Unități de control al motorului (ECU)

Istorie și aplicare.

Istoria regulatoarelor electronice de motor, cunoscute sub denumirea de ECU (unitate de control electronic/unitate de control al motorului), exemplifică evoluția tehnologiei auto, determinată de nevoia de a crește performanța, eficiența consumului de combustibil și reducerea emisiilor. În anii 1960, au început primele încercări de a introduce sisteme de control electronic în automobile. Inițial, acestea erau sisteme simple, utilizate în principal în cursele auto. Descoperirea a avut loc în 1968, când Volkswagen a introdus D-Jetronic, primul sistem electronic de injecție a combustibilului din lume, proiectat de Bosch. Acesta era un sistem care folosea senzori de presiune și temperatură a aerului pentru a controla injecția de combustibil.

Anii 1980 au fost martorii dezvoltării microprocesoarelor, care au devenit mai avansate și mai accesibile, permițând dezvoltarea unor sisteme mai sofisticate de control al motorului. Tehnologia digitală a permis un control mai precis al proceselor de combustie, ceea ce a contribuit la îmbunătățirea eficienței consumului de combustibil și la reducerea emisiilor de gaze de eșapament. În această perioadă, Bosch a introdus sistemul Motronic, integrând injecția de combustibil și controlul aprinderii într-o singură unitate.

ECU au devenit standard pe majoritatea vehiculelor în anii '90, iar aceste sisteme au fost din ce în ce mai integrate, combinând funcții pentru a controla injecția de combustibil, aprinderea și alte aspecte ale funcționării motorului. Introducerea sistemelor OBD (On-Board Diagnostics) a făcut posibilă monitorizarea și diagnosticarea sistemelor motorului, facilitând întreținerea și reparațiile. 

În secolul XXI, ECU au devenit extrem de sofisticate, integrând funcții de control pentru numeroase subsisteme ale vehiculelor. Introducerea unor standarde stricte privind emisiile, cum ar fi Euro 4, Euro 5 și apoi Euro 6, a obligat producătorii de automobile să utilizeze tehnologii și mai avansate de control al motorului, inclusiv sisteme de filtrare a gazelor de evacuare și de reducere catalitică selectivă. ECU au început să joace un rol-cheie în gestionarea propulsiei electrice, a bateriilor și a integrării sistemelor de recuperare a energiei, ceea ce era indispensabil odată cu creșterea popularității vehiculelor electrice și hibride.

Automobilele autonome de astăzi utilizează, de asemenea, ECU avansate pentru a gestiona nu numai motorul, ci și sistemele de asistență a șoferului și de conducere autonomă. Acest lucru arată modul în care tehnologia auto a evoluat pentru a răspunde cerințelor tot mai mari de eficiență, siguranță și protecție a mediului. Controlerele electronice de motor au devenit parte integrantă a vehiculelor moderne, permițând un control din ce în ce mai sofisticat asupra funcționării acestora.

Construcție și principiu de funcționare.

Un controler electronic de motor este adesea denumit computer de motor. Și nu este nimic ciudat în acest sens, deoarece în construcția și funcționarea sa seamănă cu un computer. Funcționarea tuturor motoarelor moderne cu ardere internă este gestionată de o unitate de control electronic. Fiecare generație succesivă de unitate de control a motorului are o arhitectură și un software mai complexe, care îndeplinesc din ce în ce mai multe funcții. Software-ul controlerului implementează o strategie a motorului bazată pe dorințele șoferului, ținând cont în același timp de zeci de parametri instantanee și semnale de feedback ale senzorilor, precum și de o serie de valori de corecție legate de menținerea emisiilor de gaze de eșapament la un nivel adecvat.

Principalele sarcini ale ECU sunt:

1. Prelucrarea semnalului senzorilor: Primește date de la senzori, cum ar fi senzorii de temperatură, presiune, debit de aer, poziția arborelui cotit, și le prelucrează în informații utile pentru gestionarea motorului.
2. Controlul injecției de combustibil: Optimizează cantitatea de combustibil și momentul injecției în camerele de ardere pentru a asigura o ardere eficientă și curată.
3. Gestionarea aprinderii (la motoarele pe benzină): Controlează momentul aprinderii amestecului combustibil-aer pentru a maximiza eficiența și a minimiza emisiile de gaze de eșapament.
4. Controlul emisiilor de gaze de eșapament: Controlează sistemele de recirculare a gazelor de evacuare (EGR), convertoarele catalitice și filtrele de particule diesel (DPF) pentru a reduce emisiile.
5. Diagnosticare și protecție: monitorizează starea motorului și a componentelor sale, detectează defecțiunile, înregistrează codurile de eroare și inițiază proceduri de protecție, dacă este necesar.
6. Comunicarea și schimbul de date cu alte controlere din vehicul (ABS/ESP, transmisie automată, module de confort, siguranță etc.).

Componenta centrală a ECU este procesorul sau microcontrolerul. Acesta este un circuit integrat care execută programele care controlează funcționarea motorului. Procesorul primește semnale de la diferiți senzori, le prelucrează în conformitate cu algoritmi preprogramați și trimite semnalele de control corespunzătoare acționarelor motorului, cum ar fi injectoarele de combustibil, bobinele de aprindere, supapa EGR, regulatoarele presiunii combustibilului și ale presiunii de supraalimentare etc. 

