Что такое блок управления двигателем

Блок управления двигателем: сердце современного силового агрегата

Практически во всех современных двигателях используются электронные системы управления, основным компонентом которых является электронный блок управления (ЭБУ). О том, что такое ЭБУ двигателя, как они устроены и функционируют, а также об их правильном выборе, диагностике и замене — читайте в статье.

Что такое блок управления двигателем?

Электронный блок управления двигателем (ЭБУ, Engine Control Module — ECM, контроллер двигателя) — основной электронный модуль централизованной системы управления силовым агрегатом и (или) вспомогательными системами транспортного средства.

ЭБУ является неотъемлемой частью любого современного двигателя, на него возлагается управление основными и вспомогательными системами силового агрегата:

• В бензиновых моторах — управление системой зажигания;
• В инжекторных и дизельных моторах — управление впрыском топлива;
• Управление дроссельной заслонкой и регулирование состава топливно-горючей смеси;
• Управление газораспределительным механизмом (установка фаз газораспределения);
• Регулирование состава отработавших газов;
• Управление вспомогательными системами двигателя — системой охлаждения (включение/выключение вентилятора, управление клапанами и т.д.), смазки и другими;
• Управление системами экологии двигателя — рециркуляции отработавших газов, улавливания паров бензина и другими;
• Управление прочими системами автомобиля, связанными с силовым агрегатом;
• Диагностика систем двигателя и его отдельных элементов.

Электронный блок выполняет управление всеми системами в режиме реального времени в зависимости от текущих условий — оборотов двигателя и динамики их изменения, положения дроссельной заслонки, температуры окружающей среды, скоростного режима и т.д. Все данные о текущих условиях поступают на ЭБУ от датчиков, они подвергаются обработке в соответствии с алгоритмами и используются для управления исполнительными механизмами и устройствами. Подробнее о работе ЭБУ и связанных с ним датчиков и исполнительных устройств рассказано ниже.

Блок управления двигателем обеспечивает работу силового агрегата и функционирование всего транспортного средства, поэтому при появлении любых неисправностей он должен быть отремонтирован или заменен. Но прежде, чем покупать данное устройство, нужно разобраться в его типах, устройстве и принципах работы.

• 

Блок управления ЯМЗ-536,534,650,651 двигателем электронный (аналог 650.3763010) АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления ЯМЗ-650.10 двигателем электронный (аналог 536.3763010) АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления КАМАЗ двигателем CUMMINS ISBe,ISDe.ISLe без прошивки OE (ОАО КАМАЗ)

Блок управления ЯМЗ-53443 двигателем электронный АВТОДИЗЕЛЬ

Блок управления CHERY двигателем OE

Типы, конструкция и характеристики блоков управления двигателем

Все ЭБУ двигателя можно разделить на три группы по функционалу:

• Модули управления двигателем без дополнительного функционала;
• Раздельные блоки управления отдельными системами силового агрегата;
• Комбинированные блоки управления двигателем и сопряженными с ним системами.

Устройства первого типа — это обычные модули управления двигателем, берущие на себя все указанные выше обязанности. ЭБУ этого типа могут иметь различный функционал, характеристики и применимость, например — для дизельных и бензиновых двигателей, для моторов с различным типом впрыска (одновременным, фазированным, попарно-параллельным, комбинированным), различных экологических классов и т.д.

Устройство второго типа — это отдельные модули, управляющие только одной или несколькими системами двигателя. Как правило, такие ЭБУ используются для управления системой охлаждения (или отдельно вентилятором) и некоторыми другими. Устройства третьего типа объединяют в себе несколько модулей, наиболее часто — блок управления двигателем и трансмиссией (PCM), но существуют и ЭБУ с более широким функционалом.

Все ЭБУ, независимо от типа и конструкции, имеют две взаимосвязанных составляющих:

• Аппаратное обеспечение — микроконтроллер, входные и выходные устройства, прочее «железо»;
• Программное обеспечение (ПО) — программы с алгоритмами, заложенные в микроконтроллер для выполнения поставленных перед ним задач.

Основу ЭБУ составляет микроконтроллер — микросхема, в которой объединены микропроцессор, модули оперативной и постоянной памяти (ОЗУ и ПЗУ) и необходимые периферийные устройства. В сущности, это готовый компьютер, собранный в одной микросхеме, и решающий строго определенный круг задач.

Также в аппаратное обеспечение модуля управления двигателем входят:

• Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — схема, преобразующая поступающий от датчиков аналоговый сигнал в цифровую форму, удобную для обработки микроконтроллером;
• Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — схема, преобразующая поступающий от микроконтроллера цифровой сигнал в аналоговый вид, удобный для обработки исполнительными устройствами и механизмами;
• Схемы преобразования сигналов в соответствии с используемы протоколом обмена данными (CAN, LIN и другими), построенные на специализированных микросхемах;
• Схемы питания и вспомогательные блоки, обеспечивающие бесперебойную работу микроконтроллера, преобразователей и контроллера в целом.

