مختصری از متن بررسی ساختار ECU

علم الکترونیک و کامپیوتر در صنایع امروزی جهان نقش تعیین کننده ای را ایفا می کند. از جمله این صنایع می توان به صنعت خودروسازی اشاره کرد.  این صنعت به عنوان یکی از بزرگ ترین صنعت های  جهان یکی از بازارهای بزرگ صنایع الکترونیک و کامپیوتر را در جهان دارا می باشد.

این صنعت با گردش مالی ٢٠٠٠ میلیارد دلار پس از صنعت نفت و بانکداری، رتبه سوم اقتصادی صنایع جهان را به خود اختصاص داده است ، همچنین توانسته است با ایجاد ٨ میلیون شغل به صورت مستقیم و در حدود ۶ برابر این مقدار به صورت غیر مستقیم ، در حوزه اشتغال نیز وضعیت مناسبی داشته باشد به نحوی که در حدود ۵ درصد اشتغال صنعتی جهان مربوط به صنایع خودروسازی می باشد.طبق برخی برآوردها در حدود ٣٠ درصد سود حاصل از صنایع خودرو از بخش الکترونیک و کامپیوترخودرو تأمین می شود و این نسبت در آینده رو به افزایش خواهد بود.

از جمله بخش های الکترونیک خودرو می توان به واحد کنترل الکترونیک خودرو یا ECU ١ اشاره کرد.
ECU  در خودرو وسیله ای است که با استفاده از علم الکترونیک و کامپیوتر ساخته شده است . اهمیت و نقش اقتصادی و تکنیکی ECU و به ویژه نرم افزار آن در ساخت خودرو روز به روز در حال افزایش است . طوری که سهم الکترونیک در هزینه ساخت خودرو از ٢٢ درصد در سال ٢٠٠٠ به ٣٨ درصد در سال ٢٠١٢ رسیده و سهم هزینه نرم افزار الکترونیکی به کار گرفته شده در خودرو از ٢٠ درصد در سال ٢٠٠٠ به ۴٢درصد در سال ٢٠١٢ رسیده است .

فهرست مطالب :

فصل اول: کلیات تحقیق ١

١ ١  مقدمه ٢
١ ٢  اهمیت و ضرورت تحقیق   ٢
١ ٣  هدف تحقیق  ٣
١ ۴  ساختار پایان نامه ۴

فصل دوم بررسی ساختار ECU :ادبیات تحقیق ۵

٢ ١  الکترونیک   ٧
٢ ٢  نیمه رساناها  ٧
٢ ٣  المان های الکتریکی ١٠
٢ ٣ ١  دیود  ١٠
٢ ٣ ٢  ترانزیستور   ١٣
٢ ٣ ٣  مقاومت ١۶
٢ ٣ ۴  خازن   ١٩
٢ ٣ ۵  آی سی  ٢٠
٢ ۴   واحد کنترل الکترونیک (ECU) ٢٢
٢ ۴ ١  نقش واحدهای کنترل الکترونیکی در خودرو  ٢٣
٢ ۴ ٢  فناوری تنظیم ECU ٢۴
٢ ۴ ٣  ساختار واحد کنترل الکترونیکی ٢۵
٢ ۴ ۴  اجزای تشکیل دهنده ECU ٢۶
٢ ۵   سنسورها   ٢٨
٢ ۶   عملگرها   ٢٨

فصل سوم :ارتباط ECU با سنسورها و عملگرها ٢٩

٣ ١  نقشه بسته ECU ٣١
٣ ٢  نحوه عملکرد ECU در شرایط مختلف  ٣٣
٣ ٣  سنسورها   ٣۶
٣ ٣ ١  سنسور دریچه گاز ٣۶
٣ ٣ ٢  سنسور فشار هوا ٣٨
٣ ٣ ٣  سنسور اکسیژن ٣٩
٣ ٣ ۴  سنسور ضربه   ۴١
٣ ٣ ۵  سنسور دمای آب   ۴٢
٣ ٣ ۶  سنسور دور موتور   ۴۴
٣ ٣ ٧  سنسور دمای هوا  ۴۵
٣ ٣ ٨  سنسور سرعت  ۴۶
٣ ۴  عملگرها ۴٧

