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.

ЭБУ – устройство, принцип работы

ЭБУ – электронный блок управления двигателем автомобиля, его другое название – контроллер. Он принимает информацию от многочисленных датчиков, обрабатывает ее по особым алгоритмам и, отталкиваясь от полученных данных, отдает команды исполнительным устройствам системы.

Электронный блок управления является составным звеном бортовой сети автомобиля, он ведет постоянный обмен данными с другими компонентами системы: антиблокировочной системой, автоматической коробкой передач, системами стабилизации и безопасности автомобиля, круиз-контролем, климат-контролем.

Обмен информацией ведется посредством CAN-шины, которая объединяет все электронные и цифровые системы современного автомобиля в одну сеть.

Благодаря такому подходу можно оптимизировать работу двигателя: расход топлива, подачу воздуха, мощность, крутящий момент и др.

Основными функциями ЭБУ являются:

• управление и контроль за впрыском топлива в инжекторных двигателях;
• контроль за зажиганием;
• управление фазами газораспределения;
• регулировка и поддержание температуры в охлаждающей системе двигателя;
• контроль за положением дроссельной заслонки;
• анализ состава выхлопных газов;
• контроль за работой системы рециркуляции отработанных газов.

Кроме того на контроллер поступает информация о положении и частоте вращения коленчатого вала, текущей скорости движения транспортного средства, о напряжении в бортовой сети автомобиля. Также ЭБУ оснащен системой диагностики и в случае обнаружения каких-либо неполадок или сбоев информирует о них владельца посредством кнопки Check-Engine.

Каждая ошибка имеет свой код и эти коды сохраняются на запоминающем устройстве.

При проведении диагностики специалисты подключают к контроллеру через разъем сканирующее устройство, на экран которого выводятся все коды ошибок, а также информация о состоянии двигателя.

Устройство электронного блока управления двигателем.

Контроллер представляет из себя электронную плату с микропроцессором и запоминающим устройством, заключенную в пластиковый или металлический корпус. На корпусе имеются разъемы для подключения к бортовой сети автомобиля и сканирующему устройству. ЭБУ обычно устанавливается либо в подкапотном пространстве, либо в переднем торпедо со стороны пассажира, за бардачком. В инструкции обязательно должно быть указано место расположения контроллера.

Для нормального функционирования в блоке управления применяется несколько типов памяти:

• ППЗУ – программируемое постоянное запоминающие устройство – здесь содержатся основные программы и параметры работы двигателя;
• ОЗУ – оперативная память, используется для обработки всего массива данных, сохранения промежуточных результатов;
• ЭРПЗУ – электрически репрограммируемое запоминающее устройство – применяется для хранения различной временной информации: коды доступа и блокировки, а также считывает информацию о пробеге, времени работы двигателя, расходе топлива.

Программное обеспечение ЭБУ состоит из двух модулей: функционального и контрольного. Первый отвечает за прием данных и их обработку, отправляет импульсы на исполняющие устройства. Контрольный модуль отвечает за корректность входящих сигналов от датчиков и в случае обнаружения каких-либо расхождений с заданными параметрами проводит корректирующие воздействия, либо полностью блокирует работу двигателя.

Внести изменения в программное обеспечение ЭБУ можно только в авторизованных сервисных центрах.

Необходимость в перепрограммировании может возникать при проведении чип-тюнинга двигателя для повышения его мощности и улучшения технических характеристик. Провести данную операцию можно только при наличии сертифицированного программного обеспечения. Однако, производители автомобилей очень неохотно делятся данной информацией, поскольку не в их интересах, чтобы пользователи самостоятельно изменяли настройки.

Ремонт и замена ЭБУ.

Если контроллер выходит из строя или работает некорректно, то прежде всего это отображается в провалах в работе двигателя, а иногда и в полной его блокировке. Check Engine может постоянно высвечивать ошибку, которую невозможно удалить. Основные причины выхода ЭБУ из строя это:

• перегрузка, воздействие короткого замыкания;
• влияние внешних факторов – влага, коррозия, удары, вибрация.

Кроме того любой микропроцессор перегревается, если система охлаждения выходит из строя.

Ремонт, равно как и замена блока управления обойдутся не дешево. Оптимальным вариантом будет приобретение нового блока. Чтобы его подобрать, нужно знать все параметры машины. Важно также правильно произвести настройку. ЭБУ будет нормально функционировать при условии, что на него поступают сигналы от всех датчиков и поддерживается нормальный уровень напряжения в сети.