Компьютерная диагностика ЭБУ двигателя автомобиля

Сегодня наша статья — про «мозги» автомобиля и своеобразный «центр управления» всеми функциями машины и о том, как их «поправить» компьютерной диагностикой. Прогресс не стоит на месте, и все больше механизмов в авто попадает под руководство ЭБУ. Хоть каждый производитель старается все детали делать качественными и долговечными, случается, что «мозг» автомобиля начинает «шалить» и выходит из строя.

Основные причины поломки ЭБУ

Диагностики выявляют довольно обширный список причин, по которым бортовые устройства выходят из строя. Например:

• механические повреждения, которые ЭБУ может получить при повреждении двигателя, например, от удара и сильных вибраций, при которых образуются микротрещины в его схемах и корпусе;
• резкие изменения температур, при которых блок управления авто перегревается;
• образование коррозии;
• попадание влаги в корпус ЭБУ, разгерметизация;
• некачественный и непрофессиональный ремонт;
• “прикуривание” машины, которая не завелась — от машины с включенным двигателем;
• перестановка клемм при подключении аккумулятора.

Не все из этих поломок критичны и полностью поломают ЭБУ, но в любом случае, лучше их избегать. Минимум раз в год нужно проводить диагностику электронного блока управлением.

Диагностика ЭБУ своими руками

Прогресс не стоит на месте, и теперь не обязательно ехать в автосервис для профессиональной диагностики ЭБУ, тем более, что компьютерная диагностика двигателя авто стоит от 1000 рублей и выше, а если машина часто показывает ошибки или ведет себя как-то «не так», то придется раскошелиться на диагностику. Теперь у каждого автомобилиста есть возможность диагностировать ЭБУ в домашних условиях. Нам понадобится лишь тестер или ноутбук с установленной программой для чтения «мозгов» автомобиля. Имея такое оборудование, можно будет считать ошибки или запрограммировать машину на определенные показатели.

Для старта диагностики нужно будет подключить ноутбук или тестер к разъему в машине через адаптер, включить программу и запустить зажигание. Появится сообщение о том, что диагностика началась и будут видны основные параметры ЭБУ.

Важно! Обратите особое внимание на раздел DTC, где собраны все ошибки, которые выдал двигатель с момента последней диагностики. Есть так же раздел «коды», где расшифровываются сбои и ошибки.

Другие важные параметры, которые нужно смотреть при чтении кодов ошибок блока управления:

1. параметр UACC — состояние аккумулятора, нормальное значение 14-14.5 В.
2. THR — положение дроссельной заслонки, нормальное значение — 0%.
3. QT — расход топлива, на холостом ходу — 0.6-0.9 л/час.
4. LUMS_W — коленвал при вращении, если больше 4 об/с, значит в цилиндрах воспламенение происходит неравномерно.

Другое оборудование для диагностики ЭБУ

Если возможно, то нужно использовать прибор — осциллограф, который передает информацию о работе всех систем автомобиля. Стоимость осциллографа — от 2 до 5 тысяч рублей.

Есть так же более упрощенный формат диагностического сканера для компьютерной диагностики ЭБУ — OBD II. Стоимость довольно приемлемая — от 700 рублей и более. Для диагностики понадобится программа, которая устанавливается на телефон. Схема подключения к авто такая же, как написано выше.

Диагностика ЭБУ – работа, не терпящая отсрочек

Электронный блок управления двигателем по праву считается одной из важнейших деталей автомобиля. Данное устройство не зря называют “мозгами” авто, ведь оно целиком и полностью отвечает за стабильность работы практически всех систем транспортного средства.

1 Распространенные причины поломок ЭБУ

С каждым годом на мировом рынке появляется все больше автомобилей, надежность и долговечность которых напрямую зависит от электронных систем. Абсолютно все производители пытаются оснастить машины последними моделями ЭБУ. Наряду с этим, механических составляющих в авто становится все меньше.

Как бы там ни было, применение электроники в автомобилестроении полностью оправданно. Производители блоков управления двигателями уделяют много внимания качеству материалов и сборке своей продукции. Именно поэтому “мозги” авто выходят из строя крайне редко. Но, как говорится, ничто не вечно. И даже качественный ЭБУ рано или поздно выйдет из строя.

