Електронний блок керування (контролер). Електронний блок керування (ЕБУ) - мозок вашого автомобіля Що таке блок керування двигуном

03.11.2019

Сучасний автомобіль - це не просто чотири колеса та двигун. Це смартфон на колесах. Роботу всіх систем сучасного авто контролює безліч різних датчиків. Цю інформацію потім аналізує спеціальний комп'ютер та інша електронна начинка. Чим дорожчий автомобіль, тим більше в ньому різних електронних опцій. Всім цим «оркестром» керує одна маленька коробка – це ЕБУ. Що це таке? Це електронний блок керування. Про нього ми сьогодні й поговоримо.

ЕБУ в сучасному автомобілі

Насамперед варто почати з термінів. ЕБУ – це «мозки» автомобіля або електронний блок керування. Багато хто його знає як контролер. Це справді мозок машини. Без цього блоку всі інші елементи та механізми перетворюються просто на млявий мотлох, величезну кількість пластику, проводів та мікропроцесорів.

Електронний блок отримує дані від датчиків. Потім інформацію обробляє за спеціальними алгоритмами. Далі він посилає спеціальні команди на виконавчі устрою. ЕБУ є навіть у моделях від АвтоВАЗу. Є там і датчики – наприклад, кисневий, температури ОЖ, швидкості. Що вже казати про сучасні іномарки.

Оце і є електронний блок управління ЕБУ. Простими словами, це розумний прилад, що тримає на контролі всі процеси, які щомиті проходять в автомобілях. За секунду обробляється до тисячі різних сигналів.

Що контролює контролер?

Можна перерахувати кілька основних датчиків, з яких збирається інформація. Це температура двигуна, навколишнього середовища, лямбда-зонд, рівень палива та холостого ходу. Також у багатьох автомобілях є датчики ABS, зношування гальмівних колодок та інші сенсори, що відповідають за безпеку.

Окремі елементи контролюють швидкість руху, положення електронне педалі газу. Є датчик положення колінчастого валу. Також ЕБУ контролює роботу системи охолодження, клімат-контролю. Блок слідкує за правильністю роботи гальмівної системи.

Звичайно, це далеко не весь список датчиків. Це стандартний набір, який зустрічається на будь-якому більш-менш сучасному авто. Приблизно такий набір функцій має ЕБУ ВАЗ-2170. Ми поговорили про датчики, але треба сказати і про виконавчі пристрої.

Це регулятор положення дросельної заслінки, інжектор, система запалювання. Також ЕБУ управляє фазами розподілу, температурою горіння суміші та вміє її підтримувати. Блок аналізує склад вихлопних газів. Він регулює роботу освітлення, керує склопідйомниками, усіма підігрівами, дією роботизованих та автоматичних КПП.

Це лише мінімум того, що вміє середньостатистичний ЕБУ. Що це таке, ми вже знаємо, тож підемо далі – буде цікаво. На машинах класом вище є набагато більше будь-яких датчиків і пристроїв.

Насправді ЕБУ – це невеликий за розмірами блок, який утримує під невсипущим контролем роботу всього автомобіля. Кожна система контролюється цим комп'ютером. Далекі від автомобільного світу люди і водії-початківці думають, що ЕБУ за зовнішнім виглядом приставляє собою ноутбук (адже комп'ютер же?). Але це зовсім негаразд. Блок управління виготовляється у трохи іншому форм-факторі.

Як виглядає ЕБУ і що є?

Блок управління виготовляють у різних корпусах. Найчастіше це пластикові або алюмінієві основи. Наприклад, ЕБУ ВАЗ-2172 виготовлено у пластиковому корпусі. На більшості іномарок металевий корпус. Матеріал переважно залежить від місця розташування блоку. Так, якщо на моделях від АвтоВАЗ блок встановлений у салоні, то він із пластику. Якби його встановлювали під капотом, зробили б із металу.

