Для чего нужен электронный блок управления двигателем

Электронный блок управления: Для чего нужен-виды и принцип работы

Современный автомобиль – сложный агрегат, состоящий из набора компонентов, среди которых много электроники. Для нормального функционирования автомашины требуется слаженная работа компонентов по заданным алгоритмам. Обеспечивает синхронную и правильную работу электронный блок управления(ЭБУ) – узел, которым оснащены многие компоненты автомобиля.

Общее определение

Под электронным блоком управления подразумевают любую систему на микропроцессоре, которая отвечает за работу той или иной электрической компоненты автомобиля (или нескольких подсистем). Часто в англоязычной литературе встречается термин ECU, что расшифровывается как Electronic Control Unit.

Выделяют виды блоков:

• просто ECU – управляющий любой подсистемой ЭБУ, кроме двигателя;
• ECM – модуль, отвечающий за двигатель (по-английски Engine Control Module);
• объединенный моторно-трансмиссионный ЭБУ, управляющий и КПП, и двигателем;
• систему управления тормозами;
• блок управления автоматической коробкой передач;
• ЭБУ контроля подвески;
• центральный ЭБУ управления и блок синхронизации;
• главный ЭБУ;
• и пр.

Всего контроллеров в современном продвинутом автомобиле, оснащенном по последнему слову инженерной техники, бывает до 80, и более. Все вместе ЭБУ составляют единую систему – автомобильный компьютер.

Важным элементом ЭБУ является его программное обеспечение («прошивка»). Она отвечает за логику работы компонентов, и модификация прошивки ЭБУ способна существенно изменить эксплуатационные характеристики машины. Это часто используется любителями тюнинга и гонщиками, программно усиливающими те или иные стороны своего «железного коня» — оптимизирующими расход топлива, параметры разгона, и многое другое.

Модуль контроля двигателя

Его можно назвать одним из главных, поскольку этот электронный блок отвечает за сердце машины – ее мотор. ЭБУ получает информацию со множества датчиков, анализирует ее, основываясь на заложенных в прошивку алгоритмах, и посылает соответствующие сигналы на различные исполнительные устройства.

ЭБУ двигателя обменивается с другими элементами внутренней системы автомобиля по шине, называемойCAN (CANbus), объединяющей всю электронную начинку транспортного средства в сеть. Основные блоки, с которыми «общается» ЭБУ мотора:

• АКПП;
• антиблокировочная (ABS) система;
• стабилизирующие системы;
• тормоза;
• блок обеспечения безопасности;
• модуль курсовой устойчивости;
• круиз-контроль;
• климатическая установка.

Основные задачи ЭБУ двигателя:

• управление процессом зажигания;
• если двигатель инжекторный, то и управление системой впрыска;
• контроль за газораспределением мотора;
• слежение за датчиком дроссельной заслонки;
• поддержание целевой температуры в охлаждающей системе;
• анализ состава отработанных газов и контроль подсистемы рециркуляции таковых.

На датчики ЭБУ приходят данные с датчиков коленвала, сообщающие его частоту вращения и текущее положение. Блок считывает скорость автомобиля, параметры напряжения тока в бортовой электросети, и множество другой информации. В ЭБУ встроена система самодиагностики, которая зажигает сигнал CheckEngine на приборной панели в случае неполадок. Параллельно с этим в память ЭБУ записывается код обнаруженной ошибки, который в дальнейшем можно считать через сервисный разъем с помощью специального устройства и ПО. Это помогает определить неполадку.

На современных автомобилях часто используется диагностический универсальный разъем OBD2:

К нему подключается любое устройство, работающее по этому протоколу и умеющее «читать» данные из памяти.

Устройство ЭБУ двигателя

Технически данный ЭБ состоит из платы с распаянным на ней процессором и модулем памяти. Плата ЭБУ заключена в корпус из металла или пластика. На плате имеются выведенные через корпус разъемы, связывающие ЭБУ с системами автомобиля и позволяющие подключиться диагностическим приборам. В инструкции к машине всегда приводится расположение ЭБУ: обычно это место за бардачком, подкапотное пространство, или внутри переднего торпедо.

