Меню Рубрики

Установка блоков управления в автомобилях

Что такое ЭБУ, где он располагается в автомобиле и какие функции выполняет

Современные автомобили всё больше напоминают сплошное переплетение из проводов, датчиков и всевозможных компьютеров. Машина переполнена электроникой. Можно бесконечно долго спорить на тему того, плохо это или всё же хорошо.

Здесь куда важнее разобраться с устройством, которое фактически руководит и контролирует работу всей электронной начинки автотранспортного средства. И тут речь идёт об электронном блоке управления, либо просто ЭБУ.

Про эту аббревиатуру не слышал разве что самый ленивый человек, который совершенно не интересуется автомобилями и никогда не вникал в суть их устройства, но таких найдутся единицы. Большинство знает об этом блоке. Если быть точнее, то о его существовании. Но при этом мало представляют себе суть ЭБУ, его функции, возможности и даже расположение в конструкции автомобиля.

Что контролирует

Для всех расшифровка стала уже вполне понятной и известной. Понять смысл устройства стало куда проще даже после этого шага. Теперь вы знаете, что это за аббревиатура и как расшифровывается рассматриваемый нами ЭБУ. Довольно часто используется только аббревиатура в технической документации, поскольку автомобилистам нет смысла каждый раз напоминать её значение. ЭБУ можно называть коротко с помощью аббревиатуры, использовать полное понятие электронного блока управления, либо просто контроллер. Суть от этого никак не изменится. Куда важнее узнать, что же такое этот ЭБУ и где он находится в автомобиле.

Двигатель автомобиля, контролируемый ЭБУ

Фактически блок является мозгами современного автомобиля, без которого мы бы получили груду металла со всевозможными датчиками, проводами и электронными устройствами, никак не связанными друг с другом.

ЭБУ практически постоянно находится в режиме работы, поскольку на него поступает огромный объём информации от всевозможных датчиков. Эти данные блок обрабатывает, используя предусмотренные в его программе алгоритмы, после чего отправляет командные сигналы на так называемые исполнительные устройства. Блок заставляет в соответствующем режиме работать насосы, системы зажигания, форсунки и многое другое.

В итоге получается так, что блок выступает в качестве руководителя для всех предусмотренных в автотранспортном средстве электронных процессов. А это от элементарной работы фар до управления системами безопасности.

Есть достаточно обширный перечень датчиков, с которых информация сначала идёт на наш ЭБУ, а затем, проходя обработку, сам блок отправляет команды на исполнительные устройства, в зависимости от результатов анализа полученных сведений.

Среди основных датчиков, которые зависят от контроллера, можно выделить несколько. Они отвечают за:

  • температуру мотора;
  • холостой ход;
  • подачу горючего;
  • подачу кислорода;
  • температуру окружающей среды;
  • антиблокировочную систему;
  • систему стабилизации;
  • антизанос;
  • скорость;
  • текущее положение заслонки дросселя;
  • уровень нажатия педали акселератора;
  • коленвал;
  • тормозную систему;
  • уровень ОЖ;
  • уровень тормозной жидкости;
  • напряжение в бортовой сети;
  • гидроусилитель;
  • электроусилитель руля;
  • кондиционер;
  • отопление и пр.

Но тут перечислен только базовый набор, который есть практически на каждом современном автотранспортном средстве. На более продвинутых машинах в богатой комплектации список значительно увеличивается.

Обработав полученную информацию, контроллер или мозг автомобиля отправляет команды различным исполнительным узлам, системам и механизмам. Это позволяет внести изменения в работу:

  • дроссельной заслонки;
  • системы подачи воздуха;
  • зажигания;
  • фаз газораспределения;
  • системы кондиционирования;
  • выхлопной системы;
  • освещения;
  • стеклоподъёмников;
  • подогрева;
  • АКПП и пр.

Но и тут речь идёт исключительно о минимальном наборе, характерном для базовой комплектации недорогой иномарки. Увеличьте комплектацию или купите более современных и продвинутый автомобиль с большим количеством электроники, и ЭБУ будет посылать команды целому ряду дополнительных систем, механизмов и устройств.

Для многих это удивительно, что один небольшой блок выполняет столь сложную работу. Причём делает это постоянно, без перерывов, одновременно обрабатывая огромный объём информации.

