Özet
Elektronik kontrol sistemlerinde mekanik ve elektronik elemanlar kullanılmaktadır.
Motor üzerindeki veriler sensörler yardımı ile toplanır. Daha sonra bu veriler
kontrol ünitesine gönderilmektedir. Kontrol ünitesi kendisinde depolanan bilgileri
gelen bilgilerle karşılaştırıp, elde edilen bilgilerle motoru kontrol etmektedir.
Böylece değişen şartlara motorun uyum sağlaması daha kolay olmaktadır.
içten yanmalı motorlarda elektronik kontrol sistemlerinin kullanılması, güvenlik
ve motor performansını artırmakta ve egzoz emisyonlarını düşürmektedir.

Anahtar Kelimeler: Elektronik Kontrol Ünitesi, Motor Yönetimi,
içten Yanmalı Motorlar

CONTROL SYSTEMS ON INTERNAL COMBUSTION ENGINE USING AND
DEVELOPMENT ON ELECTRONIC CONTROL UNIT

Abstract

It is used that mechanical and electronic components on Electronic control
systems. Data on engine is collected with help of sensors. Then this data is sent
to the control unit. The control unit itself is stored in the information to compare
with the information;the information obtained is checked with the engine. Thus,
the changing conditions of the engine are easier to adapt. Electronic control
systems using security, and increaseengine performance and exhaust emissions
are reduced on internal combustion enginesKeywords: Electronic Control Unit,
Engine Management, Internal Combustion Engine

1. Giriş
Motor yönetim sistemleri tüm çalışma durumlarına uyum suretiyle düşük yakıt
tüketimi ile birlikte yüksek motor gücü sağlar. Motor yönetim sistemlerinin en

önemli parçası elektronik kontrol ünitesidir (ECU). Gelen sensör sinyalleri

burada islenir ve bunlardan türetilen kumanda komutları kumanda için alt

sistemlere iletilir [1]. Motor kontrol ünitesi aynı zamanda alt sistemlerin ve yapı

parçalarının arıza teşhisine yarar. Motor kontrol ünitesinin kumanda ettiği bazı

işlevler aşağıdadır [2]:

• Enjeksiyon kumandası
• Ateşleme kumandası
• Rölanti devir ayarı
• Egzoz değerlerinin lambda ayarı
• Elektrikli gaz kumandası
• Vuruntu kontrol sistemi
• Soğutma suyu sıcaklığı kontrol sistemi
• ESP
• ABS

Kontrol sistemi elemanlarından sensörler, motorun çalışma şartlarına bağlı olarak
verdiği bilgileri algılayarak, çeşitli büyüklüklerde sinyallere dönüştürür. Sensörler
tarafından sinyallere dönüştürülen veriler ECU’ya gönderilir. Burada ECU gelen
bilgileri mikroişlemciler ve programlanan datalar yardımıyla hesaplar ve
eyleyicilerde çıkış sinyallerini mekaniksel büyüklüklere dönüştürür [3]. Sensörler
motorun ve aracın veri alınan yerlerinde bulunurlar. Motordaki devir sayısı ve üst
ölü nokta sensörü volan üzerindedir. Böylece krank mili açısı ve devir sayısı
belirlenir. Buna bağlı olarak ateşleme için doğru zaman bulunur. Bu bilgiler
sensörler tarafından sağlandıktan sonra ECU’ya gönderilir. Programlanmış olan
ECU bu bilgileri değerlendirerek doğru yakıt miktarı ve ateşleme zamanını tayin
eder. Ayrıca yakıt, hava, soğutma suyu sıcaklıkları gibi değerler sensörler
tarafından doğru tespit edilerek, yakıt miktarı ayarlanabilmektedir [4]. Vites
düşürme sırasında oluşan vuruntu önlenmesi, ayrıca ABS (Anti-Blokaj), ASR
 (Anti-Kayma) sistemleri de sensörler tarafından kontrol edilmektedir. Çevre
sıcaklığı, devir sayısı, soğutma suyu sıcaklığı ve yakıt sıcaklığının sensörler
tarafından ölçülmesi ile motorun tam yük devri değiştirilmekte, egzoz gazları
resirkülasyonu (EGR) yapılarak özellikle emisyonlar düşürülebilmektedir [5].
Bunun dışında rölanti çalışması sırasında silindirlere giden yakıtın eşit olarak
dağıtılması, düzensizlik olması durumunda volandan alınan açısal hız değişikliği
sinyali ile bilgi değerlendirilerek yakıt eşitliği sağlanır [6].

