Электронный блок управления — устройство, которым оборудуется каждый современный автомобиль. Его наличие обеспечивает качественный контроль за важными агрегатами и узлами машины.

Описание устройства ЭБУ

Электронный блок управления — такое устройство, которое позволяет выполнять прием и обработку данных, подающихся с разных регуляторов и датчиков автомобиля. Процедура обработки информации выполняется по конкретному алгоритму, заложенному разработчиком. После этого образуются команды исполняющего типа, передающиеся на соответствующие узлы и агрегаты.

Благодаря установке электронного блока управления в машину у потребителя есть возможность оптимизации основных показателей работы мотора машины:

• крутящего момента;
• основных показателей мощности;
• состава отработавших газов;
• расхода горючего и т. д.

Благодаря наличию электроники у потребителя есть возможность диагностики всех автомобильных агрегатов и узлов. Программный контроль обеспечивается при работе как на бензиновом, так и на дизельном моторе.

Основные функции электронного блока управления двигателем в автомобиле

Электронный модуль выполняет сбор данных со следующих устройств:

• контроллера температуры двигается и воздуха, если последний установлен на машине;
• контроллера уровня топлива;
• регулятора подачи кислорода в цилиндры двигателя;
• контроллера скорости;
• датчика холостых оборотов;
• информацию от датчиков систем стабилизации, АБС, антиизноса, а также других контроллеров систем безопасности;
• данные от датчика положения коленчатого и регулировочного валов;
• контроллера положения ДПДЗ и педали газа;
• датчика мониторинга объема охладительной жидкости в системе;
• датчика напряжения электросети машины;
• данные из электроцепи электрического управления руля либо ГУР.

Это незначительный объем информации, которую модуль обрабатывает на постоянной основе. Чем больше электроники устанавливается в авто, тем больше список контроллеров, с которыми работает устройство. Во внедорожниках и кроссоверах блок собирает данные от систем пневматической подвески. При приеме и обработке данных электронный модуль передает команды для поддержки работы машинных систем.

По факту модуль всегда следит за работой систем:

• впрыска инжекторного силового агрегата;
• подачи воздуха в мотор;
• зажигания;
• контроля объема вредных веществ в составе отработанных газов;
• управления системой газораспределения;
• управления автоматической трансмиссией;
• поддержки необходимого уровня температуры;
• осветительных приборов как внешних, так и внутренних;
• обогрева салона, а также кондиционирования;
• электродвигателя системы стеклоподъемников.

Подробный обзор возможностей электронного модуля представлен каналом Мир Матизов.

Вместе с ЭБУ в машине, в зависимости от производителя, могут использоваться:

• блок определения наличия кузова;
• модуль синхронизации компонентов коробки передач;
• блок контроля работы тормозной системы;
• модуль включения узлов пассивной безопасности и т. д.

Компоненты электронного блока управления двигателем

Независимо от того, какой тип устройства установлен на авто и где находится модуль, все его составные элементы условно разделяются на два блока:

• программная часть;
• аппаратная составляющая.

Визуально электронный модуль представляет собой плату, установленную в пластиковый или металлический корпус для обеспечения эффективной защиты блока. Само устройство монтируется в подкапотном пространстве либо салоне машины, в районе приборной панели или напротив пассажирского кресла. Место монтажа ЭБУ обычно указывается в сервисной документации к авто. Конструктивно сама плата состоит из микропроцессорного, а также запоминающего устройства. Модуль оснащается несколькими разъемами, их обычно два.

Непосредственно на плате устройства расположено несколько модулей памяти. Есть постоянная, где хранится информация о работе базовых микропрограмм, также здесь записываются основные параметры для обеспечения эффективной работы мотора. На схеме есть модуль оперативной памяти, его наличие обеспечивает возможность быстрой обработки подающейся информации от контроллеров. Также в этой памяти кратковременно хранятся некоторые результаты диагностики и обработки. Данные из памяти запоминающего модуля можно удалять.

Схема конструкции ЭБУ

Программное обеспечение

Программная составляющая устройства включает в себя несколько модулей:

1. Контрольный. Предназначен для проверки и регулировки параметров отправляющихся сигналов. Программная составляющая может при необходимости остановить работу двигателя.
2. Функциональный. Эта часть предназначена для получения импульсных данных, которые подаются на электронный модуль от разных контроллеров и датчиков. После приема функциональная составляющая ЭБУ выполняет обработку информации и формирование команд, которые отправляются на исполнительные компоненты.

Аппаратное обеспечение

Аппаратная составляющая блока включает в себя множество электронных элементов, речь идет о микропроцессорах и других модулях. Эта часть включает в себя аналогово-цифровое преобразовательное устройство, которое ловит аналоговые импульсы. После их приема сигналы преобразуются в цифровой формат, на который ориентирован микропроцессор. Если требуется обратное преобразование импульсов, то эту функцию выполняет преобразовательное устройство. Помимо этого, на электронный модуль подаются импульсы, проходящие через преобразовательную составляющую и изменяющиеся из аналогового формата в цифровой.

Принцип действия и особенности модуля

Работа электронного модуля состоит в приеме данных от разных контроллеров, количество которых может быть около двадцати.