Из-за широких функций и возможностей некоторые полагают, что ЭБУ должен выглядеть как компьютер, ноутбук или планшет, обладать внушительными размерами. Исключением можно назвать лишь отсутствие экрана. Но в действительности все поражаются ещё больше, видя реальный форм-фактор этого управляющего блока.

Как выглядит

Фактически вы уже знаете, что такое ЭБУ в любой современной машине. Это контрольно-командный центр всего автотранспортного средства. Вся используемая электроника завязана на одном блоке. Она обязана отчитываться перед ЭБУ ежесекундно и порой даже чаще. При этом сам контроллер, анализируя полученные данные, может корректировать работу систем и всей машины, передавая необходимые командные сигналы к исполнительным устройствам.

Внешник вид ЭБУ двигателя Бош

Теперь стоит взглянуть на блок просто как на составляющий элемент автомобиля. Это небольшое устройство, которое заключено в специальный корпус. В качестве материала для корпуса используется пластик или металл, чаще всего алюминий из-за его неподверженности коррозии.

Корпус устанавливается в разных местах, в зависимости от конкретной марки и модели. При этом от расположения зависит сам материал корпуса ЭБУ. Если инженеры решили установить его в салоне, тогда применяется пластик и прочный полимер, поскольку угрозы быстрого износа и повреждения нет. Когда ЭБУ располагают в подкапотном пространстве, тут лучше применять металл.

Читайте также:  Газовое оборудование для автомобилей 4 поколения установка

Внутри этого корпуса располагается плата. Она и есть тот самый контроллер или управляющий блок. Наружу выходят разъёмы в количестве 2 штук. Адаптированы эти разъёмы под шины типа CAN. Через них происходит соединение со всеми проводами от датчиков и устройств в авто.

Дополнительно на большинстве ЭБУ есть разъём для подключения диагностического оборудования. С его помощью чистятся мозги блока, меняется программное обеспечение, восстанавливаются базовые настройки, удаляются ошибки и пр.

Проведение диагностики блока управления

Активная работа блока приводит к его активному нагреву. Чтобы отвести тепло, инженеры предусмотрели наличие специальных оребрений. Это похоже на радиатор охлаждения процессоров, которые применяются в компьютерах и ноутбуках.

Сняв с автомобиля этот блок управления, вы увидите перед собой коробочку компактных размеров. Примерные параметры составляют 30х30 мм при толщине не более 70 мм. Хотя блоки бывают разными, в зависимости от года выпуска, конкретного автомобиля и автопроизводителя.

Внутренняя начинка

С коробкой разобрались. Теперь ведь интересно заглянуть внутрь. Под оболочкой, выполняющей роль кожуха и защиты, скрывается плата внушительных размеров. Во многом напоминает те платы, которые вмонтированы в системный блок обычного персонального компьютера.

Плата электронного блока управления двигателем

Вдаваться в подробности устройства платы ЭБУ не имеет смысла. Тут важно знать, что она включает в себя 2 ключевых узла. Это память и программное обеспечение.

Причём память здесь есть 3 типов:

  • Постоянно запоминающее программируемое устройство или просто ППЗУ. Она служит для закладки различных программ и функций для работы силового агрегата;
  • Оперативное запоминающее устройство, либо же сокращённо ОЗУ. Этот отдел памяти блока необходим для осуществления работы с промежуточной информацией. Фактически здесь данные обрабатываются в режиме реального времени;
  • Последней частью памяти является ЭРПЗУ. Также запоминающее устройство, которое называют электронным репрограммируемым. Хранит временную информацию в виде кодов доступа, блокировки, пробега, расхода топлива и пр.

Следующим разделом платы блока управления выступает программное обеспечение. Его делят на 2 типа:

  • Наиболее важным считается функциональное ПО. Сюда приходит различная информация со всевозможных датчиков. ПО анализирует данные и отправляет затем команды на исполнение;
  • Другим типом памяти выступают модули или контрольные микросхемы. Нужно для контроля полученной информации и проверки на предмет ошибок. При их обнаружении ПО старается устранить ошибки. Если это сделать не удаётся, тогда водитель видит их в виде буквенно-цифровых обозначений. Самым известным можно считать Check или Check Engine. В некоторых случаях, если ошибка критическая, ПО блокирует возможность пуска ДВС.

