Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU) Nedir ? Yapısı ve Çalışması Nasıldır ?

Günümüzde otomobillerin kumandası ve kontrolü için elektronik-bilgisayar sistemleri kullanılır. Motorlu araçlarda belirli bir sistemi çalıştırıp yöneten üniteye, elektronik kontrol ünitesi denir. ECU: Electronic Control Unit (Elektronik kontrol ünitesi) , PCM: Power Control Modul (Güç Kontrol Ünitesi) anlamına gelir. Dizel ve benzinli motorların çalıştırılıp yönetilmesinde (işletilmesinde) bu mikro işlemcili kontrol üniteleri kullanılır, bunlar sistemin ana parçasıdır. ECU hafızasında sistemin yönetilmesinde kullanılan program (yazılım) yüklüdür ve bunun çalıştırılması mikro işlemci tarafından gerçekleştirilir.

Dizel yakıt enjeksiyon sistemi, kapalı çevrim yakıt sistemi olarak ECU tarafından çalıştırılır. ECU, sensörlerden bilgi alır, aktörleri (uygulayıcıları) yönetir-çalıştırır, diğer ECU’lerle CAN BUS hattı üzerinden bilgi alışverişi yapar.

Elektronik kontrol ünitesi, devre şemalarında aşağıdaki sembol ile gösterilir:

*Sensörlerden (algılayıcılardan) sistemdeki ilgili kısımlardan sürekli olarak bilgi akışı ECU’ye iletilir. ECU bu sinyalleri, sistemi yönetmek için temel alır.

*Aktörler (uygulayıcılar), ECU nün gönderdiği voltaj sinyalleriyle aktif hale gelerek çalışır.

*Sensörlerden gelen sinyallerin değerlendirilmesi ve bu durumda neler yapılacağı bilgisi, ECU’de kayıtlı olan yazılımda (programda) mevcuttur.

Motorlu araçlarda çok sayıda (ecu) elektronik kontrol ünitesi bulunmaktadır ve bu elektronik kontrol üniteleri bir birleriyle entegre olarak (uyumlu ve haberleşerek) çalışmaktadır. Bu elektronik ünitelerinin ortak olarak çalışmasıyla bir bütün olan otomobil sistemleri kusursuz olarak çalışabilmektedir. Elektronik ünitelerini bir birine bağlayan, birbirleriyle iletişim kurmasını (veri alış verişi yapmasını) sağlayan sisteme CAN (Controller Area Network :kontrol alan ağı) denir.
Bir otomobilde bulunan elektronik kontrol üniteleri nelerdir? Örneğin;
* Motor kontrol ünitesi
* ABS kontrol ünitesi
* Otomatik şanzıman kontrol ünitesi
* Konfor sistemi kontrol ünitesi
* İklimlendirme (ısıtma-soğutma) kontrol ünitesi
* Gösterge kontrol ünitesi
* Hava yastığı kontrol ünitesi.
Bu bölümde Elektronik kontrol ünitesi konusu "Motor Kontrol Ünitesi" üzerinden anlatılmıştır.



Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU) - Motor Kontrol Ünitesi Nedir Ne İşe Yarar Nasıl Çalışır?
Elektronik Kontrol Ünitesi içerisinde yeniden programlanabilen mikroişlemcilere
sahiptir. Hafızasında bulunan yazılımlar vasıtasıyla sensörlerden aldığı elektriksel sinyalleri
yorumlayarak, işlemlerden geçirir ve çeşitli aktüvatörlere kumanda eder. Motorun her
çalışma şartında, uygun yakıt enjeksiyon ve ateşleme avansı değerlerini çevresel sonuçları
da göz önünde tutarak uygulamaya sokar. ECU (ekü) otomatik uyarlamalı tiptedir; yani motorun yıpranma miktarına göre yakıt ve hava debisini düzeltmekte ve değişikliklerden dolayı oluşabilecek farklılıkları telafi edebilmektedir.

Elektronik kontrol ünitesi, sensörlerden bilgi alır, bu bilgileri hafızasında kayıtlı olan bilgilerle karşılaştırır, mikroişlemcisi bu işlemleri yürütür, yorumlar, ve aktörlere (aktivatörlere) emir vererek iş yaptırır.