2. KONTROL VE KONTROL SiSTEMLERi

Kontrol kelimesi genellikle ayarlamak, düzenlemek, yöneltmek veya kumanda
etmek anlamına gelir. Tanım olarak; bir değişken niceliğin ya da değişken
nicelikler kümesinin önceden belirlenmiş bir koşula uyumunu sağlamaya
yönelik olarak gerçekleştirilen işlemlerin bütünüdür. Kontrol sistemleri kontrol
etkisi açısından; açık ve kapalı devre kontrol sistemi olmak üzere ikiye ayrılır [7].

2.1. Açık Devre Kontrol Sistemleri
istenilen hareketin çıkışta ne derecede gerçekleştiğini izleme olanağı açık devre
sisteminde yoktur. Sistem giriş sinyalini işleme koyarak değerlendirir ve çıkışa
iletir, ancak işlemin çıkışta ne oranda gerçekleşip gerçekleşmediğini kendi
kendine kontrol edemez. Böyle bir sistemin örnek akış şeması şekil 1‘de
görülmektedir [7].

                                       Şekil 1. Açık Devre Kontrol Sistemi

2.2. Kapalı Devre Kontrol Sistemleri

Çıkışa yerleştirilen geri besleme sensörü ile çıkış değeri sürekli olarak Kapalı
devre kontrol sisteminde izlenir ve sistemin çıkış değerinin istenilen seviyede
olmaması durumlarında mikrobilgisayar uyarılarak, çıkış değeri yeniden istenilen
seviyeye düzeltilir. Kapalı devre sistemlerinde, bu nedenle çıkışın sürekli
kontrol edilerek daha hassas kontrol sistemleri elde edilir. Şekil 2’de kapalı
devre kontrol sistemin örnek akış şeması görülmektedir [7].

                                            Şekil 2. Kapalı devre kontrol sistemi

 3. MiKROiŞLEMCiLi KONTROL SiSTEMLERi

Ön belleğine yazılan programı işleterek istenilen çıkışlara yönlendiren birime
mikroişlemci denir. Mikroişlemci sistemi, kontrol edilecek sistem üzerindeki
elemanların istenilen bir düzene göre yerleştirilip, kontrol ve karar işlemlerinin
mikro işlemciler tarafından yapılarak kararlı hale getirilmesinden oluşan bir
bütündür. En basitinden çok karmaşık olanına kadar mikroişlemci kullanılan
bütün düzenekler “sistem”, bir mikroişlemci sistemin olayın başlangıcından
sonuçlanmasına kadar süren fonksiyonlar da “işlem” olarak adlandırılmaktadır
[8]. işlem, giriş ünitesi, mikroişlemci ve çıkış ünitesi olmak üzere üç temel
elemanla gerçekleşir. Şekil 3’de basit bir mikroişlemcili kontrol sistemi akış
şeması verilmiştir.

         
          Şekil 3. Basit bir mikroişlemcili kontrol sistemi akış şeması

Sistem, harici bilgilere karşı izole edilmiştir. Çevrim, giriş ünitesinden

alınan bilginin mikro işlemcide yazılan program doğrultusunda işlenerek

çıkış ünitesine gönderilmesiyle tamamlanır. Mikroişlemci kontrol sistemleri

genel olarak açık devre ve kapalı devre kontrol sistemleri şeklinde kurulabilir.

Sistemin kullanılacağı yerde istenilen işlemlerin farklılığına bağlı olarak ve

kullanım alanındaki ihtiyaçlar göz önüne alınarak sistemlerin seçimi yapılır. 

4. MiKROBiLGiSAYAR TEMELLi SiSTEMLER

Karışık devreler vasıtasıyla, verilen bilgileri programlanan işlemlerden geçirerek
istenilen son fonksiyona erişilmesini mikrobilgisayarlar sağlarlar.
Mikrobilgisayarlarda işlemler temel ve basit birimlerde sonuçlandırılarak, çok
karmaşık fonksiyonların çözümleri sağlanır. Bir tek mikrobilgisayarla araçtaki
bütün elektronik kontrol sistemleri kontrol edilebilmektedir. Motor
fonksiyonlarını kontrol amacıyla bir mikrobilgisayar sistemi kullanıldığı zaman,
yakıt enjeksiyon miktarı, ateşleme avans karakteristiği gibi gerekli olan bütün
kontrol fonksiyonları programlanmış olmalıdır. Sistemdeki giriş kapıları
sensörlerden ve direkt girişlerden bilgi girişlerini sağlar. Hafızada saklanan
program verileri altında mikroişlemci, bilgileri değerlendirerek, bu bilgilere
karşılık çıkış kontrol kararlarına çevirir. Çıkış kapıları mikroişlemcideki çıkış
kontrol sinyallerin istenilen harekete çevirecek olan devrelerine aktarılır.
Mikroişlemciler yalnız başlarına hiçbir işlem yapamazlar. Donanımı
destekleyen hafıza ve giriş-çıkış devreleri olmalıdır [9]. Şekil 4’de
mikroişlemcinin temel fonksiyonları arasındaki ilişki görülmektedir. Sistem
içerisinde, mikroişlemci kontrol fonksiyonunun merkezidir ve genellikle CPU
 (Central Processing Unit - Merkezi işlem Ünitesi) olarak adlandırılır.
CPU sistem hafızasında depolanan komutları, talimatlar doğrultusunda
işlenmesini sağlar. Bu komutlar sistem programını oluşturmaktadır.

