت را نشان می دهد :
- وقتی که خودرو در حالت سوئیچ باز است و موتور یک مرحله تا زدن استارت و روشن شدن فاصله دارد ، این چراغ روشن شده و معنی آن آماده به کار بودن ایسیو یا همان کامپیوتر موتور جهت روشن کردن خودرو است این چراغ مستقیما از ایسیو روشن می شود و یا دستور می گیرد .اگر در این حالت چراغ چک روشن نشود ، معمولا نشان دهنده خاموش بودن ایسیو به هر علت است ، برای مثال ECU ای سی یو های خودروهای ماکسیما ، مورانو ، کمری ، الانترا و بعضی رنو ها با این مشکل مواجه می شوند و هنگام باز کردن سوئیچ چراغ چک آن ها روشن نمی شود.
- زمانی که خودرو روشن می شود چراغ چک باید خاموش شود.روشن ماندن چراغ چک یا چشمک زدن آن بعد از روشن شدن موتور خودرو به معنی وجود خطایی در ایسیو و یا موتور خودرو است.گاهی نیز هنگامی که در حرکت هستید چراغ چک روشن می شود و این دقیقا زمانیست که خطایی در سیستم موتور رخ داده و همیشه بهتر است بعد از روشن شدن چراغ چک در اولین جای ممکن به خودرو دیاگ زده شود تا معلوم گردد که با چه مشکل و خطایی روبرو شده.
آموزش تعمیرات ایسیو ECU ای سی یو
همیشه اولین قدم در تعمیر ایسیو دانستن این مطلب است که خودرو با چه مشکل یا چه خطایی مواجه شده ، چرا که ایسیوها از بیش از صدها قسمت مختلف تشکیل شده اند و چک کردن تمام این بخشها امکان پذیر نمی باشد . البته برای تعدادی محدود از خودروهای داخلی تسترهای توسط بعضی از شرکت ها ساخته شده که ایسیو به آن متصل شده و بعد از روشن شدن ایسیو به عیب یابی کمک می کند(در دیجی برد تعمیرات ایسیو ECU و دیگر یونیت ها فقط بر روی خودروهای وارداتی صورت می گیرد ) اما از آنجایی که ایسیو خودروهای خارجی مرتب تغییر می کنند و بسیار با هم متفاوت هستند ، امکان ساخت چنین دستگاه هایی وجود نداشته و کار عیب یابی به مراتب مشکل تر است. پس با دانستن خطای ای سی یو می توان روی بخش محدودتری از ایسیو متمرکز شد و سریعتر به نتیجه رسید .اکثر توابع کنترلی ایسیو به صورت حلقه بسته کنترل می شوند و نقص و خطایی در هر قسمت از ایسیو باعث از کار افتادن آن تابع کنترلی می شود.شاید با یک مثال بتوان مفهوم این موضوع را بهتر متوجه شد.
فرض کنید ایسیو با مشکل خطا بر روی سنسور اکسیژن مواجه شده ، سیم کشی خودرو چک شده و سنسور نیز بر روی خودرو مشکلی نداشته ، این ایراد مانع روشن شدن خودرو نمی شود اما باعث می شود که موتور بد کار کند احتراق ناقص باشد ، دود سیاه یا سفید از اگزوز خارج شده و مصرف سوخت افزایش یابد.سنسور اکسیژن تشکیل شده از دو بخش فلزی که در مجاورت هوای مرجع و گاز های خارج شده از اگزوز قرار گرفته و یک المنت که وظیفه گرم کردن این دو صفحه و سنسور را دارد.
هر میزان که اکسیژن در گازهای خارج شده از اگزوز باقی مانده باشد باعث ایجاد ولتاژ بین دو فلز (الکترود) شده و ایسیو ECU از روی دریافت این ولتاژ دست به تغییر نسبت هوا و بنزین وارد شده به محفظه احتراق زده تا در نهایت ، احتراق کامل انجام گیرد.اگر هیتر یا همان المنت سنسور گرم نشود این مقدار ولتاژ در خروجی سنسور با خطا مواجه می شود. پس ابتدا باید درایور و آی سی فعال کننده این المنت بررسی گردد و در صورت نداشتن مشکل گیرنده های مقادیر ورودی مربوط به ولتاژ خروجی از سنسور چک شوند.