٣ ۴ ١  سوئیچ اینرسی ۴٧
٣ ۴ ٢  کوئل دوبل ۴٨
٣ ۴ ٣  پمپ بنزین ۵٠
٣ ۴ ۴  استپر موتور  ۵١
٣ ۴ ۵  انژکتور   ۵٢
٣ ۴ ۶  رله دوبل  ۵٣
٣ ۴ ٧  شیر برقی کنیستر   ۵۵
٣ ۴ ٨  مجموعه پشت آمپر( چراغ اخطار عیب یاب)  ۵٧
٣ ۵  دیگر متعلقات مرتبط ECU   ۵٨
٣ ۵ ١  کانکتور عیب یاب  ۵٨
٣ ۵ ٢  سوئیچ   ۵٩
٣ ۵ ٣  جعبه فیوز کاسکه ای   ۵٩
٣ ۵ ۴  گرمکن دریچه گاز و فیوز گرمکن ۶٠
٣ ۵ ۵  رله کمپرسور کولر   ۶٢
٣ ۵ ۶  کمپرسور کولر   ۶٢
٣ ۵ ٧  باطری  ۶٣
٣ ۶  جدول راهنمای کد رنگ ها   ۶۴

فصل چهارم:بررسی ساختمان داخلی و عملکرد ECU  ۶۵

۴ ١  واحد کنترل الکترونیک ٢٠٠٠ sagem S   ۶٧
۴ ١ ١  نقشه داخلی ECU  ۶٨
۴ ١ ٢  عملکرد ECU ۶٩
۴ ١ ٣  مشخصات ECU ۶٩
۴ ١ ۴  المان های به کار رفته در ECU   ٧٠
۴ ٢  تشریح المان های ECU ٧٠
۴ ٢ ١   آی سی میکرو کنترلر   ٧٠
۴ ٢ ١ ١  بخشهای مختلف میکروکنترلر   ٧١
۴ ٢ ١ ٢  معرفی پایه های میکروکنترلر  ٧١
۴ ٢ ١ ٣  مشخصات میکروکنترلر ٧٢

۴ ٢ ١ ۴  خصوصیات جانبی میکروکنترلر ٧٣
۴ ٢ ١ ۵  خصوصیات ویژه میکرو کنترلر   ٧٣
۴ ٢ ١ ۶   عملکرد میکروکنترلر ٧۴
۴ ٢ ٢   آی سی فلش  ٧۵
۴ ٢ ٢ ١   ویژگی های متمایز فلش ٧۵
۴ ٢ ٢ ٢   پیکربندی  پایه های فلش   ٧۶
۴ ٢ ٣  کریستال ٧٧
۴ ٢ ۴  گرمکن سنسور اکسیژن  ٧٨
۴ ٢ ۵  آی سی کوئل دوبل  ٧٩
۴ ٢ ۵ ١   تحلیل پایه های آی سی کوئل دوبل  ٧٩
۴ ٢ ۶  آی سی سنسور ضربه   ٨١
۴ ٢ ۶ ١   ویژگی های آی سی سنسور ضربه   ٨١
۴ ٢ ۶ ٢   تحلیل پایه های آی سی سنسور ضربه  ٨١
۴ ٢ ٧  آی سی کنیستر ٨۴

۴ ٢ ٧ ١   تحلیل پایه های آی سی کنیستر   ٨۴
۴ ٢ ٨  انژکتور   ٨٧
۴ ٢ ٨ ١   تحلیل پایه های آی سی انژکتور   ٨٧
۴ ٢ ٩  آی سی کانکت ٨٨
۴ ٢ ٩ ١  تحلیل پایه های آی سی کانکت   ٨٩
۴ ٢ ١٠  آی سی استپر موتور   ٩٠
۴ ٢ ١٠ ١   تحلیل پایه های آی سی استپرموتور ٩٠
۴ ٢ ١١  آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر  ٩١
۴ ٢ ١١ ١   ویژگی ها ی آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر ٩١
۴ ٢ ١١ ٢  تحلیل پایه های آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر   ٩٢
۴ ٢ ١٢  آی سی رگولاتور  ٩۴
۴ ٢ ١٢ ١   ویژگی های آی سی رگولاتور   ٩۴
۴ ٢ ١٢ ٢   تحلیل پایه ها ی آی سی رگولاتور   ٩۵

۴ ٢ ١٣  آی سی EEPROM ٩٨
۴ ٢ ١٣ ١   ویژگی های آی سی EEPROM ٩٨
۴ ٢ ١٣ ٢   تحلیل پایه های آی سی  EEPROM   ٩٨
۴ ٢ ١۴  آی سی شبکه   ١٠٠
۴ ٢ ١۴ ١   تحلیل پایه های آی سی شبکه   ١٠١
۴ ٣  برنامه ریزی ECU  ١٠٣
۴ ٣ ١  نرم افزار ٢٠٠٠ Mini Universal Programmer Model  ١٠٣
۴ ٣ ٢  مراحل برنامه ریزی ECU ١٠۴

فصل پنجم :نتیجه گیری و راهکارهای آینده  ١٠٩

۵ ١  نتیجه گیری  ١١١
۵ ٢   مروری بر تحقیق  ١١١
۵ ٣  فرصت های آینده و ادامه تحقیقات بعدی ١١٢
فهرست منابع   ١١٣

