Radno vrijeme: 09:00 - 17:00
Subota i nedjelja - ZATVORENO
Pronađite nas: Zenica
Visočka bb, Drivuša, Zenica, BiH
Kontakt: +387 61 932 188
info@salkapone.com
Pratite nas:
ECU - Salkapone – Automotive Electronic Lab
12971
services-item-template-default,single,single-services-item,postid-12971,theme-motorepair,mkd-core-1.1,woocommerce-no-js,salkapone-child-ver-1.0.0,motorepair-ver-1.6,mkd-smooth-scroll,mkd-smooth-page-transitions,mkd-ajax,mkd-grid-1200,mkd-blog-installed,mkd-follow-services-info,mkd-header-standard-extended,mkd-sticky-header-on-scroll-down-up,mkd-default-mobile-header,mkd-sticky-up-mobile-header,mkd-dropdown-default,mkd-full-width-wide-menu,mkd-header-standard-extended-logo-border-disable,mkd-header-standard-extended-logo-in-grid-border-disable,mkd-header-standard-extended-menu-in-grid-shadow-disable,mkd-search-dropdown,mkd-woocommerce-columns-4,wpb-js-composer js-comp-ver-6.4.1,vc_responsive

ECU

ecu1
s

Šta je ECU?

Upotreba termina ECU može se koristiti za upućivanje na jedinicu za kontrolu motora, međutim ECU se odnosi i na Elektronsku kontrolnu jedinicu, koja je komponenta bilo kojeg automobilskog mehatronikog sistema, a ne samo za kontrolu motora.

U automobilskom sektoru, pojam ECU često se odnosi na jedinicu za kontrolu motora (ECU), ili modul za kontrolu motora (ECM). Ako ova jedinica kontrolira i motor i prijenos, često se opisuje kao Powertrain Kontrolni modul (PCM).

Za potrebe ovog članka, raspravljat ćemo o ECU-u kao jedinici za kontrolu motora.

 

Čime se ecu bavi?

U osnovi, ECU motora kontrolira ubrizgavanje goriva i, u benzinskim motorima, vrijeme iskre da ga zapali. Određuje položaj internih motora pomoću Senzora položaja krekshafta tako da se ubrizgavači i sistem paljenja aktiviraju u tačno vreme. Dok ovo zvuci kao nesto sto se moze uraditi mehicki (i bilo je u proslosti), sada ima nesto vise od toga.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem je u suštini velika zračna pumpa koja se napaja koristeći gorivo. Kako je vazduh usisan, potrebno je obezbediti dovoljno goriva da bi se stvorila snaga da se održi rad motora dok je ostala korisna količina da se pogoni auto kada je potrebno. Ova kombinacija zraka i goriva naziva se ‘smjesa’. Previše smjese i motor će biti pun gasa, premalo i motor neće moći napajati ni sebe ni auto.

Ne samo da je količina smjese važna, već i omjer te smjese mora biti točan. Previše goriva – premalo kisika, a sagorijevanje je prljavo i otpadno. Premalo goriva – previše kisika čini sagorevanje sporo i slabo.

Motori su nekada imali ovu količinu smjese i omjer kontroliran potpuno mehaničkim uređajem za premještanje zvanim karburator, što je bilo nešto više od kolekcije rupa fiksnog promjera (mlaznica) kroz koje je motor ‘sisao’ gorivo. Sa zahtjevima modernih vozila koji se fokusiraju na efikasnost goriva i manje emisije, smjesa mora biti jače kontrolirana.

Jedini način da se zauzdaju ovi strogi zahtjevi je da se kontrola motora preda ECU-u, Jedinici za kontrolu motora. ECU ima posao kontrole ubrizgavanja goriva, paljenja i ancilarija motora pomoću digitalno pohranjenih jednadžbi i numeričkih tablica, a ne analognim sredstvima.

Precizno upravljanje gorivom

ECU se mora baviti mnogim varijablama pri odlučivanja pravilnog omjera smjese.

  • Potražnja motora
  • Temperatura motora/rashladne hladilice
  • Temperatura zraka
  • Temperatura goriva
  • Kvalitet goriva
  • Različito ograničenje filtera
  • Pritisak zraka
  • Efikasnost pumpe motora

Ovi zahtijevaju da broj senzora izmjeri takve varijable i primijeni ih na logiku u programiranje ECU-a kako bi se utvrdilo kako im ispravno nadoknaditi.