Але корпус – це далеко не весь ЕБУ. Усередині корпусу є електронна плата. Це і є ЕБУ. Що це таке, ми вже знаємо приблизно. З плати назовні виведено два роз'єми - це так звана CAN-шина. До цих роз'ємів приєднані дроти від усіх датчиків та виконавчих пристроїв. Потрібно помітити, деякі блоки також оснащуються роз'ємом для оновлення вбудованого ПЗ, а також діагностичним OBD-II висновком. Як і будь-який комп'ютер, цей іноді «глючить». Також збої трапляються у датчиках. За допомогою діагностичного роз'єму можна вважати коди помилок ЕБУ ВАЗ, і тоді буде легше ремонтувати автомобіль. Більше не потрібно шукати поломки вручну.

Мікросхеми ЕБУ схильні до досить сильного нагрівання. Тому корпуси мають ребра. Останні виконують функцію радіаторів, відводячи зайве тепло. Якщо взяти і подивитися на демонтований блок, то на вигляд блок - це невелика коробка розміром 15 на 10 см, товщина її становить не більше сантиметра.

ЕБУ зсередини

Якщо блок розкрити, можна побачити досить велику плату. Недосвідчені автовласники та й взагалі недосвідчені користувачі комп'ютера зможуть сплутати її з материнською платою комп'ютера. Не будемо розбиратися в пристрої її досконало, а пройдемося побіжно про основні вузли.

Зупинимося на пам'яті ЕБУ. Що це таке? Існує кілька типів пам'яті. ППЗУ - це постійна програмована, куди розробники заклали потрібні алгоритми для роботи двигуна та інших систем. ОЗУ - оперативна пам'ять, яка потрібна для роботи з проміжною інформацією. Вона опрацьовується в реальному часі. ЕРПЗУ - це електронна пам'ять, що перепрограмується. Використовується для запам'ятовування тимчасових даних.

Програмне забезпечення

Функціональне програмне забезпечення є найважливішим. Адже саме за рахунок нього читається та аналізується інформація з датчиків, а також відправляються команди на виконавчі пристрої.

Модулі ведуть контроль отриманих даних щодо помилок, якщо такі вдалося виявити. ПЗ намагається виправити помилки, якщо це можливо. Якщо виправити помилку не можна, то на дисплеї бортового комп'ютера виводиться Check Engine тощо. Не потрібно пам'ятати всі помилки ЕБУ. Розшифровка їх різна для всіх видів автомобілів. Наприклад, на "Ладі Пріорі" код Р0353 говорить про обрив ланцюга котушки запалення 3-го циліндра.

Де розташовано ЕБУ?

У салоні блок можна знайти під панеллю. У моделях від АвтоВАЗ він знаходиться біля радіатора обігрівача. На іномарках бізнес-рівня ЕБУ можна знайти під заднім сидінням. Деякі виробники намагаються встановити контролер у багажнику. Розмістити ЕБУ під капотом – це не найкраще рішення.

Адже там на блок впливає дощ, сніг та інші фактори. Найчастіше в підкапотному просторі пристрій можна знайти біля акумулятора або під запобіжним блоком. Знайти нескладно – навіть звичайний автовласник без особливих навичок зможе знайти його. Потрібно просто трохи розібрати панель приладів або ж знайти блок під капотом. Зовні це коробка, від якої відходять два джгути дротів. Але здійснювати ремонт ЕБУ самостійно без спеціальних знань не варто. Найкраще довірити цю роботу професіоналам.

Демонтаж

Зняти блок керування дуже просто. Достатньо відкрутити болти, що утримують, і від'єднати шлейфи. Звичайно, перед цими роботами слід зняти мінусову клему з АКБ. На деяких моделях автомобілів необхідний розбір панелі приладів. Часто блок знаходиться з боку печі або під бардачком.

З'ясувати, чи працює блок дуже просто. У половині випадків автомобіль просто не вдасться запустити. Також можливо, що заблокуються всі системи, відкриються всі замки тощо. В інших випадках можуть виявлятися збої у роботі двигуна. Так, на деяких машинах можуть плавати оберти, виникають провали. Двигун може взагалі не запускатись. Горять помилки, які не вдається прибрати за допомогою програмного забезпечення. Слід зазначити, що ЕБУ – це досить надійний вузол. Тому якщо спеціально його не «топити», блок працюватиме довго та справно.