Похожие статьи

В широких кругах специалистов уже давно составлен список наиболее распространенных причин, из-за которых ломается ЭБУ. К ним относятся:

• повреждения, полученные механическим путем. Блок управления двигателем повреждается от ударов и сильных вибраций, которые способствуют появлению микротрещин в его схемах и корпусе;
• резкие скачки температур, в результате которых перегревается сам блок управления двигателем;
• коррозия;
• разгерметизация и попадание влаги в корпус ЭБУ;
• вмешательство в работу блока людей, не имеющих нужных для этого навыков;
• так называемое “прикуривание” от машины с работающим мотором;
• перестановка клемм при подключении аккумулятора;
• включение стартера без подключенной силовой шины.

Все вышеуказанные факторы по-разному влияют на эффективность работы блока управления двигателем. Некоторые из них причиняют незначительный вред “мозгам” авто, а что-то способно мгновенно сломать блок. К счастью, способ предотвратить окончательную поломку блока все же есть – диагностика ЭБУ, которую стоит выполнять минимум раз в год. Только так можно сэкономить на дорогостоящем ремонте детали или ее полной замене.

2 Как произвести диагностику ЭБУ в домашних условиях

Многие водители считают, что заниматься проверкой работы блока управления двигателем должны только профессионалы. На самом деле, практически каждые “мозги” еще на заводе оснащаются встроенной системой самодиагностики. С ее помощью выявить какие-либо неисправности своими руками не составит труда даже неопытному водителю.

Блок управления двигателем представляет собой мини-компьютер, который должен выполнять специализированные задачи в реальном времени. Последние можно разделить на 3 категории:

1. обработка сигналов, поступающих от датчиков;
2. расчет воздействий для управления системами автомобиля;
3. регулировка работы исполнительных механизмов.

Чтобы начать проверку состояния блока управления двигателем, нам понадобится подключиться к нему. Сделать это можно с помощью специального тестера или ноутбука. На последнем заранее должна быть установлена программа, предназначенная для чтения диагностических данных. Современные авто оснащаются различными моделями ЭБУ. Мы же рассмотрим выполнение диагностики блока управления двигателем на примере модели Bosch M 7.9.7. Именно такие “мозги” устанавливаются на последних моделях автомобилей ВАЗ и многих иномарках.

Диагностику своими руками мы будем проводить с помощью бесплатной программы KWP-D. Помимо утилиты, нам понадобится адаптер, поддерживающий протокол KWP2000. Начинаем диагностику с подключения адаптера. Один его конец вставляем в порт ЭБУ, а второй – в ноутбук. После этого включаем зажигание автомобиля и запускаем программу. На дисплее ноутбука должно появиться сообщение о том, что операция по проверке наличия ошибок в работе ЭБУ успешно началась. После этого мы увидим таблицу с наиболее важными параметрами работы машины.

Необходимо обратить внимание на раздел DTC, в котором находятся все ошибки, выдаваемые двигателем. Если такие есть, то переходим в раздел “Коды”, где увидим расшифровку всех имеющихся сбоев. Если ошибок вы не обнаружили, значит, двигатель в идеальном состоянии.

Не стоит игнорировать и другие разделы таблицы. Информация в них не менее важная. Так, параметр UACC отвечает за состояние аккумулятора. Нормальные показатели для этого раздела находятся в пределах 14–14,5 В. Если напряжение вашего аккумулятора меньше – стоит тщательно проверить электрические цепи. Другой важный параметр – THR, который отвечает за положение дроссельной заслонки. При нормальной работе на холостом ходу датчик положения дросселя будет показывать 0 %. В противном случае стоит обратиться к специалисту.

Еще один важный показатель, который интересует всех водителей – это параметр QT, который отвечает за количество расхода топлива. На холостом ходу в разделе должны находиться цифры 0,6–0,9 л/час. Для более точной диагностики понадобится проверить напряжение в свечах зажигания автомобиля. Проверяя все эти показатели, водители очень часто игнорируют состояние коленвала при вращении, за который отвечает раздел LUMS_W. Если цифры в нем больше 4 об/с – это признак неравномерного воспламенения в цилиндрах. Также стоит проверить высоковольтные провода и свечи.