Также о программном обеспечении в составе платы ЭБУ хорошо известно поклонникам чип-тюнинга. Сюда вносятся изменения, переписываются программы, задаются новые алгоритмы.

Расположение

Справедливо будет узнать, где именно в автомобиле находится ЭБУ. В действительности блок располагается в разных местах. Всё зависит от конкретного автомобиля и порой даже года выпуска.

Расположение ЭБУ двигателя Mazda

Есть 2 основных места, куда автопроизводители в процессе сборки транспортного средства устанавливают управляющий блок.

  1. Салон. Поскольку салон является достаточно вместительным пространством, искать следует исходя из руководства к вашему автомобилю. В случае с машинами производства АвтоВАЗ выбирают место под панелью около печного радиатора. У некоторых блок располагается под задним диваном. Это наиболее актуально в последнее время для иномарок премиум класса. Есть редкие случаи, когда блок ставят в багажный отсек.
  2. Подкапотное пространство. Вообще инженеры давно пришли к выводу, что располагать блок под капотом не очень правильное решение. Это обусловлено постоянным воздействием грязи, воды, влаги, осадков, высоких температур. Всё это негативно влияет на блок, даже если он заключён в прочный и надёжный корпус. Искать ЭБУ следует в районе аккумуляторной батареи, около блока с предохранителями.

На практике отыскать управляющий блок даже на автомобиле, который вы только приобрели и не успели разобраться с его устройством, не сложно.

Автопроизводители никогда не размещают блоки под панелями, которые тяжело снять или для доступа требуется разбирать половину салона. Обычно это одна скрытая панель, удерживающаяся на фиксаторах или на 1-2 саморезах. В подкапотном пространстве найти ЭБУ ещё проще. Визуально ищите коробочку, от которой отходит пара шлейфов.

Опытные автомобилисты и специалисты в области диагностики автомобилей настоятельно не рекомендуют любителям пытаться разбирать и чинить блок. Это сложное устройство, что вы уже наверняка поняли. Потому и крайне дорогостоящее даже на автомобилях бюджетного класса. Если возникают проблемы, лучшим решением будет обращение в проверенный автосервис.

Читайте также:  Установка кузова на шасси грузового автомобиля

Неисправности

Часто автолюбители интересуются, как можно проверить свой ЭБУ на работоспособность. Для этого не нужно разбирать весь блок и пытаться что-то там открутить. Следует ориентироваться на косвенные признаки.

Неисправность блока управления из-за попадания масла на плату

Есть несколько признаков неисправности ЭБУ, которые проявляются в виде следующих симптомов:

  • двигатель не запускается вообще;
  • все или часть систем блокируются;
  • мотор работает с погрешностями;
  • плавают обороты;
  • проваливаются обороты мотора;
  • вылезают ошибки.

Любая неисправность в ЭБУ является крайне неприятной, поскольку блок считается надёжным и долговечным элементом. Плюс очень дорогим. Никто не хочет столкнуться с необходимостью его замены. Симптомы поломок появляются лишь в результате неправильной эксплуатации, механических повреждений или некорректной заливки программного обеспечения, что часто случается с любителями чип-тюнинга.

Причины самой поломки предельно банальные. Это короткое замыкание, попадание на плату влаги и воды, перегрузка, перегрев, физические воздействия, влияние коррозийных процессов.

Серьёзное повреждение или перегорание платы практически не оставляет шансов на восстановление работоспособности старого управляющего блока. Потому приходится покупать новый. И тут возникает главная проблема в виде высокой стоимости. Если у вас бюджетный автомобиль в простой комплектации, в среднем за блок придётся отдать не менее 300-500 долларов.

Не стоит сразу же спешить выкидывать свой ЭБУ. Для начала попробуйте разобрать блок и посмотреть, что произошло внутри. Бывает так, что ошибки вылезают из-за проблем лишь с одной небольшой микросхемой, коррозия задела некоторые участки, нарушились контакты. Подобные неисправности устраняются с вероятностью 80%. После такого ремонта ЭБУ может прослужить ещё много лет. Но лучше отдать в ремонт хорошему специалисту, а не пытаться что-то сделать самому, не имея надлежащего опыта, знаний и умений.