Як трапляються поломки, якщо блок надійний? Все просто – досить короткого замикання чи попадання на плату вологи. Також ЕБУ не любить фізичних впливів та корозії.

Ремонт, заміна

Виконувати ремонт ЕБУ або замінити, сказати важко. Іноді контролер згоряє повністю, так що ремонту вже не піддається. Потрібно встановлювати новий блок. А це не так вже й дешево – середня ціна становить від 15 до 40 тисяч рублів.

Але якщо помилку можна усунути за допомогою заміни однієї або двох мікросхем, ремонт доцільний. Якщо корозією з'їло доріжку на платі, це також можна відновити.

Висновок

Тепер водії-початківці знають, що таке ЕБУ в автомобілі, де знаходиться блок і для чого він потрібен. Це корисна інформація, яка допоможе усім автовласникам. Наразі у продажу є спеціальні діагностичні пристрої, за допомогою яких можна самостійно визначати поломку авто.

Невід'ємною частиною сучасних автомобілів вважається електронний блок керування двигуном. Він призначений прийому інформації набору датчиків і її обробки. Оброблена інформація отримує певний алгоритм, з допомогою якого відбувається керуючий вплив різні системи мотора.

Електронний блок керування двигуном (ЕБУ) – як він працює?

Використання цього пристрою ефективно оптимізує такі параметри, як потужність, витрата палива, момент, що крутить, вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах та інші. Конструкція електронного блоку включає два основних види забезпечення. З допомогою апаратного забезпечення входять у роботу різні електронні складові на чолі з процесором.

Інформація, що надходить від датчика, перетворюється на цифрові сигнали. Для цього використовується спеціальний перетворювач. До складу програмного забезпечення входять функціональний та контрольний обчислювальні модулі. Вони обробляють отримані сигнали та направляють їх на управління виконавчими пристроями.Крім того, формуються вихідні сигнали, які можуть коригуватися до повної зупинки .

При необхідності електроблок управління може бути перепрограмований. Це відбувається при істотних змін конструкції двигуна, наприклад, при проведенні його тюнінгу. Для обміну даними використовують спеціальну шину, за допомогою якої всі блоки управління об'єднуються в єдину систему.

Ремонт блоків керування двигуном - як впоратися самостійно?

Електронна система керування дизельним двигуном встановлюється практично на всіх сучасних моторах цього типу з різними системами упорскування палива. Таке електронне управління призначається в основному для регулювання та оптимізації їх роботи. Таким чином, забезпечується ефективне функціонування всієї паливної системи, турбонаддуву, впускної та випускної системи, а також систем охолодження та рециркуляції відпрацьованих газів.

Все електронне керування складається з головного блоку, вхідних датчиків, а також виконавчих пристроїв систем двигуна. Нерідко багато автолюбителів можуть зіткнутися з необхідністю вирішення такого питання, як ремонт електронного блоку керування двигуном. Актуальною є можливість проведення такого ремонту самостійно.

З самого початку важливо точно з'ясувати назву блоку, якщо відсутні необхідні вихідні параметри. В основному використовується пристрій ECU, у перекладі "блок електронного управління". З його допомогою здійснюється робота відповідно до вхідних сигналів датчиків, які створюють вихідні сигнали, що управляють виконавчими пристроями.

Причини поломок та ремонт блоку керування двигуном

Ремонт електронних блоків керування двигуном може знадобитися за відсутності безперебійного електричного живлення. В цьому випадку легко припустити внутрішню несправність, яка потребує обов'язкового ремонту. Причинами можуть бути:

відсутність обміну даними зі сканером та повідомлення некоректних параметрів;
не спалахує контрольна лампа «Чек» при включеному запалюванні;
при одному з несправних елементів видається фіксація помилки.

Крім того, двигун може працювати некоректно з відхиленнями, але інформація про це не видається.