3 Оборудование для проверки блока управления

Диагностика и ремонт ЭБУ – дело отнюдь не сложное. Однако, как и в каждом деле, стоит всегда быть подготовленным. В случае с проверкой “мозгов” нам будет достаточно приобрести недорогие приборы. Они помогут выполнить всю работу самостоятельно. Первое, что необходимо иметь каждому водителю – это осциллограф. Данное устройство дает нужную информацию о работе всех систем автомобиля.

Полученные данные выводятся в численном или графическом виде. С помощью осциллографа мы можем сравнить имеющиеся цифры со стандартными показателями. Стоимость прибора – в районе 2–5 тыс. рублей. Еще одно важное устройство – это мотор-тестер. Он предназначен специально для определения показателей электронных систем двигателя. С его помощью можно получить информацию о падении оборотов при выключении цилиндров и разряжении в коллекторе впуска. Цена прибора колеблется в пределах 3 тыс. рублей.

Датчики систем управления двигателем

Датчиковая аппаратура – важная и неотъемлемая часть системы управления двигателем. Прежде чем начинать подробный разговор обо всем многообразии датчиков и методиках их диагностики, нужно ввести несколько фундаментальных понятий.

Что такое датчик, зачем он нужен, какую функцию выполняет?

Основным элементом системы управления двигателем является электронный блок управления (ЭБУ). Он способен воспринимать информацию только в виде электрических сигналов, характеризующихся тем или иным значением напряжения, частоты, скважности и т.п. Но параметры работы двигателя носят чисто физические характеристики. Чтобы сообщить их блоку управления, необходимо преобразовать физическую величину в величину электрическую, пригодную для обработки в блоке управления в соответствии с заложенной в него программой. Итак,

Датчик – это элемент системы управления двигателем, задача которого состоит в преобразовании физических величин, характеризующих работу двигателя, в электрические величины, пригодные для обработки электронным блоком управления.

Перечислим физические величины и явления, информация о которых необходима блоку управления:

• температура;
• давление;
• частота вращения;
• концентрация;
• количество воздуха;
• пространственное положение;
• вибрация.

Перечисленную совокупность датчики преобразуют в электрические параметры:

Принцип диагностики датчиковой аппаратуры

Диагностика любого датчика ЭСУД сводится к проверке адекватности преобразования физического параметра в электрический параметр.

Необходимо установить заведомо известное значение параметра на входе датчика и проконтролировать его выходной сигнал при помощи мотортестера или сканера.

Простой пример: датчик абсолютного давления во впускном коллекторе. В качестве эталона можно использовать атмосферное давление, которое будет присутствовать во впускном коллекторе заглушенного двигателя. Проконтролировав отображаемое датчиком в этом состоянии давление при помощи сканера, можно сделать вывод о достоверности его показаний.

Приведенный пример весьма примитивен, он призван лишь продемонстрировать общий принцип диагностики датчиковой аппаратуры. В обучающем курсе «Диагностика датчиковой аппаратуры» методики проверки каждого типа датчиков описаны очень подробно.

Предположим, есть некий датчик, подключенный к ЭБУ, и есть необходимость оценить его работоспособность (см. рисунок). Рассмотрим классическую схему подключения датчиков к блоку.

С блока управления на датчик подается питающее напряжение 5 В и масса. Сигнал с датчика поступает в блок и обрабатывается им.

Для проверки исправности датчиков применяются два основных диагностических прибора: сканер и мотортестер.

Подключив сканер, диагност получает возможность «увидеть» сигнал датчика «глазами» блока управления. Для того чтобы оценить выходной сигнал датчика при помощи мотортестера, необходимо подключить его щупы к цепи датчика, как показано на рисунке: один к массе, другой к сигнальному проводу.

Работа сканером более проста и удобна, но не следует забывать, что обмен информацией между ЭБУ и сканером происходит отнюдь не мгновенно, и какие-то интересные моменты сигнала можно попросту не обнаружить. Помимо этого, сканер невозможно использовать на достаточно старых автомобилях, примерно до середины девяностых годов, вследствие низкого уровня интеллекта и быстродействия тогдашних блоков управления.

