Ecu چیست؟
با پیشرفت تکنولوژی در تمامی صنایع کنترلرهای مکانیکی کم‌کم جای خود را به کنترلرهای الکترونیکی داده‌اند. این تکنولوژی‌ها در صنعت خودروسازی و در داخل خودروها نیز خود را به نمایش گذاشته‌اند؛ به‌طوری‌که روزبه‌روز بر تعداد این کنترلرها و ریزپردازنده‌ها در داخل خودروها افزوده می‌شود. کنترل این ریزپردازنده‌ها توسط مغز متفکر خودرو یعنی (ECU (Electronic Control Unit انجام می‌پذیرد.
Ecu که تحت عنوان کامپیوتر خودرو نیز شناخته می‌شود، همانند کامپیوترهای شخصی یا لب‌تاپ‌ها نبوده و در ورودی و خروجی تفاوت‌هایی دارند. ورودی‌های این کامپیوتر سنسورهایی هستند که سرتاسر خودرو نصب شده‌اند و خروجی‌های آن نیز دستورهایی جهت چراغ‌ها یا سایر پردازنده‌ها هستند.
تاریخچه ecu
آلودگی‌های زیست‌محیطی یکی از مهم‌ترین مشکلات بشری بوده و البته کماکان نیز این مشکل وجود دارد و روزبه‌روز بر وخامت آن نیز افزوده می‌شود. در اواسط قرن 21 آلودگی‌های زیست محیطی باعث شد تا ایالت متحده آمریکا برنامه‌ای تحت عنوان هوای پاک را جهت کاهش آلایندگی‌های زیست‌محیطی تدوین کند. این برنامه کمپانی‌های خودروسازی را وادار به استفاده هر چه بیشتر از کنترلرهای الکترونیکی جهت افزایش بازدهی احتراق سوخت کرد.
واضح است که افزایش کارآیی سوخت به معنای کاهش آلایندگی‌های زیست‌محیطی خواهد بود. در اولین گام کمپانی‌های خودروسازی به‌سراغ کنترل احتراق و انفجار در سیلندرها رفتند و تجهیزی تحت عنوان Engine Control Unit را طراحی کردند. از همین‌رو برخی افراد ecu را همان Engine Control Unit می‌دانند در حالی که ecuهای امروزی پا را فراتر گذاشته و صرفا خود را به کنترل موتور محدود نکرده‌اند.
شبکه ناحیه‌ای کنترلر
روزبه‌روز بر تعداد آپشن‌های خودروها افزوده می‌شود و اتفاقا در برخی مواقع پرچم‌داران کمپانی‌های مختلف فقط در چند آپشن جزئی با همدیگر فرق دارند. افزایش این آپشن بر تعداد ریزپردازنده‌ها و کنترلرها می‌افزاید و علاوه‌بر پیچیدگی‌های فنی، سیم‌کشی‌های آن‌ها نیز سخت‌تر خواهد بود. به‌همین منظور و جهت کاهش این پیچیدگی‌ها رابرت بوش شبکه ناحیه‌ای کنترلر (Controller Area Network) را طراحی و معرفی کرد.
در این پروتکل از یک اینترفیس دو سیمه استفاده می‌شود که هم تعداد ماژول‌های تحت کنترل را افزایش داده و هم مقدار سیم‌کشی را کاهش می‌دهد. در این سیستم به‌جای آن‌که سیگنال‌ها توسط یک سیم هدایت شوند، بر روی شبکه دو سیمه تسهیم می‌شوند. شکل زیر نمونه‌ای از این شبکه را برای یک خودرو نمایش می‌دهد.
با وجود ظاهر کوچک، ECU از اجزای بسیار زیادی تشکیل شده است. مهم‌ترین اجزای تشکیل‌دهنده ECU عبارتند از:
مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (A to D): این مبدل‌ها، خروجی‌های سنسورهایی نظیر سنسور اکسیژن را می‌خوانند. خروجی سنسور اکسیژن، اختلاف پتانسیل آنالوگی بین 0 تا 1.1 ولت است. ریزپردارنده این سیگنال آنالوگ را تبدیل به سیگنال دیجیتال کرده که حاصل کار یک عدد 10 بیتی خواهد بود.
خروجی‌های دیجیتال High Level: در بسیاری از خودروهای مدرن، ECU وظیفه ارسال دستور جرقه‌زنی، باز و بسته کردن مسیر تزریق سوخت و همچنین روشن و خاموش کردن فن خنک‌کننده را بر عهده دارد. تمامی این کارها نیازمند خروجی‌های دیجیتال است که باید توسط ECU فراهم شود.
مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (D to A): گاهی جهت تحریک و کنترل برخی اجزای موتور نیاز به سیگنال‌های آنالوگ است. از آنجا که ریزپرازنده‌ها به‌صورت دیجیتالی هستند، نیاز به مبدل‌های D to A وجود دارد.
کاندیشنر سیگنال (Signal Conditioner): برخی اوقات بر روی ورودی‌ها و خروجی‌های ECU باید تغییراتی انجام گیرد تا تطابق لازم با شرایط سیستم را داشته باشد. به‌عنوان مثال مبدل A to D، خروجی سنسور اکسیژن را می‌خواند که ممکن است تنظیمات آن بر روی 0 تا 5 ولت باشد در حالی‌که خروجی سنسور اکسیژن بین 0 تا 1.1 ولت است. کاندیشنرها مداراتی هستند که جهت تنظیم سطح سیگنال ورودی و خروجی به‌کار برده می‌شوند.
چیپ‌های ارتباطی: همان‌طور که از نام آن مشخص است، ارتباطات بین ورودی‌ها و خروجی‌ها از طریق این چیپ‌ها برقرار می‌شود. پروتکل ارتباطی بین چیپ‌ها نیز همان سیستم CAN است که پیش‌تر به آن اشاره کرده‌ایم.