فهرست شکل های بررسی ساختار ECU

شکل (٢ ١) نیمه رساناها   ٧
شکل (٢ ٢) نمایش الکترونی دو عنصر سلسیم و ژرمانیم   ٨
شکل (٢ ٣) نمایش تزریق ناخالصی نوع N به نیمه رسانا   ٨
شکل (٢ ۴) نمایش تزریق ناخالصی نوع P به نیمه رسانا ٩
شکل (٢ ۵) نمایش ساخت دیود   ١٠
شکل (٢ ۶) بایاس مستقیم دیود ١١
شکل (٢ ٧) بایاس معکوس دیود  ١١
شکل (٢ ٨) یکسو کردن جریان متنـاوب یک فـاز با یک دیـود ١٢
شکل (٢ ٩) طرزعمل ترانزیستور  ١۴
شکل (٢ ١٠) علائم اختصاری مقاومت الکتریک  ١۶

شکل (٢ ١١) تعیین مقدار مقاومت ها از روی کد رنگی  ١٨
شکل (٢ ١٢) نمونه هایی از IC ها ٢١
شکل (٢ ١٣) نمای ظاهری از ECU ٢٣
شکل (٣ ١) شباهت رفتاری قسمت های مختلف موتور یک خودرو با بدن انسان   ٣٠
شکل (٣ ٢) نقشه بسته ECU  ٣١
شکل (٣ ٣) ECU ، سنسور ها و عملگرها  ٣٢
شکل (٣ ۴) نماد سنسور دریچه گاز   ٣۶
شکل (٣ ۵) سنسور دریچه گاز ٣٨
شکل (٣ ۶) نماد سنسور فشار هوا  ٣٨
شکل (٣ ٧) سنسور فشار هوا   ٣٩
شکل (٣ ٨) نماد سنسور اکسیژن   ۴٠
شکل (٣ ٩) نماد سنسور ضربه  ۴١
شکل (٣ ١٠) سنسور ضربه  ۴٢

شکل (٣ ١١) نماد سنسور دمای آب  ۴٢
شکل (٣ ١٢) سنسور دمای آب ۴٣
شکل (٣ ١٣) نماد سنسور دور موتور  ۴۴
شکل (٣ ١۴) سنسور دور موتور   ۴۵
شکل (٣ ١۵) نماد سنسور دمای هوا   ۴۵
شکل (٣ ١۶) سنسور دمای هوا ۴۶
شکل (٣ ١٧) نماد سنسور سرعت  ۴۶
شکل (٣ ١٨) سنسور سرعت ۴٧
شکل (٣ ١٩) نماد عملگر سوئیچ اینرسی ۴٨
شکل (٣ ٢٠) عملگر سوئیچ اینرسی   ۴٨
شکل (٣ ٢١) نماد عملگر کوئل دوبل ۴٩
شکل (٣ ٢٢) عملگر کوئل دوبل  ۴٩
شکل (٣ ٢٣) نماد عملگر پمپ بنزین  ۵٠

شکل (٣ ٢۴) عملگر پمپ بنزین   ۵٠
شکل (٣ ٢۵) نماد عملگر استپر موتور ۵١
شکل (٣ ٢۶) عملگر استپر موتور  ۵١
شکل (٣ ٢٧) نماد عملگر انژکتور ۵٢
شکل (٣ ٢٨) عملگر انژکتور   ۵٣
شکل (٣ ٢٩) نماد عملگر رله دوبل   ۵۴
شکل (٣ ٣٠) عملگر رله دوبل  ۵۴
شکل (٣ ٣١) نماد عملگر شیر برقی کنیستر  ۵۵

شکل (٣ ٣٢) عملگر شیر برقی کنیستر   ۵۵
شکل (٣ ٣٣) نماد عملگر  چراغ اخطار عیب یاب  ۵٧
شکل (٣ ٣۴) عملگر  چراغ اخطار عیب یاب   ۵٧
شکل (٣ ٣۵) نماد  کانکتور عیب یاب   ۵٨
شکل (٣ ٣۶) کانکتور عیب یاب  ۵٨
شکل (٣ ٣٧) نماد  سوئیچ   ۵٩
شکل (٣ ٣٨) نماد  جعبه فیوز کالسکه ای   ۶٠
شکل (٣ ٣٩) جعبه فیوز کالسکه ای   ۶٠
شکل (٣ ۴٠) نماد  گرمکن دریچه گاز و فیوز گرمکن   ۶١
شکل (٣ ۴١) گرمکن دریچه گاز و فیوز گرمکن  ۶١
شکل (٣ ۴٢) نماد  رله کمپرسور کولر   ۶٢
شکل (٣ ۴٣) نماد کمپرسور کولر ۶٢
شکل (٣ ۴۴) نماد  باطری   ۶٣
شکل (٣ ۴۵)  باطری ۶٣
شکل (۴ ١) ٢٠٠٠ ECU sagem S  ۶٧ شکل (۴ ٢) پایه ها و کانکتور های ٢٠٠٠ ECU sagem S ۶٧