Напротив, мотортестер позволяет оценить сигнал датчика очень качественно и подробно, не пропустив ни малейшей детали, хотя трудоемкость его применения выше, чем у сканера. Обратите внимание на то, что щупы мотортестера правильнее всего подключать непосредственно к разъему датчика. Особенно это касается щупа массы: не следует присоединять его к первой попавшейся точке массы двигателя.

Краткие итоги

Датчик представляет собой преобразователь физического параметра в параметр электрический, пригодный для обработки в ЭБУ. Физическими параметрами можно назвать температуру, давление, концентрацию, пространственное положение, количество воздуха, вибрацию. Электрические параметры, с которыми оперируют датчики, это напряжение, ток, частота. Проверку датчиков можно выполнить двумя приборами: сканером, подключив его к ЭБУ, и мотортестером, подключив его щупы непосредственно к сигнальному и массовому выводам датчика.

Особенности электрического подключения датчиков к цепям ЭСУД

Каким образом датчики подключаются к блоку управления?

Схема подключения датчиков представляет собой очень важный момент. Обратимся к рисунку.

Существует так называемая «масса», или общий провод электропроводки автомобиля. Она объединяет металлические части кузова и двигателя и подключается к минусовой клемме аккумулятора. Большинству датчиков требуется подключение к массе в силу особенностей их работы. ЭБУ также подключается к массе, на рисунке это точка 1.

Рассмотрим, каким образом подключается масса датчиков. На первый взгляд, массу можно подключить к датчику в любой ближайшей точке двигателя или кузова (точка 2), а сигнальный вывод датчика подключить к одному из контактов в разъеме блока. Посмотрим на полученную схему критически.

Что получается?

А получается, что цепь датчика включает в себя участок кузова или двигателя автомобиля между точками 2 и 1. Одновременно с этим по кузову идут токи мощных нагрузок вроде ламп головного света, вентиляторов, электродвигателей стеклоочистителя и т.п. Получается, что по одному и тому же пути идут слабые токи датчика, содержащие полезную информацию, и большие токи мощных нагрузок. В итоге в цепи датчика возникают сильные помехи от электроприборов автомобиля и системы зажигания.

Такая ситуация совершенно недопустима, и подобное подключение массы датчиков (за редчайшим исключением) нигде не используется.

Куда же подключается масса датчиков? Она подключается непосредственно к блоку управления.

В такой ситуации цепь датчика оказывается не привязанной к цепи протекания токов нагрузок и сигнал датчика без помех и искажений поступает в ЭБУ. Сам блок, конечно же, подключен к массе автомобиля. Внутренняя структура ЭБУ, его характерные дефекты и методики ремонта изложены в обучающем курсе «Ремонт электронных блоков управления».

Если открыть любую базу данных и посмотреть назначение выводов ЭБУ, то можно увидеть назначение выводов вроде «Масса датчика положения дроссельной заслонки», «Масса датчика абсолютного давления» и т.п. Отдельным выводом выполнена «Масса электронного блока управления». Вот это и есть точка подключения массы ЭБУ, а массы всех датчиков подключаются к ЭБУ отдельно, внутри него они соединяются вместе и подключаются к массе блока.

Убедиться в сказанном достаточно просто с помощью тестера: достаточно прозвонить цепь массы любого датчика на минусовую клемму аккумулятора, а затем, сняв разъем с ЭБУ, убедиться, что цепь разорвалась.

В качестве примера приведем часть схемы ЭСУД с блоком управления MR-140.

Несложно убедиться в том, что массы датчика температуры охлаждающей жидкости (Engine Coolant Temperature, ECT Sensor), датчика положения дроссельной заслонки (Throttle Position, TP Sensor), датчика температуры воздуха (Intake Air Temperature, IAT Sensor) объединены сборкой S101 и подключены к выводу М64 блока управления, обозначенному как вывод массы. В эту же точку подключены выводы массы и экранирующей оплетки датчика детонации (Knock Sensor). Массы датчиков давления в системе кондиционирования воздуха (Air Condition Pressure, ACP Sensor) и датчика неровной дороги (Rough Road Sensor) также объединены и подключены к выводу К34 электронного блока.