Verilerin depolanmasını, fonksiyon tablolarını ve aynı zamanda karar
tablolarının depolanmasını hafıza sağlar. Mikroişlemciler bir motor yönetim
sisteminde kullanıldığında ateşleme avans karakteristikleri ve yakıt enjeksiyon
miktarı gibi kontrol fonksiyonuna gerekli olan bütün bilgilerle
programlanabilmelidir. Aynı zamanda mikroişlemciler diğer parametreleri de
göz önünde bulundurmak zorundadır. Bunlar gerçek ateşleme noktası,
başlangıç periyodu, soğutma suyu sıcaklığı, kam açısı ve yanma vuruntusu
gibi parametrelerdir.

                         Şekil 4. Temel mikroişlemci sistemi [8].

Sistem içerisindeki manüel kontroller ve sistemdeki sensörlerden gelen
verilerin girişe gelmesine giriş portları müsaade etmelidir. Hafızada
depolanan programın rehberliği altında kontrol kararlarını mikroişlemci alır ve
dataları yorumlar. Çıkış portları ise istenilen aksiyonun yapılması için sisteme
çıkış kontrol sinyalleri gönderir [10].
Mikroişlemci denetimli bir sistemde, genel olarak birçok algılayıcı ile çeşitli
fiziksel büyüklükler algılanır, bu amaca yönelik olarak tasarlanmış olan ölçüm
düzenlerinden geçirilerek sayısal sinyallere çevrilir, elde edilen sayısal bilgiler
 mikroişlemci sistemine aktarılır. Ölçüm sonuçlarını mikroişlemci sistemi
değerlendirir ve bir kontrol işareti üretir. Üretilen kontrol işareti analog işarete
çevrilip kuvvetlendirildikten sonra, bir dönüştürücü yardımıyla başka bir
fiziksel büyüklüğe dönüştürülür ve bu fiziksel büyüklükle de ilgili düzen
kontrol edilir. Ayrıca ölçülmüş olan büyüklükler bir gösterge üzerinden
kullanıcının değerlendirilmesine de sunulabilir yahut elde edilen veriler
saklanarak daha sonra bir bilgisayar yardımıyla işlenebilir [9].

4.1. Hafıza (Memory)
Otomotiv elektronik kontrol sistemleri, karışık karakteristik diyagramların
tablolar halinde hafızada saklanabileceği günümüzde bir düzeye kadar
gelişmiştir.  Şekil 5’de ateşleme avansının ideal olarak vakuma ve motor
devrine bağlı ateşleme avans haritasını göstermektedir. Harita bellekte
tablolar halinde saklanır. Mikroişlemci motorun yük ve motor devri bilgisine
ait bilgiyi alırken tabloda karşılık gelen ateşleme avansına bakar ve gerekli olan
avans ayarını yapar. Hafıza tabloları kontrol amaçları için gerekli olan motor
sıcaklığı, ısınma zamanları, yakıt miktarı, enjeksiyon zamanları gibi birkaç
değişik fonksiyona sahip olabilirler [8].

Şekil 5. Ateşleme zamanının belirlenmesinde kullanılan bir harita örneği [7].

4.2. Kesiciler (Interrupt)

Giriş, çıkış ve geri besleme devrelerinden gelen yüksek öncelikli sinyalleri
cevaplayabilmeleri mikroişlemcilerin diğer bir önemli özelliğidir. Bu kesme
sinyalleri mikroişlemcinin ani olarak dikkatini çeker. Bu anda mikroişlemci
yapmakta olduğu işi bırakarak kesme sinyali ile belirlenen alt programa
dallanmasını sağlar. Kesme sinyalinin önemi, mikroişlemciye zaman
harcatmadan bütün devrelerin yapmakta oldukları diğer işleri yönetmesini
sağlamaktır. Eğer bir devre acil olarak bir servise ihtiyaç duyarsa hemen bir
kesme sinyali kullanarak mikroişlemcinin dikkatini çekebilir. Ateşleme
avansı fazla olabilir veya yanma vuruntusu olabilir. Yanma vuruntusu
kesme sinyali mikroişlemciye bağlanmıştır. Bu sinyal geldiğinde
mikroişlemci normal çalışmasını kesecektir. Böylece mikroişlemci fetch
komutunu kullanarak vuruntunun önüne geçmek için ateşleme zamanının
gecikmesine sebep olacaktır [8].