Программное обеспечение ЭБУ — это встроенные в микроконтроллер программы с алгоритмами, на основе которых осуществляется обработка сигналов от датчиков и подача команд на исполнительные устройства. ПО состоит из двух основных блоков:

• Функциональный — блок основных алгоритмов, осуществляющих получение и обработку данных от датчиков и формирование управляющих сигналов, поступающих на исполнительные устройства;
• Контрольно-вычислительный — блок алгоритмов, с помощью которых проверяется работа ЭБУ, корректность формируемых управляющих сигналов, корректировка этих сигналов и т.д. В случае проблем данный блок может переводить ЭБУ и двигатель в аварийный режим работы, либо вовсе отключать их.

Блок управления программируется под определенный двигатель в соответствии с его характеристиками и особенностями эксплуатации. Обычно программирование осуществляется на заводе-изготовителе двигателя или автомобиля, однако при необходимости ЭБУ может быть перепрограммирован.

ЭБУ соединяется с датчиками и исполнительными устройствами с помощью шин, обмен данными по которым осуществляется в соответствии с тем или иным протоколом. Сегодня наиболее распространены протоколы CAN (Controller Area Network) и LIN (Local Interconnect Network), первый чаще используется на зарубежных автомобилях, второй — на отечественных.

Модуль управления двигателем соединен с множеством датчиков — датчиком положения коленчатого вала (ДКПВ), температуры двигателя, кислорода (лямбда-зондом), расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации и другими. Выходные сигналы от контроллера поступают на различные устройства — топливные форсунки, блок зажигания, клапан рециркуляции отработавших газов, реле включения и выключения различных агрегатов, блоки управления топливным насосом и другими агрегатами. Также ЭБУ может обмениваться данными с другими системами — трансмиссией, антиблокировочной системой тормозов, системами безопасности и комфорта, и т.д.

Развитие технологий, микроэлектроники и программирования привели к миниатюризации ЭБУ с одновременным увеличением их возможностей. Современный модуль управления двигателем — это компактный блок, имеющий низкое энергопотребление и высокую надежность. ЭБУ, в зависимости от назначения, может иметь питание 6, 12 и 24 В, и оснащаться разнообразными разъемами для подключения датчиков и шин.

Вопросы выбора, замены и настройки блока управления двигателем

Прежде, чем менять или ремонтировать ЭБУ, необходимо убедиться, что именно он является причиной неудовлетворительной работы силового агрегата. О неисправности блока управления говорят некорректное функционирование отдельных систем двигателя, невозможность запуска мотора, плохая управляемость двигателя (не слушается педали газа и т.д.) и другие. Также о поломке могут оповещать соответствующие индикаторы на приборной панели. Во всех этих и многих других ситуациях необходимо выполнить диагностику блока, и в случае неисправности выполнить его замену или ремонт.

ЭБУ двигателя — сложное устройство, ремонт которого доступен только специалистам, поэтому при поломке данного модуля следует обратиться в сервисный центр или к мастерам с соответствующей квалификацией. Самостоятельно выполнять ремонт, замену и настройку ЭБУ рекомендуется только при наличии необходимых знаний и в случае, если у транспортного средства уже закончился гарантийный срок.

В случае полной замены ЭБУ необходимо использовать устройство того же типа и модели, что было установлено на автомобиле ранее. В ряде случаев возможно применение блоков другой модели, однако новое устройство должно обладать тем же функционалом и характеристиками, что и старое. Отдельное внимание при выборе необходимо уделять используемому в ЭБУ протоколу передачи данных — CAN или LIN. Подключить к ЭБУ с шиной CAN устройство, использующее шину LIN, и наоборот, напрямую невозможно, а применение адаптеров значительно повышает стоимость и трудозатраты.

С осторожностью следует прибегать к перепрограммированию ЭБУ при монтаже вспомогательных систем и тюнинге двигателя. Для выполнения данной операции должно использоваться специальное оборудование с лицензионным ПО, в противном случае возможны проблемы и поломки.

При правильном выборе, ремонте или замене ЭБУ силовой агрегат будет надежно и уверенно работать в любых условиях.

В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.

В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.

Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.

Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Знакомство с электронным блоком управления двигателем: ликбез для новичков

Каждое современное транспортное средство оснащается электронной системой управления двигателем ЭСУД. Основным элементом системы является блок управления двигателем, позволяющий обеспечить оптимальную работу силового агрегата. Что это за устройство, какие функции выполняет ЭБУ, в чем заключается его принцип действия? Ответы на эти и другие вопросы касательно ЭСУД вы можете найти ниже.

Описание ЭБУ

Для начала рассмотрим описание ЭБУ двигателя автомобиля, его типовые параметры, а также расскажем, где находится девайс. Начнем с основных опций, возложенных на это устройство.

Функционал

Итак, что такое ЭБУ в машине? Блок управления двигателем представляет собой устройство, использующееся для приема сигналов от контроллеров и датчиков, а также их последующей обработки и передачи команд на исполнительные механизмы. Данные, которые получает система управления мотором в машине, обрабатываются по установленному производителем алгоритму. После обработки информации электронный блок управления двигателем передает соответствующие команды на исполнительные механизмы и компоненты.