شکل (۴ ٣) نقشه داخلی ECU   ۶٨
شکل (۴ ۴) نمای بالای میکروکنترلر  ٧١
شکل (۴ ۵) ارتباط CPU با RAM و مبدل های A.B ٧۴ شکل (۴ ۶) مدار داخلی میکروکنترلر ٧۵
شکل (۴ ٧) پایه های آی سی فلش   ٧۶
شکل (۴ ٨) موقعیت فلش را روی نقشه داخلی  ٧٧
شکل (۴ ٩) موقعیت کریستال روی نقشه داخلی ٧٨
شکل (۴ ١٠) موقعیت گرمکن سنسور اکسیژن روی نقشه داخلی   ٧٨
شکل (۴ ١١) موقعیت آی سی کوئل دوبل روی نقشه ٧٩
شکل (۴ ١٢) پایه های آی سی کوئل دوبل  ٨٠
شکل (۴ ١٣) موقعیت آی سی سنسور ضربه ٨١

شکل (۴ ١۴) پایه های آی سی سنسور ضربه   ٨٢
شکل (۴ ١۵) موقعیت  آی سی کنیستر   ٨۴
شکل (۴ ١۶) پایه های آی سی کنیستر   ٨۵
شکل (۴ ١٧) موقعیت آی سی انژکتور   ٨٧
شکل (۴ ١٨) موقعیت آی سی کانکت   ٨٩
شکل (۴ ١٩) موقعیت آی سی استپرموتور   ٩٠
شکل (۴ ٢٠) پایه های آی سی استپرموتور  ٩١
شکل (۴ ٢١) موقعیت آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر ٩٢
شکل (۴ ٢٢) پایه های آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر   ٩٣
شکل (۴ ٢٣) موقعیت آی سی رگولاتور ٩۵
شکل (۴ ٢۴) پایه های آی سی رگولاتور   ٩۶
شکل (۴ ٢۵) موقعیت آی سی EEPROM ٩٩
شکل (۴ ٢۶) پایه های آی سی EEPROM  ٩٩
شکل (۴ ٢٧) ساختار اطلاعات ارسالی در شبکه   ١٠١
شکل (۴ ٢٨) موقعیت آی سی شبکه ١٠٢

شکل (۴ ٢٩) پایه های آی سی شبکه   ١٠٢
شکل (۴ ٣٠) محیط نرم افزار ٢٠٠٠ Mini Universal Programmer Model  ١٠۴
شکل (۴ ٣١) موقعیت EEPROM بر روی ECU ١٠۴
شکل (۴ ٣٢) زیف یا سوکت قرار گیری آی سی EEPROM  ١٠۵
شکل (۴ ٣٣) مجموعه زیف ، پروگرامر و لب تاپ   ١٠۵
شکل (۴ ٣۴) نمایش برنامه آی سی بر روی صفحه   ١٠۵
شکل (۴ ٣۵) نمایش پنجره مربوط به جستجو و انتخاب آی سی   ١٠۶
شکل (۴ ٣۶) پنجره مربوط به خوانده شدن برنامه آی سی  ١٠۶
شکل (۴ ٣٧) پنجره مربوط به پاک شدن اطلاعات آی سی ١٠٧
شکل (۴ ٣٨) انتخاب برنامه ذخیره شدن از روی سیستم ١٠٧
شکل (۴ ٣٩) عملیات بارگذاری برنامه ١٠٨

فهرست جداول بررسی ساختار ECU

جدول (٣ ١) راهنمای کد رنگ ها   ۶۴
جدول (۴ ١) عملکرد پایه های آی سی کوئل دوبل   ٨٠
جدول (۴ ٢) عملکرد پایه های آی سی سنسور ضربه  ٨٣
جدول (۴ ٣) عملکرد پایه های آی سی کنیستر ٨۶
جدول (۴ ۴) عملکرد پایه های آی سی استپرموتور   ٩١
جدول (۴ ۵) عملکرد پایه های آی سی فن   پمپ بنزین  رله کولر ٩٣
جدول (۴ ۶) عملکرد پایه های آی سی رگولاتور ٩٧
جدول (۴ ٧) عملکرد پایه های آی سی EEPROM  ١٠٠
جدول (۴ ٨) عملکرد پایه های آی سی شبکه  ١٠٣