4.3. Eyleyiciler (Actuator)

Algılama ve biliş sistemlerinin görevlerini tamamlamasından sonra genellikle
bir hareket başlatan, enerji aktarımı ve değişimi içeren, önceden belirlenmiş
bir amaca yönelik olarak çevreyi değiştirebilen cihazlara eyleyiciler denir.
Yapı olarak eyleyiciler de sensörler gibi transduser yapısında olup,
kendilerine gelen bir enerjiyi başka bir enerji türüne dönüştürürler.
Mekatronik teknolojisinde eyleyiciler çoğunlukla bir çeşit hareket üretirler.
Bu hareket, makinenin yürütülmesi, bir cismin iletilmesi veya tutulması, bir
cismin dengede tutulması olabilir. Eyleyicilerin birçok çeşitleri vardır. Fakat
otomotiv mekatroniğinde kullanılan eyleyiciler iki çeşittir. Bunlar, lineer tip
ve dönel tiptir. Otomotiv uygulamalarındaki eyleyiciler genelde lineer
çalışma gücüne gereksinim duymaktadır [11]. 

5. MOTOR YÖNETiM SiSTEMLERi

Motor yönetim sistemleri sürekli gelişme içerisindedir. Şekil 6’da benzinli
motorlardaki gelişmelerin uzun bir periyottaki değişimi görülmektedir.
Başlangıçta karbüratörler kullanılmaktaydı. Daha sonra CO, HC ve NOx
emisyonlarını azaltmak için çok noktalı enjeksiyon sistemleri kullanılmaya
başlandı. Günümüzde ise CO2 emisyonları azaltmak maksadıyla direk
enjeksiyon sistemleri kullanılmaktadır [3].

                           Şekil 6. Yakıt sistemlerinin gelişimi [3].

Motor yönetim sistemleri tüm çalışma durumlarına uyum suretiyle düşük yakıt
tüketimi ile birlikte yüksek motor gücü sağlar. Motor yönetim sistemlerinin
kalbi elektronik kontrol ünitesidir. Gelen sensör sinyalleri burada işlenir ve
bunlardan türetilen kumanda komutları kumanda için alt sistemlere iletilir.
Motor kontrol ünitesi aynı zamanda alt sistemlerin ve yapı parçalarının arıza
teşhisine yarar [12]. Motor kontrol ünitesinin kumanda ettiği bazı işlevler
 aşağıdadır:

• Enjeksiyon kumandası
• Ateşleme kumandası
• Rölanti devir ayarı
• Egzoz değerlerinin lambda ayarı
• Elektrikli gaz kumandası
• Vuruntu kontrol sistemi
• Soğutma suyu sıcaklığı kontrol sistemi
• ESP
• ABS
Kontrol sistemi elemanlarından sensörler, motorun çalışma şartlarına bağlı
olarak verdiği bilgileri algılayarak, çeşitli büyüklüklerde sinyallere dönüştürür.
Sensörler tarafından sinyallere dönüştürülen veriler ECU’ya (Elektronik
Kontrol Ünitesi) gönderilir. Burada ECU gelen bilgileri mikroişlemciler ve
programlanan datalar yardımıyla hesaplar ve eyleyicilerde çıkış sinyallerini
mekaniksel büyüklüklere dönüştürür. Sensörler motorun ve aracın veri alınan
yerlerinde bulunurlar. Motordaki devir sayısı sensörü ve Ü.Ö.N. sensörü
volan üzerindedir. Böylece krank mili açısı ve devir sayısı belirlenir.
Buna bağlı olarak ateşleme için doğru zaman bulunur. Bu bilgiler sensörler
tarafından sağlandıktan sonra ECU ya gönderilir. Programlanmış olan ECU
bu bilgileri değerlendirerek doğru yakıt miktarı ve ateşleme zamanını tayin
eder. Ayrıca yakıt, hava, soğutma suyu sıcaklıkları sensörler tarafından
doğru tespit edilerek, yakıt miktarı ayarlanabilmektedir. Vites düşürme
sırasında oluşan vuruntu önlenmesi, ayrıca ABS (Anti-Blokaj), ASR
(Anti-Kayma) sistemlerinde sensörler tarafından kontrol edilmektedir.
Çevre sıcaklığı, devir sayısı, soğutma suyu sıcaklığı, yakıt sıcaklığının
sensörler tarafından ölçülmesi ile motorun tam yük devri değiştirilmekte,
EGR yapılarak özellikle emisyonlar düşürülebilmektedir. Bunun dışında
rölanti çalışması sırasında silindirlere giden yakıtın eşit olarak dağıtılması,
düzensizlik olması durumunda volandan alınan açısal hız değişikliği sinyali ile
bilgi değerlendirilerek yakıt eşitliği sağlanır [13