Своєчасний ремонт блоків керування двигуном допоможе уникнути багатьох серйозних проблем. У сучасних автомобілях на цей пристрій замкнуто стільки систем, що у разі будь-якої несправності блоку може повністю зупинитися робота всього механізму або його окремих вузлів та агрегатів. Отже, знаходимо винуватця даного обговорення, місце розташування якого можна уточнити в посібнику експлуатації для автомобіля, і бачимо, що це суцільно електроніка. Як же знайти проблему та вирішити її в такому різноманітті схем, транзисторів та інших дрібних елементів?

Причин, з яких ЕБУ видає помилки або не реагує на показання будь-яких датчиків, може бути як мінімум дві: непридатний провідник або збилася прошивка. Прошивку відновити самостійно неможливо, якщо ви не спеціалізуєтесь у цій галузі, тому допоможуть лише у дилерському центрі. А ось перевірити електричні параметри ви зможете, якщо у вас під рукою є мультиметр. Щоб знати, які дроти перевіряти на пробій, потрібно освоїти читання схеми вашого ЕБУ.

Сучасні цифрові технології дозволяють застосовувати широкий ряд функцій, що управляють, в автомобілі. Багато параметрів, що впливають на його роботу, можуть братися до уваги одночасно, тому управління різними системами може здійснюватися з максимальною ефективністю. Електронний блок управління (ЕБУ) отримує електричні сигнали від датчиків або генераторів в очікуваному інтервалі значень, оцінює їх і потім проводить обчислення пускових сигналів для виконавчих пристроїв (приводів). Програма управління зберігається у спеціальній пам'яті, а реалізацію цієї програми відповідає мікропроцесор.

Рис.57 Електронний блок керування. 1 - роз'єм, 2 - каскади малої потужності, що задають, 3 - імпульсне джерело живлення (SMPS), 4 - CAN інтерфейс (інтерфейс шини передачі даних), 5 - блок пам'яті мікропроцесора, 6 - задають каскади великої потужності, 7 - вхідні та вихідні контури .

Експлуатаційні умови

До ЕБУ пред'являються дуже високі вимоги щодо наступних факторів:

температурі навколишнього середовища (під час нормальної роботи повинні знаходитися в межах -40 - +85 ° С для комерційних автомобілів та -40 - +70 ° С для легкових автомобілів);
до дії з боку таких матеріалів, як масло та паливо тощо;
до дії до вологості навколишнього середовища;
мати механічну міцність, наприклад, за наявності вібрацій при роботі двигуна.

Одночасно дуже високі вимоги стосуються електромагнітної сумісності та захисту від високочастотних перешкод.

Пристрій та конструкція

ЕБУ (рис. 57) розміщується в металевому корпусі і з'єднується з датчиками, виконавчими пристроями та джерелом живлення через багатоштирковий роз'єм (1). Компоненти електронної системи для безпосереднього управління виконавчими пристроями розташовуються в корпусі ЕБУ таким чином, щоб забезпечити гарне розсіювання тепла у навколишнє середовище.

Якщо ЕБУ встановлюється безпосередньо на двигуні, то відведення тепла здійснюється через вбудований у корпус ЕБУ охолоджувач, у якому постійно тече паливо (тільки для комерційних автомобілів). Більшість компонентів ЕБУ виконується за технологією SMD (Surface-Mounted Device – плати з поверхневим монтажем). Звичайна проводка використовується тільки в деяких елементах живлення та роз'ємах, так що тут можуть бути застосовані компактні конструкції невеликої маси.

Рис.58 Обробка сигналів в електронному блоці керування ЕБУ. Н – високий рівень L – низький рівень. FEPROM - програмована пам'ять (постійний пристрій), EEPROM - постійна пам'ять, RAM - оперативна пам'ять, А/D-АЦП, CAN - шина передачі даних.

Обробка даних

Вхідні сигнали

Поряд з периферійними виконавчими пристроями датчики представляють інтерфейс між автомобілем та ЕБУ, який є блоком обробки даних.