У ЭБУ на борту есть три вида запоминающих устройств (ЗУ):

• ППЗУ – программируемая постоянная память. В ней содержится код прошивки и параметры, по которым работает силовая установка;
• ОЗУ – ЗУ оперативное, иначе «оперативная память» ЭБУ. Она энергозависима, в ней хранятся временные сведения;
• ЭРПЗУ. Электрически программируемое ЗУ хранит некоторые данные – коды блокировки, ключи доступа, сведения о расходе топлива, пробеге и периоде работы мотора.

Прошивка ЭБУ делится на контрольную часть и функциональную. Первая проверяет приходящие на блок сигналы и, если обнаружены неверные значения, корректирует их или блокирует двигатель, предотвращая поломку. Вторая принимает данные, обрабатывает их и отправляет результат от ЭБУ в виде импульсов на нужные устройства.

Схема работы ЭБУ мотора:

Иногда блок перепрограммируют. Это делают в целях чип-тюнинга, чтобы снимать больше мощности с двигателя и улучшить другие его параметры. Чип-тюнинг ЭБУ требует знания специальных протоколов доступа и наличия сертифицированного ПО. Информацию о внутреннем устройстве своих электронных блоков автоконцерны выдают публике крайне неохотно, поэтому чип-тюнинг может обойтись дорого: обладатели информации знают ей цену.

Неполадки и ремонт

ЭБУ двигателя выходит из строя из-за физических повреждений или некорректно настроенного программного обеспечения. Если блок «барахлит», мощность двигателя упадет, водитель будет ощущать «просадки», высокий расход топлива и другие симптомы, а иногда мотор и вовсе отказывается заводиться. На панели будет гореть индикатор Check Engine, появляющийся даже после сброса ошибок ЭБУ.

Неисправности ЭБУ возникают по причинам:

• внешнее воздействие на ЭБУ – попадание влаги и влияние коррозии, сильные удары, постоянная существенная вибрация, перегрев из-за выхода охлаждения платы из строя;
• электрические причины – короткое замыкание, возникновение перегрузки в бортовой сети авто.
• ЭБУ – сложное и дорогое устройство, замена или ремонт его недешевы. Для установки нового модуля его придется подбирать для конкретного автомобиля, чтобы ЭБУ подходил под все параметры. А после подбора и установки модуль придется правильно настроить, чтобы гарантировать исправную работу всех подконтрольных ему систем.

Блок управления АКПП

Автоматическая коробка передач – агрегат весьма сложный и высокотехнологичный, в управлении им задействована электроника, ориентирующаяся на сигналы различных датчиков. Они передают информацию ЭБУ АКПП, прошитое в блок программное обеспечение обрабатывает их и шлет сигналы для изменения режима работы коробки.

Как и ЭБУ двигателя, соответствующий модуль коробки — плата с процессором, устройством памяти и портами ввода-вывода:

Функции и задачи ЭБУ коробки

ЭБУ отвечает за исполнение нескольких задач:

• контроль режимов коробки и переключение таковых при необходимости;
• диагностика системы;
• запоминание ошибок для дальнейшего разбора проблемы и ремонта.

ЭБУ, как правило, монтируется в собственном корпусе:

Местоположение ЭБУ

Блок управления автоматической коробкой может располагаться:

• непосредственно в корпусе АКПП;
• вне таковой.

Первый вариант позволяет существенно уменьшить количество проводки в автомобиле, поскольку меньше проводных «жгутов» идет от электронного мозга ЭБУ к датчикам. Но есть и минусы:

• тяжелый температурный режим. Коробка в процессе работы существенно нагревается, что негативно влияет на тонкую электронную начинку платы контроллера ЭБУ;
• затруднения при ремонте: любая операция с ЭБУ требует разбора коробки, что делает ремонт сложнее и дороже.

Пример локации ЭБУ внутри коробки:

Внешнее расположение ЭБУ лишено недостатков внутреннего: не такие высокие температуры, можно дополнительно защитить ЭБУ от влаги и прочих негативных воздействий. Кроме того, облегчается доступ к блоку для сервисно-ремонтных операций, и у инженеров есть возможность расположить ЭБУ удобным образом

Но есть и минус: при такой компоновке ЭБУ приходится протягивать длинные жгуты проводов, чтобы связать воедино ЭБУ, датчики и сервоприводы.

