Электронная система управления двигателем в автомобиле: разбираем, что это и принцип работы

Основные достоинства и недостатки ЭБУ

Несмотря на наличие множества преимуществ, у электронных модулей есть и недостатки.

Достоинства ЭБУ

Плюсы устройств:

• возможность оптимизации динамических параметров работы ДВС;
• снижение расхода горючего при правильной регулировке соотношения воздуха и топлива;
• простота пуска силового агрегата — модуль быстро адаптирует двигатель для работы в разных условиях, к примеру, при функционировании на холостом ходу;
• при установке ЭБУ в авто у владельца машины отпадает необходимость в ручной регулировке параметров работы ДВС;
• увеличение показателей экологичной чистоты при правильной регулировке объемов вредных веществ в отработанных газах.

Недостатки ЭБУ

Минусы электронных модулей:

• высокая цена на составляющие элементы, если возникнет необходимость проведения ремонта модуля;
• при неполадках блок часто не подлежит ремонту, его приходится менять целиком;
• необходимость в эксплуатации недешевого и сложного оборудования для проверки модуля, иногда для диагностики требуются квалифицированные мастера;
• повышенные требования параметров надежности питания бортовой сети — скачки напряжения могут привести к поломке ЭБУ;
• необходимость использования только качественного топлива при заправке машины.

Канал Avto-blogger подробно рассказал об особенностях и недостатках электронных модулей.

Виды входных и выходных сигналов

ECU обрабатывает всего несколько типов входных сигналов:

• цифровой сигнал (имеет всего два уровня – «высокий» и «низкий»). Еще такой сигнал называется логическим, так как он имеет всего два значения – истина или ложь (true/false), логический 0 либо логическая 1;
• импульсный сигнал — кратковременное изменение физической величины. К примеру, по количеству импульсов с датчика АБС блок управления рассчитывает скорость вращения каждого из колес;
• аналоговый сигнал – описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений. В автомобиле к таким сигналам относится измерение напряжения.

Задающие каскады, использующиеся для управления исполнительными механизмами, могут формировать переключающий сигнал и сигнал с широтно-импульсной модуляцией

ШИМ-сигнал характеризируется скважностью импульсов – соотношением периода импульсов к их длительности. Скважность выражается в процентах, которые показывают соотношение периода подачи напряжения к периоду обесточенного состояния

К примеру, если скважность сигнала управления регулятором холостого хода (РХХ) составляет 50%, то шток регулятора будет выдвинут на половину хода.

Тогда как широтно-импульсная модуляция позволяет гибко управлять исполнительным устройством, переключающий сигнал имеет только два состояния – включено или выключено. Таким сигналом будет включение вентилятора, муфты кондиционера и т.п.

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.

Где искать ЭБУ в автомобиле

На самом деле блок управления может находиться в различных точках. Все зависит от определенной марки авто и даже от конкретной модификации и даже года выпуска. Существует две основных зоны, куда обычно автопроизводители монтируют ЭБУ:

• Салон. Учитывая, что в салоне множество свободного пространства, искать стоит согласно рекомендациям производителя. Он может располагаться под панелью и даже под задним сиденьем. Причем все больше производителей отдают предпочтение именно последнему варианту. Крайне редко устанавливается блок в багажнике.
• Под капотом. Вообще, по мнению многих инженеров, располагать блок управления под капотом не совсем корректная идея. Здесь он подвергается полному спектру негативных факторов. Даже корпус не в состоянии обеспечить полную защиту. Находится ЭБУ рядом с аккумулятором или отделом с предохранителями.

Как выполнить ремонт гидроблока своими руками

Перед началом ремонта гидроблока АКПП нужно собрать коды ошибок. Изучить устройство, типичные проблемы данной модели. Заказать расходники, например готовый ремкомплект Мастеркит, Оверолкит, Транстек и др.