ЭБУ является важнейшим и неотъемлемым составляющим компонентом любого современного автомобиля. И чем больше электроники используется в машине, тем выше значимость блока управления. Но тем и выше его ответственность. Потому производители крайне ответственно подходят к вопросу его создания, чтобы предотвратить возможные сбои, минимизировать неисправности и не допустить появления ошибок. Невероятно сложное устройство, внешность которого порой не даёт поверить в это.

источник

Как работают электронные блоки управления автомобиля(ECU).


С каждым годом устройство автомобиля усложняется и сегодня автомобиль может содержать в себе более 50-ти микропроцессоров. Несмотря на то что микропроцессоры значительно усложняют понимание того как работает автомобиль, они предназначены для упрощения его эксплуатации.
Давайте рассмотрим некоторые причины появления такого количества микропроцессоров:

  • Необходимость сложного механизма управления, для уменьшения выбросов и соответствия стандартам экономии топлива;
  • Расширение диагностических возможностей;
  • Упрощение производства и разработки автомобиля;
  • Появление новых функции безопасности;
  • Появление новых функции комфорта;

Сложности управления двигателем.
Перед тем как вышел закон, регламентирующий количество вредных выбросов в атмосферу, можно было легко обойтись без микропроцессоров. С принятием этого закона, появилась необходимость в сложных системах управления. Эти системы регулируют качество топливовоздушной смеси, чтобы каталитический нейтрализатор максимально очищал выхлопные газы от вредных веществ.
Наиболее загруженным блоком управления автомобиля является блок управления двигателем (ECM). ECM — самый мощный компьютер на борту автомобиля, в котором применяется способ управления с обратной связью. Под обратной связью понимается следующее, когда для управления входом системы используются информация с выхода системы. Сбор информации для управления осуществляется с десятков датчиков. ECM знает все начиная от температуры воздуха и заканчивая количеством кислорода в выхлопе. На основе этих данных выполняются тысячи операций в секунду, выполняется работа с таблицами, решение длинных уравнений. Все это делается для вычисления момента зажигания и времени открытия форсунок. Современный ECM обычно содержит 32-битный процессор, работающий на частоте 40 MHz.

Компоненты ECU.
В ECU на многослойной плате вместе с микроконтроллером располагаются сотни компонентов. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Аналого-цифровой преобразователь (ADC) — это устройство необходимо для чтения данных с некоторых датчиков в автомобиле, например, с датчика кислорода. Напряжение на выходе датчика кислорода, как правило, от 0 до 1,1V. Процессор же понимает только цифровые сигналы, а ADC преобразует аналоговое значение в 10-ти битное двоичное число, которое понимает процессор.

Драйвер — это устройство, необходимое для преобразования сигналов, цель которого управлять чем-либо.

Цифро-аналоговый преобразователь (DAC) — иногда ECM необходимо предоставить аналоговый сигнал, для запуска некоторых компонентов двигателя.

Чип связи — на этих чипах реализуются различные стандарты связи, которые используются в автомобиле. Существует несколько стандартов, но на данный момент самый распространённый стандарт связи в автомобиле — CAN (Controller-Area Networking). Этот стандарт связи позволяет передавать данные со скоростью 500 килобит в секунду (Kbps). Такая скорость необходима потому, что некоторые модули обмениваются данными сотни раз в секунду. Физически CAN шина состоит из 2-х проводов.

Читайте также:  Установка кондиционера на автомобиль дастер

На многих современных автомобилях управление форсунками, свечами зажигания, включением вентилятора осуществляется цифровыми сигналами. Цифровой сигнал можно охарактеризовать следующим образом, он либо есть, в таком случае, говорят, что на выходе 1, либо его нет, тогда говорят, что на выходе 0 и не принимает промежуточных значений. Так вот, для управления вентилятором необходимо подать на реле, управляющее вентилятором, 12 вольт и обеспечить ток 0,5 ампера. Микроконтроллер не может обеспечить такой ток и напряжение, обычно он может выдать напряжение 5 вольт и ток 0,02 ампера, поэтому между реле и микроконтроллером ставят транзистор. Таким образом, обеспечивают необходимые условия для включения вентилятора.