Неисправности ЭБУ

Наиболее частая причина поломки управляющего модуля АКПП:

• сильный удар по коробке (трескается плата ЭБУ, процессор или чип памяти);
• вибрационные воздействия;
• высокая температура;
• скачки напряжения в бортовой сети;
• коррозия под воздействием влаги.

Неисправность электроники коробки приводят к неправильному переключению передач или ситуации, когда АКПП переходит в аварийный режим, работая только на одной передаче (обычно на третьей). Если есть любые подозрения насчет исправности ЭБУ коробки, следует как можно скорее обратиться в специализированный сервис.

Важно: двигаться на неисправной АКПП категорически не рекомендуется! Это может привести к повреждениям не только ЭБУ, но и механической части коробки. Везти авто в сервис следует на эвакуаторе.

Диагностика неисправного ЭБУ коробки проводится специальным оборудованием. Обычно неисправный ЭБУ стараются просто заменить, поскольку если перепаять сгоревшие конденсаторы еще относительно просто, но замена микросхем ЭБУ – операция трудоемкая, при этом подходящий чип еще нужно найти. Поэтому часто лучший вариант – замена ЭБУ, такой шаг полностью решит проблемы с коробкой и вернет ей работоспособность.

Еще один важный момент – чинить ЭБУ коробки (и любое в принципе) должен только знающий специалист. Услуги по ремонту АКПП предлагают многие «гаражные» сервисы, но они не способны гарантировать качество услуги, и после их вмешательства коробка способна «умереть» окончательно.

Прочие виды ЭБУ

Остальные контрольные блоки, управляющие другими электронными системами (круиз-контроль, модуль управления тормозами, освещение и пр.), работают по схожим принципам и подвержены аналогичным неисправностям.

Важно следить за состоянием электроники и ЭБУ автомобиля, обслуживать их и своевременно обращаться за ремонтом при неполадках: это обеспечит бесперебойную и слаженную работу всех систем авто.

Источник

ЭБУ: принцип работы, достоинства и недостатки, причины поломок

Электронный блок управления двигателем – без этого компонента современный автомобиль попросту немыслим. Во всей системе управления силовым агрегатом ЭБУ является основным элементом.

Задача электронного блока управления двигателем

Его назначение состоит в приеме поступающей информации, которую направляют различные датчики. Эти данные обрабатываются по особому алгоритму, после чего создаются команды для составляющих исполнительного характера. Наличие в конструкции авто ЭБУ дает возможность оптимизировать главные показатели функционирования силового агрегата:

• крутящий момент;
• мощность;
• состав отработавших газов;
• расход и т.д.

А еще именно электроника осуществляет диагностику всех систем машины.

Немного истории

Появление электронного блока управления двигателем было обусловлено необходимостью подачи в цилиндры мотора топливной смеси в нужном количестве и требуемой консистенции. До создания электронного блока эти функции выполнял карбюратор, на совершенствование которого были направлены основные силы конструкторов.

Однако, появление доступных и дешевых микрочипов ознаменовало закат карбюраторной эпохи, что произошло в 70-х годах. Но первые электронные блоки были созданы итальянцами из Alfa Romeo для их модели 6C2500, что произошло в середине 50-х годов. Назывался этот блок – «Caproni-Fuscaldo».

Постепенно ЭБУ совершенствовались, «учились» охватывать показания все большего числа датчиков, управлять системой охлаждения и зажигания, становились производительнее и т. д. Современный электронный блок в состоянии создать Controller area network – единую систему управления – обмениваясь данными с другими системами авто.

Компоненты ЭБУ

Все составные части блока управлением можно поделить на 2 больших блока:

Программное обеспечение

Оно состоит из пары модулей вычислительного характера:

• контрольного – он настроен на инспектирование исходящих сигналов, а также их корректировку, если в этом есть необходимость. Причем данный модуль в состоянии даже заглушить силовой агрегат;
• функционального – в его задачи входит получение сигналов, поступающих от различных датчиков, дальнейшая их обработка, а также формирование команд для приборов исполнительного характера.