В комплекте должны быть прокладка для гидроблока и поддона, уплотнительные кольца для сливной и заливной пробок. Без замены фильтра АКПП вся идея ремонта окажется бессмысленной. Но в необслуживаемых моделях автомата, например TF-80SC, придётся снимать всю коробку.

Из инструментов и материалов понадобятся:

• ключи для откручивания заливной и сливной пробок;
• трещотка и головки Torx для снятия поддона и гидроблока;
• трансмиссионное масло;
• ёмкость для слива;
• воронка со шлангом для залива жидкости;
• поднос с секциями или самодельная гармошка.
• чистая тряпка без ворса.

Общая последовательность ремонта гидроблока АКПП:

1. Слить старую жидкость.
2. Открутить поддон. Некоторые умельцы ставят поддон на герметик, экономя на прокладке, а отдирать его шпателем или обстукивать пластиковым молотком то ещё удовольствие. Кроме того, фрагменты герметика могут попасть в поддон, а оттуда в масло АКПП.
3. Протереть плоскость прилегания поддона.
4. Промыть поддон и магниты. Поставить новую прокладку.
5. Снять старый фильтр.
6. Отсоединить разъёмы соленоидов. Отключить датчики.
7. Открутить болты гидроблока.
8. Отвинтить и вынуть соленоиды.
9. Располовинить гидроплиту. Вытащить пружины, плунжеры, шарики в соответствии с мануалом.
10. Промыть все детали, осмотреть их целостность.
11. При необходимости проверить сопротивление соленоидов.
12. Установить клапаны по схеме. Поставить новую прокладку. Собрать гидроблок.
13. Закрутить соленоиды на место.
14. Собрать коробку с новым фильтром.
15. Залить новую жидкость в объёме слитой с добавлением 0,1 — 0,3 л в качестве компенсации пролитой. Разогреть АКПП. Проверить уровень ATF.

Распиновка разъемов ЭБУ ВАЗ Bosch

Bosch 7.9.7 Январь 7.2

Полезное: Распиновка замка зажигания ВАЗ

Распространенные неисправности ЭБУ и их причины

Электронная система управления может выйти из строя по разным причинам. Так или иначе, автовладелец в таком случае столкнется с необходимостью проведения диагностики, чтобы точно определить неисправность блока, поскольку в большинстве случаев эти устройства ремонту не подлежат. Как показывает практика, даже специалисты обычно не берутся за ремонт девайса, а просто меняют его на новый. Но в любом случае, перед тем, как попрощаться с ЭБУ, необходимо тщательно разобраться в том, по каким причинам он вышел из строя.

Контроллер электронной системы управления мотором российского производства

По мнению многих электриков, с которыми мы консультировались при написании этого материала, основной причиной выхода из строя блока являются скачки напряжения в бортовой сети. Перенапряжение же обычно появляется в результате короткого замыкания одного или нескольких соленоидов.

Но это — только одна из самых распространенных причин, по факту их значительно больше:

1. Выход из строя девайса может произойти в результате его механического повреждения. К примеру, это мог быть сильный удар или большие вибрации, по причине которых на съеме модуля появилась трещина. Также трещины и повреждения могут образоваться в местах пайки элементов или контактов.
2. Контроллер ЭСУД перегрелся, такая проблема обычно появляется в результате температурных перепадов. На практике известны случаи, когда при низких отрицательных температурах водители заводили двигатели на высоких оборотах, пытаясь обеспечить точный запуск силового агрегата. В этот момент и мог возникнуть перегрев.
3. Воздействие на контроллер ЭСУД коррозии. Образование коррозии на структуре модуля может быть обусловлено перепадами влажности воздуха в салоне, а также скоплением конденсата или попаданием влаги в моторный отсек транспортного средства.
4. Нарушение герметизации девайса. Такая проблема приведет к причине неисправности, описанной выше — в частности, попаданию воды в конструкцию модуля.
5. Если нет связи с ЭБУ то такая неисправность могла быть вызвана вмешательством посторонних в систему управления, что могло способствовать нарушению целостности конструкции. К примеру, если от аккумулятора авто пытались «подкурить» другой автомобиль, при этом двигатель первого был заведен, также с АКБ при работающем моторе могли быть отсоединены клеммы. Кроме того, проблема могла возникнуть в результате того, что при подключении АКБ была перепутана его полярность, то есть клеммы были соединены неправильно. В некоторых случаях неисправность может появиться после включения стартерного узла, к которому не была подключена силовая шина.

