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

Сегодня подавляющее количество автомобилей, выпускающихся во всем мире, оборудованы ЭСУД. Это позволяет сделать работу двигателя более эффективной, а саму езду на автомобиле более безопасной и комфортной. Бензиновый мотор или дизельный – не важно.

ЭСУД что такое, расшифровка

ЭСУД – электронная система управления двигателем. Представляет собой комплект электронно-вычислительного оборудования, отвечающего за работу только двигателя или двигателя вместе с другими системами легковой машины. По сути это автомобильный бортовой компьютер.

Виды систем

ЭСУД делятся на два типа, имеющие свои преимущества и недостатки:

1. В первом случае, который часто называют английской аббревиатурой ECM (Engine Control Module), компьютер управляет только мотором.
2. Во втором, ECU (Electronic Control Unit), он отвечает за все системы машины: двигатель, подвеску и т. д.

ВАЖНО! Общий для всех систем блок применяется чаще, поскольку это упрощает внутреннее устройство автомобиля с конструктивной точки зрения и удешевляет сборку. То есть, проще провести все провода от всех датчиков в одно место, чем устанавливать их в разные места.

С другой стороны, единый блок – менее безопасный вариант, чем «раздельные зоны ответственности» для разных систем. Его неисправность отразится на работе всех механизмов машины в то время как отдельные блоки работают независимо друг от друга. Например, тормозная система может сработать корректно при неисправности управления или двигателя.

Единый блок управления состоит из следующих элементов:

• Моторно-трансмиссионный блок.
• Блок контроля тормозной системы.
• Центральный блок управления.
• Синхронизационный блок.
• Блок контроля кузова.
• Блок контроля подвески.

Где находится ЭСУД

В подавляющем большинстве случаев ЭСУД, точнее – ЭБУ (электронный блок управления), находится под приборной панелью. В разных моделях автомобилей он может находиться по центру или в районе руля. Как правило, добраться до него достаточно просто с помощью обычной отвертки. Такое расположение сделано для облегчения доступа. Визуально как отечественный, так и зарубежный ЭБУ представляет собой небольшой (обычно размером примерно с две ладони) плоский ящик с гнездами для проводов.

Устройство ЭСУД

Поскольку электронная система управления двигателем это, по сути, компьютер, технически она устроена примерно так же, как стандартный ПК. Система помнит базовые установки, заложенные производителем и следит за соблюдением этих параметров в процессе работы двигателя.

На техническом уровне блок состоит из:

• Постоянного запоминающего устройства (ППЗУ). Это память, которая содержит базовый алгоритм управления мотором. Его можно изменить вручную. При отключении двигателя установки не удаляются.
• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Память, которая обрабатывает оперативные данные, поступающие от систем: соответствие заданным в ППЗУ параметрам, ошибки и т.п. Устройство имеет дополнительный источник питания – от аккумулятора, поэтому оно может сохранять данные, даже если прерывать питание.
• Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Память, где хранятся коды противоугонной системы. Также отвечает за функционирование иммобилайзера.

Принцип работы ЭСУД

Главная задача системы – эффективная работа движка. Она на основании получаемой от различных узлов информации она регулирует крутящий момент, мощность и другие показатели в зависимости от режима работы мотора, комплектации ЭСУД и ее типа (самые популярные – м20, м73, м74, м86).

Стандартные режимы мотора, которые различает ЭСУД:

• Запуск и прогревание.
• Холостой ход.
• Движение, торможение.
• Смена передач.

Схема источников, от которых получает данные ЭСУД, зависит от модели авто и его комплектации. Обычно это датчики: положения коленвала, фаз, расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, скорости, кислорода и детонации.

Кроме того, ЭСУД постоянно проводит самодиагностирование, также на основе показателей датчиков.

Диагностика

Помимо автоматической проверки корректности функционирования ЭСУД, специалисты рекомендуют проводить регулярное диагностирование системы. В среднем обслуживание стоит делать каждые 15 тыс км пробега. Диагностика ЭСУД проводится с помощью специального тестера, подключаемого в специальный разъем. Иногда используется беспроводной адаптер, использующий специальный протокол.

