Każde ECU odbiera sygnały elektryczne z różnych czujników systemów elektronicznych rozmieszczonych w pojeździe. Następnie przetwarza je, poddaje ocenie i generuje odpowiednie sygnały sterujące dla elementów wykonawczych danego systemu, takich jak siłowniki czy zawory elektromagnetyczne (np. wtryskiwacze paliwa, silnik nastawnika przekładni kierowniczej).

Program sterujący – czyli oprogramowanie ECU – jest zapisany w pamięci typu flash EPROM, a za jego działanie odpowiada mikrosterownik. Najpowszechniejsze zastosowanie ECU i bez wątpienia pierwsze praktyczne wykorzystanie elektronicznego sterownika w motoryzacji wiąże się z procesem kontroli pracy układu sterującego działaniem silnika, a dokładnie sterowaniem układem wtryskowym (końcówka lat 60 XX wieku – Bosch D-Jetronic). Dziś, w wyniku kolejnych lat rozwoju cyfrowej technologii ECU kompleksowo realizuje nie tylko programy zarzadzania silnikiem. Bez jego funkcjonalności nie możliwe by było możliwe osiągnięcie optymalnej mocy i zużycia paliwa jak i realizacji programu awaryjnego hamowania. Na przestrzeni ostatnich lat liczba elektronicznych jednostek sterujących w samochodzie wzrosła i odpowiada praktycznie liczbie systemów zaadoptowanych do pojazdu.

Wykorzystanie ECU obejmuje m.in.:

• ECU sterujące pracą jednostki napędowej
• ECU układów dynamiki jazdy (ABS, ESP, TCS, ASR itp.)
• ECU automatycznej skrzyni biegów
• ECU systemów ADAS
• ECU systemów komfortu
• ECU systemów zarządzania energią elektryczną

Sterowniki poszczególnych systemów wymienią megabajty informacji pomiędzy sobą, komunikując się poprzez różnego rodzaju magistrale danych: CAN, LIN, MOST. Magistrale danych tworzą „sieć” sterowników, co pozwala na osiągniecie szybkiej i bezpiecznej transmisji danych pomiędzy jednostkami sterującymi. Każde ECU (zdjęcie 1) bez względu na system do jakiego jest zaadoptowane musi spełniać rygorystyczne wymagania do których należą:

• praca w środowisku o temperaturze pomiędzy -45oC do 125 oC
• odporność na czynniki zewnętrzne w tym wodę, pył czy płyny eksploatacyjne pojazdu
• pełna funkcjonalność i niezawodność bez względu na wahania napięcia zasilania sterownika
• odporność na zakłócenia elektromagnetyczne

Większość z przedstawionych wymagań regulują specjalne normy np. ISO 16750, choć niektóre kryteria uzależnione są od producenta danego sterownika.

Interesujący fakt: szacuje się że czas bezawaryjnej eksploatacji ECU określany jest na minimum 6 000 – 8 000 h pracy co ma odpowiadać pojazdowi o przebiegu wynoszącym około 250 000 km. Z praktyki warsztatowej wiemy przecież że serwisowane są samochody o znacznie większych przebiegach i sterowniki w tych pojazdach funkcjonują bez zarzutu. Jednak doświadczenie pracy diagnosty samochodowego zwraca uwagę na ważny aspekt dotyczący uszkodzeń ECU i związany z miejscem jego zamontowania w pojeździe. Otóż sterowniki montowane w komorze silnika, zabudowane w ciasnych przestrzeniach pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów (zdjęcie 2) narażone są na większe uszkodzenia niż te które są montowane na podszybiu lub w pod fotelem kierowcy. To zauważalne zjawisko podyktowane jest wystawieniem ECU na wibracje i ciepło które utrudnia chłodzenie sterownika.

Zwykle potencjalne uszkodzenie sterownika jednostki napędowej spowodowane jego przegrzaniem objawia się utratą poszczególnych funkcji (brakiem komunikacji), przy czym symptomy usterki narastają z czasem od uruchomienia silnika. Po schłodzeniu sterownika, i kilku godzinnym postoju pojazdu funkcje ECU wracają do normy.

Innym częstym powodem uszkodzenia związanym z działaniem ECU jest zanieczyszczenie lub uszkodzenie złącza wielowtykowego (zdjęcie 3).

Skorodowane lub utlenione styki złącza nie są w stanie zagwarantować pewnego styku przez co sygnały wejściowe i wyjściowe są zakłócone. W nowszych sterownikach szczególna uwagę należy zwrócić przy rozłączaniu złącza sterowników, z uwagi na niewielką grubość pinów i możliwość ich zagięcia/uszkodzenia przy ponownym połączeniu.

Reasumując uszkodzenie samego sterownika na skutek np. błędu oprogramowania jest niezwykle rzadkie i w wielu wypadkach pozwala ją naprawić aktualizacja oprogramowania.

Na przestrzeni niespełna dwóch dekad warto zwrócić uwagę na poziom technologicznego skomplikowania budowy wnętrza ECU. Na przełomie XX i XXI wieku we wnętrzu sterownika dominowały jeszcze proste układy cyfrowe taktowane zegarami o częstotliwości od 20 Hz do 40 Hz (zdjęcie 4).

Po 2010 roku „gęstość” cyfrowej zabudowy płytki w sterownikach dynamicznie wzrosła i rozpoczęła się era procesorów których pracowały z częstotliwością od 80 Hz do 300 Hz (zdjęcie 5).

Przyszłość ECU w samochodzie osobowym może być ukierunkowana na stworzenie „jednostki centralnej” która będzie zdolna do zarządzania wszystkimi systemami w pojeździe. Jakie to będzie stanowić wyzwanie dla warsztatu niezależnego? Czas pokaże, ale z pewnością do diagnozowania tego typu jednostek centralnych niezbędne będą kolejne certyfikaty i sprzęt posiadający wymaganą autoryzację dostępu.

 

Chcesz być na bieżąco z informacjami? Obserwuj nas w wiadomościach Google: