6 Hal Utama tentang ECU Mobil

Teknisimobil.com – ECU mobil saat ini menjadi sesuatu yang wajib untuk diketahui baik bagi para pemilik mobil maupun para praktisi di bidang otomotif lainnya. Hampir di setiap bengkel ternama di Indonesia, pengetahuan ECU mobil menjadi bagian utama untuk setiap mekanik. Mereka memahami hal ini karena menjadi sebuah keharusan atas lahirnya mobil-mobil baru yang keluar akhir-akhir ini. Lalu apa saja hal utama tentang ECU mobil yang harus diketahui? Berikut kami uraikan hal-hal utama tersebut sebagai bahan pengetahuan umum bagi kita semua.

Apa yang Dimaksud ECU mobil?

Sebelum mengetahui hal tentang ECU mobil yang lain yang mungkin lebih penting, kita terlebih dahulu harus memahami apa yang dimaksud dengan ECU mobil.

Penggunaan istilah ECU dapat digunakan untuk merujuk ke Engine Control Unit, namun ECU juga mengacu pada Electronic Control Unit, yang merupakan komponen dari sistem mekatronik otomotif apa pun, tidak hanya untuk kontrol mesin saja.

Dalam industri Otomotif, istilah ECU sering merujuk pada Engine Control Unit (ECU), atau Engine Control Module (ECM). Jika unit ini mengontrol mesin dan transmisi, sering digambarkan sebagai Powertrain Control Module (PCM).

Untuk keperluan artikel ini, kita akan membahas ECU sebagai Enggine Control Unit.

Apa yang Dilakukan ECU Mobil?

Hal utama tenang ECU mobil yang harus kita ketahui kedua adalah tentang hal apa saja yang dilakukan oleh ECU mobil.

Pada dasarnya, ECU mesin mengontrol injeksi bahan bakar dan, pada mesin bensin, waktu percikan bunga api busi untuk penyalaan bahan bakar dan udara. ECU mesin menentukan posisi internal engine menggunakan Crankshaft Position Sensor sehingga injektor dan sistem pengapian diaktifkan tepat pada waktunya. Meskipun ini terdengar seperti sesuatu yang dapat dilakukan secara mekanis (dan dulu), sekarang ada sedikit lebih dari itu.

Mesin pembakaran internal pada dasarnya adalah pompa udara besar yang memberi tenaga dengan menggunakan bahan bakar. Ketika udara dihisap masuk ke dalam ruang bakar, bahan bakar yang cukup harus disediakan untuk menciptakan daya untuk mempertahankan operasi mesin sambil memiliki jumlah yang berguna tersisa untuk menggerakkan mobil ketika diperlukan. Kombinasi udara dan bahan bakar ini disebut ‘campuran’. Terlalu banyak campuran mesin akan menjadi full throttle, terlalu sedikit campuran mesin tidak akan mampu menghidupi dirinya sendiri atau mobil.

Tidak hanya jumlah campuran yang penting, tetapi rasio campuran itu harus benar. Terlalu banyak bahan bakar – terlalu sedikit oksigen, dan pembakarannya kotor dan boros. Terlalu sedikit bahan bakar – terlalu banyak oksigen membuat pembakaran menjadi lambat dan lemah.

Mesin memiliki jumlah dan rasio campuran ini dikendalikan oleh perangkat metering yang sepenuhnya mekanis yang disebut karburator. Karburator lebih dari kumpulan lubang diameter tetap (jet) di mana mesin ‘mengisap’ bahan bakar. Dengan tuntutan kendaraan modern yang berfokus pada efisiensi bahan bakar dan emisi yang lebih rendah, campuran tersebut harus lebih dikontrol dengan ketat.

Satu-satunya cara untuk memenuhi persyaratan ketat ini adalah menyerahkan kendali mesin ke ECU, Engine Control Unit. ECU memiliki tugas untuk mengontrol injeksi bahan bakar, penyalaan dan alat tambahan mesin menggunakan persamaan dan tabel numerik yang disimpan secara digital, bukan dengan cara analog.

Pengaturan Bahan Bakar yang Tepat

Hal utama tentang ECU mobil berikutnya adalah ECU dibutuhkan untuk pengaturan bahan bakar yang tepat. ECU harus berurusan dengan banyak variabel saat memutuskan rasio campuran yang benar.