Povećanje potražnje motora (kao što je ubrzanje) zahtijevat će povećanje ukupne količine smjese. Zbog karakteristika sagorijevanja goriva u upotrebi, također zahtijeva promjenu omjera ove smjese. Kada pritisnete papučicu akceleratora, vaš gasni zakrilac će se otvoriti da bi se omogućilo više zraka u motor. Povećanje protoka zraka u motor mjeri se senzorom masenog protoka zraka (MAF) tako da ECU može promijeniti količinu goriva koje se ubrizgava, držeći omjer smjese unutar granica.

Tu se ne zaustavlja. Za najbolje razine snage i sigurno sagorijevanje, ECU mora promijeniti omjer smjese i ubrizgati više goriva pod punim gasom nego što bi to bilo tijekom krstajenja – to se naziva ‘bogata smjesa’. Suprotno tome, strategija goriva ili greška koja rezultira manje od normalne količine goriva koje se ubrizgava rezultiralo bi ‘mršavom smjesom’.

Pored izračunavanja goriva na osnovu potražnje vozača, temperatura ima znatan dio za igranje u korištenim jednadžbama. Pošto se benzin ubrizgava kao tečnost, isparavanje mora da se desi pre nego što se sažeže. U toplom motoru, to je lako upravljati, ali u hladnom motoru tečnost je manja vjerojatnost da će se hlađenje i više goriva mora ubrizgati kako bi se omjer smjese držao u ispravnom rasponu za sagorijevanje.

Flashback: Prije upotrebe ECU-a, ovom je funkcijom upravljao ‘gušiti’ na karburatoru. Ovo gušenje je bilo jednostavno zakrilac koji je ograničao protok zraka u karburator povećavajući vakuum u avionima kako bi promovisao veći protok goriva. Ova metoda je često bila netočna, problematična i zahtijevala je redovno prilagođavanje. Mnoge je vozač podešavao ručno dok je vozio.

Temperatura zraka također ima ulogu u kvalitetu sagorijevanja na mnogo isti način kao i različit atmosferski pritisak.

Usavršavanje sagorijevanja

Pošto automobilski motor većinu vremena provodi na dijelom gasa, ECU se koncentriše na maksimalnu efikasnost u ovoj oblasti. Idealna smjesa, gdje se sav ubrizgani gorivo sagori i sav kisik troši ovim sagorijevanjem, poznata je kao ‘stoichiometric’ ili često kao ‘Lambda’. U stohiometrijskim uslovima, Lambda = 1,0.

Senzor kisika za ispušni plin (Lambda senzor, O2 Senzor, Senzor kisika ili HEGO) mjeri količinu kisika koja je ostala nakon sagorijevanja. To govori motoru da li postoji višak zraka u omjeru smjese – i prirodno da li se ubrizgava pretjerano ili nedovoljno goriva. ECU će pročitati ovo mjerenje, i stalno podešavati ubrizganu količinu goriva kako bi smjesa bila što bliže Lambdi = 1,0. Ovo je poznato kao ‘zatvorena petlja’ operacija, i veliki je doprinos naprednoj efikasnosti koja dolazi od korištenja ECU-ova motora.

Zbog strogih propisa o emisijama koji su sada na snazi, postoje mnogi drugi sistemi na motoru koji pomažu u smanjenju potrošnje goriva i/ili uticaja na okoliš. To uključuje:

  • Recirculacija ispušnih plinova (EGR)
  • Katalitički pretvarač i selektivno katalitička redukcija
  • Reakcija ubrizgavanja ispušnog zraka (AIR)
  • Filteri za čestice dizela (DPF)
  • Stratifikacija goriva
  • Auspuh Additive Injection (Kao što je AdBlue)
  • Kontrola isparavanja emisija (EVAP)
  • Turbopunjavanje i super punjenje
  • Hibridni powertrain sistemi
  • Promjenjiva kontrola valvetraina (kao što su VTEC ili MultiAir)
  • Kontrola promjenjivog unosa

Svaki od gore navedenog sistema utječe na rad motora na neki način i kao posljedica toga treba biti pod potpunom kontrolom ECU-a.

 

Kako radi ECU?

ECU se često naziva ‘mozak’ motora. To je u suštini računar, sistem za prebacivanje i sistem upravljanja napajanjem u vrlo malom slučaju. Da bi se izveo čak i na osnovnom nivou, mora uneti 4 različita područja operacije.

