หน่วยควบคุมเครื่องยนต์
หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ (อังกฤษ: Engine control unit; ย่อ: ECU) เรียกอีกอย่างว่า โมดูลควบคุมเครื่องยนต์ (อังกฤษ: engine control module; ย่อ: ECM)[1] คืออุปกรณ์ที่ควบคุมระบบย่อยต่าง ๆ ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ระบบที่ ECU ควบคุมโดยทั่วไปได้แก่ระบบฉีดเชื้อเพลิงและระบบจุดระเบิด
ECU รุ่นแรกสุด (ที่ใช้ในเครื่องยนต์ของเครื่องบินช่วงปลายทศวรรษ 1930) เป็นหน่วยกลไก-ไฮดรอลิก แต่ในศตวรรษที่ 21 ECU ส่วนใหญ่ทำงานด้วยอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล
การทำงาน
[แก้]หน้าที่หลักของ ECU โดยทั่วไปแล้วคือ:
- ระบบฉีดเชื้อเพลิง
- ระบบจุดระเบิด
- การควบคุมรอบเดินเบา (โดยทั่วไปจะควบคุมผ่านลิ้นควบคุมอากาศเดินเบาหรือระบบลิ้นปีกผีเสื้ออิเล็กทรอนิกส์)
- ระบบวาล์วแปรผันและ/หรือระบบยกวาล์วแปรผัน
ตัวตรวจจับที่ ECU ใช้ประกอบด้วย:[2]
- ตัวตรวจจับตำแหน่งคันเร่ง
- ตัวตรวจจับตำแหน่งเพลาลูกเบี้ยว
- ตัวตรวจจับอุณหภูมิน้ำหล่อเย็น
- ตัวตรวจจับตำแหน่งเพลาข้อเหวี่ยง
- ตัวตรวจจับการน็อก
- ตัวตรวจจับแรงดันในท่อร่วมไอดี (แม็ปเซ็นเซอร์)
- ตัวตรวจจับอุณหภูมิอากาศเข้า
- ตังตรวจจับอัตราการไหลของมวลอากาศเข้า (แม็ฟเซ็นเซอร์)
- ตัวตรวจจับออซิเจน (แลมบ์ดา)
- ตัวตรวจจับตำแหน่งลิ้นปีกผีเสื้อ
- ตัวตรวจจับความเร็วล้อ
หน้าที่รอง
[แก้]หน้าที่อื่น ๆ ได้แก่:
- ระบบควบคุมการออกตัว
- ตัวควบคุมแรงดันเชื้อเพลิง
- ตัวจำกัดรอบ
- การควบคุมเวสต์เกตและระบบป้องกันอาการหน่วง
- การป้องกันการโจรกรรมโดยการบล็อกการจุดระเบิด ตอบสนองต่อสัญญาณจากระบบป้องกันการโจรกรรม
ในเครื่องยนต์ลูกสูบแบบไร้เพลาลูกเบี้ยว (เป็นการออกแบบเชิงทดลองที่ยังไม่มีการนำไปใช้ในรถยนต์ที่ผลิตจริง) ECU สามารถควบคุมได้อย่างต่อเนื่องว่าลิ้นไอดีและไอเสียแต่ละตัวจะเปิดเมื่อใดและเปิดได้มากน้อยเพียงใด[3][4]
ระบบช่วงต้น
[แก้]หนึ่งในความพยายามแรกสุดในการใช้อุปกรณ์ที่เป็นหน่วยเดียวและทำงานอัตโนมัติเช่นนี้เพื่อจัดการฟังก์ชันควบคุมเครื่องยนต์หลายอย่างพร้อมกันคือระบบ Kommandogerät ที่สร้างโดยบีเอ็มดับเบิลยูใน ค.ศ. 1939 ซึ่งใช้กับเครื่องยนต์บีเอ็มดับเบิลยู 801 14 สูบแฉกดาวที่เป็นขุมพลังขับเคลื่อนเครื่องบินขับไล่ Focke-Wulf Fw 190 V5[5] อุปกรณ์นี้เข้ามาแทนที่การควบคุม 6 จุดที่ใช้ในการเร่งเครื่องอย่างรวดเร็วให้เหลือเพียงจุดเดียว อย่างไรก็ตาม ระบบนี้อาจทำให้เกิดปัญหาเครื่องยนต์เดินไม่เรียบและเครื่องดับได้[ต้องการอ้างอิง]
การใช้ในยานยนต์
[แก้]ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ของญี่ปุ่นเริ่มผลิตวงจรรวมและไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับใช้ในการควบคุมเครื่องยนต์[6] ระบบฟอร์ด อีอีซี (Electronic Engine Control) ซึ่งใช้ไมโครโปรเซสเซอร์โตชิบา TLCS-12 เข้าสู่การผลิตจำนวนมากใน ค.ศ. 1975[7]
ระบบการจัดการเครื่องยนต์ของบ๊อชระบบแรกคือโมโทรนิก 1.0 ซึ่งเปิดตัวใน ค.ศ. 1979 ในรถยนต์บีเอ็มดับเบิลยู 7 ซีรีส์ (E23)[8] ระบบนี้มีพื้นฐานมาจากระบบฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงบ๊อช เจโทรนิกที่มีอยู่เดิม โดยเพิ่มการควบคุมระบบจุดระเบิดเข้าไปด้วย[9]