Устройство и принцип работы ЭБУ

Корпус ЭБУ служит для защиты электронных компонентов от влияния внешних факторов: влаги, механических повреждений и частично от температурных перепадов. Если блок размещается в подкапотном пространстве, корпус делается из алюминия. Если же контроллер расположен в салоне автомобиля, где меньше неблагоприятных воздействий, внешняя оболочка будет скорей всего пластиковой.

ЭБУ Chevroelt AVEO в кузове T300 ЭБУ BOSCH M7.9.7

Плата, которая находится внутри корпуса, напоминает материнскую плату любого компьютера или ноутбука, и даже содержит аналогичные элементы. Кроме того, блок управления имеет три типа памяти.

1. Программируемое постоянно запоминающее устройство, оно же ППЗУ. Здесь хранится ПО для выполнения всех задач.
2. Оперативная память, она же ОЗУ. Как и в компьютере, оперативная память нужна для обработки поступающей информации в реальном времени. Оперативная память ничего не фиксирует дольше, чем длится обработка данных.
3. Электронно репрограммируемое запоминающее устройство или ЭРПЗУ. Это полупостоянная память, где фиксируются данные, меняющиеся со временем: пробег, расход топлива, коды доступа и т.д.

ПО или программное обеспечение – это пакет специфических программ, необходимых для управления всеми системами конкретного автомобиля. Под каждую модификацию создается свое ПО, чтобы блок управления работал корректно. Оно бывает двух типов: функциональное и контрольное.

1. Функциональное ПО – это и есть те самые программы, которые предназначены для управления всеми подотчетными системами автомобиля. Они работают с данными, поступающими от датчиков, обрабатывают эти данные в соответствии с заложенными алгоритмами и выдают команды на связанные системы для регулировки их работы.
2. Контрольное ПО – это отдельные элементы, в которых происходит сравнение данных, полученных от датчиков, с контрольными показателями, а затем поиск ошибок и передача информации об этих ошибках на ЭБУ. В зависимости от серьезности этих ошибок, блок управления либо корректирует работу систем автомобиля, чтобы устранить причину, либо включает информационные пиктограммы на панели управления (например, значок масла или Check Engine), либо вообще блокирует работу двигателя.

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.

Ремонт ЭБУ двигателем и подбор блока для замены

Важно понимать, что ремонт электронного блока управления является сложной и ответственной процедурой, которая требует определенных навыков, оборудования, знаний и понимания принципов работы устройства. При этом ремонтировать блоки управления рекомендуется только в тех случаях, когда заменить контроллер на исправный нет возможности

Как правило, не удается заменить ЭБУ на старых и редких автомобилях (возникают трудности с подбором как нового, так и б/у контроллера), а также тогда, когда стоимость блока очень высока

При этом ремонтировать блоки управления рекомендуется только в тех случаях, когда заменить контроллер на исправный нет возможности. Как правило, не удается заменить ЭБУ на старых и редких автомобилях (возникают трудности с подбором как нового, так и б/у контроллера), а также тогда, когда стоимость блока очень высока.

Простыми словами, на обычном СТО блок просто меняется на новый или заведомо рабочий. В остальных случаях попытки ремонта могут не только не принести желаемого результата, но и усугубить ситуацию. По этой причине ремонтировать блок нужно только в специализированных центрах, которые сами определят, целесообразно или нет проводить ремонтные процедуры с тем или иным типом устройств.