Электронная система управления двигателем дает возможность оптимизировать важные параметры для функционирования силового агрегата, в частности:

• наладить наиболее оптимальный расход горючего;
• контролировать состав и соотношение вредных веществ в выхлопных газах;
• произвести контроль за показателями крутящего момента;
• обеспечить наиболее оптимальную мощность силового агрегата;
• произвести регулировку положения заслонки дросселя;
• контролировать работу системы зажигания;
• отрегулировать работу системы рециркуляции выхлопных газов;
• произвести управления фазами газораспределительного механизма;
• произвести регулировку температуры антифриза при необходимости.

Нужно учитывать, что это далеко не все функции, которые может выполнять электронный блок управления двигателем. Это самые основные параметры, но в зависимости от модели ЭСУД, управляющий модель может выполнять и другие опции. Этот девайс также дает возможность произвести диагностику автомобиля в целом, если в работе тех или иных узлов были зафиксированы неполадки. О необходимости проведения проверки может свидетельствовать появление лампочки Чек на щитке приборов.

Контрольная лампа системы управления двигателем, которая стоит на приборке, появляется в том случае, если ЭСУД обнаружила неисправности в функционировании тех или иных узлов. Для получения более точных данных о поломках, автовладелец должен осуществить компьютерную диагностику системы и расшифровать полученные комбинации ошибок (автор видео — Павел Ксенон).

Теперь рассмотрим вопрос расположения управляющего модуля в автомобиле. В большинстве случаев, как видно по фото, девайс стоит в салоне автомобиля, за центральной консолью, посредине. Для получения доступа к устройству необходимо будет разобрать часть торпеды. Также ЭБУ может быть расположен за вещевым ящиком или приборной панелью, если же он был установлен самостоятельно, то место монтажа определяется установщиком. В некоторых моделях авто устройство находится в моторном отсеке.

Компоненты

Две основные составляющие любой электронной системы управления двигателем — это программное, а также аппаратное обеспечение.

Программное обеспечение, в свою очередь, включает в себя следующие вычислительные модули:

1. Контрольный модуль, изначально предназначенный для проверки транспортного средства и инспектирования исходящих сигналов. Благодаря этому модулю, если нужно, осуществляется корректировка импульсов. Помимо этого, контрольный модуль позволяет даже заглушить мотор, если в этом есть необходимость (к примеру, при перегреве или других неполадках).
2. Не менее важный модуль — функциональный. Он используется для получения сигналов, передающихся на блок управления автомобиля от контроллеров и датчиков. Когда модуль получает сигнал, он его обрабатывает, а затем формирует определенные команды, которые впоследствии посылаются на исполнительные элементы (автор видео — Павел Ксенон).

Также схема ЭБУ включает в себя и аппаратное обеспечение, которое включает в себя разные электронные элементы — микросхемы, процессор и т.д. В конструкции управляющего модуля имеется специальный аналогово-цифровой преобразователь, предназначенный для улавливания аналоговых сигналов, которые передают контроллеры и датчики. С помощью преобразовательного устройства осуществляется перевод полученных импульсов в цифровой формат, с которым в дальнейшем работает сам процессор. Также данный элемент преобразует импульсы и в обратной последовательности, если есть необходимость передачи сигнала от микропроцессора.

Отдельно следует сказать о защите модуля. В случае взлома автомобиля злоумышленник может с легкостью получить доступ к ЭБУ, вскрыв торпеду. Защита ЭБУ может быть обеспечена путем установки дополнительного сейфа либо специального резервуара, который позволит предотвратить получение преступником доступа к устройству. Здесь же нужно отметить такой момент, как взаимозаменяемость ЭБУ.

Взаимозаменяемость ЭБУ автомобиля позволяет заменить управляющий модуль в машине в случае его выхода из строя, однако это также позволит преступнику поменять установленный в авто блок на собственный. Благодаря чему злоумышленник сможет обойти противоугонную систему, именно поэтому важно позаботиться о защите модуля.

Принцип работы

Если говорить о принципе действия, то блок управления мотором получает сигналы от различных датчиков, их количество может изменяться в зависимости от типа авто:

• импульсы от лямбда-зонда;
• сигналы о расходе воздуха, поступающие от ДМРВ;
• о температуре работы двигателя;
• о положении коленвала, а также о частоте его работы:
• о неровной дороге;
• о скорости авто и т.д.

Обрабатывая полученные сигналы, управляющий блок передает команды на различные системы:

1. Зажигания машины. Как известно, транспортное средство, в зависимости от того, какой двигатель на него установлен, может быть оснащено одной или несколькими катушками. В соответствии с полученным сигналом система зажигания определяет оптимальный режим для подачи искры, что необходимо для возгорания топливовоздушной смеси.
2. На приборную панель. Лампа Чек, как сказано выше, является связующим звеном между блоком и водителем. Ее появление на приборке может быть обусловлено обнаружением ЭСУД неполадок в работе тех или иных узлов. В некоторых случаях сообщения об ошибке свидетельствуют о неисправности тех или иных датчиков.
3. На форсунки силового агрегата, с помощью которых осуществляется наиболее оптимальный впрыск топливовоздушной смеси в цилиндры ДВС. Нужно учитывать, что частота изменения объема смеси может быть разной.
4. На устройства для тестирования ЭСУД (автор видео — Павел Ксенон).

