چکیده

مقاله جامع برق خودرو به بررسی عمیق و ساختارمند سیستم الکتریکی خودرو می‌پردازد. این سیستم حیاتی به دو بخش اصلی برق موتوری (انژکتوری) و برق بدنه (جانبی) تقسیم می‌شود. در بخش موتوری، اجزای کلیدی نظیر ECU (مغز کنترل موتور)، انواع سنسورها (مانند CKP، CMP، اکسیژن، MAP، TMAP و ECT) و عملگرها (نظیر انژکتورها، کویل‌ها، دریچه گاز برقی و پمپ بنزین) به همراه دینام (آلترناتور) که وظیفه تولید و تامین برق را بر عهده دارد، با توضیح وظایف و علائم خرابی هر یک معرفی شده‌اند.

بخش برق بدنه شامل سیستم‌های آسایشی و ایمنی مانند شیشه‌بالابرها، قفل مرکزی، آینه‌های برقی، داشبورد و پنل کنترل، سیستم تهویه، برف‌پاک‌کن و ایربگ است. در ادامه، مقاله به معرفی سیستم مالتی‌پلکس به عنوان انقلابی در سیم‌کشی خودرو می‌پردازد و دلایل نیاز به آن (کاهش وزن، پیچیدگی و افزایش قابلیت اطمینان) را شرح می‌دهد. اجزای این سیستم شامل نودها (ماژول‌ها)، گذرگاه‌های داده (CAN, LIN, FlexRay, MOST)، پروتکل‌های ارتباطی و دروازه‌ها بررسی می‌شوند. در پایان، به معرفی انواع نودهای مالتی‌پلکس رایج در خودروهای ایرانی (مانند CCN, FN, BCM, ABS Module) و اهمیت رعایت نکات سئو برای دیده شدن مقاله پرداخته می‌شود. این مقاله منبعی کامل برای درک جامع سیستم برق خودرو است.

مقدمه

برق خودرو، سیستمی پیچیده و حیاتیه که وظیفه تامین انرژی الکتریکی برای همه اجزا و سیستم‌های یه وسیله نقلیه رو بر عهده داره. از لحظه استارت زدن و روشن شدن موتور گرفته تا روشن کردن چراغ‌ها، عملکرد سیستم صوتی، تهویه مطبوع و حتی کنترل‌های پیچیده موتور و گیربکس، همگی وابسته به سلامت و کارکرد صحیح سیستم برق خودرو هستن. در گذشته‌ای نه چندان دور، سیستم‌های برقی خودروها نسبتاً ساده بودن و عمدتاً شامل باتری، دینام، استارت و مدارهای اولیه برای روشنایی و احتراق می‌شدن. اما با پیشرفت تکنولوژی و ورود الکترونیک به صنعت خودروسازی، این سیستم‌ها به طرز چشمگیری پیچیده شدن. امروزه، خودروهای مدرن مجهز به صدها سنسور، عملگر و ماژول کنترل الکترونیکی (ECU) هستن که همگی از طریق یه شبکه پیچیده از سیم‌کشی و پروتکل‌های ارتباطی (مثل سیستم مالتی‌پلکس) با یکدیگر در ارتباطند. درک این سیستم‌ها نه تنها برای تعمیرکاران و متخصصان خودرو، بلکه برای هر مالک خودرویی که می‌خواد از عملکرد صحیح وسیله نقلیه‌اش مطمئن باشه، ضروریه. این مقاله جامع به بررسی عمیق و موشکافانه همه جنبه‌های برق خودرو می‌پردازه، از بخش‌های پایه و اساسی گرفته تا سیستم‌های پیشرفته مالتی‌پلکس و نقش اون‌ها در خودروهای امروزی، به ویژه در خودروهای تولید داخل ایران.

بخش‌بندی برق خودرو: شریان‌های حیاتی اتومبیل

برای درک بهتر و سیستماتیک‌تر برق خودرو، می‌تونیم اون رو به دو بخش اصلی تقسیم کنیم: برق موتوری (برق انژکتوری) و برق بدنه (برق جانبی یا آسایشی). هر کدوم از این بخش‌ها وظایف و اجزای خاص خودشون رو دارن که در ادامه به تفصیل بهشون می‌پردازیم.

برق موتوری (برق انژکتوری)

برق موتوری یا برق انژکتوری، به تمام سیستم‌ها و مدارهای الکتریکی گفته می‌شه که مستقیماً با عملکرد موتور و مدیریت احتراق و سوخت‌رسانی در ارتباط هستن. این بخش، مغز متفکر خودرو در زمینه حرکت و توان محسوب می‌شه. بدون برق موتوری، عملاً موتور خودرو قادر به روشن شدن یا کارکرد صحیح نخواهد بود.

بخش‌بندی قسمت انژکتوری و توضیحات کامل

سیستم برق انژکتوری از اجزای متعددی تشکیل شده که هر کدوم وظیفه خاصی رو بر عهده دارن. این اجزا در هماهنگی کامل با یکدیگر، عملکرد بهینه موتور رو تضمین می‌کنن.

۱. واحد کنترل الکترونیکی (ECU – Engine Control Unit)

ECU رو می‌تونیم به عنوان مغز موتور خودرو تلقی کنیم. این کامپیوتر کوچک، اطلاعات رو از سنسورهای مختلف دریافت می‌کنه، اون‌ها رو پردازش می‌کنه و بعد دستورات لازم رو به عملگرها (اکتواتورها) ارسال می‌کنه تا عملکرد موتور رو بهینه کنه.

وظایف اصلی ECU:

کنترل سوخت‌رسانی: ECU میزان سوخت مورد نیاز برای احتراق بهینه رو بر اساس اطلاعات سنسورهایی مثل سنسور اکسیژن، سنسور فشار منیفولد (MAP)، سنسور دمای هوا و دمای موتور و سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS) محاسبه می‌کنه و زمان و مدت زمان پاشش انژکتورها رو تنظیم می‌کنه.

