Κατασκευή
Ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου σχετικά με το εξωτερικό του περίβλημα είναι κατασκευασμένο από ένα μεταλλικό περίβλημα από υλικά μετάλλων τέτοια που να μην διαπερνούν οποιασδήποτε ηλεκτρικές παρεμβολές, από θερμικές ακτινοβολίες της μηχανής αλλά και από το νερό.
Ο εγκέφαλος επίσης στο εξωτερικό του μέρος , έχει μια ετικέτα με τις πληροφορίες και τα στοιχεία του κατασκευαστή. Για να μπορεί κάθε εταιρεία να διαγνώσει αν έχει πραγματοποιηθεί επέμβαση στον εγκέφαλο της έχει ένα σύστημα ασφάλειας , είτε με συγκεκριμένη κόλλα στις βίδες , είτε με μια ταινία που κατά το λύσιμο του εγκεφάλου κόβεται , είτε με μια πλαστική ασφάλεια που όταν ανοίξει ο εγκέφαλος σπάει . Έτσι είναι σε θέση η εκάστοτε εταιρεία να γνωρίζει αν έχει γίνει παρέμβαση στον εγκέφαλο του εργοστασιακού οχήματος καθιστώντας το εκτός εγγυήσεως.
Εσωτερικά ο εγκέφαλος αποτελείται από μια ή και δυο πλακέτες ( αναλόγως τον κατασκευαστή) που έχουν πάνω τους ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Η πλακέτα περιέχει πάνω της τα απαραίτητα εξαρτήματα των ψηφιακών κυκλωμάτων , όπως μνήμη προσπέλασης , μετατροπέα αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά , τον μικροεπεξεργαστή και ολοκληρωμένα κυκλώματα που το καθένα από αυτά έχει διαφορετικές αρμοδιότητες.
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα αφορούν την ανάφλεξη , τη καύση , το σύστημα έγχυσης , το σύστημα φρένων , σταθεροποίησης τροχών και γενικά όλα τα κυκλώματα διαχείρισης του αυτοκινήτου.
Φύσα διάγνωσης-OBD
Η φύσα που χρησιμοποιεί ο κάθε κατασκευαστής είναι συνήθως διαφορετική , και συγκεκριμένα για μοντέλα οχημάτων μέχρι το 2001. Από το 2001 και μετά υποχρεώθηκαν όλες οι εταιρείες να χρησιμοποιούν ενιαία 16πινη φύσα διάγνωσης βάση της τεχνολογίας OBD 2.
.
Τα αρχικά OBD αντιστοιχούν στο αγγλικό On Board Diagnostics και στην ουσία πρόκειται για μια διεπαφή , που επικοινωνεί με τον εγκέφαλο και δίνει άμεσα πληροφορίες σχετικά με τη κατάσταση του κινητήρα , αλλά και τυχόν σφάλματα που προέκυψαν. Η θύρα OBD έχει συνήθως έναν αντάπτορα με 16 pin ο οποίος συνδέεται σε ειδικά μηχανήματα διάγνωσης , ή καταλήγει σε καλώδιο USB ώστε να γίνει περαιτέρω παραμετροποίηση μέσω υπολογιστή. Τα μηχανήματα έχουν συγκεκριμένο λογισμικό ώστε να είναι δυνατός ο έλεγχος κάθε μοντέλου και τύπου οχήματος που κυκλοφορεί στην αγορά.
Ιστορία – λειτουργία
Το 1980 κατασκευάστηκε ο πρώτος απλός εγκέφαλος με βασικές λειτουργίες να παρατηρεί τις στροφές του κινητήρα ,να ελέγχει τον εισερχόμενο αέρα και να παρακολουθεί τη θερμοκρασία του κινητήρα. Ο εγκέφαλος μετέφερε το πιθανό σφάλμα στο καντράν του αυτοκινήτου για να προειδοποιήσει τον οδηγό. Κανένας μηχανισμός πρόληψης σφαλμάτων δεν υπήρχε στα αρχικά στάδια της εξέλιξης τω εγκεφάλων των κινητήρων.