ЕБУ отримує електричні сигнали від датчиків проводки автомобіля і через роз'єми. Ці сигнали можуть бути наступними типами:

Рис.59 Сигнали широтно-імпульсної модуляції. а – постійний період, b – тривалість сигналу.

Формування сигналів

Для обмеження напруги вхідних сигналів до максимально допустимого значення ЕБУ використовуються захисні ланцюги. Шляхом застосування пристроїв фільтрації накладені сигнали перешкод у більшості випадків відокремлюються від корисних сигналів, які, у разі потреби, потім посилюються до допустимого рівня вхідного сигналу ЕБУ.

Формування сигналів у датчиках може бути повним або частковим, залежно від рівня їхньої інтегрованості.

Обробка сигналів

ЕБУ є керуючим центром системи, відповідальним за послідовність функціональних операцій. Керуючі функції з урахуванням та без урахування зворотного зв'язку виконуються у мікропроцесорі. Вхідні сигнали, що формуються датчиками, генераторами з очікуваними значеннями параметрів та інтерфейсами інших систем, служать як вхідні координати. Вони піддаються подальшій перевірці на достовірність у комп'ютері. Вихідні сигнали розраховуються з використанням програм, характеристик та програмованих матриць. Мікропроцесор синхронізується кварцовим генератором.

Рис.60 Схема розрахунку подачі палива в електронному блоці керування.
Ключ "запалювання" в положенні А (пуск),
Ключ “запалювання” у положенні (режими руху).

Програмована (перезаписувана пам'ять).Для своєї роботи мікропроцесору потрібна програма, яка зберігається в програмованій пам'яті (постійний пристрій - ROM, або EPROM/FEPROM).

Ця пам'ять також містить спеціальні дані (індивідуальні дані, характеристичні та програмовані матриці). Це фіксовані дані, які не можуть бути змінені під час керування автомобілем.

Багато варіантів, які вимагають різного запису даних, роблять необхідним обмеження кількості типів ЕБУ для виробників автомобілів. Вся область програмованої пам'яті (Flash EPROPM, або FEPROM) може бути запрограмована (програма та спеціальні дані моделі), коли автомобіль сходить з конвеєра (EoL-End of Line programming – програмування на лінії конвеєра). Можна також зберігати в пам'яті кількість варіантів даних (тобто для різних країн), які потім вибираються програмою EoL.

Оперативна пам'ять.Оперативна пам'ять (RAM) потрібна для зберігання таких змінних даних, як чисельні значення сигналів. Для правильної роботи оперативна пам'ять потребує постійного електричного живлення. При вимиканні запалення або вимикача пуску ЕБУ вимикається і, отже, втрачає всю пам'ять (так звана пам'ять, що “випаровується”). Адаптуючі значення величин, тобто тих, що "навчаються" системою під час роботи і які стосуються роботи двигуна робочих режимів, у цьому випадку повинні бути знову "навчені" після нового включення ЕБУ.

Дані, які не повинні бути втрачені (наприклад, коди іммобілайзера та дані кодів несправності), повинні постійно зберігатися в постійній пам'яті (EEPROM). У цьому випадку дані в постійній пам'яті не втрачаються навіть у разі від'єднання акумулятора.

Спеціалізована інтегральна схема (ASIC).Збільшення складності функцій ЕБУ означає, що обчислювальні можливості мікропроцесорів виявляються недостатніми. Рішенням є використання модулів зі спеціалізованими інтегральними схемами (ASIC - Application- Specific integrated Circuit) - потенціалом розвитку ЕБУ і, оскільки вони оснащуються підвищеною оперативною пам'яттю (extra RAM) та вдосконаленими вхідними та вихідними блоками, то можуть генерувати та передавати сигнали широтноімпульсної модуля.
Блок поточного контролю.ЕБУ оснащується контуром, що стежить, який вбудований в спеціалізовану інтегральну схему (ASIC). Мікропроцесор і блок поточного контролю стежать один за одним і, коли виявляється несправність, будь-який з них може вимкнути подачу палива незалежно від іншого.