Кроме обработки данных, ЭБУ передает сигналы на узлы и агрегаты:

1. Системы зажигания. В зависимости от типа может применяться одна катушка либо несколько. Эта система предназначена для своевременной активации искры в цилиндрах силового агрегата.
2. Диодные индикаторы. Предназначены для выдачи информации о наличии возможных ошибок. Речь идет не только о работе мотора, но и самого модуля.
3. Форсунки. С их помощью выполняется впрыск топлива в цилиндры ДВС. Надо учитывать, что частота смены объема горючего регулярно меняется, поскольку все зависит от определенных условий работы. Изначально ЭБУ собирает данные о характеристиках форсунок.
4. Тестеры. Устройства для проверки систем и механизмов подсоединяются к электронному модулю посредством штекера. Необходимость подсоединения может появиться для проверки машинного мотора или трансмиссии с помощью компьютера либо специализированных сканеров.

Канал ДваКолеса Show рассказал о принципе действия электронного модуля.

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.

Признаки выхода из строя электронного блока управления

По статистике часто проблемы в работе электронного блока управления обусловлены ошибками в эксплуатации устройств.

Причины и симптомы неисправностей

Причины, которые могут привести к выходу из строя ЭБУ:

• прикуривание двигателя машины от авто с заведенным силовым агрегатом;
• ошибки, допущенные при подключении АКБ, в частности, речь идет о несоответствии полярностей клемм;
• монтаж противоугонной системы неквалифицированным специалистом, который привел к ошибкам установки;
• демонтаж зажимов батареи при заведенном двигателе;
• активация стартерного устройства с отключенной силовой шиной;
• негативное воздействие влаги на ЭБУ, если жидкость попала внутрь устройства, на саму плату;
• повреждение электроцепи, к которой подключен электронный модуль, либо замыкание на участке электролинии;
• случайное подключение электрода при выполнении сварочных работ на электроцепь или контроллеры, установленные на авто;
• механические повреждения устройства, которые могут произойти в случае аварии;
• ошибки, допущенные при перепрошивке девайса;
• неисправности в работе высоковольтной составляющей системы зажигания — распределительных устройств, кабелей, катушек и т. д.

Признаки, по которым можно определить неисправность в работе блока:

• электронный модуль перестал реагировать на сигналы, подающиеся от контроллеров температуры, регулятора кислорода и положения дросселя;
• двигатель автомобиля перестал запускаться либо появились проблемы в его управлении;
• при функционировании силового агрегата периодически происходят блокировки систем сцепления, дверных замков и т. д.;
• на ЭБУ перестали подаваться сигналы от исполнительных узлов - датчиков холостых оборотов, системы зажигания, топливного насоса, системы управления форсунками и т. д.;
• различные неполадки механического плана — вышедшие из строя платы электронных приборов, перегоревшие электропроводники и т. д.;
• троение мотора машины;
• на электронные устройства и оборудование перестало подаваться питание;
• на экране бортового компьютера или приборной панели постоянно выводятся ошибки.

Канал Гараж продемонстрировал процедуру компьютерной диагностики модуля и сброса ошибок в гаражных условиях.

Устранение неполадок

Каждый модуль оборудуется системой проверки, что позволяет диагностировать степень неисправности блока в гаражных условиях. Чтобы выполнить проверку, автовладельцу надо подключиться к модулю посредством компьютера, на который заранее устанавливается диагностическое ПО. Допускается применение тестеров и сканеров для проверки. Информация, которая получается в процессе диагностики, должна быть сравнена с нормированными параметрами.

Все причины появления неполадок в ЭБУ делятся на два типа - неисправности в функционировании прошивки либо нерабочие проводники.

Восстановить работу ПО можно с помощью перепрошивки модуля, выполнить эту задачу смогут только мастера с опытом работы. Проверка электрических показаний может быть сделана в гаражных условиях посредством использования мультиметра. Чтобы найти пробой в электроцепи, автовладельцу надо разобраться со схемой работы ЭБУ, она будет разной в зависимости от модели установленного модуля.

После определения места установки проводников, кабеля питания и резисторных элементов выполняется прозвон электроцепи. Проверке подлежит участок, где были выявлены ошибки показаний ЭБУ. Если проверка не дала результатов, осуществляется прозвон всех электроцепей на схеме прибора. Некоторые потребители после обнаружения ошибки отключают клемму аккумулятора, полагая, что это позволит удалить код ошибки из памяти.

Избавиться от неполадки в ЭБУ нельзя методом отключения АКБ, так из памяти устройства удалится только код ошибки, сама неисправность останется.

Ремонт электронного модуля выполняется посредством проведения следующих действий:

1. Выявление места повреждения в функционировании модуля.
2. Повторное измерение параметров сопротивления.
3. Поиск точки крепления электропроводника.
4. Подключение кабеля с нужным сопротивлением параллельным образом посредством паяльника. Старый провод можно не отключать.

Если это не помогло избавиться от ошибок в работе модуля, надо обратиться за помощью к мастерам. Качество проведения ремонта блока влияет на его ресурс эксплуатации, а также безопасность машины в целом.