Есть два исключения из этого правила: резонансный датчик детонации конструкции GM, который применялся на первых системах управления ВАЗ, и однопроводной датчик концентрации кислорода. Но это исключения, а отнюдь не правило.

К сожалению, многолетняя практика диагностики двигателей дает право констатировать, что вышеизложенные факты понимают далеко не все специалисты автосервиса.

Приходилось видеть двигатели, в электропроводку которых было произведено вмешательство с целью создать более надежный контакт массы датчика расхода воздуха. При этом провод массы подсоединялся непосредственно к выводу датчика и к минусовой клемме аккумулятора. Такое решение совершенно недопустимо. Оно приводит к значительному повышению уровня помех в цепи датчика вследствие образования контура и даже может при определенных обстоятельствах вызвать выход ЭБУ из строя. Никакое изменение схемы подключения датчиков, никакое привнесение лишних проводов в ЭСУД недопустимо.

Существуют датчики, информацию с которых необходимо донести до ЭБУ максимально качественно, без помех. Примером может служить датчик положения коленчатого вала. В таком случае провода от датчика до ЭБУ заключают в экран, представляющий собой гибкую оплетку из алюминиевой фольги либо тонкого провода. Назначение экрана – защита цепи датчика от внешних электромагнитных помех. Сам экран также подключается к массовому проводу системы и обозначается на электрической схеме в виде пунктирного контура вокруг проводов. Примером такого подключения служит датчик детонации на рисунке выше.

Разновидности датчиков. Принцип работы и методики проверки

Если изучать датчиковую аппаратуру, опираясь на существующие руководства по ремонту той или иной марки автомобилей, то можно обнаружить, что в каждом руководстве используется один и тот же подход. Перечисляются датчики, входящие в состав описываемой системы управления, и озвучивается их назначение. Для другого двигателя и другой системы опять-таки перечисляются датчики и т.д.

В некоторых книгах датчики ЭСУД и контрольные датчики, необходимые, например, для работы панели приборов (датчик давления масла, уровня охлаждающей жидкости и т.п.) вообще свалены в одну кучу. Такой подход представляется неконструктивным и не отображающим истинной картины.

Рассматривая датчиковую аппаратуру, мы будем применять другой метод подачи информации. Все датчики будут рассматриваться не по признаку наличия их на той или иной ЭСУД, а по принципу действия, по физическому явлению, лежащему в основе их функционирования.

Такой подход видится гораздо более правильным и доступным для понимания. Датчики одного и того же принципа действия используются в абсолютно разных узлах автомобиля, и для диагноста, усвоившего принцип их работы и методику диагностики, не составит труда проверить работоспособность любого из них.

Например, датчик уровня топлива, датчик расхода воздуха флюгерного типа, датчик положения клапана рециркуляции отработанных газов и датчик положения педали акселератора, несмотря на кажущуюся несхожесть, диагностируются абсолютно одинаково, по одному и тому же принципу.

Поэтому будем рассматривать не наборы датчиков для той или иной системы управления, а их типы, исходя из физического принципа функционирования. Для примера разберем датчики потенциометрического типа.

Датчики потенциометрического типа

Это один из самых несложных в понимании принципов действия и диагностики типов датчиков.

Что такое потенциометр?

Его смысл зашифрован в самом названии: это измеритель электрического потенциала. В электрических схемах потенциометр обозначается следующим образом: стандартное обозначение резистора, но со стрелкой, символизирующий подвижный контакт.

Если на верхний вывод потенциометра подать напряжение, скажем, 12 В, а нижний соединить с массой, то при перемещении полозка потенциометра напряжение между массой и сигнальным выводом будет изменяться от нуля до 12 В. Это в идеальном случае, в реальности же напряжение не будет доходить до нуля и до 12 В. Конструктивно датчик представляет собой резистивную дорожку в форме дуги или подковы, по которой перемещается ползунок. Один конец резистивной дорожки подключается к массе, на другой подается питающее напряжение. С ползунка снимается выходной сигнал.

