Εγκέφαλος αυτοκινήτου: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Αναίρεση έκδοσης 1872730 από τον 79.166.218.136 (Συζήτηση χρήστη:79.166.218.136) |
||
Γραμμή 1:
Οι όροι '''Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα''' ('''Engine Control Unit / ΕCU'''), ή '''Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου''', είναι δυο από τις πολλές ονομασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον '''εγκέφαλο αυτοκινήτου''', όπως έχει επικρατήσει να ονομάζεται από τους τεχνικούς οχημάτων. Πρόκειται για ολοκληρωμένη μονάδα [[ηλεκτρονικός υπολογιστής|ηλεκτρονικού υπολογιστή]] οι οποία, στα σύγχρονα αυτοκίνητα και φορτηγά, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο όλων των λειτουργιών του ηλεκτρικού συστήματος αλλά και άλλων υποσυστημάτων του οχήματος.
Ο εγκέφαλος έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να ελέγχει κάθε σύστημα πάνω στο αυτοκίνητο. Τα πρώτα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου του κινητήρα αποτελούνταν από αρκετά ξεχωριστά ηλεκτρονικά συστήματα έλεγχου, σήμερα όμως υπάρχει μια τάση να χρησιμοποιείται ένα και μόνο ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου, το οποίο είναι ο εγκέφαλος.
Γραμμή 21 ⟶ 22 :
===Μικροελεγκτής===
Ο εγκέφαλος αποτελείται από ένα ή περισσότερα τυπωμένα κυκλώματα (πλακέτες) όπου ένας κεντρικός μικροεπεξεργαστής ([[μικροελεγκτής]]), υποστηριζόμενος από μνήμες και άλλα περιφερειακά, διαβάζει και ελέγχει, μέσω κατάλληλης εξωτερικής αρτηρίας (bus) δεδομένων αλλά και απευθείας σύνδεσης, τα διάφορα υποσυστήματα του αυτοκινήτου. Στα σύγχρονα επιβατικά και φορτηγά οχήματα, το καθιερωμένο εξωτερικό bus είναι το [[CAN bus|CAN]].
===Μνήμες===
Ο μικροελεγκτής χρειάζεται ένα μέσο (μνήμη) για το λογισμικό του και για αποθήκευση μόνιμων και προσωρινών πληροφοριών. Οι τύποι ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνήμης πού χρησιμοποιούνται σε εγκεφάλους αυτοκινήτου είναι:
*''ROM (Read Only Memory)'' (μνήμη μόνο για ανάγνωση). Χρησιμοποιείται ως μνήμη προγράμματος.
*''RAM (Random Access Memory)'' (μνήμη τυχαίας προσπέλασης). Η RAM, όταν τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη αναφλέξεως, θα χάσει τα δεδομένα, όταν ο διακόπτης τεθεί στη θέση κλειστό (off). Μια μορφή της RAM είναι η KAM (Keep Alive Memory). Αυτή παίρνει ρεύμα από τη μπαταρία, παρακάμπτοντας το διακόπτη ανάφλεξης κι έτσι θα χάσει τα δεδομένα της μόνο όταν αποσυνδεθεί ή αδειάσει τελείως η μπαταρία.
*''PROM (Programmable ROM)'' (προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση). Εκτός από το απαραίτητο βασικό [[λογισμικό]], περιέχει ειδικές πληροφορίες που αφορούν αυτό ακριβώς το αυτοκίνητο στο οποίο είναι τοποθετημένος ο εγκέφαλος. Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να χρησιμοποιηθούν πχ για να πληροφορούν τον μικροελεγκτή για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό του συγκεκριμένου αυτοκινήτου. Επίσης, η PROM περιέχει το λεγόμενο ''χάρτη'', δηλαδή τον πίνακα με την επιθυμητή σχέση στροφών κινητήρα - προπορείας ανάφλεξης (αβάνς) - ποσότητας εγχυόμενου καυσίμου. Σε πολλές περιπτώσεις το ηλεκτρονικό κύκλωμα του εγκεφάλου παραμένει το ίδιο σε πολλά μοντέλα του ίδιου κατασκευαστή, διαφοροποιώντας μόνο την PROM. Συχνά, εκείνο το τμήμα της PROM το οποίο δεν αφορά το βασικό λογισμικό συνδέεται σε ειδική υποδοχή, ώστε να μπορεί να τροποποιείται (πχ για αγωνιστική χρήση).