Плюсы и минусы электронного блока управления двигателем

Сначала рассмотрим достоинства:

• с помощью ЭСУД осуществляется оптимизация основных рабочих параметров автомобиля;
• снижается расход воздушного потока;
• обеспечивается более упрощенный запуск силового агрегата;
• у автовладельца больше нет необходимости производить регулировку параметров работы мотора, практически все, что нужно, регулируется автоматически;
• если двигатель работает правильно, то корректная работа ЭБУ позволит добиться оптимальных параметров в плане экологической чистоты.

1. Стоимость ЭБУ достаточно высокая. В случае выхода из строя девайс можно попытаться отремонтировать, но если это не поможет, то устройство подлежит замене.
2. Чтобы система работала правильно, проводка автомобиля должна быть целой, в частности, речь идет об участке цепи питания самой ЭСУД.
3. Для оптимальной работы водитель должен заправлять только качественное горючее.
4. Чтобы выявить поломку в работе агрегата, автовладельцу потребуется специальное оборудование, которое обычно стоит недешево.

Фотогалерея

Несколько фото автомобильного ЭБУ.

Видео «Ремонт электронного блока управления своими руками»

В ролике ниже представлен процесс ремонта блока ЭСУД, а также основные особенности этого процесса с описанием всех нюансов (автор видео — канал Авто Практика).

ЭБУ: принцип работы, достоинства и недостатки, причины поломок

Электронный блок управления двигателем – без этого компонента современный автомобиль попросту немыслим. Во всей системе управления силовым агрегатом ЭБУ является основным элементом.

Задача электронного блока управления двигателем

Его назначение состоит в приеме поступающей информации, которую направляют различные датчики. Эти данные обрабатываются по особому алгоритму, после чего создаются команды для составляющих исполнительного характера. Наличие в конструкции авто ЭБУ дает возможность оптимизировать главные показатели функционирования силового агрегата:

• крутящий момент;
• мощность;
• состав отработавших газов;
• расход и т.д.

А еще именно электроника осуществляет диагностику всех систем машины.

Немного истории

Появление электронного блока управления двигателем было обусловлено необходимостью подачи в цилиндры мотора топливной смеси в нужном количестве и требуемой консистенции. До создания электронного блока эти функции выполнял карбюратор, на совершенствование которого были направлены основные силы конструкторов.

Однако, появление доступных и дешевых микрочипов ознаменовало закат карбюраторной эпохи, что произошло в 70-х годах. Но первые электронные блоки были созданы итальянцами из Alfa Romeo для их модели 6C2500, что произошло в середине 50-х годов. Назывался этот блок – «Caproni-Fuscaldo».

Постепенно ЭБУ совершенствовались, «учились» охватывать показания все большего числа датчиков, управлять системой охлаждения и зажигания, становились производительнее и т. д. Современный электронный блок в состоянии создать Controller area network – единую систему управления – обмениваясь данными с другими системами авто.

Компоненты ЭБУ

Все составные части блока управлением можно поделить на 2 больших блока:

Программное обеспечение

Оно состоит из пары модулей вычислительного характера:

• контрольного – он настроен на инспектирование исходящих сигналов, а также их корректировку, если в этом есть необходимость. Причем данный модуль в состоянии даже заглушить силовой агрегат;
• функционального – в его задачи входит получение сигналов, поступающих от различных датчиков, дальнейшая их обработка, а также формирование команд для приборов исполнительного характера.

Аппаратное обеспечение

Оно состоит из массы электронных элементов – микропроцессоров и других. Установленный аналогово-цифровой преобразователь ловит аналоговые сигналы, что идут от разных датчиков, и переводит их в цифровой формат, на который и ориентирован микропроцессор. Если имеется необходимость обратного преобразования (команд, поступающих от процессора), то преобразователь переводит и их. Кроме того, на ЭБУ поступают и импульсные сигналы, которые также проходят через преобразователь для изменения их формата в цифровые.

Принцип работы электронного блока

Функционирование ЭБУ заключается в приеме информации из различных датчиков, число которых на современных моделях достигает 20-ти и более:

• данные о расходе воздуха;
• показатели с лямбда-зонда;
• информация о коленчатом вале (его положение и частота вращения детали);
• сигналы о неровности трассы и т. д.

Помимо обработки этих сигналов, ЭБУ отправляет сигналы различным устройствам:

• зажигание – это может быт как одна катушка, так и сразу несколько (зависит от типа силового агрегата). Данный узел отвечает за своевременную подачу искры со свечи в цилиндры мотора.
• световой индикатор – его назначение состоит в выдаче уведомлений о наличии ошибок, причем как в двигателе, так и непосредственно в блоке.
• форсунки – посредством них осуществляется впрыск горючего в цилиндры. При этом частота изменения количества этого горючего постоянно меняется, ведь зависит от различных условий. В данном случае на первый план выходят характеристики форсунок (реакция их управляющих компонентов на перемены команд из ЭБУ, а также скорость их функционирования).
• тестеры – оборудование диагностического назначения подключается через специальный разъем, если возникает необходимость в проверке мотора и электронного блока управления двигателем.