کنترل جرقه‌زنی (احتراق): بر اساس دور موتور، بار موتور و اطلاعات سنسورهای موقعیت میل‌لنگ (CKP) و میل‌بادامک (CMP)، ECU زمان جرقه‌زنی شمع‌ها رو تنظیم می‌کنه تا احتراق در بهترین حالت ممکن انجام بشه.

کنترل دور آرام (Idle Speed Control – ISC): ECU دور آرام موتور رو در شرایط مختلف (مثل روشن بودن کولر یا افزایش بار الکتریکی) تنظیم می‌کنه تا موتور خاموش نشه و لرزش نداشته باشه.

کنترل انتشار آلایندگی: با تنظیم دقیق سوخت‌رسانی و جرقه‌زنی و همچنین کنترل عملکرد کاتالیزور، ECU میزان آلایندگی خروجی از اگزوز رو به حداقل می‌رسونه.

سیستم عیب‌یابی (OBD – On-Board Diagnostics): ECU به‌طور مداوم عملکرد سیستم‌های مختلف رو نظارت می‌کنه و در صورت بروز خطا، اون رو در حافظه خودش ذخیره می‌کنه و چراغ چک موتور رو روشن می‌کنه تا راننده از وجود مشکل مطلع بشه.

ارتباط با سایر ماژول‌ها: در خودروهای مدرن و سیستم‌های مالتی‌پلکس، ECU از طریق شبکه‌های ارتباطی مثل CAN Bus با سایر ماژول‌های کنترلی (مثل TCM برای گیربکس، ABS برای ترمز، BCM برای بدنه) تبادل اطلاعات می‌کنه.

۲. سنسورها (Sensors)

سنسورها چشم و گوش ECU هستن و اطلاعات حیاتی رو از وضعیت موتور و محیط اطراف اون به ECU ارسال می‌کنن. خرابی هر سنسور می‌تونه باعث عملکرد نادرست موتور و روشن شدن چراغ چک بشه.

سنسور موقعیت میل‌لنگ (CKP Sensor – Crankshaft Position Sensor):

وظیفه: دور موتور و موقعیت پیستون‌ها رو به ECU اطلاع می‌ده. این سنسور برای محاسبه زمان جرقه‌زنی و پاشش سوخت حیاتیه.

علائم خرابی: استارت نخوردن خودرو، ریپ زدن موتور، روشن شدن چراغ چک، بد کار کردن موتور در دورهای مختلف، عدم نمایش دور موتور روی صفحه کیلومتر.

سنسور موقعیت میل‌بادامک (CMP Sensor – Camshaft Position Sensor):

وظیفه: موقعیت سوپاپ‌ها و فاز احتراق رو تعیین می‌کنه و اطلاعات مکمل CKP رو برای ECU فراهم می‌آره.

علائم خرابی: استارت طولانی، افزایش مصرف سوخت، روشن شدن چراغ چک، کاهش توان موتور، بد کار کردن موتور در دور آرام.

سنسور اکسیژن (Lambda Sensor / O2 Sensor):

وظیفه: میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی اگزوز رو اندازه‌گیری می‌کنه و به ECU کمک می‌کنه تا نسبت هوا به سوخت (AFR) رو بهینه کنه.

علائم خرابی: افزایش شدید مصرف سوخت، بوی خام‌سوزی بنزین از اگزوز، کاهش توان موتور، رد شدن در تست معاینه فنی به دلیل آلایندگی بالا، روشن شدن چراغ چک.

سنسور فشار منیفولد (MAP Sensor – Manifold Absolute Pressure Sensor):

وظیفه: فشار هوای ورودی به موتور رو اندازه‌گیری می‌کنه که نشان‌دهنده بار موتور هست.

علائم خرابی: بد کار کردن موتور، افزایش مصرف سوخت، دود سیاه از اگزوز، نوسان دور موتور، روشن شدن چراغ چک.

سنسور دمای هوای ورودی (IAT Sensor – Intake Air Temperature Sensor) / TMAP Sensor:

وظیفه: دمای هوای ورودی به موتور رو اندازه‌گیری می‌کنه. در بسیاری از خودروهای جدید، این سنسور با سنسور MAP ترکیب شده و به صورت یک واحد واحد به نام TMAP (Temperature & Manifold Absolute Pressure Sensor) ارائه می‌شه که هم فشار و هم دمای هوای ورودی رو اندازه‌گیری می‌کنه.

علائم خرابی: افزایش مصرف سوخت، دود سیاه از اگزوز، تأخیر در شتاب‌گیری، نوسان دور موتور، روشن شدن چراغ چک.

سنسور دمای آب موتور (ECT Sensor – Engine Coolant Temperature Sensor):

وظیفه: دمای مایع خنک‌کننده موتور رو اندازه‌گیری می‌کنه که برای تنظیم زمان جرقه‌زنی و پاشش سوخت در دماهای مختلف ضروریه.

علائم خرابی: فن رادیاتور همیشه روشن یا همیشه خاموش، استارت سخت در هوای سرد یا گرم، افزایش مصرف سوخت، دود سیاه، روشن شدن چراغ چک.

سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS – Throttle Position Sensor):

وظیفه: موقعیت دریچه گاز و در نتیجه میزان هوای ورودی به موتور رو به ECU اطلاع می‌ده.

علائم خرابی: تأخیر در گاز خوردن، افزایش دور موتور ناگهانی، افت ناگهانی دور موتور، عدم پاسخگویی پدال گاز، روشن شدن چراغ چک.

سنسور ضربه (Knock Sensor):

وظیفه: وجود احتراق غیرعادی (کوبش یا ناک) در موتور رو تشخیص می‌ده و به ECU سیگنال می‌ده تا زمان جرقه‌زنی رو کمی عقب بندازه.

علائم خرابی: افزایش مصرف سوخت، کاهش توان موتور، شنیدن صدای ناک از موتور، روشن شدن چراغ چک.