ВАЖНО! Лучше всего, если показатели будут расшифровываться специалистом, который на основании полученных данных может сделать вывод – какой конкретно элемент ЭСУД барахлит. После предварительных выводов, проводится более точная проверка вызывающего подозрения элемента.

Перед проведением тестов с помощью сканера, надо проверить питание системы и ее отдельных фрагментов. Причиной неисправности может быть поврежденная электропроводка, короткие замыкания, коррозия, различные помехи.

Неисправности и их причины

Выявление неисправностей ЭСУД можно начинать после обнаружения ряда признаков. Во-первых, при включении зажигания все лампочки сигнализатора системы должны загореться одновременно, таким образом система проверяет свой диагностический механизм. После запуска двигателя все должны одновременно потухнуть. Если какая-то из них загорается во время движения, это сигнализирует о проблемах в ДВС. В лучшем случае система может отключить двигатель, чтобы избежать тяжелых поломок. Список негативных ситуаций, в которым ведет неисправность ЭСУД, велик – может воздушить система охлаждения, не работать печка или термостат.

ВАЖНО! ЭСУД – тонкая система, поэтому описание проблем, которые могут случиться с электроникой может занять много времени.

В основном причинами неисправностей бывают:

• Поломка датчиков, отправляющих в ЭСУД данные.
• Поломки в самом блоке управления.
• Поломки исполнительных устройств системы управления (рост сопротивления, обрыв обмотки электромагнитного клапана и т.д.).
• Повреждение электропроводки.
• Вмешательство посторонних в устройство электронных систем, вследствие чего могло произойти нарушение их целостности.

Часто ЭСУД ломается из-за механических повреждений. Это может быть не обязательно удар, для причинения вреда системе хватит сильной вибрации. Далее по проценту вероятности повреждения ЭСУД следуют: резкий перепад температур, коррозия, попадание влаги под защитный кожух из-за разгерметизации устройства. Также нередко корректная работа системы нарушается из-за некомпетентного вмешательства в ее функционирование.

Ремонт системы можно доверять только специалистам.

Типовые значения параметров ЭСУД

Типовые значения параметров системы зависят от множества факторов. В первую очередь – от марки авто. На них также влияет влажность, температура окружающей среды и т.д. Таблицы типовых параметров для конкретных марок авто, с помощью которых осуществляется идентификация ЭСУД, можно найти в интернете.

Очистка памяти контроллера ЭСУД

Функция сброса памяти используется для обнуления накопившихся в ЭСУД данных. Это полезно делать при замене датчиков, если требуется его перепрошивать или если автомобиль начал странно себя вести без видимых причин. Если не удалось найти эту функцию в меню ЭСУД, очищать память можно с помощью специального программного обеспечения, доступного в интернете. Процедура удаляет данные, накопившиеся при самообучении системы и возвращает заводские настройки. Проводится при выключенном двигателе.

Распиновка

Распиновка (распайка) – процесс определения принадлежности провода и разъема к тому или иному процессу, его назначение. Например, информация про кислород может приходить по одному кабелю, про охлаждение – по другому и т.д. В интернете можно найти подробный список расшифровки для самых популярных систем – Бош, Январь, Ителма.

Контроллер ЭБУ

Контроллер электронного блока управления – непосредственно сама плата с микропроцессорами. На практическом уровне разницы между терминами ЭБУ и ЭСУД нет. Отличие в том, что блок – физически коробка с электроникой, а система – это комплекс, включающий блок, датчики и рабочие процессы.

Датчик ЭСУД

Датчики электронной системы – один из главных ее элементов, от них зависит связь между механизмами и ЭБУ, качество управления движком. При профилактическом тестировании ЭСУД надо внимательно проверять соединение и сами датчики на все возможные повреждения (механические, от перегрева или коррозии и т.д.).