Плюсы и минусы электронного блока управления двигателем

Несмотря на очевидные достоинства ЭБУ, у него имеются не только сильные стороны.

Достоинства ЭБУ

• оптимизация динамических показателей;
• снижение расхода;
• простота запуска мотора – ЭБУ оперативно адаптируется в непростых условиях функционирования (прогрев мотора зимой или режим холостого хода);
• отсутствие потребности в ручной регулировке;
• повышение показателей экологической чистоты.

Недостатки ЭБУ

• дороговизна компонентов;
• невозможность ремонта – только замена;
• потребность в дорогом и сложном оборудовании для диагностики ЭБУ, а еще специально обученных техниках и электриках;
• высокие требования относительно показателей надежности в электропитании;
• необходимость в качественном горючем.

Признаки выхода из строя ЭБУ и причины его поломок

Как правило, поломка ЭБУ характеризуется наличием следующих признаков:

• блок не реагирует на сигналы с лямбда-зонда – показания датчиков температуры, а также положения дроссельной заслонки;
• отсутствуют сигналы, свидетельствующие об управлении разными компонентами исполнительного характера – клапаном холостого хода, системой зажигания, топливными форсунками, бензонасосом и т. д.
• повреждения механического характера – перегоревшие проводники или микросхемы.

Видео: Ремонт электронных блоков управления

Обычно выделяют несколько наиболее распространенных случаев, что в состоянии привести к подобной неисправности:

• попадание влаги на поверхность ЭБУ;
• замыкание проводки вследствие ее обрыва или иного фактора;
• неверная полярность во время подключения аккумулятора;
• активация стартера, когда силовая шина отключена;
• когда аккумулятор «прикуривается» от автомобиля, у которого запущен двигатель;
• если аккумуляторная клемма снимается при работающем моторе;
• в случае, когда в процессе проведения сварочных работ электрод цепляет проводку машины или ее датчики;
• ремонт либо установка сигнализации неквалифицированным электриком;
• поломки в системе зажигания (ее высоковольтной части) – это могут быть провода, катушки зажигания или распределитель.

При инспектировании необходимо сначала проверить возможности обеспечения, а только потом возможности исполнения. Причем для авто есть таблицы значимости каждого компонента. Причина такого ранжирования в том, что утрата только одной функции обеспечения, как правило, тянет за собой потерю сразу нескольких функций исполнения.

Как видно, электронный блок управления двигателем играет ключевую роль в процессе функционирования всей системы. Поэтому неисправности данного компонента должны быть устранены.

Что такое и для чего нужен ЭБУ в автомобиле?

Блок управления двигателем – краеугольный камень современной системы питания ДВС. Именно внутри ECU (Engine Control Module) обрабатываются сигналы датчиковой аппаратуры и генерируются команды для исполнительных механизмов. Момент искрообразования, время открытия форсунок, работа клапана продувки адсорбера, ЕГР и других элементов зависят от корректной работы ЭБУ. Рассмотрим, как работает электронная система управления двигателем (ЭСУД), устройство, принцип работы ее основных компонентов, а также их распространенные неисправности.

Как устроен ECU?

1. Микропроцессор – сердце любого блока управления (БУ). Принцип работы блока управления двигателем построен на обработке процессором цифровых сигналов и выборе алгоритма управления исполнительными устройствами.
2. Порты входных сигналов с датчиков.
3. Аналогово-цифровой преобразователь. Микропроцессор не может обрабатывать аналоговые сигналы, поэтому предназначение АЦП в перекодировании их в цифровой вид. Аналогично трансформируются импульсные сигналы с индуктивных датчиков частоты вращения.
4. Задающие каскады. В задающих каскадах управляющие импульсы с микропроцессора трансформируются в силовые сигналы, с помощью которых ЭБУ управляет исполнительными устройствами. Примером задающего каскада можно считать работу силовых ключей, отвечающих за подачу напряжения на первичную обмотку катушек зажигания.
5. Блок текущего контроля. Отслеживает нарушение функций электронных компонентов внутри блока, аномалии в показаниях датчиков, а также нарушение протекания тока в сигнальных и силовых цепях. Благодаря самодиагностике становится возможной диагностика ЭБУ, чтение кодов неисправности, просмотр фактических параметров.
6. Блок связи с другими электронными блоками внутри автомобиля и диагностическим интерфейсом. Многие данные с блока управления двигателем применяются в работе блока управления АКПП, системы ABS, ESP, ASR и т.п. В современных авто для общения между блоками используют шины данных разных уровней.

Конструкция ЭБУ невозможна без блока питания, который при необходимости подстраивает питание бортовой сети автомобиля под особенности работы элементов внутри блока. В цепи питания присутствуют и защитные компоненты, предохраняющие ECU от скачков напряжения, переполюсовки.