Elektronik kontrol ünitesi, sistemin fonksiyonlarını yerine getirip getirmediğini
kontrol eder. ECU bir mikroişlemci ile buna bağlı giriş ve çıkış sinyallerinin
taşındığı bağlantılardan oluşur. Bu sayede sensörlerden gelen bilgiler kontrol
edilmektedir. Denetlemeyi, sistemin üzerinde kayıtlı olan bilgi dosyalarına
uygunluğunu, verilere bakarak yapar. Sensörlerin görev yapmadığı durumda,
kayıtlı olan yedek bilgilerle çalışır, önemli olan arızalarda ise sürücüyü, ikaz
lambası ile uyarır. ECU sensörlerden gelen sinyalleri algılamakta ve gereken
hesaplamaları yapmaktadır. Bu sinyalleri kontrol ederken bilgi dosyalarındaki,
motor yükü, devir sayısı, soğutma suyu sıcaklığı, hava sıcaklığı, dolgu basıncı
gibi değerlerden yararlanılır. Burada yük ve devir sayısı sistemdeki temel
parametredir [13]. Motor yönetim sistemleri teknolojinin gelişmesiyle çok
çeşitlilik arz etmektedir. En sık kullanılan sistemlerden birisi de Bosch

firmasının ürünü olan motronik sistemidir.

Motorlarda ECU kullanılmasının çok fazla avantajları vardır. Bunları söyle
sıralayabiliriz:
1. Egzoz gazları emisyonun düşürülmesi
2. Daha ekonomik yakıt tüketimi
3. Motorun özgül gücünün arttırılması
4. Değişik yük durumlarına hızlı reaksiyon
5. Kolay ilk çalıştırma ve ısınma
6. Vuruntu kontrolü
7. Rölanti kontrolü ve adaptasyonu
8. Ayar gerektirmez
9. Arıza teşhis kolaylığı
10. Rakımdan etkilenmez
11. Daha iyi karışım ayarı
ECU sistemlerinin tek dezavantajı pahalı sistemler olmalarıdır

5.1.  ECU’nun Donanım Mimarisi
Sekil 7 a ve b’de ECU’nun içyapısı görülmektedir. ECU’nun içerisinde bilgilerin
kaydedildiği kısım hafıza bölgesidir. Hafıza, denetleyicideki kontrol planı veya
programını saklamak için kullanılır. Hafızada saklanan bilgi, hangi girişe göre
hangi çıkış işaretinin saklanacağı ile ilgilidir ve gerekli hafıza miktarını programın
yapısı belirler. Hafızalar saklanan bilginin kaybolup kaybolmamasına bağlı olarak
iki grupta incelenebilir.

                           Şekil 7. Bir ECU’nun Donanımı [14]

Ram (Random Access Memory) Bellekler: RAM adı verilen rastgele erişimli
belleklerdir. Bu tip belleklerde enerjinin kesilmesi ile birlikte eldeki bilgi kaybolur.
Programlama esnasında yazma ve okuma işlemlerinin yerine getirilmesinde
kullanılır.Rom(Read Only Memory): ROM adı verilen salt okunur belleklerdir.
Bu tip belleklerde enerjinin kesilmesi durumunda bile veriler silinmez.
Şasi ve aktarma organları gibi bölgelerle karşılaştırıldığında konfor ve kabin
elektronikleri güvenlik bakımından daha az gereksinime sahiptir. Bu nedenle bu
bölgedeki ECU tek işlemci ile çalışır [14].

5.2. Tek işlemcili ECU
Tek işlemcili ECU, giriş çıkış portları farklı harici sensörler ve eyleyiciler yoluyla
güvenilir iletişim ve işlem yolunun sonucunu hesaplayan CPU (Central
Processor Unit) ile gerçekleşmektedir. Her ECU sürücüsü birbirleri ile iletişim
halindedir. Lüzumsuz sensörler küçük elips içinde S1 göre Sn ve gereksiz
eyleyicilerde ise A1 göre An temsil etmektedir (Şekil 8) [14].