Главное реле

Главное реле системы запускает большинство процессов: в том числе электропитание датчиков, реле бензонасоса и вентилятор радиатора охлаждения двигателя, катушек зажигания и форсунок (инжектора). Главное реле защищает предохранитель.

Таблица масс ЭСУД в различных автомобилях

Массой в ЭСУД обычно выступает корпус машины. Если какой-то из контактов с массой теряет надежность, электросхема нарушается, качество работы системы падает. Например, двигатель начинает произвольно менять режим работы, набирая или сбрасывая обороты без участия водителя. Чтобы справиться с такой проблемой, надо знать места заземления ЭСУД.

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ
ДВИГАТЕЛЯ ЗМЗ4062.10

Комплексная микропроцессорная система управления работой двигателя предназначена для выработки оптимального состава рабочей смеси, подачи топлива через форсунки в цилиндры двигателя, а также своевременного его воспламенения с учетом оптимального угла опережения зажиганий. В своей работе комплексная система управления двигателем использует данные, полученные от датчиков системы и программы заложенной в памяти блока управления. При управлении работой двигателя с помощью комплексной системы достигается более экономичная работа двигателя при повышении его мощностных показателей, а также выполнение норм по токсичности выхлопных газов.

Состав системы управления двигателем и схема соединений показана на рис. 1, а на рис. 2 дана нумерация выводов разъемов.

Рис. 1. Электрическая схема системы управления двигателем ЗМЗ4062.10:

D23 — микропроцессорный блок управления двигателем, В64 — датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе, В70 — датчик температуры охлаждающей жидкости, В74 — датчик положения коленчатого вала (частоты вращения и синхронизации), В75 — датчик массового расхода воздуха, В76 — датчик наложения дроссельной заслонки, В91 — датчик положения распределительного вала (фазы), В92 — датчик детонации, Y19, Y20, Y21, Y22 — электромагнитные форсунки, Y23 — регулятор дополнительного воздуха, К 9 — реле электробензонасоса , К46 — реле системы управления двигателем, Т 1 и Т4 -катушки зажигания, F1, F2, F 3 и F 4 — свечи зажигания, Х1 — разъем блока управления, Х2 — разъем подключения к бортсети автомобиля, Х4 — разъем 3-штырьковый, Х5 — разъем 2-штыръковый. Х 6 — разъем датчика расхода воздуха, Х51 -разъем диагностики.

А и Б — точки соединения с корпусом

Условные обозначения цветов проводов:

Б — белый, БК — бело-красный, БЧ — бело-черный, Г — голубой (синий), ЖЗ — желто-зеленый,
3 -зеленый, К — красный, КЧ — коричневый, КчГ — коричнево-голубой, О — оранжевый, Р — розовый, РЗ — розово-зеленый, С — серый, СГ — серо-голубой, Ч — черный, ЖС — желто-серый, БЖ- бело-желтый, ЗБ — зелено-белый, ЧЖ — черно-желтый, ЖБ — желто-белый, БС — бело-серый, БР — бело-розовый, 3Ч — зелено-черный, КЗ — красно-зеленый, ЧБ — черно-белый, ЧК — черно-красный, ОК — оранжево-красный, ЖЧ — желто-черный, БЗ — бело-зеленый,
БКч — бело-коричневый, КчБ — коричнево-белый, РГ — розово-голубой, ОБ — оранжево-белый, КС — красно-серый. Часть проводов имеют цифровую маркировку (указана в скобках)

Рис. 2. Нумерация выводов разъемов
(вид со стороны проводов):

Х 1 — разъем блока управления, Х4 — разъем датчиков положения коленчатого вала, положения дроссельной заслонки, положения распределительного вала, регулятора дополнительного воздуха, X 5 — разъем форсунок, датчиков температуры и детонации,
Хб — разъем датчика массового расхода воздуха

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ДВИГАТЕЛЯ

1. В случае выхода из строя определенных датчиков или их цепей блок управления переходит на резервный режим работы, используя данные заложенные в его памяти.

Работа блока управления в резервном режиме позволяет эксплуатацию автомобиля до проведения квалифицированных ремонтных работ.