Καθώς εξελισσόταν η κατασκευή του αυτοκινήτου , προστέθηκαν νέα τεχνολογικά επιτεύγματα ώστε να διευκολύνουν τον οδηγό και να προσφέρουν περισσότερη ασφάλεια.
Οι εξελιγμένοι εγκέφαλοι των αυτοκινήτων είναι ικανοί να προσαρμοστούν μέχρι κάποιο ποσοστό σε νέες απαιτήσεις τροφοδοσίας ενός βελτιωμένου οχήματος.
Επίσης ακόμα και ένας εργοστασιακός εγκέφαλος σε περίπτωση που υπάρξει κάποια δυσλειτουργία μπορεί να τη διορθώσει μειώνοντας τις επιδόσεις του κινητήρα έως και 15% για να μειώσει το ενδεχόμενο να προκληθεί μόνιμη βλάβη .
Το ίδιο ισχύει σε έναν εγκέφαλο που τοποθετείται κάποιο νέο βελτιωτικό ανταλλακτικό , μπορεί να διορθώσει και να διαχειριστεί ακόμα +5% περισσότερο εισερχόμενο αέρα εφόσον βρίσκονται φυσικά σε όρια που έχει θέσει το εργοστάσιο.
Από εκεί και πέρα αναγκαίος κρίνεται ο επαναπρογραμματισμός του αυτοκινήτου για να είναι σε θέση να ανταπεξέλθει στις αυξημένες ανάγκες ιπποδύναμης που μπορεί να προκύψουν.
Προσπαθώντας να δώσουμε έναν ορισμό για το self-adaptation(αυτο-προσαρμογή), μπορούμε να πούμε ότι είναι μια διεργασία του εγκεφάλου του αυτοκινήτου που με την αξιοποίηση των μετρήσεων των αισθητήρων είναι σε θέση να φροντίζει για τη καλύτερη δυνατή απόδοση , προσπαθώντας ταυτόχρονα να προλάβει όλα τα πιθανά ενδεχόμενα βλάβης.
Η χρησιμότητα της δυνατότητας αυτής , προσφέρει τεράστια αξιοπιστία αφού οι εργοστασιακές δικλείδες ασφαλείας αλλά και το self-daptation προσφέρουν στον οδηγό πολλά απροβλημάτιστα χιλιόμετρα. Η μέθοδος του self-adaptation έχει πλέον ενσωματωθεί σε οχήματα με αυτόματο σασμάν , όπου ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται τον τρόπο οδήγησης του κατόχου και προσαρμόζεται σε αυτόν , πραγματοποιώντας αλλαγές στο αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων με βάση τη δεδομένη προτίμηση του οδηγού.
Ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου , όπως και ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής , αποτελείται από το hardwareκαι το software αντίστοιχα. Από τη μεριά του hardware, όλα τα ηλεκτρονικά στοιχεία είναι τυπωμένα σε μια πλακέτα κυκλώματος.
Πάνω σε αυτή τη πλακέτα βρίσκονται όλα τα απαραίτητα ολοκληρωμένα κυκλώματα όπως και ένας μικροεπεξεργαστής.
Αντίστοιχα πάνω στη πλακέτα υπάρχουν ψήκτρες για να διατηρούν κάποια ολοκληρωμένα κυκλώματα από υψηλές θερμοκρασίες.
Στην διαχείριση λοιπόν αυτή ο εγκέφαλος δεν θα μπορούσε να κάνει τίποτα χωρίς την βοήθεια που παρέχουν οι αισθητήρες σε μορφή ηλεκτρικής τάσης, οι οποίοι ενεργοποιούνται από τα διάφορα ερεθίσματα που υπάρχουν απάνω στο αυτοκίνητο τα οποία κυριολεκτικά βομβαρδίζουν τον εγκέφαλο.