      
                               Şekil 8 Tek işlemcili ECU [14]

Tek işlemcili ECU’lar maliyet avantajlarından dolayı günümüz otomotiv
elektroniğinde geniş ölçüde kullanılmaktadır

5.3.  Çift işlemcili ECU
Bir ECU’da çift işlemci kullanılması daha güvenlikli olmaktadır. iki işlemci paralel
olarak çalışır. Birbirleri ile karşılaştırmalı çıkış sonuçlarını izleyen işlemcilerde
aynı giriş değerleri kullanılır. Çift işlemcili sistemler şekil 9’da görülmektedir.
Buradaki S’ler sensörlerden gelen bilgileri, A’lar ise aktörlere giden sinyalleri
göstermektedir

Tek işlemcili sistemler ile karşılaştırıldığında çift işlemcili sistemler sonuçları
karşılaştıran iç iletişim sistemler yoluyla haberleşebilen aynı fonksiyonelliğe
sahip eş iki işlemci ile donatılmıştır. Çift işlemci, ortak iletişim sürücüsü
aracılığıyla harici bir ECU ile bağlantı kurar. Aynı fonksiyonellikten dolayı
olasılıkları geniş çapta kontrol edebilen her iki ünite üzerinden işlem görebilir [15].

                                       Şekil 9. Çift işlemcili ECU [14]

Çift çekirdekli sistemler daha karmaşık ve maliyetlidirler. Diğer taraftan tek
işlemcili sistemler daha düşük donanıma gereksinim duyarlar ve böylece daha
ekenomik olmaktadır. Çift işlemci uygulmada emniyet gereksinimlerine ve
üretimde ünite sayısına bağlı olarak seçilebilecektir [15].

5.4.  Üç işlemcili (Triplex) ECU
Üç işlemcili ECU, çift işlemcili ECU gibi aynı şekilde çalışır. Fakat bilgi işlem
iki yerine üç işlem ünitesinin karşılıklı kıyaslamasıyla meydana gelir. Genelde
her işlem ünitesi kendi iletişim kontrol cihazına sahiptir (Şekil 10).

                       Şekil 10. Sistem olarak üç işlemcili ECU [14]

Üretim maliyetini azaltmak amacıyla genellikle üç işlem ünitesinin dışında
sadece iki işlem ünitesine sensörler, eyleyiciler ve harici iletişim sistemi
bağlıdır. Üçüncü mikroişlemci diğer iki işlemciden veriyi dahili iletişim
sistemi yoluyla alır. Farklı bir durumla karşılaşıldığında üçüncü işlemci
iptal olacaktır (Şekil 11).

                                       Şekil 11. Üç işlemcili ECU [14]

Üç işlemcili ECU’da bir işlemci hata verdiği zaman diğer iki işlemci hata
güvenlik davranışı ile çalışır. Çünkü Ýşlemcilerin, bu durumda giriş/çıkış
(I/Q) ve iletişim kanalları kontrol altında olduğundan sistem kapanır ve
birbirini hala izlenebilir. Böyle bir sistemin dezavantajı giriş değerini, işlemci
sonuçlarını, durumu ve diğerlerini karşılaştırmada daha çok çaba gerektirir.
Ýşlemciler, hiyerarşik yapının ve sonraki sistemlerin arasındaki uyuşma
sürecinin basitleştirilmesi amacıyla kullanılabilmektedir [14-15].

5.5. Dört işlemcili (Dual-duplex) ECU
Bazı ECU’larda dört işlemci (Dual-duplex) uygulanabilmektedir. Dört işlemci
kullanımının iki farklı yapısı Şekil 12’de görülmektedir. Üstteki şekilde
simetrik bir yapı görülmektedir. Alttaki şekilde ise iki işlemci ve bu iki
işlemciyi gözlemleyip izleyen birer tane daha işlemci bulunmaktadır.