Аппаратное обеспечение

Оно состоит из массы электронных элементов – микропроцессоров и других. Установленный аналогово-цифровой преобразователь ловит аналоговые сигналы, что идут от разных датчиков, и переводит их в цифровой формат, на который и ориентирован микропроцессор. Если имеется необходимость обратного преобразования (команд, поступающих от процессора), то преобразователь переводит и их. Кроме того, на ЭБУ поступают и импульсные сигналы, которые также проходят через преобразователь для изменения их формата в цифровые.

Принцип работы электронного блока

Функционирование ЭБУ заключается в приеме информации из различных датчиков, число которых на современных моделях достигает 20-ти и более:

• данные о расходе воздуха;
• показатели с лямбда-зонда;
• информация о коленчатом вале (его положение и частота вращения детали);
• сигналы о неровности трассы и т. д.

Помимо обработки этих сигналов, ЭБУ отправляет сигналы различным устройствам:

• зажигание – это может быт как одна катушка, так и сразу несколько (зависит от типа силового агрегата). Данный узел отвечает за своевременную подачу искры со свечи в цилиндры мотора.
• световой индикатор – его назначение состоит в выдаче уведомлений о наличии ошибок, причем как в двигателе, так и непосредственно в блоке.
• форсунки – посредством них осуществляется впрыск горючего в цилиндры. При этом частота изменения количества этого горючего постоянно меняется, ведь зависит от различных условий. В данном случае на первый план выходят характеристики форсунок (реакция их управляющих компонентов на перемены команд из ЭБУ, а также скорость их функционирования).
• тестеры – оборудование диагностического назначения подключается через специальный разъем, если возникает необходимость в проверке мотора и электронного блока управления двигателем.

Плюсы и минусы электронного блока управления двигателем

Несмотря на очевидные достоинства ЭБУ, у него имеются не только сильные стороны.

Достоинства ЭБУ

• оптимизация динамических показателей;
• снижение расхода;
• простота запуска мотора – ЭБУ оперативно адаптируется в непростых условиях функционирования (прогрев мотора зимой или режим холостого хода);
• отсутствие потребности в ручной регулировке;
• повышение показателей экологической чистоты.

Недостатки ЭБУ

• дороговизна компонентов;
• невозможность ремонта – только замена;
• потребность в дорогом и сложном оборудовании для диагностики ЭБУ, а еще специально обученных техниках и электриках;
• высокие требования относительно показателей надежности в электропитании;
• необходимость в качественном горючем.

Признаки выхода из строя ЭБУ и причины его поломок

Как правило, поломка ЭБУ характеризуется наличием следующих признаков:

• блок не реагирует на сигналы с лямбда-зонда – показания датчиков температуры, а также положения дроссельной заслонки;
• отсутствуют сигналы, свидетельствующие об управлении разными компонентами исполнительного характера – клапаном холостого хода, системой зажигания, топливными форсунками, бензонасосом и т. д.
• повреждения механического характера – перегоревшие проводники или микросхемы.

Видео: Ремонт электронных блоков управления

Обычно выделяют несколько наиболее распространенных случаев, что в состоянии привести к подобной неисправности:

• попадание влаги на поверхность ЭБУ;
• замыкание проводки вследствие ее обрыва или иного фактора;
• неверная полярность во время подключения аккумулятора;
• активация стартера, когда силовая шина отключена;
• когда аккумулятор «прикуривается» от автомобиля, у которого запущен двигатель;
• если аккумуляторная клемма снимается при работающем моторе;
• в случае, когда в процессе проведения сварочных работ электрод цепляет проводку машины или ее датчики;
• ремонт либо установка сигнализации неквалифицированным электриком;
• поломки в системе зажигания (ее высоковольтной части) – это могут быть провода, катушки зажигания или распределитель.

При инспектировании необходимо сначала проверить возможности обеспечения, а только потом возможности исполнения. Причем для авто есть таблицы значимости каждого компонента. Причина такого ранжирования в том, что утрата только одной функции обеспечения, как правило, тянет за собой потерю сразу нескольких функций исполнения.

Как видно, электронный блок управления двигателем играет ключевую роль в процессе функционирования всей системы. Поэтому неисправности данного компонента должны быть устранены.

Источник