سنسور سرعت خودرو (VSS – Vehicle Speed Sensor):

وظیفه: سرعت حرکت خودرو رو به ECU و سایر ماژول‌ها اطلاع می‌ده که برای عملکرد صحیح گیربکس، سیستم کروز کنترل و سایر سیستم‌ها ضروریه.

علائم خرابی: کار نکردن کیلومترشمار، عدم کارکرد صحیح کروز کنترل، مشکلات در تعویض دنده اتوماتیک، روشن شدن چراغ چک.

۳. عملگرها (Actuators)

عملگرها، دستگاه‌هایی هستن که دستورات ECU رو به اقدامات فیزیکی تبدیل می‌کنن تا عملکرد موتور رو کنترل کنن. خرابی عملگرها مستقیماً روی عملکرد موتور تأثیر می‌ذاره.

انژکتورها (Fuel Injectors):

وظیفه: پاشش سوخت به داخل محفظه احتراق یا منیفولد ورودی رو کنترل می‌کنن. ECU زمان و مدت پاشش رو تنظیم می‌کنه.

علائم خرابی: ریپ زدن موتور، افزایش مصرف سوخت، روشن شدن چراغ چک، بوی بنزین از اگزوز (ناشی از نشتی یا پاشش نادرست)، لرزش موتور.

کویل احتراق (Ignition Coil) و شمع‌ها (Spark Plugs):

وظیفه: کویل‌ها ولتاژ باتری رو به ولتاژ بسیار بالایی تبدیل می‌کنن تا شمع‌ها قادر به تولید جرقه برای احتراق مخلوط سوخت و هوا باشن.

علائم خرابی: ریپ زدن موتور، احتراق ناقص (میس‌فایر)، کاهش توان، افزایش مصرف سوخت، روشن شدن چراغ چک، بد استارت خوردن خودرو.

دریچه گاز برقی (Electronic Throttle Body – ETB):

وظیفه: در خودروهای مدرن، دریچه گاز به صورت الکترونیکی کنترل می‌شه و ECU مستقیماً موقعیت اون رو تنظیم می‌کنه.

علائم خرابی: نوسان شدید دور آرام، تأخیر در گاز خوردن یا عدم پاسخگویی پدال گاز، خاموش شدن ناگهانی خودرو، روشن شدن چراغ چک (مخصوصاً چراغ EPC در برخی خودروها).

استپر موتور (IAC Valve – Idle Air Control Valve):

وظیفه: جریان هوای ورودی به موتور رو در حالت دور آرام تنظیم می‌کنه. (در بسیاری از خودروهای جدید با دریچه گاز برقی، این وظیفه توسط خود دریچه گاز انجام می‌شه.)

علائم خرابی: نوسان شدید دور آرام، خاموش شدن موتور در دور آرام، افزایش دور آرام خودرو، روشن شدن چراغ چک.

پمپ بنزین (Fuel Pump):

وظیفه: سوخت رو از باک به موتور منتقل می‌کنه. در بسیاری از خودروها، عملکرد پمپ بنزین هم توسط ECU کنترل می‌شه.

علائم خرابی: استارت نخوردن خودرو، دیر روشن شدن، ریپ زدن در سرعت‌های بالا یا شتاب‌گیری، کاهش قدرت موتور، شنیدن صدای غیرعادی از باک بنزین.

فن خنک‌کننده رادیاتور (Cooling Fan):

وظیفه: در صورت بالا رفتن دمای موتور، ECU دستور روشن شدن فن رو صادر می‌کنه.

علائم خرابی: بالا رفتن بیش از حد آمپر آب، جوش آوردن خودرو (اگر فن عمل نکنه) یا روشن ماندن همیشگی فن حتی در حالت سرد بودن موتور (اگر سنسور یا رله فن مشکل داشته باشه).

شیر برقی کنیستر (Canister Purge Solenoid Valve):

وظیفه: بخارات بنزین جمع‌آوری شده در کنیستر رو به منیفولد ورودی هدایت می‌کنه تا در فرآیند احتراق سوخته و از انتشار اون‌ها در محیط جلوگیری بشه.

علائم خرابی: روشن شدن چراغ چک (کد خطای مربوط به سیستم تبخیر سوخت)، بوی بنزین در کابین، نوسان دور موتور.

۴. دینام (Alternator)

دینام یا آلترناتور، یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم برق خودرو هست که وظیفه اصلی اون تولید برق متناوب (AC) و تبدیل اون به برق مستقیم (DC) برای شارژ باتری و تامین برق مورد نیاز تمام سیستم‌های الکتریکی خودرو در هنگام روشن بودن موتور هست. دینام با استفاده از حرکت چرخشی موتور (از طریق تسمه دینام) انرژی مکانیکی رو به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنه.

اجزای اصلی دینام:

استاتور (Stator): بخش ثابت دینام که شامل سیم‌پیچ‌هایی هست که برق متناوب رو تولید می‌کنن.

روتور (Rotor): بخش چرخان دینام که شامل یه سیم‌پیچ تحریک (Field Winding) و آهنربا هست و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنه.

یکسوساز (Rectifier / Diode Bridge): مجموعه‌ای از دیودها که برق متناوب تولید شده توسط استاتور رو به برق مستقیم مورد نیاز خودرو تبدیل می‌کنن.

رگولاتور ولتاژ (Voltage Regulator): این قطعه بسیار مهم، ولتاژ خروجی دینام رو کنترل می‌کنه تا همیشه در محدوده استاندارد (معمولاً حدود ۱۳.۸ تا ۱۴.۵ ولت) باقی بمونه. این کار از شارژ بیش از حد باتری و آسیب به سیستم‌های الکتریکی جلوگیری می‌کنه.

براش‌ها (Brushes): وظیفه انتقال جریان الکتریکی به سیم‌پیچ روتور رو بر عهده دارن.

