Τα σύγχρονα αυτοκίνητα είναι πολύ περίπλοκα και θα γίνουν ακόμη πιο σύνθετα στο μέλλον. Για τη διασφάλιση της σωστής λειτουργίας όλων των επιμέρους συστημάτων, από τον κλιματισμό έως το ABS και άλλα συστήματα ασφαλείας, απαιτούνται ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου ή ECU. Το autodoc.gr μίλησε αναλυτικά για την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα και τον ορισμό της. Παλαιότερα ονομάζαμε τον όρο ECU (ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου) εγκέφαλος του κινητήρα.
Ο οποίος στην ουσία είναι ένας υπολογιστής που έχει πολλά κοινά με τα desktop ή τα laptop που έχουμε στα γραφεία και τα σπίτια μας και ελέγχει την καλή λειτουργία του κινητήρα με τη χρήση πολλαπλών αισθητήρων και μηχανισμών.
Από τους βασικούς αισθητήρες είναι αυτοί του στροφαλοφόρου και του εκκεντροφόρου, καθώς με τα στοιχεία που λαμβάνει από αυτούς προκύπτει η ποσότητα καυσίμου, βενζίνης ή diesel, που φτάνει στα μπεκ και ψεκάζεται στους θαλάμους καύσης. Φυσικά στους κινητήρες βενζίνης η ECU προσδιορίζει και το κατάλληλο χρονικό σημείο ανάφλεξης του καύσιμου μίγματος από τα μπουζί.
Αισθητήρες, που τροφοδοτούν με στοιχεία και πληροφορίες την ECU του κινητήρα υπάρχουν φυσικά και στα κιβώτια, μηχανικά ή χειροκίνητα.
Οι επιμέρους ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου επικοινωνούν μεταξύ τους καθώς και με την ECU του κινητήρα όταν τα δεδομένα που συγκεντρώνουν αφορούν τη λειτουργία του τελευταίου. Π.χ. την ανάγκη μείωσης, για λόγους ασφαλείας που ποικίλουν, των στροφών λειτουργίας του (σ.α.λ.).
Όπως κάθε εξάρτημα ενός αυτοκινήτου η ECU μπορεί να χαλάσει και να χρειαστεί έλεγχός της από εξειδικευμένο προσωπικό, επισκευή ή και αντικατάστασή της.
Το βέβαιο είναι πως η σωστή λειτουργία της εγγυάται την καλή λειτουργία ολόκληρου του αυτοκινήτου, ενώ επίσης βέβαιο είναι πως ήδη οι ECU εξελίσσονται και γίνονται όλο και πιο high tech προκειμένου να προσαρμοστούν στις σύγχρονες απαιτήσεις και ανάγκες.
Μια από τις βασικές τάσεις στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη των ECU είναι η προσαρμοστική μάθηση. Η οποία επιτρέπει στις ECU να προσαρμόζουν τις παραμέτρους και τους αλγορίθμους τους με βάση την ανατροφοδότηση από αισθητήρες, ενεργοποιητές και άλλες πηγές.
Με τον τρόπο αυτό η ECU αποκτά τη δυνατότητα να βελτιστοποιεί τη λειτουργία του κινητήρα για διαφορετικές συνθήκες. Συνθήκες όπως η θερμοκρασία, το υψόμετρο, η ποιότητα του καυσίμου, ο τρόπος οδήγησης αλλά και το φορτίο.
Ταυτόχρονα η προσαρμοστική εκμάθηση επιτρέπει στην ECU να αντισταθμίζει τη φθορά, να ανιχνεύει και να αναγνωρίζει τυχόν βλάβες και σφάλματα.
Μια δεύτερη τάση στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη των ECU είναι η συνδεσιμότητα και η ολοκλήρωση, η οποία έχει σχέση με την ικανότητά της και να επικοινωνεί και να συνεργάζεται με άλλα συστήματα και συσκευές. Τόσο εντός όσο και εκτός του αυτοκινήτου.