                             Şekil 12. iki farklı dört işlemcili ECU [14]

5.6. ECU’nun Çalışması
ECU otomobilin motor bölümünde veya yolcu kabini içinde bir yere monte
edilmiştir. Boyutları bir oto teybinden daha küçüktür. Bu küçük cihaz birden
fazla mikrobilgisayar içermekte ve motorun değişen koşullarda en verimli
şekilde yönetimini sağlamaktadır. Bu mikrobilgisayarlar, EPROM bir chip
içerisinde bulunan bir programı çalıştırmaktadır. ECU, tüm motor yönetimi ve
kontrollerden sorumludur ve motorun çalışma şartlarını sürekli olarak
denetler, parametreleri hesaplar ve sürekli olarak değişkenleri ayarlar.
Tüm bu ayarlamalar, motorun yükü, devri, çevre değişkenleri (hava sıcaklığı,
hava yoğunluğu,  motor sıcaklığı, baro metrik basınç vs…) göz önüne
alınarak bir saniye içerisinde yüzlerce kez gerçekleşir. Tüm bu ölçümler,
basınç, sıcaklık, devir, hız, hava yoğunluğu vs. gibi değişkenlerin, milyarda
bir sapma ile motor içinde bulunan yüzlerce sensör tarafından yapılması ile
mümkün olmaktadır. Sensörlerden elde edilen analog değerler sayısal
değerlere çevrilerek ECU’ya iletilir. ECU bu değerleri algılar, ardından EPROM
içerisinde bulunan haritadan ilgili değerleri bulur, ateşleme zamanlaması,
optimum yakıt miktarı, turbo basıncı, emisyon değerleri gibi değişkenleri
hesaplayıp uygulamaya geçirir. Şekil…’da ECU’da kayıtlı harita örneği
görülmektedir.
ECU gerekli olan komutları, sayısaldan analoga çevirerek ilgili kısımlara sinyal
olarak yollar. Tüm bu işlemler saniyenin binde biri cinsinden sürelerde
gerçekleşmektedir. Herhangi bir arıza oluşup, sensörlerin görev yapmadığı
durumda, ECU kayıtlı olan yedek bilgilerle çalışır, önemli olan arızalarda ise
sürücüyü, ikaz lambası ile uyarır [14].

6. MOTRONIC MOTOR YÖNETiM SiSTEMi

Günümüzde Motronic sisteminin içine ayrıca, araçların güvenliğini ve
konforunu yükselten pek çok işlev eklenebilmektedir. Sürüş hızı düzenleyicisi,
vuruntu düzenlemesi, araç içi arıza teşhis sistemi, azami hız sınırlayıcısı
(örn. kış lastikleriyle sürüş için) ve immobilizer (elektronik motor kilidi),
bunlardan bazılarıdır. Ayrıca ASR Antipatinaj Sistemi ve ESP Elektronik
Stabilite Programı gibi güvenlik sistemleri de aktif sürüş güvenliğini artırmak
üzere motor yönetimine müdahale edebilirler. Şekil 13’de Bosch Motronic
motor yönetim sisteminin şeması görülmektedir. Şekilde görülen motronic
direk enjeksiyonlu bir sistemdir. Benzin direkt enjeksiyonlu motorlarda
hava/yakıt karışımı doğrudan yanma odasında oluşturulur. Emme
aşamasında enjektör giriş valfinden yalnızca yanma havası geçer. Yakıt, özel
enjeksiyon valfleri vasıtasıyla yüksek basınçla yanma odasına püskürtülür.
Hava ve yakıtın karıştırılması, dağılımı ve karışımın hazırlanması yüksek
hassasiyetle gerçekleştiği için her yanma aşamasında yakıt tasarrufu sağlanır
ve emisyon seviyesi düşük tutulur [16

                         Şekil 13. Motronic Motor yönetim sistemi [3]

 Sistem, motor kısmi yükte çalışırken az yakıtlı katmanlı bir hava/yakıt karışımı,
 motor tam yükte çalışırken ise homojen bir karışım oluşturmaktadır. Benzin
direkt enjeksiyonunda yüksek basınç devresi yakıt distribütörünün yakıt
basıncını gerekli yüksek seviyeye getiren yüksek basınç pompası tarafından
beslenir. Yakıt distribütörüyle birleşen yüksek basınç enjeksiyon valfi
optimum karışımın doğrudan yanma odasında oluşması için püskürtme
işlemini çok kısa sürede ve yüksek basınçla gerçekleştirir [17