Видео «Ремонт электронного модуля своими руками»

Канал АВТО РЕЗ наглядно показал процедуру выполнения ремонта модуля управления ДВС в гаражных условиях.

Современный автомобиль невозможно представить без множества электронных систем. Развитие и активное внедрение электроники в конструкцию привело к тому, что работу двигателя контролирует электронный блок управления двигателем ECU (). Модули подобного типа также имеют название контроллер. Как сам бензиновый или дизельный мотор, так и другие системы транспортного средства управляются посредством специальных блоков управления.

Читайте в этой статье

Бортовая сеть и CAN-шина

ЭБУ взаимодействует с различными датчиками, которые отправляют сигналы в блок управления. Далее контроллер производит обработку полученных данных по заранее прописанным алгоритмам. ЭБУ в процессе работы двигателя опирается на информацию от датчиков и посылает ответные команды, которые адресованы исполнительным устройствам, интегрированным в конструкцию ДВС.

Автомобиль имеет так называемую бортовую сеть, в которой главным элементом является ЭБУ. По этой причине блок управления называют компьютером автомобиля, а в среде автолюбителей существует обиходное название «мозги». Не только двигатель, но и другие системы автомашины имеют собственный контроллер. К таким системам относятся: автоматическая коробка передач, управление подушками безопасности, антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости, система климат-контроля и т.д. Каждая из систем имеет свой отдельный электронный модуль: блок управления АКПП, модуль подушек Airbag, блоки-контроллеры ABS, ESP и т.д. Все модули взаимосвязаны между собой.

Главным в бортовой цепи автомобиля является ЭБУ. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный и непрерывный обмен данными с модулями управления других систем. Потоки данных передаются по специальной CAN-шине. Посредством указанной шины реализовано эффективное объединение всех электронно-цифровых систем автомобиля, что и представляет в итоге единую бортовую сеть.

Тесная взаимосвязь модулей, контроллеров и блоков позволяет максимально оптимизировать работу силового агрегата. Так достигается наилучший показатель расхода топлива, динамично корректируются параметры топливного впрыска и подачи воздуха на впуске. От работы ЭБУ зависит мощность, показатель крутящего момента в том или ином режиме работы двигателя, а также ряд других характеристик.

Какие задачи выполняет ЭБУ двигателем

К базовым функциям блока управления двигателем автомобиля относятся:

• управление зажиганием;
• анализ положения дроссельной заслонки;
• контроль и
• управление ;
• контроль температуры ДВС и ;
• управление ;

ЭБУ получает от датчиков информацию о частоте вращения и положении двигателя. Контроллер учитывает скорость движения автомобиля, фиксирует данные о напряжении в бортовой сети и т.п.

Как устроен электронный блок управления ДВС

ЭБУ является электронной платой, которая размещается в корпусе из пластика или металла для надежной защиты контроллера. ECU может быть установлен в моторном отсеке или в салоне автомобиля (в области центральной панели со стороны водителя или пассажира). Место установки контроллера зачастую указано в руководстве по эксплуатации.

Электронная плата ЭБУ включает в себя микропроцессор и запоминающие устройства. Также блок управления имеет специальные внешние разъемы на своем корпусе. Обычно таких разъемов два, они представляют собой выведенные наружу корпуса элементы контроллера. Первый разъем позволяет осуществить подключение блока управления к бортовой сети автомашины. Вторым разъемом (диагностический разъем ЭБУ) становится место для подключения сканирующего устройства (сканера).

Электронный блок управления двигателем имеет на своей плате несколько типов памяти. Существует постоянная память, в которой содержатся базовые микропрограммы и записаны ключевые параметры для нормальной работы ДВС. На плате ЭБУ дополнительно присутствует оперативная память, которая позволяет блоку управления динамично обрабатывать поступающие данные от датчиков, а также кратковременно сохранять определенные результаты.

Еще одним элементом является отдельное запоминающее устройство, в котором хранится временная информация о том, сколько времени проработал ДВС, какой километраж был пройден, количество потребленного топлива, коды блокировок или доступа, коды ошибок двигателя и т.д. Информацию из этого устройства можно удалять (стереть или сбросить код ошибки в ЭБУ).

Программы ЭБУ разделяются на два типа модулей. Присутствует функциональный и контрольный модуль ПО блока управления двигателем. Функциональный модуль принимает и обрабатывает полученные данные, а также отсылает импульсы на исполняющие устройства. Контрольный модуль следит за тем, чтобы сигналы от датчиков находились в допустимых рамках применительно к заданным изначально параметрам. Если контрольный модуль фиксирует отклонения от прописанных параметров, но они еще находятся в допустимых пределах, тогда осуществляется коррекция. В случае серьезного сбоя контрольный модуль ЭБУ заблокирует двигатель.

Программное обеспечение ЭБУ поддается коррекции. Блок управления двигателем можно перепрошить, тем самым заменив штатную программу и внеся изменения в базовые настройки и параметры работы силового агрегата. Данный способ получил название .

