مختصری از متن بررسی ساختار ECU

علم الکترونيک و کامپيوتر در صنايع امروزي جهان نقش تعيين کننده اي را ايفا مي کند. از جمله اين صنايع مي توان به صنعت خودروسازي اشاره کرد.  اين صنعت به عنوان يکي از بزرگ ترين صنعت هاي  جهان يکي از بازارهاي بزرگ صنايع الکترونيک و کامپيوتر را در جهان دارا مي باشد.

اين صنعت با گردش مالي ٢٠٠٠ ميليارد دلار پس از صنعت نفت و بانکداري، رتبه سوم اقتصادي صنايع جهان را به خود اختصاص داده است ، همچنين توانسته است با ايجاد ٨ ميليون شغل به صورت مستقيم و در حدود ٦ برابر اين مقدار به صورت غير مستقيم ، در حوزه اشتغال نيز وضعيت مناسبي داشته باشد به نحوي که در حدود ٥ درصد اشتغال صنعتي جهان مربوط به صنايع خودروسازي مي باشد.طبق برخي برآوردها در حدود ٣٠ درصد سود حاصل از صنايع خودرو از بخش الکترونيک و کامپيوترخودرو تأمين مي شود و اين نسبت در آينده رو به افزايش خواهد بود.

از جمله بخش هاي الکترونيک خودرو مي توان به واحد کنترل الکترونيک خودرو يا ECU ١ اشاره کرد.
ECU  در خودرو وسيله اي است که با استفاده از علم الکترونيک و کامپيوتر ساخته شده است . اهميت و نقش اقتصادي و تکنيکي ECU و به ويژه نرم افزار آن در ساخت خودرو روز به روز در حال افزايش است . طوري که سهم الکترونيک در هزينه ساخت خودرو از ٢٢ درصد در سال ٢٠٠٠ به ٣٨ درصد در سال ٢٠١٢ رسيده و سهم هزينه نرم افزار الکترونيکي به کار گرفته شده در خودرو از ٢٠ درصد در سال ٢٠٠٠ به ٤٢درصد در سال ٢٠١٢ رسيده است .

فهرست مطالب :

فصل اول: کليات تحقيق ١

١ ١  مقدمه ٢
١ ٢  اهميت و ضرورت تحقيق   ٢
١ ٣  هدف تحقيق  ٣
١ ٤  ساختار پايان نامه ٤

فصل دوم بررسی ساختار ECU :ادبيات تحقيق ٥

٢ ١  الکترونيک   ٧
٢ ٢  نيمه رساناها  ٧
٢ ٣  المان هاي الکتريکي ١٠
٢ ٣ ١  ديود  ١٠
٢ ٣ ٢  ترانزيستور   ١٣
٢ ٣ ٣  مقاومت ١٦
٢ ٣ ٤  خازن   ١٩
٢ ٣ ٥  آي سي  ٢٠
٢ ٤   واحد کنترل الکترونيک (ECU) ٢٢
٢ ٤ ١  نقش واحدهاي کنترل الکترونيکي در خودرو  ٢٣
٢ ٤ ٢  فناوري تنظيم ECU ٢٤
٢ ٤ ٣  ساختار واحد کنترل الکترونيکي ٢٥
٢ ٤ ٤  اجزاي تشکيل دهنده ECU ٢٦
٢ ٥   سنسورها   ٢٨
٢ ٦   عملگرها   ٢٨

فصل سوم :ارتباط ECU با سنسورها و عملگرها ٢٩

٣ ١  نقشه بسته ECU ٣١
٣ ٢  نحوه عملکرد ECU در شرايط مختلف  ٣٣
٣ ٣  سنسورها   ٣٦
٣ ٣ ١  سنسور دريچه گاز ٣٦
٣ ٣ ٢  سنسور فشار هوا ٣٨
٣ ٣ ٣  سنسور اکسيژن ٣٩
٣ ٣ ٤  سنسور ضربه   ٤١
٣ ٣ ٥  سنسور دماي آب   ٤٢
٣ ٣ ٦  سنسور دور موتور   ٤٤
٣ ٣ ٧  سنسور دماي هوا  ٤٥
٣ ٣ ٨  سنسور سرعت  ٤٦
٣ ٤  عملگرها ٤٧