عملکرد دینام: وقتی موتور خودرو روشن می‌شه، تسمه دینام شروع به چرخاندن روتور داخل استاتور می‌کنه. با چرخش روتور و ایجاد میدان مغناطیسی، در سیم‌پیچ‌های استاتور برق متناوب القا می‌شه. این برق متناوب بعداً توسط یکسوساز به برق مستقیم تبدیل شده و برای شارژ باتری و تغذیه تمام مصرف‌کننده‌های برقی خودرو استفاده می‌شه. بدون دینام، باتری خودرو به سرعت تخلیه شده و خودرو خاموش می‌شه.

علائم خرابی دینام:

روشن شدن چراغ هشدار باتری (یا چراغ دینام) در صفحه کیلومتر: این رایج‌ترین علامت هست.

کم نور شدن چراغ‌ها و سایر تجهیزات برقی: به خصوص در دور آرام موتور.

خوابیدن باتری و استارت نخوردن خودرو: دینام باتری رو شارژ نمی‌کنه و باتری خالی می‌شه.

شنیدن صدای جیغ یا سوت از زیر کاپوت: ممکنه به دلیل خرابی بلبرینگ دینام یا شل بودن تسمه باشه.

بوی سوختگی: ناشی از داغ شدن بیش از حد قطعات داخلی دینام.

گرم شدن بیش از حد باتری: در صورت خرابی رگولاتور ولتاژ و شارژ بیش از حد باتری.

۵. باتری (Battery)

اگه چه باتری منبع اصلی برق برای تمام سیستم‌های خودرو هست، اما در بخش برق موتوری نقش بسیار حیاتی رو در لحظه استارت زدن ایفا می‌کنه. این باتری هست که توان لازم برای راه‌اندازی استارت و ECU رو در ابتدا فراهم می‌کنه. بعد از روشن شدن موتور، دینام وظیفه تامین برق و شارژ باتری رو بر عهده می‌گیره.

۶. سیم‌کشی و اتصالات (Wiring and Connectors)

شبکه پیچیده سیم‌کشی، وظیفه انتقال سیگنال‌ها و قدرت بین ECU، سنسورها، عملگرها، دینام و باتری رو بر عهده داره. کیفیت و سلامت این سیم‌کشی برای عملکرد صحیح سیستم برق موتوری بسیار حیاتیه. هرگونه قطعی، اتصال کوتاه یا خوردگی در سیم‌ها و کانکتورها می‌تونه منجر به اختلال در عملکرد موتور و بروز خطاهای جدی بشه.

برق قسمت بدنه (برق جانبی یا آسایشی)
برق بدنه یا برق جانبی، شامل تمام سیستم‌ها و مدارهای الکتریکی هست که به طور مستقیم با حرکت خودرو مرتبط نیستن، اما برای راحتی، ایمنی، روشنایی و عملکرد سایر امکانات خودرو ضروری هستن. این بخش، رفاه و ایمنی سرنشینان رو تامین می‌کنه.

بخش‌بندی برق بدنه خودرو

۱. برق درب‌های خودرو (Doors Electrical System)

سیستم برق درب‌ها شامل مجموعه‌ای از اجزای الکتریکی هست که وظیفه کنترل پنجره‌ها، قفل‌ها و آینه‌های جانبی رو بر عهده دارن.

شیشه‌بالابرها (Power Windows):

موتور شیشه‌بالابر: هر پنجره برقی دارای یه موتور الکتریکی کوچک هست که با دریافت فرمان از کلید مربوطه، شیشه رو بالا یا پایین می‌بره.

کلیدهای شیشه‌بالابر: این کلیدها معمولاً در پنل درب راننده (برای کنترل تمام پنجره‌ها) و در پنل هر درب (برای کنترل پنجره همون درب) قرار دارن. در خودروهای مدرن، این کلیدها اطلاعات رو به یه ماژول کنترل درب (DDM – Driver Door Module) یا BCM ارسال می‌کنن.

ماژول کنترل شیشه‌بالابر: در برخی خودروها، ماژول‌های جداگانه‌ای برای کنترل شیشه‌بالابرها وجود داره که قابلیت‌هایی مثل بالا رفتن اتوماتیک شیشه با یک لمس (Auto Up/Down) و سیستم ضدگیر کردن (Anti-Pinch) رو فراهم می‌کنن.

قفل‌های مرکزی (Central Locking System):

موتور قفل مرکزی (Actuator): در هر درب، یه موتور کوچک یا مکانیزم الکتریکی وجود داره که وظیفه باز و بسته کردن قفل درب رو بر عهده داره.

واحد کنترل قفل مرکزی (Central Locking Control Unit): این واحد، دستورات رو از ریموت کنترل، کلیدهای داخلی خودرو یا از BCM دریافت کرده و به موتورهای قفل ارسال می‌کنه.

آینه‌های جانبی برقی (Power Side Mirrors):

موتور تنظیم آینه: داخل هر آینه، موتورهای کوچکی برای تنظیم زاویه آینه به صورت عمودی و افقی وجود داره.

کلید تنظیم آینه: این کلید معمولاً در کنار کلیدهای شیشه‌بالابر یا روی داشبورد قرار داره و به راننده اجازه می‌ده تا آینه‌ها رو تنظیم کنه.

آینه‌های تاشو برقی (Power Folding Mirrors): در برخی خودروها، آینه‌های جانبی قابلیت تاشدن به صورت برقی رو هم دارن که توسط موتورهای جداگانه و با فرمان از یه کلید یا از طریق ریموت کنترل انجام می‌شه.

گرمکن آینه (Heated Mirrors): برخی آینه‌ها دارای المنت‌های گرمایشی هستن تا در هوای سرد، بخار یا یخ روی سطح آینه رو از بین ببرن

۲. برق داشبورد و پنل کنترل (Dashboard and Control Panel Electrical System)

داشبورد و پنل کنترل، مرکز اطلاعات و رابط کاربری راننده با خودرو هستن. تمام سیستم‌های نمایشگر، نشانگرها و کلیدهای کنترلی در این بخش قرار دارن.