Сбои и ошибки двигателя записываются в память ЭБУ

ЭБУ имеет встроенную систему диагностики. Если контроллер фиксирует отклонение, ошибку или сбой в работе двигателя, тогда на приборной панели загорается соответствующая пиктограмма (обычно желтого или красного цвета), или же информационная надпись сheck-еngine. Автолюбители в быту данный предупреждающий сигнал определяют как «загорелся чек».

Возникающие ошибки в работе двигателя имеют индивидуальный код. Коды ошибок хранятся в ЭБУ, так как записываются в память запоминающего устройства на плате контроллера. Для диагностики и выявления неисправностей специалисты подключают к блоку управления двигателем специальный сканер через диагностический разъем ЭБУ. Сканер считывает коды ошибок (расшифровывает) и отображает их на своем дисплее. По этим данным можно получить представление о том, в каком состоянии находится мотор и какие имеет неисправности.

Неисправности электронного блока управления двигателем

Блок управления является надежным устройством, но встречаются отдельные случаи его некорректной работы или выхода из строя. Неисправности ЭБУ двигателя могут возникать по следующим причинам:

• короткое замыкание ЭБУ;
• сильный перегрев контроллера;
• воздействие влаги на плату и разъемы;
• коррозия корпуса и разъемов блока управления;
• механическое ударное воздействие, вибрации;

На поломку ЭБУ указывают сбои в работе двигателя при полностью исправных датчиках и системах ДВС, а также с учетом полного исключения других возможных причин. Исправная работа блока управления зависит от нормального напряжения в бортовой сети автомобиля, а также от получения рабочих сигналов от датчиков.

Если ЭБУ вышел из строя, тогда двигатель может работать неустойчиво или с большими провалами на разных режимах работы. Часто двигатель с неисправным ЭБУ оказывается заблокирован. На панели приборов высвечивается ошибка (горит «чек»). Данная ошибка полностью не сбрасывается сканирующими и другими устройствами, или же «чек» снова загорается после сброса ошибки спустя какое-то время.

В таких случаях необходимо оценить состояние блока управления двигателем. Ремонт ЭБУ возможен и обойдется дешевле, но предпочтительнее осуществить замену ЭБУ на новый полностью исправный блок. Подбирать блок управления двигателем на машину необходимо строго в соответствии с маркой и моделью, типом установленного двигателя и другими важными параметрами конкретного транспортного средства. Дополнительно может потребоваться настройка нового ЭБУ после его установки на автомобиль.

Читайте также

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

Компьютерная диагностика автомобильного двигателя и других агрегатов: для чего необходима и какие неисправности определяет. Как самому проверить автомобиль.

Процесс чип-тюнинга заключается в смене программы управления двигателем в электронном блоке управления(ЭБУ). А что такое ЭБУ, как он устроен и за что отвечает - мы рассмотрим в этой статье.

С 80-х годов для повышения экологичности и экономичности (и ни для чего другого) вместо карбюратора установили систему впрыска и на форсунку повесили "мозги" - электронный блок управления (ЭБУ), или electronic control unit (ECU). Управлял он впрыском, углом опережения зажигания и подачей воздуха. С тех пор прошло достаточно много времени, и на сегодняшний день в автомобиле легко может находиться около 80 блоков управления самыми разными узлами - от подогрева сидений до системы автоматической парковки.

Устройство ЭБУ

Электронный блок управления - это герметично закрытая металлическая (в редких случаях - с пластиковой крышкой) коробка в которую идет пара толстых кабелей. В самом блоке, наиболее важными элементами является микроконтроллер и EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory - энергонезависимая память с возможностью перепрограммирования)

Микроконтроллер отвечает за обработку сигналов от датчиков по программе, содержащейся в EPROM. В памяти блока находятся так называемые Калибровки - таблицы со значениями по конкретному узлу "что показывает датчик"->"что нужно передать(открыть/закрыть/ увеличить/уменьшить)". Как пример - "Если датчик детонации показывает такое-то значение - изменить угол опережения зажигания на такую-то величину".

Програма в EPROM отвечает за использование калибровок и за их обновление. Многие величины не могут быть заложены в память и всегда выдавать эталонный результат - тот же УОЗ будет разным при разном зазоре электрода на свече, поэтому значения постоянно обновляются. Это назвается самообучение блока.

Виды ЭБУ автомобиля

В зависимости от предназначения блоки управления имеют разделение по видам.

ECM (Engine Control Module) - модуль, отвечающий за работу двигателя. Ранее его называли ECU - Engine Control Unit, и EMS (Engine management system).

Формирование топливной смеси, время впрыска, зажигание, контроль скорости вращения валов - это его область ответственности. И да, чип-тюнинг мотора затрагивает именно его. Изменения вносятся в значения калибровок и в управляющую программу EPROM, благодаря чему получается исправить некоторые ошибки и недочеты производителя, увеличить мощность и крутящий момент (в основном за счет более точной топливной корректировки из-за исключения работы с 92-м октаном), отключить некоторые экологические функции. Основные датчики, работающие на этот блок - датчик массового расхода воздуха(ДМРВ), датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ) и датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) и еще несколько десятков датчиков напрямую или косвенно влияющие на работу двигателя. Например, датчик неровной дороги помогает отличить электронному мозгу детонацию двигателя от вибрации при езде по колдобинам.