لازمه دیگر در تعمیر ECU داشتن نقشه سیم کشی و تجهیزات الکترونیکی موتور تا ایسیو است. از روی این نقشه می توان متوجه شد که چه عملگر یا سنسوری به چه پین از ترمینال های ایسیو ECU وارد می شود و بر این اساس علت مشکل را در ایسیو جستجو کرد ،در مورد نقشه های داخلی ایسیوها هم باید گفت که هرگز عمومی نشده و فقط در انحصار کمپانی های سازنده است. در مثال قبل برای عیب یابی مشکل سنسور اکسیژن از روی نقشه می توان متوجه شد که دو سر المنت به کدام یک از پین های ایسیو وارد می شود و یا اینکه ولتاژ سنسور اکسیژن از طریق چه پین هایی به ایسیو می رسند.
برای تعمیر ECU ایسیو باید تعمیرکار تبدیل به ولتاژ و جریان شود و در تمام بخشهای مرتبط به ترتیب و با دقت عبور کند تا عیب را مشاهده کند چرا که ولتاژ و جریان اساس کار هر تجهیز الکترونیکی است.
بعضی از مشکلات ایسیو ها مربوط به مدارات داخلی بوده و ایسیو از داخل دچار مشکل می شود.این دست مشکلات را معمولا خود ایسیو متوجه نمی شود اما هستند ایسیوهای خودروهای جدیدی که این مشکلات را نیز متوجه می شوند ، و خطاهای همچون INTERNAL FAULT یا ROM ERROR ویا PCM/ECM PROCESSOR را در خود گزارش می کند ، این گونه خطاها در خودروها و برندهای مختلف گاهی معانی مختلفی دارند اما همه حکایت از مشکلات داخلی برای خود ایسیو دارند و معمولا پیدا کردن این مشکلات دشوارتر از دیگر مشکلات است.
تمامی مدارات مجتمع یا همان آی سی ها دارای مدارکی هستند که توسط سازنده آنها ارائه می شود که در آنها نحوه به کارگیری و کار با آن ها برای طراحان و استفاده کنندگان شرح داده می شود. در خودروها به جز آی سی های استفاده شده در ایسیو ها آی سی های یونیت ها دیگر نیز معمولا هیچ کدام دارای این مدارک نیستند نه این که مدارکی نداشته باشند بلکه این مدارک فقط در اختیار سازندگان بزرگ قرار دارند . در واقع سازندگان این دست یونیت ها ترجیح میدهند تا از ای سی هایی استفاده کنند که اطلاعات ساخت و استفاده از آنها منحصر به خود آنها باشد . تعمیرات و چک کردن عملکرد این آی سی ها بدون مدارک فنی سازنده نیز یکی دیگر از مشکلات پیش رو تعمیرکنندگان است.
در مرکز ما تعمیرات تخصصی بر روی تمام یونیت های الکترونیکی خودروهای وارداتی و به روز انجام میگیرد ، گوشه ای از تعمیرات ما را در بخش نمونه کارها به صورت مستند می توانید ببینید.
تعدادی از نمونه تعمیرات ایسیو ECU نمونه تعمیرات انواع یونیت های خودرو
همچنین ببینید
و
نظرات ، پیشنهادات و انتقادات شما می تواند به ما در تکمیل و ایجاد مطالب بیشتر کمک کند.
باسلام،مطالب بسیار مفید شما را در خصوص مشکلات ای سی یو،مطالعه کردم
مدتیست چراغ چک ماشینم( جیلیx7) روشن می شود،چندبار به تعمیرکار مراجعه و آن خطا را فقط پاک کردند و متوجه ایراد نمیشوند، راهنمایی بفرمایید جهت رفع عیب و یا تعمیر ای سی یو،باید به کجا مراجعه کنم? ممنون
با سلام.لطفا خطایی که در دیاگ دارد و هر بار پاک می کنند را بفرمایید تا راهنمایی شوید