Виды входных и выходных сигналов

ECU обрабатывает всего несколько типов входных сигналов:

• цифровой сигнал (имеет всего два уровня – «высокий» и «низкий»). Еще такой сигнал называется логическим, так как он имеет всего два значения – истина или ложь (true/false), логический 0 либо логическая 1;
• импульсный сигнал — кратковременное изменение физической величины. К примеру, по количеству импульсов с датчика АБС блок управления рассчитывает скорость вращения каждого из колес;
• аналоговый сигнал – описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений. В автомобиле к таким сигналам относится измерение напряжения.

Именно по падению напряжения на выводах потенциометрического датчика положения электронной педали газа ЭБУ оценивает мощность, которую хочет получить водитель от двигателя.

Задающие каскады, использующиеся для управления исполнительными механизмами, могут формировать переключающий сигнал и сигнал с широтно-импульсной модуляцией. ШИМ-сигнал характеризируется скважностью импульсов – соотношением периода импульсов к их длительности. Скважность выражается в процентах, которые показывают соотношение периода подачи напряжения к периоду обесточенного состояния. К примеру, если скважность сигнала управления регулятором холостого хода (РХХ) составляет 50%, то шток регулятора будет выдвинут на половину хода.

Тогда как широтно-импульсная модуляция позволяет гибко управлять исполнительным устройством, переключающий сигнал имеет только два состояния – включено или выключено. Таким сигналом будет включение вентилятора, муфты кондиционера и т.п.

Устройство микропроцессора

Работа микропроцессора строится вокруг 3 компонентов:

1. Оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ/RAM). Оперативная память необходима для хранения изменяющихся данных, получаемых с датчиковой аппаратуры. Эти данные используются микропроцессором в вычислениях и хранятся только во время работы двигателя/времени включенного зажигания. К таким данным относится, к примеру, сигнал с датчика детонации, показания лямбда-зонда, на основании которых формируется кратковременная коррекция.
2. Постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ или EEPROM) – перезаписываемая память, в которой хранится программа обработки данных и управления элементами ECU, а также важные переменные, которые нельзя потерять при отключении питания.
3. Постоянная память (ПМ или EEPROM) — хранят шифр распознавания ключа иммобилайзера, конфигурация комплектации автомобиля, коды неисправности и т.п.

На некоторых автомобилях коды неисправности двигателя хранятся в ОЗУ, поэтому при снятии клеммы они удаляются. В более современных вариантах конструкции ЭСУД для удаления кодов из EEPROM требуется специальное диагностическое оборудование.

Межсетевой интерфейс

Многие электронные системы современного автомобиля оснащены отдельными цифровыми блоками управления. Подразумеваются не только такие важные системы как ABS, ESP, Airbag, ASR, но и компоненты, обеспечивающие комфорт и удобство при пользовании автомобилем. Речь о стеклоподъемниках, системе централизованного отпирания/запирания дверей, мультимедиа и т.п.

Для синхронизации работы отдельных блоков управления была придумана шина последовательной передачи данных. Она осуществляется по протоколу в виде обмена сообщениями между цифровыми блоками через очень короткие промежутки времени. Такой протокол можно сравнить с телефонной конференцией, где у каждого абонента есть уровень приоритетности для вещания. К примеру, исправность системы ABS важнее для безопасной эксплуатации автомобиля, нежели плавность переключения передач в АКПП, а поэтому сообщения от блока АБС будут иметь более высокую степень приоритетности.

В современных автомобилях могут совместно работать сразу несколько обособленных шин данных:

• шина силового агрегата (ЭБУ двигателя, АКПП, АБС и т.п.);
• CAN-шина системы «Комфорт» (стеклоподъемники, замки дверей);
• CAN-шина информационно-командной системы (мультимедиа, навигация, комбинация приборов).

К привычной уже CAN-шине все чаще внедряются новые виды межсетевого интерфейса: однопроводная шина Lin, оптоволоконная шина MOST, беспроводная шина Bluetooth.

Видео: Система управления двигателем: обзор ЭБУ.

Неисправности ЭБУ

• коррозия места пайки, короткое замыкание между выводами элементов на плате по причине попадания внутрь влаги. Контроллер ЭБУ помещен в герметичный корпус, который должен препятствовать прониканию воды внутрь блока. Указанные выше неисправности чаще всего возникают после вскрытия блока для осмотра/ремонта, так как восстановить заводскую герметичность довольно сложно. Чаще всего блок управления двигателем находится в подкапотном пространстве – далеко не самой благоприятной среде для контроллеров. Реже производитель размещает ECU под жабо стеклоочистителей, за подкрылками или в салоне;
• нарушение работы компонентов ЭБУ из-за попадания внутрь масла, антифриза. Из-за капиллярного эффекта нередки случаи, когда моторное масло или трансмиссионная жидкость проникает внутрь блока, стекая или даже поднимаясь по проводам вверх к разъему;

На некоторых автомобилях неудачное месторасположение блока управления предопределяет причину его поломки. К примеру, ECU на автомобилях Лада Калина установлен под радиатором печки. Поэтому в случае протекания последнего антифриз попадает внутрь блока и выводит его из строя.