Αφού λοιπόν χρησιμοποιήσει αυτά τα ερεθίσματα-σήματα διαμορφώνονται εντολές βάση περίπλοκου αλγοριθμικού προγράμματος και δίνονται εντολές στους ενεργοποιητές για να εκτελέσουν ενέργειες για την σωστή λειτουργία του κινητήρα.
Το software που διαθέτει ο εγκέφαλος θα πρέπει ταυτόχρονα να ικανοποιεί και άλλες απαιτήσεις όπως να ελέγχει τους εκπεμπόμενους ρύπους και να ελέγχει την κατανάλωση καυσίμου ενώ ταυτόχρονα θα πρέπει να προστατεύει τον κινητήρα σε περίπτωση δυσλειτουργίας.
Ο αλγόριθμος που χρησιμοποιείται σε κάθε εγκέφαλο βασίζεται σε μια αλληλουχία αποθηκευμένων πινάκων οι οποίοι αντιστοιχούν σε διαφορετικές παραμέτρους με όλες τις τιμές που μπορούν να πάρουν.
Την κατάσταση του κινητήρα αντιλαμβάνονται περισσότεροι από πενήντα σένσορες οι οποίοι ενημερώνουν τον εγκέφαλο με διάφορες βασικές παραμέτρους, όπως είναι η περιστροφική κίνηση του κινητήρα και το φορτίο του.
Επιπλέον «διαβάζουν» την θέση της «πεταλούδας», την παροχή και την θερμοκρασία του αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής (ώστε να υπολογισθεί η πυκνότητα του), την θερμοκρασία του σώματος του κινητήρα, την περιεκτικότητα του αέρα σε οξυγόνο και την τάση της μπαταρίας.
Η συλλογή όλων αυτών των πληροφοριών η ECU της χρειάζεται προκειμένου να ρυθμίσει με απόλυτη ακρίβεια την λειτουργία των συστημάτων ψεκασμού και ανάφλεξης.
Όταν η ECU δίνει εντολή στο σύστημα ψεκασμού στην πράξη ορίζει την στιγμή που θα ενεργοποιηθεί η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα του εγχυτήρα (μπεκ) και την διάρκεια που θα μείνει ανοιχτή ρυθμίζοντας έτσι την ποσότητα του μίγματος που θα μπει στον θάλαμο καύσης.
Όσον αφορά στο σύστημα ανάφλεξης η ECU ρυθμίζει την στιγμή της ανάφλεξης του σπινθηριστή (μπουζί) σε ποιόν κύλινδρο καθώς και την προπορεία ανάφλεξης (αβάνς).
Επιπλέον η ECU παίρνει πληροφορίες από τον αισθητήρα οξυγόνου για να ρυθμίσει την στοιχειομετρική αναλογία (αέρας-καύσιμο) ανάλογα ώστε οι εκπομπές ρύπων να μην ξεπερνούν τις προδιαγραφές των τιμών που ολοένα και γίνονται αυστηρότερες.
Safe mode (κατάσταση ασφαλείας)
Πέρα από αυτές τις σημαντικές λειτουργίες αν κάποιος αισθητήρας εμφανίσει βλάβη, στο software του BIOS υπάρχει ένα σημαντικό βοηθητικό πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης που ανιχνεύει την δυσλειτουργία κάποιου βασικού αισθητήρα και θέτει αυτόματα τον κινητήρα σε λειτουργία «safe mode».
Σε αυτή την κατάσταση ο κινητήρας δουλεύει μέχρι κάποιες στροφές ικανές να μπορεί το όχημα να μετακινηθεί και με ασφάλεια να μετακινηθεί για επισκευή σε κάποιο συνεργείο.
Υπάρχει όμως και περίπτωση που η βλάβη δεν επιτρέπει ο κινητήρας να μπει σε κατάσταση safe mode τότε το αυτοκίνητο ακινητοποιείται.
Οι εταιρείες που δραστηριοποιούνται σε εγκεφάλους αυτοκινήτων είναι η Bosch, η Denso, η Magneti Marelli, η Siemens, και την Delphi.
ΣΥΝΕΧΙΖΕΤΑΙ…….