Теперь перейдем к подбору устройства в рамках замены. Как уже говорилось выше, сначала нужно найти возможную причину, которая и привела к выходу блока из строя. Это позволит избежать скорой замены только что установленного ЭБУ.

Итак, необходимо учитывать, что в продаже часто встречаются восстановленные блоки, причем ремонт провел сам завод-изготовитель. Такая практика является нормальной, так как экономически заводу выгоднее восстановить старый блок, чем изготавливать новый. Естественно, завод не будет ремонтировать полностью залитый водой, разбитый или сожженный ЭБУ. При этом на восстановленную деталь должна даваться гарантия, как на новое устройство.

При выборе нужно понимать, что визуально, а также по разъемам и маркировке электронные блоки управления могут быть одинаковыми, однако ПО в таких устройствах разное. Дело в том, что для каждого типа ДВС на той или иной модели двигателя, а также в зависимости от года выпуска, программное обеспечение может сильно отличаться.

Вполне очевидно, что новый электронный блок должен быть точно таким же, как и старый. Для подбора нужно не только учитывать марку и модель автомобиля, но и объем/тип двигателя, год выпуска авто, VIN-код, а также все маркировки, которые производитель нанес на сам блок.

После того, как нужный блок был подобран, остается только реализовать подключение устройства к соответствующим разъемам. На практике ЭБУ далеко не всегда рассоложен в удобном и легкодоступном месте, так что нужно знать, где стоит блок управления двигателем на том или ином автомобиле. Перед подключением клеммы с АКБ следует обязательно снять.

Еще нужно помнить, что многие электронные блоки управления нуждаются в дополнительной настройке. В одном случае это просто автоматическая подстройка ЭБУ под параметры и особенности работы конкретного авто (самоадаптация). Для такой подстройки на машине нужно просто поездить в разных режимах.

Результата добиваются путем изменения штатного ПО и заводских стандартных настроек, которые «зашиты» в память ЭБУ. Качественно такую процедуру могут выполнить только квалифицированные специалисты, которые имеют подходящее программное обеспечение и оборудование.

Назначение электронного блока управления ECU, принцип работы устройства. Входной и выходной сигнал ЭБУ, преобразование аналогового и цифрового сигнала.

Место расположения электронного блока управления двигателем (ЭБУ, ECU) автомобиля на разных транспортных средствах. Назначение и функции ЭБУ, особенности.

Топливные карты, чип-тюнинг и тюнинг-бокс. Влияние ЭБУ на состав рабочей смеси. Зависимость показателя AFR от различных режимов работы двигателя, детонация.

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы.

Модуль увеличения мощности дизельного двигателя. Виды чип-боксов, особенности подключения и работы данных блоков. Преимущества и недостатки тюнинг-бокса.

Прошивка дизельного ДВС, преимущества и недостатки чип-тюнинга. Негативные последствия чип-тюнинга турбодизельного мотора.

Кто делает эти прошивки? Каким производителям можно доверять?

Изначально производители прошивок появились там, где территориально выпускалась модель того или иного авто. По мере распространения информации о программировании ЭБУ сформировался рынок услуги по корректировки прошивок.

В СНГ и России услуга перепрограммирование ЭБУ появилась очень скоро после появления инжекторных автомобилей под управлением компьютера, создания устройств для прошивки мозгов и программ изменения калибровочных данных.

Первоначально они были достаточно доступны и калибровкой прошивок стали заниматься в каждом гараже, но по мере усложнения и удорожания технологий программирования и калибровки число таких чиптюнеров сократилось.