٣ ٤ ١  سوئيچ اينرسي ٤٧
٣ ٤ ٢  کوئل دوبل ٤٨
٣ ٤ ٣  پمپ بنزين ٥٠
٣ ٤ ٤  استپر موتور  ٥١
٣ ٤ ٥  انژکتور   ٥٢
٣ ٤ ٦  رله دوبل  ٥٣
٣ ٤ ٧  شير برقي کنيستر   ٥٥
٣ ٤ ٨  مجموعه پشت آمپر( چراغ اخطار عيب ياب)  ٥٧
٣ ٥  ديگر متعلقات مرتبط ECU   ٥٨
٣ ٥ ١  کانکتور عيب ياب  ٥٨
٣ ٥ ٢  سوئيچ   ٥٩
٣ ٥ ٣  جعبه فيوز کاسکه اي   ٥٩
٣ ٥ ٤  گرمکن دريچه گاز و فيوز گرمکن ٦٠
٣ ٥ ٥  رله کمپرسور کولر   ٦٢
٣ ٥ ٦  کمپرسور کولر   ٦٢
٣ ٥ ٧  باطري  ٦٣
٣ ٦  جدول راهنماي کد رنگ ها   ٦٤

فصل چهارم:بررسي ساختمان داخلي و عملکرد ECU  ٦٥

٤ ١  واحد کنترل الکترونيک ٢٠٠٠ sagem S   ٦٧
٤ ١ ١  نقشه داخلي ECU  ٦٨
٤ ١ ٢  عملکرد ECU ٦٩
٤ ١ ٣  مشخصات ECU ٦٩
٤ ١ ٤  المان هاي به کار رفته در ECU   ٧٠
٤ ٢  تشريح المان هاي ECU ٧٠
٤ ٢ ١   آي سي ميکرو کنترلر   ٧٠
٤ ٢ ١ ١  بخشهاي مختلف ميکروکنترلر   ٧١
٤ ٢ ١ ٢  معرفي پايه هاي ميکروکنترلر  ٧١
٤ ٢ ١ ٣  مشخصات ميکروکنترلر ٧٢

٤ ٢ ١ ٤  خصوصيات جانبي ميکروکنترلر ٧٣
٤ ٢ ١ ٥  خصوصيات ويژه ميکرو کنترلر   ٧٣
٤ ٢ ١ ٦   عملکرد ميکروکنترلر ٧٤
٤ ٢ ٢   آي سي فلش  ٧٥
٤ ٢ ٢ ١   ويژگي هاي متمايز فلش ٧٥
٤ ٢ ٢ ٢   پيکربندي  پايه هاي فلش   ٧٦
٤ ٢ ٣  کريستال ٧٧
٤ ٢ ٤  گرمکن سنسور اکسيژن  ٧٨
٤ ٢ ٥  آي سي کوئل دوبل  ٧٩
٤ ٢ ٥ ١   تحليل پايه هاي آي سي کوئل دوبل  ٧٩
٤ ٢ ٦  آي سي سنسور ضربه   ٨١
٤ ٢ ٦ ١   ويژگي هاي آي سي سنسور ضربه   ٨١
٤ ٢ ٦ ٢   تحليل پايه هاي آي سي سنسور ضربه  ٨١
٤ ٢ ٧  آي سي کنيستر ٨٤

٤ ٢ ٧ ١   تحليل پايه هاي آي سي کنيستر   ٨٤
٤ ٢ ٨  انژکتور   ٨٧
٤ ٢ ٨ ١   تحليل پايه هاي آي سي انژکتور   ٨٧
٤ ٢ ٩  آي سي کانکت ٨٨
٤ ٢ ٩ ١  تحليل پايه هاي آي سي کانکت   ٨٩
٤ ٢ ١٠  آي سي استپر موتور   ٩٠
٤ ٢ ١٠ ١   تحليل پايه هاي آي سي استپرموتور ٩٠
٤ ٢ ١١  آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر  ٩١
٤ ٢ ١١ ١   ويژگي ها ي آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر ٩١
٤ ٢ ١١ ٢  تحليل پايه هاي آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر   ٩٢
٤ ٢ ١٢  آي سي رگولاتور  ٩٤
٤ ٢ ١٢ ١   ويژگي هاي آي سي رگولاتور   ٩٤
٤ ٢ ١٢ ٢   تحليل پايه ها ي آي سي رگولاتور   ٩٥

٤ ٢ ١٣  آي سي EEPROM ٩٨
٤ ٢ ١٣ ١   ويژگي هاي آي سي EEPROM ٩٨
٤ ٢ ١٣ ٢   تحليل پايه هاي آي سي  EEPROM   ٩٨
٤ ٢ ١٤  آي سي شبکه   ١٠٠
٤ ٢ ١٤ ١   تحليل پايه هاي آي سي شبکه   ١٠١
٤ ٣  برنامه ريزي ECU  ١٠٣
٤ ٣ ١  نرم افزار ٢٠٠٠ Mini Universal Programmer Model  ١٠٣
٤ ٣ ٢  مراحل برنامه ريزي ECU ١٠٤

فصل پنجم :نتيجه گیري و راهکارهاي آينده  ١٠٩

٥ ١  نتيجه گيري  ١١١
٥ ٢   مروري بر تحقيق  ١١١
٥ ٣  فرصت هاي آينده و ادامه تحقيقات بعدي ١١٢
فهرست منابع   ١١٣