Расширенная диагностика.
Ещё одним преимуществом CAN шины является то, что каждый модуль может связаться с центральным модулем и передать информацию об имеющихся ошибках. Центральный модуль сохраняет их и выводит эту информацию на приборную панель и на диагностическую колодку. Это облегчает поиск, так называемых, плавающих неисправностей, которые исчезают, как только автомобиль приезжает в автомобильную мастерскую. На каждый автомобиль есть документация, в которой расшифровываются коды ошибок, которые сохраняются в ECU. Иногда эти ошибки можно считать без диагностического оборудования. Например, на некоторых автомобилях, замкнув два вывода диагностической колодки и включив зажигание, начнёт мигать «Check Engine», по количеству мигании можно определить код ошибки.

Упрощение разработки и производства.
С появлением стандарта связи проектировать и производить автомобили стало значительно проще. Хорошим примером такого упрощения является приборная панель. Панель приборов собирает и отображает данные из различных частей автомобиля. Большая часть этих данных используется другими модулями авто. Например, ECM знает температуру охлаждающей жидкости и оборотов двигателя. ECM отправляет пакет, состоящий из заголовка и данных, где заголовок представляет собой число, которое идентифицирует пакет либо как скорость движения или показания температуры. Приборная панель содержит другой модуль, который разбирает пакет и обновляет показания соответствующего датчика. Большинство производителей автомобилей покупают приборную панель в собранном виде у поставщика, который разрабатывает их по спецификации. Это делает работу по проектированию приборной панели намного проще как для автопроизводителя так и для поставщика. Автопроизводитель составляет техническое задание, в котором описывает список пакетов, которые будет получать приборная панель, остальное определено спецификацией стандарта. Таким образом, не возникает вопроса какой сигнал будет соответствовать скорости 30 км/ч и как он генерируется. Коммуникационные стандарты позволяют производство некоторых компонентов автомобиля отдавать на аутсорсную разработку.

Микропроцессорные датчики.
Например, традиционный датчик давления содержит в себе устройство, которое выдаёт различное напряжение в зависимости от приложенного давления. Как правило, выходное напряжение нелинейно и очень мало, поэтому требуется его дальнейшее усиление. Некоторые производители разрабатывают интеллектуальные датчики, в которые интегрирован микропроцессор. Это позволяет считывать напряжение, калибровать его с помощью кривых температурной компенсации, усиливать и передавать давление непосредственно по коммуникационной шине. Это снижает нагрузку на модуль, который работает с этим датчиком, иначе все эти расчёты ему пришлось бы выполнять самому. Ещё одним преимуществом смарт-датчика является то, что цифровой сигнал, посылаемый по шине связи менее восприимчив к помехам чем аналоговый. Также наличие шины связи упрощает прокладку электропроводки. Давайте рассмотрим подробнее как это происходит.

Упрощённая электропроводка.
Метод, который упрощает проводку автомобиля называется мультиплексирование. В старых авто, провода от каждого переключателя надо было соединять с питанием, а количество разных переключателей росло с каждым годом. Мультиплексная система предусматривает подведение ко всем устройствам, входящим в систему, двух проводов — силовой, по которому к потребителю подводится “плюс” питающей сети, и управляющий, по которой проходит сигнал на включение или выключение, зашифрованный в двоичном коде. Сигнал формируется в мультиплексоре при нажатии соответствующего выключателя. Демультиплексор потребителя, получив сигнал, расшифровывает его и, если он соответствует коду включения этого потребителя, подключает его к питающей сети. Подобным же образом происходит отключение потребителей. Таким образом, нет необходимости запускать в дверь целую пачку проводов, чтобы отслеживать все переключатели водительской двери.

Безопасность, комфорт и удобства.
За последние десятилетия, системы безопасности, такие как ABS, SRS, ESC стали обыденными на автомобилях. Каждая из этих систем добавляет новый модуль в автомобиль, который, в свою очередь, содержит несколько микропроцессоров. В будущем количество этих модулей будет только увеличиваться. Увеличение количества модулей ведёт к увеличению потребляемой мощности, поэтому в ближайшем будущем планируют перейти от текущей системы с напряжением 14V, к системе с напряжением 42V.

источник