  • Engine demand
  • Engine/Coolant temperature
  • Air temperature
  • Fuel temperature
  • Fuel quality
  • Varying filter restriction
  • Air pressure
  • Engine pumping efficiency

Terkait dengan itu, ECU membutuhkan sejumlah sensor untuk mengukur variabel-variabel seperti itu dan menerapkannya pada logika dalam pemrograman ECU untuk menentukan bagaimana cara mengkompensasi mereka dengan benar.

hal utama tentang ECU

Peningkatan permintaan mesin (seperti akselerasi) akan membutuhkan peningkatan jumlah campuran secara keseluruhan. Karena karakteristik pembakaran bahan bakar yang digunakan, itu juga membutuhkan perubahan rasio campuran ini. Saat Anda menekan pedal akselerator, tutup throttle Anda akan terbuka untuk memungkinkan lebih banyak udara masuk ke engine. Peningkatan aliran udara ke engine diukur dengan sensor Mass Air Flow (MAF) sehingga ECU dapat mengubah jumlah bahan bakar yang diinjeksi, menjaga rasio campuran tetap dalam batas.

Hal ini tidak berhenti di situ saja. Untuk tingkat daya terbaik dan pembakaran yang aman, ECU harus mengubah rasio campuran dan menyuntikkan lebih banyak bahan bakar di bawah kecepatan penuh daripada yang akan dilakukan selama jelajah biasa – ini disebut ‘campuran kaya’. Sebaliknya, strategi pengisian bahan bakar atau kesalahan yang menghasilkan kurang dari jumlah normal bahan bakar yang disuntikkan akan menghasilkan ‘campuran lean’.

Selain menghitung bahan bakar berdasarkan permintaan pengemudi, suhu memiliki peran yang cukup besar dalam persamaan yang digunakan. Karena bensin disuntikkan sebagai cairan, penguapan harus terjadi sebelum akan terbakar. Dalam mesin keadaan panas, ini mudah dikelola, tetapi dalam mesin keadaan dingin cairan cenderung menguap dan lebih banyak bahan bakar harus disuntikkan untuk menjaga rasio campuran dalam kisaran yang tepat untuk pembakaran.

Kilas balik: Sebelum menggunakan ECU, fungsi ini dikelola oleh ‘choke’ pada karburator. Choke ini hanyalah sebuah penutup yang membatasi aliran udara ke dalam karburator yang meningkatkan vakum di jet untuk meningkatkan aliran bahan bakar. Metode ini seringkali tidak akurat, bermasalah dan membutuhkan penyesuaian reguler. Banyak yang disesuaikan secara manual oleh pengemudi saat mengemudi.

Suhu udara juga berperan dalam kualitas pembakaran dengan cara yang hampir sama dengan tekanan atmosfer yang bervariasi.

ECU mobil Diperlukan untuk Pembakaran Sempurna

ECU mobil diperlukan untuk pembakaran yang sempurna di dalam ruang bakar adalah hal utama tentang ECU mobil berikutnya.

Karena mesin mobil menghabiskan sebagian besar waktunya di bagian throttle, ECU berkonsentrasi pada efisiensi maksimum di wilayah ini. Campuran ideal, di mana semua bahan bakar yang disuntikkan terbakar dan semua oksigen dikonsumsi oleh pembakaran ini, dikenal sebagai ‘stoikiometrik’ atau sering disebut ‘Lambda’. Pada kondisi stoikiometri, Lambda = 1.0.

Sensor Oksigen Gas Buang (sensor Lambda, Sensor O2, Sensor Oksigen atau HEGO) mengukur jumlah oksigen yang tersisa setelah pembakaran. Sensor ini memberi tahu mesin apakah ada kelebihan udara dalam rasio campuran – dan secara alami apakah ada bahan bakar yang berlebihan atau tidak cukup yang disuntikkan. ECU akan membaca pengukuran ini, dan secara konstan menyesuaikan kuantitas bahan bakar yang disuntikkan untuk menjaga campuran sedekat mungkin dengan Lambda = 1.0. Ini dikenal sebagai operasi ‘loop tertutup’, dan merupakan kontribusi utama terhadap efisiensi lanjutan yang berasal dari penggunaan ECU engine.

Karena peraturan emisi yang ketat sekarang berlaku, ada banyak sistem lain pada mesin yang membantu mengurangi konsumsi bahan bakar dan / atau dampak lingkungan. Termasuk di dalamnya adalah sebagai berikut.

  • Exhaust Gas Recirculation (EGR)
  • Catalytic converter and Selective Catalytic Reduction
  • Exhaust Air Injection Reaction (AIR)
  • Diesel Particulate Filters (DPF)
  • Fuel Stratification
  • Exhaust Additive Injection (Such as AdBlue)
  • Evaporative emissions control (EVAP)
  • Turbocharging and supercharging
  • Hybrid powertrain systems
  • Variable Valvetrain Control (Such as VTEC or MultiAir)
  • Variable Intake Control

Masing-masing sistem di atas mempengaruhi operasi mesin dalam beberapa cara dan sebagai akibatnya perlu di bawah kendali penuh ECU.

Bagaimana ECU Mobil Bekerja?

Hal utama tentang ECU mobil berikutnya adalah cara ECU mobil bekerja pada sistem kendaraan EFI.