7. SONUÇLAR

Teknolojinin son yirmi yıldaki hızlı gelişimi otomotiv endüstrisine tabii ki es
geçmemiştir. Otomotiv endüstrisi bu gelişen teknolojiden en iyi şekilde f
aydalanmıştır. Şüphesiz, bu gelişimden en karlı çıkan ve de en çok faydalanan
otomobil kullanıcıları olmuşlardır. Bunun en güzel örneklerini yeni
otomobillerdeki yüksek performanslı motorlar, düşük sarfiyat, mükemmel yol
tutuş ve üstün güvenlik sayesinde görmekteyiz. Günümüzdeki otomobiller
Elektronik Motor Yönetim Sistemleri ile donatılmışlardır. Karbüratörlü olsun,
merkezi enjeksiyonlu olsun veya ortak raylı çok noktalı enjeksiyonlu sistemler
olsun, bu Motor Yönetim Sistemleri verimi oldukça arttırmaktadır.
Bu dönemdeki en dikkat çekici gelişim, şüphesiz Motor Kontrol Ünitesinin
(ECU) ortaya çıkması olmuştur. Elektronik kontrol üniteleri ile araçların motor
ve güç aktarım sistemlerini kontrol etmek, zorlaşan rekabet koşulları ve
ağırlaşan emisyon regülasyonları için vazgeçilmez bir mühendislik
optimizasyon aracı oldu. Bu elektronik kontrol ünitelerini doğru şekilde
incelenmesi ve motor kalibrasyonlarının en iyi şekilde yapılması üretici
firmalar için bir zorunluluk olmuştur.
Elektronik kontrol üniteleri incelendiğinde tek, iki, üç ve dört işlemcili yapıların
kullanıldığı görülmektedir. Birden fazla işlemcinin kullanıldığı yedek destek
üniteleri ile donanım mimarisine değer veren yüksek güvenlik sistemlerinin
artan ihtiyaçları karşılayabilmektedir. Ayrıca sistemlerin hataya dayanıklılığını
da artırmaktadır. Bunun yanında maliyetleri artmaktadır.

8. KAYNAKLAR

[1] Leteinturier, P., Benning, J., Enhanced Engine Position Acquisition &
Treatment, SAE paper, 1999-01-0203.
[2]  Kimura, A., Maeda, I., Development of Engine Control System Using Real
Time Simulator, IEEE International Symposium on Computer Aided Control
System Design, September 15-18, 1996, 157-163.
[3] Küsell, M., Moser, W., Philipp, M., Motronic MED7 for Gasoline Direct
Injection Engines: Engine Management System and Calibration Procedures,
 SAE Paper, 1999-01-1284.
[4] William F. Powers, W.,F., Nicastri, P.,R., Automotive Vehicle Control
Challenges in The 21st Century, Control Engineering Practice, 8, 2000, 605-618.
[5] Riegel, J., Neumann, H., Wiedenmann, H.-M., Exhaust Gas Sensors for
Automotive Emission Control, Solid State Ionics, 152-153, 2002, 783-800.
[6] Herden, W., Kusell, M., A New Combustion Pressure Sensor for Advanced
Engine Management, SAE Paper,  940379, 1994.
[7] Yüksel, i., Otomatik Kontrol, Uludağ Üniversitesi, 2001, 357s.
[8] Arslan, R., Sürmen, A., Otomotiv Elektroniği, Aktüel Basım Yayın,
istanbul, 2004, 202 s.
[9] Mellard T., “Automotive Electronics Systems” Heinmann News, 1988.
[10] Kuntman, H., 1998, “Endüstriyel Elektronik” Birsen Yayınevi,
Ýstanbul, 421s.
[11] Erden, A., Mekatronik Teknolojisi ve Uygulamaları I, Endüstri ve
Otomasyon, Sayı 55, 2001, s. 30-33.
[12] Volkswagen Eğitim Notları, Passat W8 Motorunun Motor Yönetimi.
[13] içingür, Y., Yamık, H., Dizel Motorlarında Kullanılan Kontrol Sistemleri,
3.Uluslararası Ýleri Teknolojiler Sempozyumu, 18-20 Ağustos 2003,
Ankara, 449-458
[14] Chen, X., Requirements And Concepts For Future Automotive Electronic
Architectures From The View Of integrated Safety, Universitätsverlag
Karlsruhe c/o Universitätsbibliothek Straße am Forum 2 D-76131 Karlsruhe, 2008
[15] Grzemba, A., MOST, The Automotive Multimedia Network,
Franzis Verlag GmbH, 383 s, 2008
[16] Aydoğan, H., Asiltürk, i., Benzin Motorlarında Kullanılan Kontrol Sistemleri,
4.Uluslararası ileri Teknolojiler Sempozyumu, 28-30 Eylül 2005, Konya, 960-965
[17] Aydoğan, H., Acaroğlu, M., Günümüz içten Yanmalı Motorlarında
Kullanılan Kontrol Ve Veri iletim Sistemleri ve Gelişmeler, Taşıt Teknolojileri
Elektronik Dergisi (TATED) Cilt: 1, No: 2, 2009, 51-62

Mustafa ACAROĞLU        Hasan AYDOĞAN      A.Engin ÖZÇELiK      

S.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi, Otomotiv A.B.D. 42003, Konya, TÜRKiYE