EBCM (Electronic Brake control module) - электронный блок контроля тормозной системы. Система ABS - Anti-block system управляется именно им. На входе в этот блок подаются значения нажатия педали тормоза, скорость автомобиля, скорость вращения каждого колеса и положение ключа зажигания. Кстати, на большинстве автомобилей именно эта система используется для анализа накачанности колес. По скорости вращения колеса можно определить его радиус, сравнить с эталонным и в случае значительного отклонения от нормы - зажечь лампочку на приборке.

PCM (Powertrain control module) - модуль управления силовой установкой, или передачи крутящего момента на колеса. Отвечает за коробку передач, круиз-контроль, режим овердрайва (переключение на повышенную передачу для повышения экономичности при езде по трассе) и выполняет другие функции по обеспечению корректной работы этого узла.

VCM (Vehicle control module) - модуль контроля автомобиля. Отвечает за безопасность - EPS, ACC, ESC и подушки безопасности. Расположен, как правило в середине салона, подальше от источников опасности.

BCM (Body control module) - управление сиденьями, стеклоочистителями, стеклоподъемниками, люками в крыше и самими крышами (у кабриолетов)

Самый интересный для чип-тюнинга блок - управления двигателем. Хотя и блок управления коробкой (PCM) тоже вызывает множество вопросов и пожеланий...хотя на самом деле всего один - можно ли сделать так, чтобы автомат перестал "тупить" и не в ущерб надёжности? В большинстве случаев - нельзя. В редких случаях - можно.

Электронный мозг имеет свои органы восприятия - датчики. Ориентируясь на их показания он принимает решения. Некоторые используют эту возможность для обмана электромозга в своих целях - например, включив в цепь между ЭБУ и датчиком "хитрый" приборчик можно добиться от ЭБУ нужной реакции. Такой подход был весьма оправдан на раннем этапе использования ЭБУ, когда программы были простыми. Подать неверный сигнал, например, с второй лямбды о том, что "катализатор по-прежнему на месте, а вовсе даже не удалён" было простым и дешевым решением. Но сейчас блоки стали гораздо умнее, программы на много порядков усложнились и теперь одновременно анализируется несколько десятков показаний датчиков, строятся тренды и проверяются отклонения. Обмануть мозги внося исправленные данные в один единственный датчик уже невозможно.

Основные датчики ЭБУ

Всевозможных датчиков, передающих информацию в электромозг автомобиля очень и очень много. Обо всех рассказывать долго, да и в рамках нашей общеобразовательной статьи не нужно. Но о самых главных - мы расскажем.

MAT Sensor (Manifold Air temperature) - датчик температуры воздуха впускного коллектора.

CTS Sensor (Coolant Temperature Sensor) - датчик температуры охлаждающей жидкости

CPS Sensor (Camshaft/Crankshaft Position) датчик положения распредвала или коленвала.

KS (Knock Sensor) - датчик детонации

TPS (Throttle Position Sensor) - ДПДЗ - датчик положения дроссельной заслонки

VSS (Vehicle Speed Sensor) - датчик скорости.

MAP Sensor (Manifold Absolute Pressure) - ДАД - датчик абсолютного давления.

MAF Sensor (Mass Air Flow) - ДМРВ - датчик массового расхода воздуха.

ЭБУ инжекторным двигателем, когда появился, устройство и принцип работы, некоторые марки. Что такое распиновка и перепрошивка блока? Преимущества и недостатки. Советы по эксплуатации.

Немного истории

Старшее поколение водителей помнит шутливую песню: «Карбюратор, вентилятор и коробка скоростей…». Так вот, коробка перемены передач (КПП) и вентилятор дожили до нынешних дней, а вот карбюратор остался только на раритетных «Волгах» и «Жигулях». Так же, как и распределитель зажигания (трамблер), доставлявший ранее массу хлопот. А ведь эти устройства исполняли функции управления.

Карбюратор, при основном назначении - смешивать бензин с воздухом в определенных пропорциях для подачи в цилиндры, имел несколько подсистем, управляющих работой мотора на различных режимах:

• холостого хода;
• пусковой;
• ускорительный насос;
• экономайзер.

Трамблер, помимо главной задачи - подавать в нужный момент искру для воспламенения смеси, автоматически регулировал угол опережения зажигания:

• центробежным регулятором - в зависимости от оборотов;
• вакуумным регулятором - при изменении нагрузки.

Эпоха карбюраторов закончилась во второй половине XX века с появлением недорогих и надежных микросхем, которые легли в основу первых приборов для электронного управления двигателем (контроллеров). Они постепенно совершенствовались, количество периферийных датчиков возрастало, и сегодня электронный блок управления двигателем (ЭБУ), используя данные других систем, может образовывать Controller area network - общий сетевой контроллер.

Краткое описание прибора

Вместо карбюратора теперь используется инжектор, а регулированием подачи топлива занимается электронный блок управления двигателем. Этот прибор заменяет собой и трамблер.