• трещины пайки элементов печатной платы. Возникают вследствие постоянных перепадов температуры, вибраций. Некоторые производители устанавливают ECU на двигатель, что усугубляет влияние негативных факторов и становится главной причиной поломки ЭБУ двигателя;

Пожалуй, наиболее ярким примером такой конструктивной недоработки могут послужить двигатели X16XER, X18XER от Opel. Расположение ECU на двигателе приводит к отламыванию перемычек между пинами разъема и выводами печатной платы. Нередко ЭБУ на авто с такими моторами выходят из строя на пробегах до 150-200 тыс.км.

• перегорание элементов на плате вследствие короткого замыкания, неправильного подключения АКБ, перенапряжения в бортовой сети;
• окисление пинов в контактном разъеме, загибание контактов после неаккуратной установки разъема ECU.

Диагностика и ремонт

Ремонт ECU требует как минимум базовых знаний схемотехники и хороших навыков пайки. Конечно, и без глубоких знаний вы увидите окислы, трещины на пайке, перегоревшую дорожку или вздутый конденсатор. Если блок не подлежит восстановлению, на корпусе всегда нанесена маркировка ЭБУ, которая поможет подобрать вам контроллер для замены.

Что такое блок управления двигателем: какие бывают блоки, неисправности и проверка

Начнем с того, что современный автомобиль представляет собой совокупность механических узлов, которые работают под управлением электронных компонентов. Другими словами, многими процессами во время работы ДВС и других агрегатов управляет сложная электронная система управления двигателем ЭСУД.

Блок управляет работой ДВС, осуществляет контроль за состоянием мотора и его систем, постоянно изменяя параметры для создания оптимальных условий с учетом того или иного режима. Далее мы рассмотрим назначение и устройство ЭБУ, ответим на вопрос, как проверить блок управления двигателем и какие симптомы указывают на проблемы с контроллером.

Электронный блок управления двигателем: назначение и устройство

Отметим, что электронный блок управления применительно к автоэлектронике является своеобразным «центром», который объединяет разные подсистемы, управляющие по отдельности теми или иными узлами и агрегатами.

Что касается видов электронных блоков управления в авто, их существует достаточно много. При этом условно их можно разделить на:

• электронный блок управления двигателем (ЭБУ, ECU);
• блок управления ДВС и трансмиссией;
• отдельные блоки управления двигателем, коробкой передач, системой тормозов, подвеской, системами безопасности, стабилизации и т.д., которые объединены между собой при помощи центрального блока.

Фактически, в зависимости от особенностей той или иной модели автомобиля, узлы и агрегаты могут иметь свой отдельный блок-контроллер. Затем указанные блоки объединяются в общую единую систему при помощи центрального модуля.

При этом на многих авто ECU управляет не только двигателем, но и выполняет функцию центрального модуля. По этой причине его принято просто называть центральным блоком управления.

Интеграция такого устройства в конструкцию автомобиля позволяет значительно оптимизировать работу ДВС, повысить производительность мотора, снизить уровень токсичности выхлопа и т.д. Также блок фиксирует различные неполадки и отклонения от нормы, своевременно уведомляя об этом водителя.

Конструкция ЭБУ и принцип работы

Итак, блок управления представляет собой вычислительное устройство, которое способно обрабатывать информацию. Информация поступает на блок от датчиков. Далее блок «анализирует» показания датчиков и формирует управляющие команды, передавая их на электронно-механические исполнительные устройства.

Сам блок управления имеет аппаратную начинку и программное обеспечение. В основе блока лежит микропроцессор, благодаря которому данные от датчиков анализируются и обрабатываются. Наличие программного обеспечения позволяет осуществлять вычислительные операции.

Если же говорить о датчиках, на ЭБУ поступает информация о положении коленчатого вала и частоте его вращения, расходе воздуха, скорости движения ТС, количестве кислорода в выхлопе, температуре двигателя, положении педали газа и степени открытия дроссельной заслонки и т.д.

Кстати, современные электронные блоки управления имеют возможность перепрограммирования. Это значит, что такие блоки пригодны для тюнинга, так как имеется возможность изменения заводской программой. На практике это позволяет поставить на атмосферный мотор турбокомпрессор, увеличить производительность после форсирования ДВС, перевести двигатель на газ и т.д.

Неисправности электронного блока управления двигателем и диагностика

Хотя производители выполняют ЭБУ в виде защищенной коробки, размещая аппаратную начинку в прочном металлическом корпусе, данное устройство также может выйти из строя. Проблемы с блоком управления могут сопровождаться неустойчивой работой ДВС или невозможностью завести двигатель, отклонениями в процессах смесеобразования, нарушениями в работе трансмиссии (как правило, автоматической) и т.д.

Среди самых простых специалисты выделяют:

• перегрев;
• сильную коррозию и попадание влаги;
• повреждения в результате ударных нагрузок;
• короткое замыкание;

Также виновником проблем может оказаться не сам ЭБУ, а плохой контакт с датчиками, окисление в месте присоединения проводов. Отметим, что нередко к проблемам с блоком управления приводит банальная безответственность самого автовладельца.