Работа системы в резервном режиме ухудшает приемистость, токсичность и увеличивает расход топлива.

При переходе блока управления в резервный режим в комбинации приборов загорается сигнализатор 2 (см. рис. 3).

Рис. 3. Комбинация приборов:

1 — указатель напряжения; 2 — сигнализатор КМСУД (па автомобиле с двигателем ЗМЗ-4062); 3,12, 17, 18 — резервные сигнализаторы; 4 — сигнализатор » STOP «; 5 — сигнализатор левых указателей поворота; 6 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости; 7 — спидометр; 8 — счетчик суммарного пробега; 9 — сигнализатор включения стояночного тормоза; 10 — сигнализатор правых указателей поворота; 11 — сигнализатор прикрытия воздушной заслонки карбюратора (на автомобиле с двигателем ЗМЗ-402 или ЗМЗ 4021); 13 — сигнализатор перегрева двигателя; 14 — указатель давления масла; 15 — указатель уровня топлива; 16 — сигнализатор минимального резерва топлива в баке; 19 — сигнализатор давления масла; 20 — сигнализатор включения обогрева сидений (если установлен); 21 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 22 — сигнализатор включения габаритного света; 23 — сигнализатор включения и исправности ламп указателей поворота прицепа; 24 — сигнализатор дальнего света фар; 25 — счетчик суточного пробега; 26 — кнопка установки на нуль счетчика суточного пробега; 27 — тахометр; 28 — сигнализатор разряда аккумуляторной батареи

2. При постоянном горении сигнализатора 2 проведите самодиагностику системы (см. раздел «Неисправности комплексной системы управления двигателем»).

3. Контроль и ремонт элементов системы управления проводите только на станциях технического обслуживания.

4. Категорически запрещается отключать аккумуляторную батарею при работающем двигателе.

5. При мойке автомобиля и двигателя не допускайте попадания воды и других моющих веществ на узлы системы управления.

6. При необходимости отключения электрических разъемов от узлов системы управления необходимо выключить зажигание и отключить аккумуляторную батарею.

7. При подключении электрических разъемов к узлам системы строго соблюдайте их ориентацию. Разъемы соединяются только в определенном положении.

8. При демонтаже электрического разъема блока управления не прикасайтесь к выводам разъема блока, так как это может привести к повреждению блока статическим электричеством.

9. В случае замены блока управления системой или датчика массового расхода воздуха необходимо провести регулировку содержания-СО в отработавших газах.

10. При проверке электрических цепей системы управления необходимо применять только высокоомный вольтметр или мультиметр .

11. Электрический бензонасос создает давление в бензосистеме , которое удерживается и при неработающем насосе. В связи с чем перед демонтажем необходимо снизить давление в бензосистеме (см. раздел «Система питания двигателя»).

12. Не допускайте работы двигателя при малом количестве топлива в бензобаке так как это может привести к выходу из строя электробензонасоса .

Через каждые 5000 км пробега необходимо протирать изоляторы свечей и наконечников.

Через каждые 10000 км необходимо проверить зазоры в свечах и при необходимости отрегулировать.

Через каждые 20000 км необходимо подтянуть крепление катушек зажигания и протереть высоковольтные выводы.

Через каждые 40000 км пробега заменить свечи.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ

Микропроцессорный электронный блок управления МИКАС 5.4 (201.3763.001*) предназначен для :

q формирования момента и длительности импульсов электрического тока для работы электромагнитных форсунок подачи топлива,

q формирования импульсов электрического тока для работы катушек зажигания с учетом необходимого угла опережения зажигания,

q управление работой регулятора добавочного воздуха,

q включения электрического бензонасоса (через реле),

q управления работой двигателя в резервном режиме (в случае выхода из строя отдельных элементов системы),

q контроля и самодиагностики неисправностей системы.

Блок управления установлен под панелью приборов с правой стороны. Основным элементом блока управления является микропроцессор, который производит вычисления и выработку всех необходимых данных обеспечивающих работу двигателя.