ЭБУ инжекторного двигателя - практически небольшой компьютер, имеющий все атрибуты старшего брата. Роль аппаратного железа играет блок, периферию представляют выходные реле и многочисленные датчики:

• кислородный (ДК) или лямбда-зонд;
• положения коленвала (ДПКВ) или датчик Холла;
• воздушного расходомера (ДМРВ);
• положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
• температуры охладителя (ДТОЖ);
• фаз (ДФ);
• детонации (ДД);
• температуры воздуха (ДТВ);
• скорости движения (ДСА).

На современном авто их может стоять около 20.

Сам электронный блок - не что иное, как процессор, роль монитора играют индикация на щитке приборов или дисплей бортового компьютера.

Софтом являются управляющие программы. Операционные системы на компьютерном лексиконе называются прошивками. Изменение управляющей программы (перепрошивка) выполняется перепрограммированием блока. Связь с ЭБУ осуществляется кодированным сочетанием сигналов с приборной панели либо через меню бортового компьютера.

ЭБУ сегодня является лишь одним из нескольких контроллеров автомобиля. К ним относятся: блок управления шаговым двигателем регулятора холостого хода (РХХ-В), модули управления тормозами (антиблокировочная система ABS, стабилизации ESP), автоматической коробкой, круиз-контролем, климат-контролем и некоторыми другими. На некоторых автомобилях стоит до 80 электронных блоков.

Что там внутри?

Блок управления двигателем - это металлическая или пластмассовая коробка прямоугольной формы, на одной стороне которой выполнены гнезда для подключения к автомобильной электросхеме через CAN-шину. Сюда же при диагностике подключается и сканирующее устройство (сканер). Где находится блок? Чаще всего - в салоне под передней панелью, реже - в моторном отсеке. Расположение штатных устройств указывается в мануале.

Важно: установка под отопительным радиатором или рядом с двигателем может вызвать заливание или перегрев блока, что приведет к выходу его из строя.

Плата прибора содержит управляющий микропроцессор и память 3-х видов:

• Постоянная (ПЗУ), содержащая базовые микропрограммы и характеристики работы мотора;
• Оперативная (ОЗУ), предназначенная для вычислительных операций и хранения результатов;
• Репрограммируемая память (ЭРПЗУ), которая служит архивом для различного рода справочных данных: пройденный километраж, наработка моточасов, суммарное количество израсходованного топлива, коды ошибок. Эти данные из памяти можно стирать. Здесь также хранятся коды иммобилайзера (защита от угона).

Как работает ЭБУ

Принцип работы заключается в сборе, обработке входящих сигналов и выдаче управляющих импульсов на работу всех систем двигателя.

Программное обеспечение включает в себя два модуля:

1. Функциональный. Отвечает за прием входящих данных от периферийных датчиков, их обработку и выдачу сигналов управляющим устройствам. Сигналы поступают в аналоговой или импульсной форме. Аналого-цифровой преобразователь переводит их в цифровой формат и передает на микропроцессор. После обработки контроллер выдает электрические сигналы рабочим органам (реле топливного насоса, форсунки, катушки зажигания, клапан абсорбера, клапан рециркуляции выхлопных газов, клапан управления холостого хода, реле вентилятора, реле кондиционера и другим).
2. Контрольный. Его задача состоит в том, чтобы сравнивать текущие значения рабочих параметров с предельно допустимыми. Пока значения находятся в допустимых пределах, контроллер выдает корректирующие сигналы, а в случае серьезных отклонений электронная защита блокирует работу двигателя с выдачей сигнала об ошибке.

Типы устройств

Автомобили ВАЗ до последнего времени комплектовались следующими контроллерами:

• фирмы General Motors (GM);
• Январь-4/4.1, Январь 5.1.Х, Январь 7.2;
• BOSCH M1.5.4, BOSCH MP7.OH, BOSCH M7.9.7, BOSCH M7.9.7 +, BOSCH M17.9.7 с поддержкой электронного дроссельного узла (конец 2010 г.);
• VS 5.1 НПО «Интэлма»;
• M73 («родственник» Микас-11 и Январь 7.2+);
• M7.4.

Еще несколько примеров:

• Лада Гранта - «Ителма» 11186-1411020-22;
• Лада Веста - М86 ЕВРО-5;
• Лада X-Рэй - Siemens EMS 3125;
• Рено Логан, Сандеро, Сценик - EMS 31.32;
• Фольксваген Поло - «Ителма» IEFI-6.

Электросхема устройств содержит различное число контактов в разъемах: 55, 64 или 81. Назначение выводов (распиновка блока) у них также различное. В таблице для примера показана распиновка некоторых блоков применительно к одному контакту (диагностической линии).

Тип устройства	Количество контактов	Номер контакта линии диагностики (K-Line)
GM ISFI-2S и Январь-4/4.1	64	D4
Bosch M1.5.4, MP7.0 и Январь-5.1	55	55
Bosch М7.9.7, Январь-7	81	71
МИКАС-7	55	55
МИКАС-7.6	55	55
МИКАС-11	81	71

Перепрошивка блока

Прошивка на компьютерном лексиконе означает установку на компьютер, планшет, смартфон или другой девайс операционной системы, необходимой для его работы. Хранится эта программа во внутренней постоянной памяти. Откуда же взялся термин «прошивка»? Первые вычислительные машины представляли собой множество шкафов, занимающих иногда несколько комнат.