Например, во время мойки двигателя под давлением блок не защищается должным образом от попадания влаги, машина эксплуатируется во влажную погоду со снятыми элементами (без крыльев, капота). Часто владельцы игнорируют тот факт, что крепление ЭБУ в месте установки недостаточно надежное или имеются проблемы с проводкой, что может привести к короткому замыканию и т.п.

Еще вывести из строя электронный блок может «прикуривание» от другого автомобиля с заведенным двигателем, неквалифицированная установка в автомобиль дополнительного оборудования, проблемы в высоковольтной части системы зажигания.

При этом после проведения поверхностной диагностики владелец снимает ЭБУ и пытается его разобрать/отремонтировать. Затем часто выясняется, что причиной проблем все же оказывается какой-либо датчик, однако после попыток ремонта блок для дальнейшей эксплуатации уже не пригоден.

По этой причине важно понимать, что сначала должна быть проведена комплексная профессиональная компьютерная диагностика. Только после этого можно принимать решение о том, что делать, менять или выполнить ремонт блока управления двигателем.

Также отметим, что не всегда удается устранить поломку только заменой контроллера. Как уже говорилось выше, часто первопричиной поломки ЭБУ является не сам блок. Простыми словами, если, например, имеется замыкание в проводке, новый блок управления быстро выйдет из строя точно так же, как и предыдущий.

Ремонт ЭБУ двигателем и подбор блока для замены

Важно понимать, что ремонт электронного блока управления является сложной и ответственной процедурой, которая требует определенных навыков, оборудования, знаний и понимания принципов работы устройства.

При этом ремонтировать блоки управления рекомендуется только в тех случаях, когда заменить контроллер на исправный нет возможности. Как правило, не удается заменить ЭБУ на старых и редких автомобилях (возникают трудности с подбором как нового, так и б/у контроллера), а также тогда, когда стоимость блока очень высока.

Простыми словами, на обычном СТО блок просто меняется на новый или заведомо рабочий. В остальных случаях попытки ремонта могут не только не принести желаемого результата, но и усугубить ситуацию. По этой причине ремонтировать блок нужно только в специализированных центрах, которые сами определят, целесообразно или нет проводить ремонтные процедуры с тем или иным типом устройств.

• Теперь перейдем к подбору устройства в рамках замены. Как уже говорилось выше, сначала нужно найти возможную причину, которая и привела к выходу блока из строя. Это позволит избежать скорой замены только что установленного ЭБУ.

Итак, необходимо учитывать, что в продаже часто встречаются восстановленные блоки, причем ремонт провел сам завод-изготовитель. Такая практика является нормальной, так как экономически заводу выгоднее восстановить старый блок, чем изготавливать новый. Естественно, завод не будет ремонтировать полностью залитый водой, разбитый или сожженный ЭБУ. При этом на восстановленную деталь должна даваться гарантия, как на новое устройство.

• При выборе нужно понимать, что визуально, а также по разъемам и маркировке электронные блоки управления могут быть одинаковыми, однако ПО в таких устройствах разное. Дело в том, что для каждого типа ДВС на той или иной модели двигателя, а также в зависимости от года выпуска, программное обеспечение может сильно отличаться.

Вполне очевидно, что новый электронный блок должен быть точно таким же, как и старый. Для подбора нужно не только учитывать марку и модель автомобиля, но и объем/тип двигателя, год выпуска авто, VIN-код, а также все маркировки, которые производитель нанес на сам блок.

• После того, как нужный блок был подобран, остается только реализовать подключение устройства к соответствующим разъемам. На практике ЭБУ далеко не всегда рассоложен в удобном и легкодоступном месте, так что нужно знать, где стоит блок управления двигателем на том или ином автомобиле. Перед подключением клеммы с АКБ следует обязательно снять.

Еще нужно помнить, что многие электронные блоки управления нуждаются в дополнительной настройке. В одном случае это просто автоматическая подстройка ЭБУ под параметры и особенности работы конкретного авто (самоадаптация). Для такой подстройки на машине нужно просто поездить в разных режимах.

Результата добиваются путем изменения штатного ПО и заводских стандартных настроек, которые «зашиты» в память ЭБУ. Качественно такую процедуру могут выполнить только квалифицированные специалисты, которые имеют подходящее программное обеспечение и оборудование.

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

Место расположения электронного блока управления двигателем (ЭБУ, ECU) автомобиля на разных транспортных средствах. Назначение и функции ЭБУ, особенности.

Топливные карты, чип-тюнинг и тюнинг-бокс. Влияние ЭБУ на состав рабочей смеси. Зависимость показателя AFR от различных режимов работы двигателя, детонация.

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы.

Модуль увеличения мощности дизельного двигателя. Виды чип-боксов, особенности подключения и работы данных блоков. Преимущества и недостатки тюнинг-бокса.

Прошивка дизельного ДВС, преимущества и недостатки чип-тюнинга. Негативные последствия чип-тюнинга турбодизельного мотора.