فهرست شکل های بررسی ساختار ECU

شکل (٢ ١) نيمه رساناها   ٧
شکل (٢ ٢) نمايش الکتروني دو عنصر سلسيم و ژرمانيم   ٨
شکل (٢ ٣) نمايش تزريق ناخالصي نوع N به نيمه رسانا   ٨
شکل (٢ ٤) نمايش تزريق ناخالصي نوع P به نيمه رسانا ٩
شکل (٢ ٥) نمايش ساخت ديود   ١٠
شکل (٢ ٦) باياس مستقيم ديود ١١
شکل (٢ ٧) باياس معکوس ديود  ١١
شکل (٢ ٨) يکسو کردن جريان متنـاوب يک فـاز با يک ديـود ١٢
شکل (٢ ٩) طرزعمل ترانزيستور  ١٤
شکل (٢ ١٠) علائم اختصاري مقاومت الکتريک  ١٦

شکل (٢ ١١) تعيين مقدار مقاومت ها از روي کد رنگي  ١٨
شکل (٢ ١٢) نمونه هايي از IC ها ٢١
شکل (٢ ١٣) نماي ظاهري از ECU ٢٣
شکل (٣ ١) شباهت رفتاري قسمت هاي مختلف موتور يک خودرو با بدن انسان   ٣٠
شکل (٣ ٢) نقشه بسته ECU  ٣١
شکل (٣ ٣) ECU ، سنسور ها و عملگرها  ٣٢
شکل (٣ ٤) نماد سنسور دريچه گاز   ٣٦
شکل (٣ ٥) سنسور دريچه گاز ٣٨
شکل (٣ ٦) نماد سنسور فشار هوا  ٣٨
شکل (٣ ٧) سنسور فشار هوا   ٣٩
شکل (٣ ٨) نماد سنسور اکسيژن   ٤٠
شکل (٣ ٩) نماد سنسور ضربه  ٤١
شکل (٣ ١٠) سنسور ضربه  ٤٢

شکل (٣ ١١) نماد سنسور دماي آب  ٤٢
شکل (٣ ١٢) سنسور دماي آب ٤٣
شکل (٣ ١٣) نماد سنسور دور موتور  ٤٤
شکل (٣ ١٤) سنسور دور موتور   ٤٥
شکل (٣ ١٥) نماد سنسور دماي هوا   ٤٥
شکل (٣ ١٦) سنسور دماي هوا ٤٦
شکل (٣ ١٧) نماد سنسور سرعت  ٤٦
شکل (٣ ١٨) سنسور سرعت ٤٧
شکل (٣ ١٩) نماد عملگر سوئيچ اينرسي ٤٨
شکل (٣ ٢٠) عملگر سوئيچ اينرسي   ٤٨
شکل (٣ ٢١) نماد عملگر کوئل دوبل ٤٩
شکل (٣ ٢٢) عملگر کوئل دوبل  ٤٩
شکل (٣ ٢٣) نماد عملگر پمپ بنزين  ٥٠

شکل (٣ ٢٤) عملگر پمپ بنزين   ٥٠
شکل (٣ ٢٥) نماد عملگر استپر موتور ٥١
شکل (٣ ٢٦) عملگر استپر موتور  ٥١
شکل (٣ ٢٧) نماد عملگر انژکتور ٥٢
شکل (٣ ٢٨) عملگر انژکتور   ٥٣
شکل (٣ ٢٩) نماد عملگر رله دوبل   ٥٤
شکل (٣ ٣٠) عملگر رله دوبل  ٥٤
شکل (٣ ٣١) نماد عملگر شير برقي کنيستر  ٥٥

شکل (٣ ٣٢) عملگر شير برقي کنيستر   ٥٥
شکل (٣ ٣٣) نماد عملگر  چراغ اخطار عيب ياب  ٥٧
شکل (٣ ٣٤) عملگر  چراغ اخطار عيب ياب   ٥٧
شکل (٣ ٣٥) نماد  کانکتور عيب ياب   ٥٨
شکل (٣ ٣٦) کانکتور عيب ياب  ٥٨
شکل (٣ ٣٧) نماد  سوئيچ   ٥٩
شکل (٣ ٣٨) نماد  جعبه فيوز کالسکه اي   ٦٠
شکل (٣ ٣٩) جعبه فيوز کالسکه اي   ٦٠
شکل (٣ ٤٠) نماد  گرمکن دريچه گاز و فيوز گرمکن   ٦١
شکل (٣ ٤١) گرمکن دريچه گاز و فيوز گرمکن  ٦١
شکل (٣ ٤٢) نماد  رله کمپرسور کولر   ٦٢
شکل (٣ ٤٣) نماد کمپرسور کولر ٦٢
شکل (٣ ٤٤) نماد  باطري   ٦٣
شکل (٣ ٤٥)  باطري ٦٣
شکل (٤ ١) ٢٠٠٠ ECU sagem S  ٦٧ شکل (٤ ٢) پايه ها و کانکتور هاي ٢٠٠٠ ECU sagem S ٦٧