Постоянная память объемом всего лишь 1 гигабайт состояла из миллиардов ферритовых колец, в которые продевались по две петельки провода (одна для намагничивания кольца, другая для считывания информации).

Сам процесс продевания проводов и назывался прошивкой. Иными словами, прошивка - это запись на постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) какой-то программы. Соответственно, процесс перезаписи называют перепрошивкой. Ее можно произвести двумя способами.

Первый вариант. Стоит обратиться к специалистам по чип-тюнингу, которые обладают необходимыми устройствами-программаторами. В ходе апгрейда мастер может выполнять многочисленные калибровки, общее количество которых доходит до тысячи. При этом не на всех автомобилях, выпущенных до 2008 года, можно перепрограммировать блок без снятия его с машины. На более новых машинах чип-тюнинг можно делать без демонтажа устройства (с подключением программатора к диагностическому разъему).

Второй вариант. Если у вас есть большое желание попробовать свои силы, попытайтесь сделать перепрошивку самостоятельно. Что для этого нужно:

• Снятый с автомобиля ЭБУ.
• Персональный компьютер (ПК), ноутбук, планшет.
• Программное обеспечение - один из редакторов для ЭБУ: Delphi mt 60, Openbox, ChipLoader 1.97.7. В комплекте программы обязательно должен быть USB-ключ. Без него программу установить будет невозможно. Кроме того, желательно, чтобы на продукт была лицензия, действующая от одного года до полутора лет.
• Диагностический адаптер K-Line.
• Для настройки от угона иногда требуется специальный модуль, подключаемый к устройству.

Внимание! Самостоятельный чип-тюнинг - занятие рискованное, поэтому перед началом работы сохраните в памяти все первоначальные установки.

Достоинства и недостатки ЭБУ

Преимущества электронных систем управления по сравнению с механическими:

• расширение круга параметров, учитываемых системой управления при ее функционировании;
• увеличение надежности (отсутствие изнашивающихся механических устройств);
• упрощение пуска двигателя - контроллер адаптивно подстраивается под изменяющиеся погодные условия, благодаря чему стал возможным дистанционный запуск мотора даже зимой;
• не требуется ручная регулировка и обслуживание;
• оптимизация динамических показателей движения;
• повышение топливной экономичности;
• уменьшение вредных выбросов.

Недостатки:

• неремонтопригодность электронных компонентов, в случае неисправности часто требуется полная замена блока управления двигателем;
• дороговизна запчастей;
• ремонт и обслуживание ЭБУ требуют дорогостоящего диагностического оборудования и высокой квалификации персонала;
• требовательность к бесперебойному электропитанию;
• потребность в качественном топливе.

Признаки неисправностей и причины выхода из строя

На выход электронного блока из строя обычно указывают: остановка двигателя во время движения, невозможность пуска и постоянные сообщения Check-Engine (проверь мотор), которые не поддаются удалению.

Наиболее распространенные причины отказа контроллера:

• попадание влаги внутрь корпуса или на разъемы;
• перегрев устройства (неудачное расположение блока);
• ошибочное подключение аккумуляторной батареи;
• «прикуривание» от другого автомобиля с работающим двигателем;
• снятие клеммы с аккумулятора во время работы мотора;
• включение главного пускового реле при отключенном силовом кабеле;
• замыкание электропроводки;
• касание электродом проводов или датчиков во время сварочных работ;
• неисправности высоковольтной части системы зажигания (катушки зажигания, распределитель, провода);
• неквалифицированный ремонт или установка сигнализации.

Предупреждение! У некоторых моделей автомашин отремонтировать электронный блок невозможно, даже если обратиться к самым квалифицированным специалистам. Несмотря на это, первоочередным этапом устранения проблемы является диагностика, а уже затем мастер предложит возможные варианты по ремонту или замене неисправного контроллера.

Электронные системы управления двигателем сегодня полностью вытеснили прежние механические устройства, требующие ухода и обслуживания. Применение ЭБУ двигателя обеспечивает более устойчивую работу ДВС, улучшает его технические и эксплуатационные характеристики, что позволяет снизить стоимость пробега.

Главная часть системы впрыска - электронный блок управления двигателем ЭБУ. Он является вычислительным центром - в зависимости от сигналов датчиков, по определенным алгоритмам, выдает управляющие воздействия на исполнительные устройства системы управления.

Контроллер выполнен в виде металлического корпуса, внутри которого находится печатная плата с электронными компонентами. Жгут проводов от датчиков, исполнительных устройств и бортовой сети автомобиля подключается к блоку управления многополюсным штекерным разъемом.

Блок управления двигателем состоит из:

• процессорная часть (микроЭВМ);
• формирователи входных и выходных сигналов;
• источник питания.

Процессорная часть ЭБУ

Здесь происходит все самое главное в работе "мозгов" двигателя. Основой процессорной части является однокристальная микроЭВМ. Она называется так из-за того, что большинство компонентов микропроцессорной структуры находятся на одном кристалле микросхемы (чипе). В контроллерах СУД используются 8-, 16- или 32-разрядные микроЭВМ. Разрядность - это количество бит информации, с которыми она оперирует. Основные компоненты микроЭВМ.