*''EEPROM (Electrically Erasable PROM)'' και NVRAM (Non Volatile RAM). Επιτρέπουν την αλλαγή των πληροφοριών που περιέχουν, από τον κεντρικό μικροελεγκτή και δεν χάνουν τα δεδομένα όταν απωλεστεί ητροφοδοσία τους. Μερικοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτό τον τύπο μνήμης για να αποθηκεύσουν πληροφορίες πού αφορούν τα διανυθέντα χιλιόμετρα, αριθμό κυκλοφορίας κα.
===CAN bus===
Γραμμή 27 ⟶ 36 :
Έτσι, τα αναλογικά περιφερειακά μπορούν να διαθέτουν δικό τους μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό και μικροελεγκτή, πχ έξυπνοι αισθητήρες και ηλεκτρομηχανικοί ενεργοποιητές (actuators), ώστε οι καλωδιώσεις προς τον εγκέφαλο να είναι καθαρά ψηφιακές. Αυτή η φιλοσοφία απλοποιεί αισθητά την καλωδίωση δίνοντας ταυτόχρονα δυνατότητα για σύνθετες λειτουργίες, ενώ διευκολύνει τη διάγνωση βλαβών.
===Κυκλώματα προστασίας===
Ζωτικά για την απρόσκοπτη λειτουργία του οχήματος, αλλά και την ασφάλεια των επιβαινόντων σ' αυτό, είναι τα κυκλώματα προστασίας που παρεμβάλλονται μεταξύ του ηλεκτρικού κυκλώματος τροφοδοσίας του αυτοκινήτου και του κυκλώματος τροφοδοσίας του εγκεφάλου το οποίο παίρνει τάση από το πρώτο. Κατ' αυτό τον τρόπο, οι ανεπιθύμητες παρεμβολές του ηλεκτρικού συστήματος δεν επηρεάζουν τη λειτουργία της κεντρικής μονάδας ελέγχου. Ανάλογα κυκλώματα προστασίας διαθέτει οποιαδήποτε άλλη είσοδος ή έξοδος του εγκεφάλου.
==Ειδικές περιπτώσεις==
Γραμμή 41 ⟶ 52 :
Για πολλές δεκαετίες πάντως, το καρμπυρατέρ μονοπωλούσε το ενδιαφέρον των ασχολούμενων με τις μετατροπές μια και οι γνώστες ήξεραν ότι μέσω αυτής συσκευής μπορούσαν να επιτευχθούν πολύ καλύτερες αγωνιστικές επιδόσεις από αυτές του εργοστασίου, αρκεί η ρύθμιση να ήταν σωστή. Το ντιστριμπιτέρ, από την άλλη πλευρά, ήταν ο συνδετικός κρίκος ο οποίος ολοκλήρωνε μια τέτοια βελτίωση. Πολλές φορές η προσθήκη δυο διπλών καρμπυρατέρ απογείωνε τις επιδόσεις του κινητήρα, αλλά ταυτόχρονα πολλαπλασίαζε τον αριθμό τον επισκέψεων στο συνεργείο προκειμένου αυτά να μείνουν ρυθμισμένα σωστά.
===Ηλεκτρονικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου===
Αντίθετα, και από την πρώτη στιγμή της εμφάνισής τους, τα ψηφιακά ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τροφοδοσίας και ανάφλεξης ήταν σε θέση να αναλάβουν εξ ολοκλήρου τη διαχείριση του κινητήρα, με μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης, επομένως με μεγαλύτερη αξιοπιστία.
Για τη λειτουργία ενός [[Ηλεκτρονικός υπολογιστής|υπολογιστικού συστήματος]] απαιτείται η εισαγωγή δεδομένων και η ύπαρξη των συναρτήσεων ώστε να εξαχθεί το απαιτούμενο αποτέλεσμα. Τα δεδομένα στον υπολογιστή ενός αυτοκινήτου παρέχονται αυτόματα από τους αισθητήρες που είναι τοποθετημένοι στην εισαγωγή την εξαγωγή αλλά και στο ίδιο το σώμα του κινητήρα. Αυτοί οι αισθητήρες φροντίζουν να ενημερώνουν τον εγκέφαλο με δεδομένα γύρω από την κατάσταση του κινητήρα, τις απαιτήσεις του οδηγού από αυτόν και τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Όσο περισσότεροι οι αισθητήρες, τόσο πληρέστερη θα είναι η εικόνα που έχει η κεντρική υπολογιστική μονάδα του ώστε να αποφασίσει σωστά. Αν όμως για λόγους οικονομίας ή απλότητας απουσιάζουν κάποιοι αισθητήρες, ο μικροελεγκτής είναι υποχρεωμένος αλλά και ικανός, στις περισσότερες περιπτώσεις, να προβεί σε εκτιμήσεις ως προς τις ελλείπουσες πληροφορίες, με βάση τους κανόνες που περιέχονται στο λογισμικό του.