صفحه کیلومتر (Instrument Cluster):

نشانگرها (Gauges): شامل سرعت‌سنج، دور موتور (تاکومتر)، آمپر آب، نشانگر سوخت و ولت‌متر (در برخی مدل‌ها). این نشانگرها اطلاعات رو از سنسورهای مربوطه دریافت می‌کنن.

چراغ‌های هشدار (Warning Lights): شامل چراغ چک موتور، چراغ روغن، چراغ باتری، چراغ ترمز، چراغ ایربگ و بسیاری دیگه که وضعیت سیستم‌های مختلف خودرو رو به راننده اطلاع می‌دن.

صفحه نمایش اطلاعات (Display Screen): در خودروهای مدرن، صفحه نمایش‌های دیجیتال برای نمایش اطلاعات سفر، هشدارهای خودرو، وضعیت درب‌ها و اطلاعات سیستم صوتی/مالتی‌مدیا به کار می‌رن.

سیستم تهویه مطبوع (HVAC – Heating, Ventilation, and Air Conditioning):

کلیدهای کنترل دما و فن: برای تنظیم دمای داخل کابین و سرعت فن.

موتور فن بخاری/کولر: برای به گردش درآوردن هوا.

کمپرسور کولر: برای فشرده‌سازی گاز مبرد.

دریچه‌های برقی (Actuators): برای کنترل مسیر جریان هوا و ترکیب هوای گرم و سرد.

سنسورها: سنسور دمای داخل کابین، سنسور دمای خارجی، سنسور رطوبت.

کلیدهای روشنایی (Lighting Switches):

کلید چراغ‌های جلو، عقب، مه شکن: برای کنترل روشنایی خارجی خودرو.

کلیدهای روشنایی داخلی (Interior Lighting): چراغ‌های سقف، چراغ نقشه، چراغ صندوق عقب.

سیستم برف پاک‌کن و شیشه‌شور (Wiper and Washer System):

موتور برف پاک‌کن: برای حرکت دادن تیغه‌های برف پاک‌کن.

پمپ شیشه‌شور: برای پاشش مایع شیشه‌شور روی شیشه.

کلید کنترل: برای تنظیم سرعت برف پاک‌کن و فعال کردن شیشه‌شور.

سیستم ایربگ (Airbag System):

واحد کنترل ایربگ (ACU – Airbag Control Unit): مغز سیستم ایربگ که اطلاعات رو از سنسورهای ضربه دریافت کرده و در صورت لزوم، دستور عمل کردن ایربگ‌ها رو صادر می‌کنه.

سنسورهای ضربه (Impact Sensors): در نقاط مختلف بدنه خودرو قرار دارن و شدت ضربه رو تشخیص می‌دن.

ایربگ‌ها (Airbags): کیسه‌های هوای محافظ سرنشینان.

کمربندهای پیش‌کشنده (Pretensioners): در لحظه تصادف، کمربند رو سفت می‌کنن.

۳. برق مالتی‌مدیا و سیستم صوتی خودرو (Multimedia and Car Audio System)

سیستم‌های مالتی‌مدیا و صوتی، بخش مهمی از تجربه رانندگی مدرن رو تشکیل می‌دن و به راحتی و سرگرمی سرنشینان کمک می‌کنن.

سیستم صوتی (Audio System):

رادیو/هد یونیت (Head Unit): منبع اصلی پخش صدا (رادیو، CD/DVD، USB، بلوتوث).

تقویت‌کننده (Amplifier): برای تقویت سیگنال صوتی و ارسال اون به بلندگوها (ممکنه داخلی هد یونیت باشه).

بلندگوها (Speakers): برای پخش صدا.

ساب‌ووفر (Subwoofer): برای پخش فرکانس‌های پایین.

سیستم ناوبری (Navigation System):

واحد GPS: برای دریافت سیگنال‌های ماهواره‌ای و تعیین موقعیت خودرو.

صفحه نمایش: برای نمایش نقشه و مسیر.

سیستم‌های اتصال (Connectivity Systems):

بلوتوث (Bluetooth): برای اتصال تلفن همراه و پخش موسیقی یا مکالمه هندزفری.

USB/AUX: برای اتصال دستگاه‌های خارجی.

Apple CarPlay/Android Auto: برای ادغام قابلیت‌های تلفن هوشمند با سیستم مالتی‌مدیا خودرو.

دوربین دنده عقب (Rearview Camera):

دوربین: نصب شده در عقب خودرو برای نمایش دید عقب روی صفحه نمایش.

صفحه نمایش: معمولاً صفحه نمایش مالتی‌مدیا.

سیستم‌های سرگرمی سرنشینان عقب (Rear Seat Entertainment):

صفحه نمایش‌های پشت صندلی: برای پخش فیلم و موسیقی برای سرنشینان عقب.

هدفون‌های بی‌سیم: برای گوش دادن خصوصی.

۴. سیستم ترمز ضد قفل (ABS – Anti-lock Braking System) و سیستم‌های کمکی ترمز
سیستم‌های ترمز مدرن از اجزای الکترونیکی پیچیده‌ای برای افزایش ایمنی و کنترل خودرو در شرایط اضطراری استفاده می‌کنند.

سیستم ترمز ضد قفل (ABS – Anti-lock Braking System):

وظیفه: هدف اصلی ABS جلوگیری از قفل شدن چرخ‌ها در هنگام ترمزگیری شدید است. وقتی چرخ‌ها قفل می‌شوند، خودرو قابلیت فرمان‌پذیری خود را از دست می‌دهد و ممکن است به سمتی منحرف شود. ABS با کنترل هوشمندانه فشار ترمز به هر چرخ، حتی در شرایط ترمزگیری ناگهانی روی سطوح لغزنده، به راننده این امکان را می‌دهد که کنترل فرمان خودرو را حفظ کند.