Такой потенциометр использовался когда-то давно на радиоэлектронной аппаратуре для регулировки громкости звука: на него подавалось напряжение звуковой частоты, а с полозка оно снималось и шло на усилитель. В итоге, вращая ручку регулятора, можно было установить желаемый уровень громкости.

Где такой датчик можно применять в автомобиле?

Совершенно очевидно, его можно использовать там, где необходимо измерить пространственное положение какого-либо узла. Не важно, какого именно. Если узел подвижный, если он перемещается и занимает различные положения, а нам необходимо это положение определить, то практически повсеместно для этого используются датчики потенциометрического типа.

Классический пример датчика положения – указатель уровня топлива в баке. Поплавок с рычагом, установленный на шарнир и имеющий возможность перемещаться в одной плоскости. Рычаг соединен с полозком потенциометрического датчика. Напряжение с полозка подается на панель приборов и отклоняет стрелку указателя. Нужно отметить, что такая схема работы указателя уровня топлива уже весьма устарела и на большинстве современных автомобилей, оснащенных электронной панелью приборов, не применяется.

Где датчики такого типа используются на двигателе? Перечислим основные области применения:

• датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
• датчик положения педали акселератора (ДППА);
• датчик положения клапана рециркуляции отработанных газов;
• датчик объемного расхода воздуха флюгерного типа;
• датчик положения заслонок впускного коллектора.

Перечислено далеко не все. Одним словом, везде, где нужно иметь информацию о пространственном положении узла, применяются датчики потенциометрического типа.

Методы диагностики таких датчиков рассмотрим на примере датчика положения дроссельной заслонки. Он устанавливается на дроссельном узле и преобразует в напряжение текущее положение дроссельной заслонки. На датчик подается напряжение 5 В с ЭБУ, но конструктивно датчик выполнен таким образом, что напряжение на нем никогда не будет равно 0 или 5 В. Это сделано для того, чтобы ЭБУ мог контролировать цепь датчика и различать нулевое положение и короткое замыкание сигнальной цепи на массу либо напротив, положение максимального открытия дросселя и замыкание на питающее напряжение 5 В. Поэтому в реальности напряжение на датчике изменяется не от 0 до 5 В, а от 0.3..0.5 В до 4.5..4.7 В.

Проверить работоспособность датчика можно двумя способами:

1. Сканером. Для выполнения проверки нужно подключить сканер, войти в режим «Поток данных» и найти в списке напряжение на датчике. Затем, медленно поворачивая дроссельную заслонку от закрытого до полностью открытого состояния, контролировать численное значение напряжения. Оно должно нарастать плавно, без падений до нуля или бросков до максимального значения. Как вариант, можно оценивать не напряжение, а рассчитанное блоком положение заслонки в процентах. Опять-таки, количество процентов должно расти плавно, без хаотических появлений 0% и 100%. Следует отметить, что вследствие конечной скорости обмена между ЭБУ и сканером при такой методике проверки возможен пропуск дефектного места на резистивной дорожке датчика.
2. Мотортестером. Измерение выполняется в режиме самописца. Щупы мотортестера необходимо подключить к массе и сигнальному выводу датчика. Включить зажигание. Плавно перемещая дроссельную заслонку, наблюдать за осциллограммой. Проверка мотортестером является наиболее достоверной, позволяет обнаружить малейшие нарушения резистивного слоя, и для полноценной диагностики датчика необходимо отдавать предпочтение именно ей.

Рассмотрим несколько примеров осциллограмм исправных и неисправных датчиков потенциометрического типа.

Осциллограмма исправного датчика. Напряжение нарастает плавно, без скачков и провалов.

Датчик неисправен. Имеется износ резистивного слоя, приводящий к небольшим скачкам напряжения.

Сильный износ резистивного слоя. Броски напряжения достигают максимально возможного.

Рассказать о диагностике всех типов датчиков в рамках одной статьи невозможно. Все тонкости и нюансы диагностики датчиков термоанемометрического, терморезистивного, пьезоэлектрического и других подробно рассмотрены в обучающем курсе «Диагностика датчиковой аппаратуры»