Источник

Самостоятельная диагностика

Определить некоторые неисправности ЭБУ можно и самостоятельно. Или, по крайней мере, понять, подает ли он «признаки жизни». Это также возможно благодаря системе самодиагностики, которую имеют практически все блоки управления. Если автолюбитель хочет произвести самостоятельную диагностику, ему понадобится специальный тестер или же компьютер с предустановленной программой . Ее будет несложно найти в интернете. Кроме того, понадобится адаптер. Вот что нужно сделать:

• Подключить адаптер к USB-порту компьютера и к выходу электронного блока;
• Включить зажигание (сам двигатель запускать не обязательно);
• Запустить предварительно скачанную и установленную диагностическую проверку на компьютере;
• Наблюдать за тем, как на экране появится сообщение о начале диагностики. Если его нет, проверьте надежность подключения;
• Перейти в раздел DTC (может иметь другое название в зависимости от программы) – он содержит коды всех неисправностей. Коды зашифрованы, а расшифровать их можно в той же программе или с помощью данных из технической документации к вашему автомобилю.

К несчастью, бывают случаи, когда компьютер не удается подключить к блоку. В этом случае автолюбителю понадобится осциллограф, кабель и специализированное программное обеспечение. Нужный софт найти несложно, а вот с осциллографом

могут возникнуть проблемы. Далее, диагностику нужно будет продолжить уже при помощи тестера или же мультиметра. Автолюбителю придется внимательно изучить электрическую схему контроллера и производить замеры сопротивлений. Лучше всего обратиться к специалистам, но если у автолюбитель хорошо подкован в вопросам электротехники и имеет много времени для диагностики, выявить проблему он сможет и самостоятельно.

Как выглядит электронный блок управления

Многие автолюбители представляют его в виде компьютера, с монитором и сложным процессором. Однако, это не так. ЭБУ – всего лишь, маленькая прямоугольная деталь, с равной длиной и шириной (30/30 см), высотой ребра не более 7 см, в которую входят провода (CAN – шины). В корпусе имеется разъем для встроенного программного обеспечения, точнее, его обновления. С помощью CAN диагносты легко определяют характер и место поломки, считывая коды ошибок присоединенным тестером. Это избавляет от поиска вручную, тем самым ускоряет ремонт автомобиля.

Корпус ЭБУ имеет ребра для избавления от излишнего перегрева микросхемы. Если он вмонтирован снаружи, то корпус его металлический, а если он внутри – пластиковый. В корпус встроены два модуля: программный и аппаратный. В свою очередь, программный модуль состоит из:

— функционального модуля (принимает данные, обрабатывает их, посылает приказы исполнительным системам);

— контролирующего – производит мониторинг исходящих сигналов, в случае несоответствия блокирует его передачу. Он может даже заглушить двигатель.

При помощи электронных элементов, аппаратная часть блока преображает аналоговые сигналы с датчиков в цифровой контент для программной части.

На чипах реализуются стандарты связи в автомобиле. Самым популярным стандартом является CAN (Controller-Area Networking). Он объединяет цифровые и электронные системы в общую сеть. Благодаря применению стандарта, каждый модуль передает сигналы об ошибках в центральный модуль, откуда он выводится на панель приборов, способствуя быстрой диагностике. Каждая ошибка имеет код, он сохраняется. Когда специалисты подсоединяются к блоку, в целях диагностики, на экран выводятся сохраненные коды ошибок.

Итак, ЭБУ устроен просто, даже примитивно. Однако специалисты не советуют лезть в мозг устройства, даже опытным водителям. Оставьте это профессионалам!

Вывод

ЭБУ двигателя – это, пожалуй, самый ответственный элемент бортовой электросистемы автомобили. Благодаря нему силовой агрегат имеет оптимальную производительность, состав выхлопа и высокую стабильность работы. Неисправности в работе ЭБУ возникают часто, но в большинстве случаев они обусловлены проблемой с каким-либо электрическим и электромеханическом элементом автомобиля. Если проблема кроется именно в ЭБУ, то нередко единственным способом ее решения является… дорогостоящая замена блока. Советуем обращаться к проверенным специалистам для диагностики, а уже потом строить планы по покупке необходимых запчастей и дальнейшей их установке.