اجزا:

واحد کنترل ABS (ABS Control Module): مغز سیستم ABS که اطلاعات را از سنسورهای سرعت چرخ دریافت و پردازش می‌کند.

سنسورهای سرعت چرخ (Wheel Speed Sensors): در کنار هر چرخ قرار دارند و سرعت چرخش هر چرخ را به واحد کنترل ABS گزارش می‌دهند.

پمپ هیدرولیک (Hydraulic Pump): برای ایجاد فشار روغن ترمز.

شیرهای برقی (Solenoid Valves): در بلوک هیدرولیک ABS قرار دارند و به صورت مجزا فشار روغن ترمز را به هر چرخ کنترل می‌کنند (باز و بسته کردن سریع مسیر روغن برای تنظیم فشار).

عملکرد: هنگامی که راننده ترمز می‌گیرد و سنسورهای سرعت چرخ تشخیص می‌دهند که یک یا چند چرخ در حال قفل شدن هستند (یعنی سرعت چرخش آن‌ها به طور ناگهانی کم می‌شود)، واحد کنترل ABS به سرعت وارد عمل می‌شود. این واحد با باز و بسته کردن بسیار سریع شیرهای برقی، فشار روغن ترمز را به چرخ در حال قفل شدن به صورت پالس‌های متناوب کاهش و افزایش می‌دهد. این عمل باعث می‌شود چرخ به صورت لحظه‌ای آزاد شود و دوباره بچرخد، سپس دوباره ترمز بگیرد، و این فرآیند ده‌ها بار در ثانیه تکرار می‌شود تا چرخ در آستانه قفل شدن باقی بماند اما هرگز کاملاً قفل نشود. این فرآیند باعث حفظ فرمان‌پذیری و کاهش مسافت توقف می‌شود.

علائم خرابی: روشن شدن چراغ ABS در صفحه کیلومتر، لرزش غیرعادی پدال ترمز در شرایط عادی، عدم عملکرد صحیح ABS در ترمزگیری شدید.

سیستم‌های کمکی ترمز (Brake Assist Systems):

با پیشرفت تکنولوژی، سیستم‌های ترمز تنها به ABS محدود نمی‌شوند و شامل سیستم‌های کمکی دیگری نیز هستند که ایمنی را افزایش می‌دهند:

EBD (Electronic Brake-force Distribution – توزیع الکترونیکی نیروی ترمز):

وظیفه: این سیستم مکمل ABS است و وظیفه توزیع بهینه نیروی ترمز بین چرخ‌های جلو و عقب (و گاهی اوقات بین چرخ‌های چپ و راست) را بر عهده دارد. EBD بر اساس بار روی هر چرخ، شرایط جاده و شدت ترمزگیری، فشار ترمز را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که هر چرخ حداکثر نیروی ترمزگیری ممکن را بدون قفل شدن داشته باشد.

عملکرد: مثلاً، وقتی سرنشینان عقب خودرو زیاد باشند یا صندوق عقب پر باشد، بار روی چرخ‌های عقب بیشتر است. EBD نیروی ترمز بیشتری به چرخ‌های عقب وارد می‌کند تا از ترمزگیری ناکافی در عقب و “شیرجه زدن” خودرو به جلو جلوگیری کند.

علائم خرابی: معمولاً چراغ ABS یا چراغ ترمز دستی روشن می‌شود، زیرا EBD بخشی از ماژول ABS است.

BAS (Brake Assist System – سیستم کمکی ترمز):

وظیفه: BAS برای کمک به رانندگانی طراحی شده که در شرایط اضطراری، به اندازه کافی و با سرعت کافی ترمز نمی‌گیرند. این سیستم تشخیص می‌دهد که راننده قصد ترمزگیری اضطراری دارد و حتی اگر راننده پدال ترمز را با تمام قدرت فشار ندهد، BAS به صورت خودکار حداکثر نیروی ترمز را اعمال می‌کند.

عملکرد: BAS با تحلیل سرعت و فشار اعمال شده روی پدال ترمز توسط راننده، تشخیص می‌دهد که آیا یک موقعیت اضطراری پیش آمده است. اگر راننده به سرعت و ناگهانی ترمز بگیرد اما فشار کافی وارد نکند، BAS به طور خودکار فشار پمپ ترمز را افزایش می‌دهد تا خودرو در کوتاه‌ترین مسافت ممکن متوقف شود.

علائم خرابی: معمولاً چراغ ABS یا چراغ ESP روشن می‌شود و در هنگام ترمزگیری اضطراری، عملکرد غیرعادی ترمز مشاهده می‌شود.

ESP (Electronic Stability Program – برنامه پایداری الکترونیکی) / ESC (Electronic Stability Control):

وظیفه: ESP یکی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های ایمنی فعال است که به حفظ پایداری خودرو در هنگام پیچیدن یا از دست دادن کنترل کمک می‌کند. این سیستم از سنسورهای سرعت چرخ، سنسور زاویه فرمان، سنسور yaw rate (نرخ چرخش حول محور عمودی) و سنسور شتاب جانبی برای تشخیص انحراف خودرو از مسیر مورد نظر راننده استفاده می‌کند.

عملکرد: اگر ESP تشخیص دهد که خودرو در حال سر خوردن یا از دست دادن کنترل است (مثلاً در شرایط oversteer یا understeer)، به صورت انتخابی به یک یا چند چرخ ترمز اعمال می‌کند و/یا قدرت موتور را کاهش می‌دهد تا خودرو را به مسیر صحیح بازگرداند.

علائم خرابی: روشن شدن چراغ ESP (معمولاً یک علامت خودرو در حال سر خوردن)، عدم عملکرد صحیح سیستم در پیچ‌های تند یا سطوح لغزنده.