ECU sering disebut sebagai ‘otak’ mesin. ECU mobil pada dasarnya adalah komputer, sistem switching dan sistem manajemen daya dalam kasus yang sangat kecil. Untuk melakukan bahkan pada tingkat dasar, ia harus menggabungkan 4 area operasi yang berbeda.

  • Input. Ini biasanya termasuk sensor suhu dan tekanan, sinyal hidup / mati dan data dari modul lain di dalam kendaraan dan bagaimana ECU mengumpulkan informasi yang diperlukan untuk mengambil keputusan.
  • Contoh input adalah sensor Suhu Pendingin, atau sensor Posisi Pedal Akselerator. Permintaan dari modul Sistem Rem Antilock (ABS) juga dapat dipertimbangkan, seperti untuk aplikasi kontrol traksi.
  • Processing. Setelah data dikumpulkan oleh ECU, prosesor harus menentukan spesifikasi keluaran, seperti lebar pulsa injektor bahan bakar, seperti yang diarahkan oleh perangkat lunak yang disimpan di dalam unit.
  • Prosesor tidak hanya membaca perangkat lunak untuk menentukan output yang sesuai, tetapi juga mencatat informasinya sendiri, seperti penyesuaian campuran yang dipelajari dan jarak tempuh.
  • Output. ECU kemudian dapat melakukan aksi pada engine, memungkinkan jumlah daya yang tepat untuk mengontrol aktuator dengan tepat.
  • Ini dapat termasuk mengendalikan lebar pulsa injektor bahan bakar, waktu yang tepat dari sistem pengapian, pembukaan Electronic throttle body atau aktivasi kipas pendingin radiator.
  • Power Management. ECU memiliki banyak persyaratan daya internal agar ratusan komponen internal berfungsi dengan benar. Selain itu, agar banyak sensor dan aktuator bekerja, tegangan yang benar harus dipasok oleh ECU ke komponen di sekitar mobil. Ini bisa jadi hanya 5 Volts stabil untuk sensor, atau lebih dari 200 Volts untuk sirkuit injektor bahan bakar.
  • Tegangan tidak hanya harus diperbaiki, tetapi beberapa output harus menangani lebih dari 30 Amps, yang secara alami menghasilkan banyak panas. Manajemen termal adalah bagian penting dari desain ECU.

Fungsi Dasar ECU

Hal utama tentang ECU mobil yang terakhir adalah fungsi dasar ECU sebuah mobil.

Tahap pertama operasi ECU sebenarnya adalah manajemen daya mesin. Di sinilah berbagai voltase diatur dan power-up ECU ditangani. Sebagian besar ECU memiliki manajemen daya yang canggih karena beragam komponen di dalamnya, yang secara akurat mengatur 1.8V, 2.6V, 3.3V, 5V, 30V dan hingga 250V semuanya dari pasokan 10-15V mobil. Sistem manajemen daya juga memungkinkan ECU untuk memiliki kontrol penuh atas ketika daya mati sendiri – yaitu tidak harus ketika Anda mematikan sakelar pengapian.

Setelah voltase yang benar diberikan, mikroprosesor dapat mulai melakukan boot up. Di sini mikroprosesor utama membaca perangkat lunak dari memori dan melakukan pemeriksaan sendiri. Kemudian membaca data dari berbagai sensor pada mesin dan mengubahnya menjadi informasi yang berguna. Informasi ini sering dikirim melalui CANbus – jaringan komputer internal mobil Anda – ke modul elektronik lainnya.

Setelah mikroprosesor utama menafsirkan informasi ini, itu merujuk ke tabel numerik atau formula dalam perangkat lunak dan mengaktifkan output sesuai kebutuhan.

Contoh. Jika Sensor Posisi Crankshaft menunjukkan mesin akan mencapai kompresi maksimum pada salah satu silinder, itu akan mengaktifkan transistor untuk koil pengapian yang relevan. Rumus dan tabel yang disebutkan di dalam perangkat lunak akan menyebabkan aktivasi transistor ini menjadi tertunda atau maju berdasarkan posisi throttle, suhu pendingin, suhu udara, pembukaan EGR, rasio campuran dan pengukuran sebelumnya yang menunjukkan pembakaran yang salah.

Pengoperasian prosesor utama di dalam ECU dan aktivasi banyak output diawasi oleh mikroprosesor pemantauan – pada dasarnya komputer kedua yang memastikan komputer utama melakukan semuanya dengan benar. Jika mikroprosesor pemantauan tidak senang dengan aspek ECU mana pun, ia memiliki kekuatan untuk mengatur ulang seluruh sistem atau mematikannya sepenuhnya. Penggunaan prosesor pemantauan menjadi sangat penting dengan penerapan kontrol throttle drive-by-wire karena masalah keamanan jika mikroprosesor utama mengembangkan kesalahan.[]