Firmware-ul controlerului este un set de programe și algoritmi care controlează funcționarea motorului. Firmware-ul este de obicei dezvoltat de producătorul vehiculului sau de furnizorul ECU și este esențial pentru funcționarea optimă a motorului, eficiența consumului de combustibil și respectarea standardelor de emisii.

Una dintre funcțiile îndeplinite de controlerul motorului este blocarea pornirii motorului, așa-numitul imobilizator. Scopul acestui sistem este de a împiedica persoanele neautorizate să pornească motorul, protejând astfel eficient vehiculul împotriva furtului.

ECU are diferite tipuri de memorie:

1. ROM (memorie numai cu citire): Conține codul software fix (firmware) al controlerului.
2. RAM (memorie cu acces aleatoriu): Utilizată pentru stocarea temporară a datelor în timpul funcționării ECU.
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) sau memorie flash: permite stocarea de date care pot fi modificate, cum ar fi hărțile de injecție a combustibilului sau setările de diagnosticare.

ECU are numeroase intrări și ieșiri care permit comunicarea cu senzorii și actuatoarele motorului:

1. Intrări analogice: Exemple sunt senzorii de temperatură, presiunea aerului din colectorul de admisie, poziția accelerației.
2. Intrări digitale: Semnale de la senzorii de poziție ai arborelui cotit, arborele cu came, semnalele de viteză ale vehiculului.
3. Ieșiri digitale: Controlul injectoarelor de combustibil, al bobinelor de aprindere, al supapelor de recirculare a gazelor de evacuare (EGR).

ECU comunică cu alte unități de control din vehicul prin diferite protocoale de comunicare, cum ar fi:

1. CAN (Controller Area Network): Un protocol de comunicare popular în vehicule care permite schimbul de date între diferite module de control.
2. LIN (rețea locală de interconectare): Utilizată pentru a comunica cu sisteme mai puțin critice, cum ar fi sistemele de confort.
3. FlexRay și MOST (Media Oriented Systems Transport): Utilizate în sistemele de comunicații mai avansate.

ECU este alimentat de bateria vehiculului, iar circuitele sale trebuie să asigure o tensiune stabilă pentru toate componentele interne. Alimentarea ECU este, de asemenea, protejată împotriva supratensiunilor și a altor interferențe electrice. 

ECU este echipat cu funcții de diagnosticare care monitorizează funcționarea motorului și poate detecta și raporta defecțiunile. Dacă este detectată o problemă, ECU poate stoca codul de eroare și, dacă este necesar, poate intra în modul de urgență pentru a preveni deteriorarea motorului. ECU are, de asemenea, mecanisme de protecție împotriva supratensiunii, supraîncălzirii și a altor condiții de funcționare adverse.

Procesul de remanufacturare.

Indiferent de domeniul de aplicare al cererii clientului, activitatea noastră cu controlerul începe cu curățarea și inspecția externă a acestuia. Dacă este necesar, controlerul este curățat, urmat de o inspecție vizuală pentru a descoperi defecte vizibile, cum ar fi deteriorări mecanice, scurgeri, semne de umiditate, pini slăbiți și altele asemenea. Se verifică apoi capacitatea de a comunica cu controlerul, pentru a efectua o analiză software și pentru a verifica circuitele acestuia. Pentru unele controlere, conectarea instrumentelor de diagnosticare și a programatorilor necesită deschiderea controlerului și accesul direct la componentele montate pe placa sa de circuite. Odată ce controlerul a fost deschis, se poate verifica starea componentelor electronice și a conexiunilor acestora, identificând și corectând în același timp așa-numitele suduri reci).

Cu toate acestea, marea majoritate a reparațiilor se limitează la intervenții asupra software-ului controlerului. Oferta noastră în acest domeniu include, printre altele:

1. Diagnosticarea controlerului și analiza software-ului,
2. Recuperarea datelor șoferului,
3. Citirea codului pin (cod de securitate),
4. Resetarea (curățarea) imobilizatorului,
5. Deconectarea de la controler,
6. Sincronizarea imobilizatorului,
7. Schimbarea numărului VIN,
8. Clonarea controlerului,
9. Actualizarea software-ului controlerului,
10. Programarea unui controler nou sau folosit,
11. Încărcarea lotului de driver din fabrică (așa-numitul Virgin),
12. Dezactivarea sistemului de recirculare a gazelor de evacuare,
13. Dezactivarea permanentă a sistemului Start/Stop,
14. Deconectarea flapsurilor vortex,
15. Și multe altele...

Cauze și tipuri de daune

Cele mai frecvente simptome ale defecțiunii controlerului motorului sunt:

1. Imposibilitatea de a porni motorul sau motorul se blochează la câteva momente după pornire.
2. Funcționarea corectă a motorului depinde de temperatura și/sau umiditatea mediului ambiant.
3. Funcționare neuniformă a motorului.
4. Niciun răspuns la pedala de accelerație.
5. Lipsa de comunicare.
6. Valorile curente nu pot fi citite.
7. Eșecul de a citi codurile de eroare.
8. Eroare Checksum.
9. Defecțiuni CAN BUS.
10. Erori persistente care nu pot fi șterse.

Cele mai frecvente defecțiuni ale unității electronice de control al motorului (ECU) sunt:

1. Coroziunea interiorului și a contactelor - umiditate și apă.
2. Daune mecanice - vibrații, supraîncărcare bruscă.
3. Defecte ale componentelor și conexiunilor electronice - căldură excesivă, umiditate, îmbătrânirea naturală a componentelor, alimentare instabilă (creștere bruscă sau scădere bruscă a tensiunii).