  • Ulaz
    Ovo obično uključuje senzore temperature i pritiska, signale za uključenje/isključivanje i podatke iz drugih modula unutar vozila i tako ECU prikuplja informacije koje su mu potrebne za donošenje odluka.
  • Primjer ulaza bi bio senzor temperature hladnjače, ili senzor položaja papučice akceleratora. Također se mogu razmotriti zahtjevi iz modula Antilock Brake System (ABS) kao što je za primjenu kontrole vučnja.
  • Obrada

Nakon što podatke prikupi ECU, procesor mora odrediti izlazne specifikacije, kao što je širina pulsa ubrizgavača goriva, prema uputama softvera pohranjenog unutar jedinice.

  • Procesor ne samo da čita softver kako bi odlučio odgovarajući izlaz, već bilježi i vlastite informacije, kao što su naučena podešavanja smjese i kilometraža.
  • Izlaz
    EcU tada može izvesti radnju na motoru, omogućavajući tačnoj količini snage da precizno kontroliše aktuatore.
  • To može uključivati kontrolu širine pulsa ubrizgavača goriva, tačan tajming sistema paljenja, otvaranje elektronskog gasnog tijela ili aktivaciju ventilatora za hlađenje radijatora.
  • Upravljanje napajanjem

ECU ima mnogo internih zahtjeva za napajanje da stotine unutrašnjih komponenti ispravno funkcioniraju. Pored toga, da bi mnogi senzori i aktuatori radili, ispravan napon ecu mora isporučivati komponentama oko automobila. Ovo bi moglo biti samo 5 volti za senzore, ili preko 200 Volti za sklopove za ubrizgavanje goriva.

  • Ne samo da napon mora da ispravi, već i neki izlazi treba da rukuju sa više od 30 Ampova, što prirodno stvara mnogo toplote. Termiko upravljanje je ključni dio ECU dizajna.

Osnovna ECU funkcija

Prva faza ecu operacije je zapravo upravljanje napajanjem. Ovdje su regulirani razni naponi i rukovanje napajanjem ECU-a. Većina ECU-ova ima sofisticirano upravljanje napajanjem zbog raznovrsnosti komponenti unutra, precizno regulišući 1.8V, 2.6V, 3.3V, 5V, 30V i upto 250V sve iz snabdevanja automobila 10-15V. Sistem upravljanja napajanjem također omogućava ECU-u da ima punu kontrolu kada se napaja dolje – dakle ne nužno kada isključite prekidač za paljenje.

Kada se isporuče ispravni naponi, mikroprocesori mogu početi da se podižu. Ovdje glavni mikroprocesor čita softver iz memorije i izvodi samoproveru. Zatim čita podatke iz brojnih senzora na motoru i pretvara ih u korisne informacije. Ove informacije se često prenose preko CANbus – interne računarske mreže vašeg automobila – na druge elektronske module.

Nakon što glavni mikroprocesor protumači ovu informaciju, odnosi se na numeričke tabele ili formule unutar softvera i aktivira izlaze po potrebi.

Primjer. Ako senzor položaja krenkshafta pokaže da motor samo što nije dostigao maksimalnu kompresiju na jednom od cilindra, aktivirat će tranzistor za relevantni zamotaj za paljenje. Gorenapredna formula i tabele unutar softvera će uzrokovati kašnjenje ili napredno aktiviranje ovog tranzistora na osnovu položaja gasa, temperature rashladnog rashladnog uređaja, temperature zraka, otvora EGR-a, omjera smjese i prethodnih mjerenja koja pokazuju neispravno sagorijevanje.

Rad glavnog procesora unutar ECU-a i aktivaciju mnogih izlaza nadgleda monitorski mikroprocesor – u suštini drugi računar koji se pobrine da glavni računar sve radi ispravno. Ako mikroprocesor za praćenje nije zadovoljan ni sa jednim aspektom ECU-a, ima moć resetirati cijeli sistem ili ga u potpunosti isključiti. Korištenje procesora za praćenje postalo je imperativ s primjenom kontrole gasa po žici zbog sigurnosnih briga ako glavni mikroprocesor razvije grešku.

 

Dijagnoza EKU-a i periferija

Složenost implementacije sve ove kontrole, svih ovih ulaza i svih ovih izlaza zahtijeva relativno naprednu sposobnost samo-dijagnoze – tradicionalna dijagnoza motora postaje zastarjela. Ulaze i izlaze ECU-a pojedinačno prati procesor, često desetine puta u sekundi, kako bi se osiguralo da su unutar tolerancija postavljenih u softveru. Ako očitavanje senzora padne izvan ovih tolerancija za predodređeni vremenski period, registrovana je greška i šifra greške uskladištena za dohvaćanje od strane tehničara.