Центральный процессор. Производит выборку команд и данных из памяти программ и памяти данных, производит арифметические и логические операции над данными, управляет сигналами на внутренней шине адреса и данных.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). То место, где хранится программа и данные в виде констант. Программа - переведенная на язык машинных кодов микроЭВМ совокупность всех алгоритмов управления СУД. Данные - калибровочные таблиц константы, которые участвуют в процессе расчетов или выбираются как управляющие параметры. Для разных типов СУД, использующих одинаковые контроллеры, записывается своя программа или свой набор данных.

Информация в ПЗУ может храниться сколь угодно долго, независимо от того, работает контроллер или хранится на складе. Для записи программы и данных используются специальные устройства, которые называются программаторами.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Область памяти, где хранятся данные, которые в процессе работы изменяются. Это могут быть промежуточные результаты вычислений или значения, полученные от датчиков. В отличие от ПЗУ, информация в ОЗУ теряется после выключения питания контроллера.

Чтобы сохранить данные, которые накапливаются в процессе работы контроллера и участвуют в расчетах как параметры адаптации алгоритмов к конкретному двигателю, в контроллерах существует так называемое энергонезависимое ОЗУ. Оно запитывается от отдельного источника питания, подключаемого непосредственно к аккумуляторной батарее. В режиме хранения это энергонезависимое ОЗУ потребляет очень незначительное количество энергии, что не может привести к разряду батареи, так как ток потребления в этом случае сравним с током саморазряда.

Недостатком такого типа энергонезависимого ОЗУ является то, что процесс адаптации возобновляется каждый раз после отключения питания от аккумулятора. Для устранения этого недостатка в современных контроллерах СУД используют новый тип энергонезависимого ОЗУ, который для хранения информации не требует никакого дополнительного источника питания.

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь. Однокристальная микроЭВМ не может работать с аналоговыми сигналами, поэтому в АЦП происходит дискретная выборка мгновенных значений непрерывного аналогового сигнала и преобразование их в цифровой код.

Порты ввода/вывода. Служат для организации взаимодействия микроЭВМ с другими компонентами контроллера. Через них происходит считывание входных и выдача выходных сигналов и информации.

Таймеры/счетчики - это устройства, необходимые для измерения интервалов времени или подсчета числа событий.

Генератор тактовой частоты. Вырабатывает тактовые импульсы синхронизации работы всей системы. От точности его работы зависит точность измерения всех интервалов времени.

Формирователи входных сигналов

Сигнал от датчика - это не что иное, как преобразованное в электрический сигнал значение физической величины (например, температуры охлаждающей жидкости). В контроллере СУД этот сигнал проходит через формирователь, где происходит согласование уровней (усиление или ослабление) - преобразование до той величины, которая необходима для нормальной работы процессорной части. Кроме того, входные формирователи выполняют защитную функцию от перенапряжения. Различают формирователи дискретных, аналоговых и частотных сигналов.

Дискретные сигналы - это сигналы, значение которых во времени меняется скачкообразно. Например, сигнал включения зажигания или сигнал запроса кондиционера. Такие сигналы поступают после преобразователей напрямую в процессорную часть на входы портов ввода/вывода.

Аналоговые сигналы - это сигналы, значение которых во времени непрерывно меняется. Например, сигнал с датчика массового расхода воздуха или с датчика положения дроссельной заслонки. Эти сигналы после предварительной обработки поступают в процессорную часть на входы АЦП.

Частотные сигналы - это сигналы, частота изменения которых несет информацию об изменении физической величины, измеряемой датчиком. Например, частота сигнала с датчика положения коленвала пропорциональна скорости вращения двигателя. Для дальнейшей обработки таких сигналов важно, чтобы эти сигналы не имели импульсных помех. Во входном формирователе частотный сигнал ограничивается по амплитуде (амплитудное значение такого сигнала не несет необходимой информации) и поступает в процессорную часть на вход таймера/счетчика.

Формирователи выходных сигналов

Эти формирователи преобразуют сигналы с портов ввода/вывода процессорной части в сигналы достаточной мощности для непосредственного управления исполнительными устройствами.

Выходные формирователи - это современные микросхемы (драйверы), которые, кроме основных функций, усиления по мощности, еще выполняют функции защиты выходов контроллера от замыкания на массу или на плюс батареи, а также от перегрузки. Эти драйверы называют “интеллектуальными”, так как в случае ненормальной работы, когда срабатывают защитные функции, они информируют процессор об этом. В контроллере используются различные типы формирователей выходных сигналов в зависимости от необходимой мощности.

Формирователь канала диагностики необходим для согласования уровней электрических сигналов диагностического оборудования с уровнями сигналов процессора.

Источник питания ЭБУ

Поскольку процессорная часть и микросхемы формирователей имеют рабочее напряжение питания +5 вольт, в электронном блоке управления предусмотрен источник питания. Он выдает стабильное напряжение при изменении напряжения в бортовой сети в широком диапазоне. Просадка напряжения до 6 вольт во время холодного пуска двигателя с не полностью заряженной батареей не приводит к отключению контроллера СУД.