Η ελάχιστη δυνατή σύνθεση αισθητήρων με την οποία μπορεί να λειτουργήσει ένας εγκέφαλος αυτοκινήτου αφορά τις ακόλουθες παραμέτρους:
* Θέση πεταλούδας εισαγωγής.
* Θέση [[στροφαλοφόρος άξονας|στροφαλοφόρου άξονα]]-[[εκκεντροφόρος άξονας|εκκεντροφόρου άξονα]].
* Θερμοκρασία ψυκτικού υγρού.
* [[Αισθητήρας λ]].
* Μάζα εισερχόμενου, στους κυλίνδρους, αέρα.
* Αισθητήρας [[κρουστική καύση|κρουστικής καύσης]] (knock sensor).
Οι αισθητήρες αυτοί παρέχουν αναλογική έξοδο (πχ 0 έως 5 Volt) η οποία στη συνέχεια μεταφράζεται, μέσα στον εγκέφαλο ή πάνω στο αισθητήριο, από ένα μετατροπέα του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον μικροελεγκτή της κεντρικής μονάδας.
Ο εγκέφαλος με την σειρά του, αφού επεξεργαστεί όλες τις πληροφορίες που τον αφορούν, δίνει εντολές σε υποσυστήματα όπως αυτό της τροφοδοσίας καυσίμου. Εξαιτίας της ύπαρξης διαφορετικών συστημάτων ψεκασμού αλλά και του τρόπου λειτουργίας του τελευταίου που να ψεκάζει σε σειρά (κάθε ακροφύσιο προγραμματίζεται) ή παράλληλα (όλα τα ακροφύσια λειτουργούν ταυτόχρονα).
Οι [[αλγόριθμοι]] που χρησιμοποιούνται από την υπομονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου του κινητήρα είναι περίπλοκοι. Η λειτουργία του κινητήρα πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε αφενός να ικανοποιεί τις απαιτήσεις της νομοθεσίας για τις εκπομπές καυσαερίων, αφετέρου να ικανοποιεί τους στόχους του κατασκευαστή (αξιοπιστία και επιδόσεις).
Ο βασικός αλγόριθμος ελέγχου της ποσότητας βενζίνης που πρέπει να ψεκαστεί αποτελείται από μια σειρά πολλαπλασιαζόμενων μεταξύ τους αριθμών, τους οποίους το λογισμικό επιλέγει μέσα από διάφορους πίνακες που ονομάζονται χάρτες. Ο εγκέφαλος θα αποφασίζει, για κάθε στιγμή λειτουργίας, την ποσότητα της βενζίνης που θα εισέλθει στο θάλαμο καύσης, με βάση τα δεδομένα των παραπάνω αισθητήρων. Δηλαδή αυτό που κάνει είναι να καθορίζει την εκάστοτε χρονική διάρκεια του ανοίγματος των ακροφυσίων.
Οι διαθέσιμες τιμές διάρκειας ανοίγματος των ακροφυσίων σχηματίζουν έναν πίνακα στον οποίο ο εγκέφαλος, γνωρίζοντας τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα, ανατρέχει και λαμβάνει την τιμή που αντιστοιχεί για παράδειγμα στις 1000 στροφές ανά λεπτό. Αντίστοιχοι πίνακες υπάρχουν στη μνήμη του για κάθε μια από τις παραμέτρους που ελέγχονται από του αισθητήρες.
[[Κατηγορία:Τεχνολογία οχημάτων|Εγκεφαλος]]
[[af:Enjinbeheereenheid]]
[[de:Motorsteuerung]]
[[en:Engine control unit]]
[[es:Unidad de Control de Motor]]
[[it:Unità di controllo motore]]
[[ja:エンジンコントロールユニット]]
[[ko:ECU]]
[[no:ECU (motordel)]]
[[pl:Sterownik wtrysku]]
[[zh:发动机控制器]]
| |||