شکل (٤ ٣) نقشه داخلي ECU   ٦٨
شکل (٤ ٤) نماي بالاي ميکروکنترلر  ٧١
شکل (٤ ٥) ارتباط CPU با RAM و مبدل هاي A.B ٧٤ شکل (٤ ٦) مدار داخلي ميکروکنترلر ٧٥
شکل (٤ ٧) پايه هاي آي سي فلش   ٧٦
شکل (٤ ٨) موقعيت فلش را روي نقشه داخلي  ٧٧
شکل (٤ ٩) موقعيت کريستال روي نقشه داخلي ٧٨
شکل (٤ ١٠) موقعيت گرمکن سنسور اکسيژن روي نقشه داخلي   ٧٨
شکل (٤ ١١) موقعيت آي سي کوئل دوبل روي نقشه ٧٩
شکل (٤ ١٢) پايه هاي آي سي کوئل دوبل  ٨٠
شکل (٤ ١٣) موقعيت آي سي سنسور ضربه ٨١

شکل (٤ ١٤) پايه هاي آي سي سنسور ضربه   ٨٢
شکل (٤ ١٥) موقعيت  آي سي کنيستر   ٨٤
شکل (٤ ١٦) پايه هاي آي سي کنيستر   ٨٥
شکل (٤ ١٧) موقعيت آي سي انژکتور   ٨٧
شکل (٤ ١٨) موقعيت آي سي کانکت   ٨٩
شکل (٤ ١٩) موقعيت آي سي استپرموتور   ٩٠
شکل (٤ ٢٠) پايه هاي آي سي استپرموتور  ٩١
شکل (٤ ٢١) موقعيت آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر ٩٢
شکل (٤ ٢٢) پايه هاي آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر   ٩٣
شکل (٤ ٢٣) موقعيت آي سي رگولاتور ٩٥
شکل (٤ ٢٤) پايه هاي آي سي رگولاتور   ٩٦
شکل (٤ ٢٥) موقعيت آي سي EEPROM ٩٩
شکل (٤ ٢٦) پايه هاي آي سي EEPROM  ٩٩
شکل (٤ ٢٧) ساختار اطلاعات ارسالي در شبکه   ١٠١
شکل (٤ ٢٨) موقعيت آي سي شبکه ١٠٢

شکل (٤ ٢٩) پايه هاي آي سي شبکه   ١٠٢
شکل (٤ ٣٠) محيط نرم افزار ٢٠٠٠ Mini Universal Programmer Model  ١٠٤
شکل (٤ ٣١) موقعيت EEPROM بر روي ECU ١٠٤
شکل (٤ ٣٢) زيف يا سوکت قرار گيري آي سي EEPROM  ١٠٥
شکل (٤ ٣٣) مجموعه زيف ، پروگرامر و لب تاپ   ١٠٥
شکل (٤ ٣٤) نمايش برنامه آي سي بر روي صفحه   ١٠٥
شکل (٤ ٣٥) نمايش پنجره مربوط به جستجو و انتخاب آي سي   ١٠٦
شکل (٤ ٣٦) پنجره مربوط به خوانده شدن برنامه آي سي  ١٠٦
شکل (٤ ٣٧) پنجره مربوط به پاک شدن اطلاعات آي سي ١٠٧
شکل (٤ ٣٨) انتخاب برنامه ذخيره شدن از روي سيستم ١٠٧
شکل (٤ ٣٩) عمليات بارگذاري برنامه ١٠٨

فهرست جداول بررسی ساختار ECU

جدول (٣ ١) راهنماي کد رنگ ها   ٦٤
جدول (٤ ١) عملکرد پايه هاي آي سي کوئل دوبل   ٨٠
جدول (٤ ٢) عملکرد پايه هاي آي سي سنسور ضربه  ٨٣
جدول (٤ ٣) عملکرد پايه هاي آي سي کنيستر ٨٦
جدول (٤ ٤) عملکرد پايه هاي آي سي استپرموتور   ٩١
جدول (٤ ٥) عملکرد پايه هاي آي سي فن   پمپ بنزين  رله کولر ٩٣
جدول (٤ ٦) عملکرد پايه هاي آي سي رگولاتور ٩٧
جدول (٤ ٧) عملکرد پايه هاي آي سي EEPROM  ١٠٠
جدول (٤ ٨) عملکرد پايه هاي آي سي شبکه  ١٠٣