Η συνδεσιμότητα και η ενσωμάτωση επιτρέπουν στην εκάστοτε ECU να έχει πρόσβαση και να δέχεται δεδομένα -από το GPS για την κυκλοφορία, από το διαδίκτυο π.χ. για τον καιρό, καθώς και διαγνωστικές πληροφορίες- να ελέγχει και να συντονίζει λειτουργίες, όπως το cruise control, την υποβοήθηση λωρίδας κυκλοφορίας αλλά και το infotainment.
Ταυτόχρονα η συνδεσιμότητα και η ενσωμάτωση επιτρέπουν την εξ αποστάσεως παρακολούθηση, ενημέρωση (ΟΤΑ- Over The Air) και συντήρηση τόσο της ECU όσο και του κινητήρα.
Μια ακόμα τάση στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη των ECU είναι η αρθρωτή διαμόρφωση και η επεκτασιμότητα. Αυτό σημαίνει πως μια ECU μπορεί να διαμορφωθεί και να προσαρμοστεί για διαφορετικούς τύπους και μεγέθη κινητήρων, καθώς και για διαφορετικές εφαρμογές και αγορές.
Η αρθρωτή διαμόρφωση και η επεκτασιμότητα επιτρέπουν στην ECU να είναι προσαρμόσιμη και ευέλικτη -κάτι που μειώνει αφενός το κόστος αλλά και το σύνθετο της ανάπτυξης και της παραγωγής- και να υποστηρίζει διάφορα χαρακτηριστικά και λειτουργίες, Μεταξύ αυτών την υβριδική υποβοήθηση, την ηλεκτροκίνηση αλλά και τα εναλλακτικά καύσιμα.
Μια τέταρτη τάση για τις ECU είναι η ασφάλεια και η αξιοπιστία, που εξασφαλίζουν την ασφάλειας και τις επιδόσεις καταρχήν του κινητήρα και στη συνέχεια του αυτοκινήτου.
Στην πράξη αφορούν την προστασία της ECU και των δεδομένων της από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση, παραποίηση και κυβερνοεπιθέσεις, καθώς και την πρόληψη και διόρθωση αστοχιών, δυσλειτουργιών και σφαλμάτων. Για το σκοπό αυτό απαιτείται η χρήση τεχνικών και τεχνολογιών κρυπτογράφησης, ελέγχου ταυτότητας, επαλήθευσης και ανοχής σφαλμάτων.
Μια ακόμα τάση είναι η προσομοίωση και οι δοκιμές που είναι ζωτικής σημασίας για την επικύρωση και την επαλήθευση της λειτουργικότητας και της ποιότητας της ECU και του κινητήρα. Περιλαμβάνουν τη χρήση εργαλείων λογισμικού, πλατφορμών υλικού και πάγκων δοκιμών για τη μοντελοποίηση, την εξομοίωση και την αξιολόγηση της συμπεριφοράς και της απόδοσης της ECU και του κινητήρα υπό διάφορα σενάρια και συνθήκες.
Η προσομοίωση και η δοκιμή συμβάλλουν στη μείωση του χρόνου και του κόστους ανάπτυξης και παραγωγής και στη βελτίωση της ακρίβειας και της αποτελεσματικότητας της ECU και του κινητήρα.
Μια ακόμα τάση είναι η βελτιστοποίηση και η καινοτομία, που στοχεύουν στη συνεχή βελτίωση και εξέλιξη τόσο της ECU όσο και του κινητήρα. Περιλαμβάνουν τη χρήση ανάλυσης δεδομένων, τεχνητής νοημοσύνης, μηχανικής μάθησης και άλλων μεθόδων και τεχνικών και αποσκοπούν στην επίτευξη υψηλότερων επιπέδων απόδοσης, αποδοτικότητας και εκπομπών, καθώς και στη δημιουργία νέων λύσεων και ευκαιριών για τους κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Πηγές πληροφοριών:
www.autodoc.gr
www.evima.gr