Šifre greške

Kada je kod greške pohranjen u memoriji, to obično rezultira nekim od logike unutar softvera koji se zaobilazi sa smanjenom efikasnosti motora, iako motor još uvijek može funkcionirati na osnovnom nivou. U nekim okolnostima, rutina samo-dijagnoze otkriva ozbiljnu grešku koja ili u osnovi sprečava motor da radi, ili gasi motor u interesu sigurnosti.

Sa modernim upravljanjem motorom, prvi korak dijagnostike greške za tehničara vozila je pristup kodovima greški iz ECU memorije. Oni se često čuvaju kao 5 cifre alfanumerički kodovi koji počinju sa P, B, C ili U, a slijede 4 broja. Detalje ovih kodova i njihove opise možete naći ovdje: OBDII šifre greški

Pored ovih kodova, tehničar može pregledati i podatke senzora uživo kroz dijagnostički alat dok vozilo radi. To im omogućava da vide očitavanje senzora koje je netačno, ali ne iz tolerancije po dovoljnoj margini da zastavicom zastavicom šifre grešaka.

 

Elektronska kontrola gasa

Mnogi ljudi sumnjaju u nužnost kontrole gasa. Uveden u 90-ima, sada je uodvojen na skoro svaki motor proizveden danas, ali koje su prednosti u odnosu na tradicionalni kabl?

Do 80-ih, većina kontrole gasa/akceleratora je upravljana kablom od pedale do karburetatora. Brzina u nespravnosti je postavljena jednostavnim podešavanjem vijka kako bi se zamah gasa malo otvorio dok se motor ne ispravi. Ova jednostavna metoda zahtijevala je redovno podešavanje brzine u nespravnom nuždi i bila je sklona odstupanju kada je motor bio hladan ili kako su se razni dijelovi isterali.

1980-ih, sa glavnim uvođenjem ECU-a, uvedeni su elektronski ventili za kontrolu zraka u nedlu koji su riješili mnoga od tih pitanja, međutim ECU je sada kontrolirao dio protoka zraka i ipak su ostale sve ostale komponente.

Sa efikasnosti pogona motora i efikasnosti u sklopu automobila koji se kreće naprijed, uvedena je elektronska kontrola gasa. To je pojačalo proizvodnju automobila (nema ukočenih kablova gasa koji prolaze kroz zaštitni zid), uklonilo je potrebu za ventilom za kontrolu zraka u hodu i omogućilo je motoru ECU dodatnu kontrolu nad motorom za poboljšanu funkciju EGR-a, poboljšanu kontrolu nad isključivanjem motora i poboljšano startanje.

Jedna važna prednost elektronske kontrole gasa je da ECU može podesiti ugao gasa tokom ubrzanja kako bi pohvalio stvarni protok zraka kroz motor. Time se poboljšava brzina kojom zrak prolazi kroz unos i pruža dobitke u momentu i drivavosti. Ovo je poznato kao preslikovanje momenta i moguće je samo sa elektronskom kontrolom gasa.

 

Adaptacije

Moderna vozila su izgrađena do mnogo užih tolerancija od onih iz prošlosti, međutim ona su i dalje podložana proizvodnim varijacijama, mehaničkom hlaćenju i ekološkim aspektima. Kao takvi, oni su u mogućnosti da se prilagode postepenim promjenama u pogonu motora.

Primjer. Kako filter zraka biva blokiran prašinom, ECU može pokrenuti motor koji radi sa blago smanjenom količinom ubrizgavanja goriva za kompenzaciju. To mu omogućava da izvodi na vrhuncu efikasnosti od pokretanja motora, umjesto da počne na nivou tvornice i radi prema optimalnoj smjesi na svakom putovanju. To radi tako što je lambda vrijednosti uveo na prethodna putovanja.

Ove adaptacije se ne odnose samo na blokirane filtere zraka, već i na mnoge sisteme na motoru ili prijenosu. Kao komponente u hidrauliиnim sistemima troљe, zahtijevaju promjene u vremenu aktiviranja solenoidima kako bi kompenzirale. Slično tome, kao što motor nosi u cijelom, sposobnost da bude zračna pumpa se blago pogoršava i otvorni ugao zakrilice gasa će se trebati promijeniti kako bi se održala ispravna brzina u neispravnom stadijumu.