TCS (Traction Control System – سیستم کنترل کشش):

وظیفه: TCS از هرزگردی چرخ‌های متحرک در هنگام شتاب‌گیری روی سطوح لغزنده (مانند برف، یخ، گل یا شن) جلوگیری می‌کند.

عملکرد: اگر TCS تشخیص دهد که یک چرخ در حال هرزگردی است، به صورت خودکار به آن چرخ ترمز اعمال می‌کند و/یا قدرت موتور را کاهش می‌دهد تا کشش بهینه حفظ شود و خودرو دچار لغزش نشود. این سیستم به راننده کمک می‌کند تا کنترل خودرو را در هنگام شروع حرکت یا شتاب‌گیری روی سطوح کم‌اصطکاک حفظ کند.

علائم خرابی: روشن شدن چراغ TCS، هرزگردی بیش از حد چرخ‌ها هنگام شتاب‌گیری.

این سیستم‌های ترمز پیشرفته همگی به صورت الکترونیکی کنترل می‌شوند و از طریق شبکه مالتی‌پلکس با سایر ماژول‌های خودرو در ارتباط هستند تا اطلاعات لازم را تبادل کرده و عملکردی هماهنگ و ایمن را ارائه دهند.

معرفی سیستم مالتی‌پلکس خودرو: انقلاب در سیم‌کشی

با افزایش تعداد سنسورها، عملگرها و ماژول‌های الکترونیکی در خودروها، روش سنتی سیم‌کشی (نقطه به نقطه) با چالش‌های جدی مواجه شد. حجم سیم‌کشی به شدت بالا رفت، وزن خودرو افزایش یافت، پیچیدگی سیستم‌ها بیشتر شد و عیب‌یابی دشوارتر گردید. این مشکلات منجر به ابداع سیستم مالتی‌پلکس (Multiplex System) شد.

دلایل وجود سیستم مالتی‌پلکس
کاهش حجم و وزن سیم‌کشی: در سیستم مالتی‌پلکس، به جای اینکه هر قطعه الکترونیکی با یه سیم مجزا به واحد کنترل مرکزی متصل بشه، چندین دستگاه می‌تونن اطلاعات خودشون رو از طریق یک یا دو سیم (گذرگاه داده یا Bus) به اشتراک بذارن. این امر به طور چشمگیری تعداد سیم‌ها و وزن کل سیم‌کشی رو کاهش می‌ده.

کاهش پیچیدگی مونتاژ و تولید: با کاهش تعداد سیم‌ها و کانکتورها، فرآیند مونتاژ خودرو ساده‌تر و سریع‌تر می‌شه.

افزایش قابلیت اطمینان (Reliability): سیم‌کشی کمتر به معنای نقاط اتصال کمتر هست که خود به معنای کاهش احتمال خرابی ناشی از اتصالات سست یا خوردگیه.

امکان افزودن قابلیت‌های جدید (Scalability): با وجود یه شبکه ارتباطی مشترک، اضافه کردن قابلیت‌های جدید به خودرو (مثل سنسورها یا عملگرهای جدید) آسون‌تر می‌شه، چون نیازی به کشیدن سیم‌کشی‌های جدید از ابتدا نیست.

افزایش سرعت انتقال اطلاعات: سیستم‌های مالتی‌پلکس از پروتکل‌های ارتباطی با سرعت بالا استفاده می‌کنن که امکان تبادل حجم زیادی از اطلاعات رو در لحظه فراهم می‌آره.

بهبود عیب‌یابی: از اونجایی که تمام ماژول‌ها روی یه شبکه مشترک قرار دارن، عیب‌یابی سیستماتیک‌تر و دقیق‌تر می‌شه. دستگاه‌های دیاگ می‌تونن به راحتی با تمام ماژول‌ها ارتباط برقرار کرده و خطاهای ثبت شده رو بخونن.

قابلیت اشتراک‌گذاری اطلاعات: ماژول‌های مختلف می‌تونن اطلاعات مورد نیاز خودشون رو از سایر ماژول‌ها روی شبکه دریافت کنن. به عنوان مثال، سنسور سرعت چرخ (که متعلق به سیستم ABS هست) می‌تونه اطلاعات سرعت خودرو رو به ECU موتور، BCM و سیستم ناوبری هم ارسال کنه.

بررسی قسمت‌های مختلف سیستم مالتی‌پلکس
سیستم مالتی‌پلکس از چند جزء اصلی تشکیل شده:

۱. نودها (Nodes) یا ماژول‌های کنترل الکترونیکی (ECUs – Electronic Control Units)

هر نود یا ماژول، در واقع یه کامپیوتر کوچک هست که مسئولیت کنترل یک یا چند سیستم خاص رو بر عهده داره. به عنوان مثال، ECU موتور (ECM)، ماژول کنترل گیربکس (TCM)، ماژول کنترل ترمز ضد قفل (ABS/ESP Module)، ماژول کنترل بدنه (BCM)، ماژول کنترل ایربگ (ACU)، ماژول کنترل درب‌ها (DDM)، ماژول کنترل سیستم صوتی (Audio Control Module) و … . هر نود دارای یه ریزپردازنده، حافظه، ورودی‌ها (برای اتصال سنسورها) و خروجی‌ها (برای اتصال عملگرها) هست.

۲. گذرگاه داده (Data Bus) یا شبکه ارتباطی

گذرگاه داده، همون سیم یا مجموعه سیم‌هایی هست که نودها از طریق اون‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنن. مهمترین انواع گذرگاه‌های داده در خودرو عبارتند از:

CAN Bus (Controller Area Network Bus): پرکاربردترین گذرگاه داده در خودروهای مدرن هست که به دلیل سرعت بالا و قابلیت اطمینان، در سیستم‌های حیاتی مثل موتور، گیربکس، ترمز و ایربگ استفاده می‌شه.