ใน ค.ศ. 1981, บริษัทเดลโคอิเล็กทรอนิกส์ผลิต ECU สำหรับเครื่องยนต์ของรถยนต์เชฟโรเลตและบิวอิคก์หลายรุ่นเพื่อควบคุมระบบเชื้อเพลิง (คาร์บูเรเตอร์แบบวงปิด) และระบบจุดระเบิด[10] ภายใน ค.ศ. 1988 เดลโตอิเล็กทรอนิกส์ก้าวขึ้นเป็นผู้ผลิตระบบจัดการเครื่องยนต์ชั้นนำ โดยผลิต ECU มากกว่า 28,000 ชิ้นต่อวัน[11]
การใช้ในเครื่องยนต์อากาศยาน
[แก้]ระบบดังกล่าวถูกใช้สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในหลายชนิดในการใช้งานด้านอื่น ๆ สำหรับการใช้งานด้านการบิน ระบบเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ "FADECs" (ระบบควบคุมเครื่องยนต์ดิจิทัลเต็มรูปแบบ) การควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ชนิดนี้พบน้อยในเครื่องบินปีกตรึงขนาดเล็กและเฮลิคอปเตอร์ที่ใช้เครื่องยนต์ลูกสูบมากกว่าในยานยนต์ นี่เป็นเพราะการตั้งค่าทั่วไปของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ที่มีระบบจุดระเบิดแม็กนีโตที่ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (อัลเทอร์เนเตอร์) ในการทำงาน ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัย[12]
ดูเพิ่ม
[แก้]- มาตรวัดอัตราส่วนอากาศ-เชื้อเพลิง
- ไฟตรวจสอบเครื่องยนต์
- รายการชิ้นส่วนรถยนต์
- ระบบวินิจฉัยบนรถยนต์ (OBD)
- โมดูลควบคุมระบบส่งกำลัง (PCM)
อ้างอิง
[แก้]- ↑ "How an Automotive Computer Works". www.2carpros.com (ภาษาอังกฤษ). สืบค้นเมื่อ 14 May 2023.
- ↑ "Toyota Prius - Engine Control Systems" (PDF). www.autoshop101.com. สืบค้นเมื่อ 14 May 2023.
- ↑ Austen, Ian (2003-08-21). "WHAT'S NEXT; A Chip-Based Challenge to a Car's Spinning Camshaft". The New York Times. สืบค้นเมื่อ 2009-01-16.
- ↑ "How Proportional Valve Control Module control the oil flow direction". www.genndih.com. สืบค้นเมื่อ 2023-06-03.
- ↑ Gunston, Bill (1989). World Encyclopedia of Aero Engines. Cambridge, England: Patrick Stephens Limited. p. 26. ISBN 978-1-85260-163-8.
- ↑ "Trends in the Semiconductor Industry: 1970s". Semiconductor History Museum of Japan. สืบค้นเมื่อ 27 June 2019.
- ↑ "1973: 12-bit engine-control microprocessor (Toshiba)" (PDF). Semiconductor History Museum of Japan. สืบค้นเมื่อ 27 June 2019.
- ↑ "25 years of Bosch Motronic: Think tank under the bonnet". www.bosch.com (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 23 June 2006.
- ↑ Probst, C. (27 November 1989). Bosch Fuel Injection and Engine Management (ภาษาอังกฤษ). Robert Bentley, Incorporated. ISBN 978-0-8376-0300-1. สืบค้นเมื่อ 13 May 2023.
- ↑ "GM Emission Control Project Center - I Was There". www.gmheritagecenter.com (ภาษาอังกฤษ). คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 3 July 2017.
- ↑ Delco Electronics Electron Magazine, The Atwood Legacy, Spring '89, page 25
- ↑ Pilot's Encyclopedia of Aeronautical Knowledge. Federal Aviation Administration.