Örneğin sabah ilk çalıştırmada motorun sıcaklık bilgisini, motor suyu sıcaklık sensörü ECU'ye iletir, ECU gelen sıcaklık bilgisine bakar, hafızasındaki değerlerle kıyaslar, motorun soğuk olduğunu yorumlar. ECU, bir aktivatör (aktör) olan gaz kelebeği elektrik motoruna sinyal (emir) göndererek gaz kelebeğini biraz açar, gene birer aktivatör olan yakıt enjektörlerine emir vererek yakıt enjeksiyon süresinin arttırır. Böylece motorun rölanti devrini yükselterek motorun daha çabuk ısınmasını sağlar. Motor ısındığında rölanti devrinin de düştüğü gözlemlenecektir.
Motor kontrol ünitesi, her yük ve devir şartında motorun ateşleme ve yakıt enjeksiyon sistemini en mükemmel şekilde ayarlamaya çalışır.



Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU) - Motor Kontrol Ünitesinin Görevleri Nelerdir ?
Burada elektronik kontrol ünitesinin çok temel bazı fonksiyonları anlatılmıştır:
1. Soğuk Çalıştırma; Yakıt miktarı, motor devrine ve soğutma suyu sıcaklığına göre hesaplanır. Çok düşük sıcaklıklarda püskürtme süresi uzatılarak zengin karışım elde edilir. Motor ısındığı zaman,püskürtme süresi azaltılarak karışım fakirleştirilir.
2. İlk Çalıştırma; Kontrol ünitesi, soğutma suyu sıcaklığına bağlı olarak karışımı zenginleştirir.
3. Motorun Isınma Devresi; Motorun ısınma süresinde zenginleştirilen karışım, soğutma suyu sıcaklığına göre püskürtme süresinin azaltılmasıyla ayarlanır.
4. Hızlanma; Hızlanma sırasında EKÜ soğutma suyu sıcaklığı, gaz kelebeğinin açılma hızı, motor devri, hızlanmaya başlama anındaki gaz kelebek açıklık değeri ile karışımı zenginleştirir.
5. Tam Güç; Motorun tam güç ile çalışması durumunda EKÜ gaz kelebek açıklığının üçte ikisinden fazla açıldığında püskürtme süresini uzatır.
6. Motor Devir Sınırlaması; Motor devri sınır değeri geçtiğinde EKÜ yakıtın püskürtülmesini keserek bu devrin geçilmesini önler.
7. Yavaşlama; Kontrol ünitesi yavaşlama sırasında motor devri, motor soğutma suyu sıcaklığı ve
gaz kelebeği konumuna bağlı olarak enjektördeki yakıt püskürtme süresini azaltır.
8. Giriş Sinyali Arızası Anında; Motor soğutma suyu ve hava sıcaklık sensörleri, rölanti motoru, gaz kelebek potansiyometresi, lambda sensörü gibi elemanlardan bir veya birkaçının arızalı olduğu durumlarda bile motorun çalışmasını sağlayan bir emniyet sistemi vardır.

(Elektronik Kontrol Ünitesi)

Elektronik kontrol ünitesi sistemi yönetirken diğer ECU'lerle, Sensörlerle ve aktörlerle birlikte çalışır:
CAN-BUS Sistemi: ECU'lerin birbirleriyle haberleşmesi
Sensörlerden (algılayıcılardan) ECU'ye Sinyal Aktarımı
ECU'den aktivatörlere (uygulayıcılara) Sinyal Aktarımı

Dizel motor yönetiminde, dizel motor kontrol ünitesi, sensörler ve aktörler:

Elektronik Kontrol Ünitesinin Yapısında Bulunan Hafıza Birimleri:

RAM: Random Acces Memory (Geçici hafıza)

ROM: Read Only Memory (Sadece okunabilir hafıza, fabrikada yazılır)

EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory (Silinebilir programlanabilir salt okunur hafıza).  Sensörlerden gelen anlık veriler (parametreler) de EPROM’a kaydedilir.
EEPROM (Ekareprom): Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory (Elektronik olarak silinebilir ve programlanabilir salt okunur bellek) . ECU yazılımı (programı) yani motorun ayar verileri EPROM’da kaydedilir. Sistemlerin çalıştırılmasında, örneğin EGR oranının, sensörlerden gelen sinyallere göre düzeltilmiş değerleri EEPROM’da kaydedilir. Kontrol ünitesine (ECU’ye) yazılım yüklenmesi bu hafıza birimine yapılır.

Bkz: Otomatik Şanzıman Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU)

Bakınız: Tüm Sensörler)