LIN Bus (Local Interconnect Network Bus): یه گذرگاه داده ساده‌تر و کم‌سرعت‌تر هست که برای کنترل سیستم‌های کم اهمیت‌تر و غیرحیاتی مثل کنترل شیشه‌بالابر، قفل مرکزی، آینه‌ها و سیستم‌های روشنایی داخلی استفاده می‌شه.

FlexRay: یه گذرگاه داده با سرعت بسیار بالا و قابلیت اطمینان فوق‌العاده هست که در حال حاضر در خودروهای لوکس و برای سیستم‌های ایمنی فعال (مثل فرمان برقی و ترمزهای پیشرفته) به کار می‌ره.

MOST Bus (Media Oriented Systems Transport Bus): برای انتقال داده‌های چندرسانه‌ای (صدا، تصویر) با سرعت بالا در سیستم‌های صوتی و تصویری خودرو استفاده می‌شه.

۳. پروتکل‌های ارتباطی (Communication Protocols)

نودها برای تبادل اطلاعات روی گذرگاه داده، از پروتکل‌های ارتباطی خاصی استفاده می‌کنن. این پروتکل‌ها قوانین و فرمت‌هایی رو برای ارسال و دریافت داده‌ها تعریف می‌کنن تا همه نودها بتونن زبان یکدیگر رو درک کنن. هر پیام ارسالی روی Bus دارای یه شناسه (ID) هست که نوع پیام و اولویت اون رو مشخص می‌کنه.

۴. دروازه (Gateway)

در بسیاری از خودروهای مجهز به چندین گذرگاه داده (مثل CAN و LIN)، یه ماژول دروازه وجود داره که وظیفه ترجمه و انتقال اطلاعات بین این شبکه‌های مختلف رو بر عهده داره. به عنوان مثال، ممکنه BCM به عنوان یه دروازه عمل کرده و اطلاعات سنسور دمای خارجی رو از LIN Bus دریافت کرده و اون رو به CAN Bus منتقل کنه تا ECU موتور هم بتونه از این اطلاعات استفاده کنه.

معرفی انواع نودهای به‌کار رفته در خودروهای ایرانی

صنعت خودروسازی ایران هم با حرکت به سمت تکنولوژی‌های جدید، استفاده از سیستم‌های مالتی‌پلکس رو در خودروهای تولید داخل شروع کرده. بسته به مدل و سال ساخت خودرو، ممکنه از سیستم‌های مالتی‌پلکس مختلف و با نودهای متفاوت استفاده شده باشه. برخی از رایج‌ترین نودها (یا ماژول‌های کنترل الکترونیکی) که در خودروهای ایرانی (مثل محصولات ایران‌خودرو و سایپا) به کار رفتن، عبارتند از:

ECU (Engine Control Unit): همونطور که قبلاً توضیح داده شد، مغز کنترل موتور.

BCM (Body Control Module) / FN (Family Network) / CCN (Central Communication Node): این نودها وظیفه کنترل بخش بزرگی از سیستم‌های برق بدنه و جانبی رو بر عهده دارن.

وظایف BCM/FN/CCN: کنترل قفل مرکزی، شیشه‌بالابرها، چراغ‌های داخلی و خارجی، برف پاک‌کن، سیستم تهویه مطبوع، سنسورهای پارک و ارتباط با سایر نودها در شبکه مالتی‌پلکس.

مثال: در برخی خودروهای ایرانی مثل سمند، دنا، رانا و ۲۰۶ مولتی‌پلکس (ایرانیزه) از سیستم‌های مالتی‌پلکس با نودهایی مثل CCN, FN, DDN (Driver Door Node) و PDN (Passenger Door Node) استفاده می‌شه.

ABS Module (Anti-lock Braking System Module): ماژول کنترل سیستم ترمز ضد قفل.

Airbag Module (ACU – Airbag Control Unit): واحد کنترل سیستم ایربگ.

BSM (Built-in System Management) / CPH (Central Panel Hub): در برخی سیستم‌ها، این نودها وظیفه مدیریت توزیع برق و ارتباطات رو بر عهده دارن و ممکنه شامل جعبه فیوز هوشمند هم باشن.

DCM (Door Control Module): در خودروهای پیشرفته‌تر، هر درب ممکنه دارای یه ماژول کنترل مجزا باشه که تمام عملکردهای الکتریکی اون درب (شیشه‌بالابر، قفل، آینه) رو کنترل می‌کنه و با BCM ارتباط برقرار می‌کنه.

IPM (Intelligent Power Module) / IPC (Instrument Panel Cluster): صفحه کیلومتر خودرو که اطلاعات رو از سایر نودها دریافت کرده و روی نشانگرها و صفحه نمایش به راننده نمایش می‌ده. در سیستم‌های مالتی‌پلکس، خود صفحه کیلومتر یه نود هوشمنده.

SAM (Signal Acquisition Module): ماژول‌هایی که وظیفه جمع‌آوری سیگنال‌ها از سنسورهای مختلف رو بر عهده دارن و اون‌ها رو برای سایر نودها روی شبکه ارسال می‌کنن.

مثال‌هایی از سیستم‌های مالتی‌پلکس در خودروهای ایرانی:

سیستم SMS (سمند و دنا): در خودروهای سمند و دنا، ایران‌خودرو از یه سیستم مالتی‌پلکس با نودهای مختلف استفاده کرده.

سیستم EcoMux (رانا و برخی مدل‌های ۲۰۶ ایرانیزه): این سیستم هم نوعی سیستم مالتی‌پلکس هست که برای کاهش سیم‌کشی و افزایش قابلیت‌ها به کار رفته.

سیستم سازه پویش (Saipa Multiplex System): در برخی محصولات سایپا هم سیستم‌های مالتی‌پلکس به کار گرفته شدن.

هر کدوم از این سیستم‌ها ممکنه از پروتکل‌های ارتباطی و معماری‌های شبکه‌ای خاص خودشون استفاده کنن، اما هدف اصلی همگی کاهش پیچیدگی و افزایش کارایی سیستم برق خودرو هست.