Блок управления работает в комплекте со следующими датчиками и исполнительными устройствами:

q датчик положения коленчатого вала (синхронизации и частоты оборотов),

q датчик положения распредвала (фазы),

q датчик массового расхода воздуха,

q датчик положения дроссельной заслонки,

q датчик детонации,

q датчик температуры охлаждающей жидкости,

* На части автомобилей может быть установлен электромагнитный блок управления АВТРОН ГСЗ .О З 1.141

q датчик температуры воздуха во впускной системе,

q электромагнитные форсунки,

q катушки зажигания,

q регулятор добавочного воздуха,

q контрольная лампа,

q реле электробензонасоса ,

q разгрузочное реле.

Комплексная система управления двигателем работает следующим образом:

При включении зажигания в комбинации приборов загорается и гаснет сигнализатор 2 (см. рис. 3), что означает, система исправна и готова к работе. Блок управления выдает команду на включение электробензонасоса через реле. Он создает давление бензина в топливопроводе форсунок.

При прокрутке двигателя стартером по сигналам датчика положения коленчатого вала блок y правления выдает электрические импульсы для подачи топлива через все форсунки и определяет в какую катушку зажигания необходимо подавать электрические импульсы для запуска. После запуска двигателя блок управления переходит на p ежим подачи топлива через форсунки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Для определения оптимального количества топлива и угла опережения зажигания блок управления использует данные датчиков температуры (охлаждающей жидкости и воздуха), расхода воздуха, положение дроссельной заслонки, детонации, числа оборотов и данные заложенные в его память. Для каждого конкретного режима работы двигателя блок управления выдает свои данные по оптимальном количеству топлива и углу опережения зажигания в зависимости от данных полученных от всех датчиков и памяти. Блок управления непрерывно корректирует выходные данные по изменяющимся сигналам датчиков. Блок управления обеспечивает оптимальную подачу топлива и угла опережения зажигания для каждого режима и условий работы двигателя.

НЕИСПРАВНОСТИ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

В блоке управления имеется режим самодиагностики, с помощью которого можно определить неисправности в системе управления.

Если блок управления в режиме самодиагностики не может определить неисправность, то необходимо пользоваться специальным прибором DST -2. При этом необходимо руководствоваться инструкцией прилагаемой к прибору и рекомендациями приведенными в книге «Автомобили ГАЗ двигателем ЗМ3 4062.10. Руководство по техническому обслуживанию системы управления двигателем МИКАС 5.4», издательство «Легион» г. Москва, 1998 г.

Блок управления в режиме самодиагностики выдает трехзначные световые коды на сигнализатор 2 (см. рис. 3). Каждой неисправности присвоен свой цифровой код. Цифровой код определяется по числу включений сигнализатора. Сначала считают число включений сигнализатора для определения первой цифры кода (например: цифре 1 —одно короткое включение 0,5 сек, цифре 2 — два коротких включения, затем идет пауза 1,5 сек . После нее считают число включений для определения второй цифры, затем третьей, после чего идет пауза в 4 сек, определяющая конец кода).

Для перевода блока управления в режим самодиагностики необходимо:

q отключить аккумуляторную батарею на 10-15 сек и вновь подключить,

q запустить двигатель и дать ему поработать 30-60 сек на холостом ходу, не трогая педали дроссельной заслонки,

q отдельным проводом соединить выводы диагностической розетки согласно рис. 4. Розетка установлена в моторном отделении на щитке передка с правой стороны.

Рис. 4. Диагностический разъем:

1 — диагностический разъем, 2 — дополнительный провод

После перевода блока управления в режим самодиагностики контрольная лампа должна высветить код 12 три раза, что свидетельствует о начале работы режима самодиагностики. Следующие коды будут отображать имеющуюся неисправность или несколько неисправностей. Каждый код повторяется трижды.

После индикации всех кодов имеющихся неисправностей индикация кодов повторяется.

Если блок управления не может определить неисправность, то высвечивается код 12.

Диагностические коды неисправностей комплексной системы управления