Вихідні сигнали

Використовуючи свої вихідні сигнали, мікропроцесор запускає каскади, що задають. Вихідні сигнали зазвичай є досить потужними, щоб безпосередньо управляти виконавчими пристроями чи реле. Каскади, що задають, захищені від короткого замикання на масу або акумуляторну батарею, а також від руйнування від електричного навантаження. Такі порушення в роботі, разом з обривами ланцюга або несправностями датчиків, визначаються контролером каскадів, що задають, і ця інформація передається в мікропроцесор.

Перемикаючі сигнали

Ці сигнали використовуються для включення та вимикання виконавчих пристроїв, наприклад електровентилятора системи охолодження двигуна.

Сигнали широтно-імпульсної модуляції (PWM signals)

Вихідні цифрові сигнали можуть бути у формі сигналів широтно-імпульсної модуляції. Це прямокутні сигнали з постійним періодом, але змінні часу (рис. 59), які можуть бути використані для пуску електромагнітних приводів, наприклад, клапана системи рециркуляції ОГ.

Передача даних усередині ЕБУ

Для забезпечення нормальної роботи мікропроцесора периферійні компоненти повинні мати можливість обмінюватись з ним даними. Це має місце при використанні адресної шини або шини передачі, через яку мікропроцесор видає, наприклад, адресу оперативної пам'яті (RAM), яка має бути в даний момент доступна. Шина передачі даних використовується для передачі відповідних даних. Попереднім автомобільним системам задовольняла 8-бітова топологія з шиною передачі даних, що включала вісім ліній, які всі разом могли передавати 256 даних одночасно. 16-бітова адресна шина, яка зазвичай використовувалася в таких системах, могла передавати дані до 65536 адрес.
Сучасні, складніші системи, вимагають для шини передачі 16 біт і навіть 32 біт. Щоб зберегти компоненти систем у дії, для адресних шин (шин передачі) може бути використана мультиплексна (багаторазова) передача. Тобто дані та адреси відправляються по тих же лініях передачі, але зміщуються один від одного в часі.

Вбудована діагностика

Поточний контроль датчиків.Для того щоб переконатися в наявності нормальної напруги живлення і в тому, що вихідний сигнал датчика знаходиться в допустимих межах (наприклад, для температурного датчика це діапазон між -40 і +150 С), робота датчиків відстежується вбудованими діагностичними пристроями.

Сигнали найважливіших датчиків, наскільки це можливо, дублюються. Це означає, що у разі порушення роботи може бути використаний інший подібний сигнал, або може бути виконано два-три вибори.

Визначення несправностей.Це можна здійснювати в межах спеціальної області стеження за роботою датчиків. У разі систем із програмами зворотного зв'язку (наприклад, контроль тиску), можливо також діагностувати відхилення відданого діапазону регулювання.
Шлях проходження сигналу може вважатися неправильним, якщо несправність є більшою за заданий період часу. Якщо одного разу цей період був перевищений, то несправність зберігається в пам'яті ЕБУ разом з параметрами умов, за яких вона трапилася (наприклад, температура рідини, що охолоджує, частота обертання колінчастого валу двигуна та ін.).

Для багатьох несправностей можлива повторна перевірка датчика, якщо шлях проходження даного сигналу буде визначений при відстеженні як не має несправності в даному періоді часу.

Реакція у разі несправності.Якщо вихідний сигнал датчика виходить за допустимі межі, відбувається переключення на значення сигналу за замовчуванням. Ця процедура використовується стосовно наступних вхідних сигналів: напруги акумуляторної батареї; температурі охолоджуючої рідини, повітря на впуску, моторної олії; тиск наддуву; атмосферному тиску та витраті повітря на впуску.

У разі порушення важливих для руху функцій здійснюється перемикання на функції, що замінюють, які дозволяють водієві доїхати, наприклад, до автосервісу. Якщо один із потенціометрів у модулі положення педалі акселератора виявляється несправним, то для розрахунків можуть використовуватися сигнали другого потенціометра, за умови їх правдоподібності, або робота двигуна може бути переключена на режим постійної частоти малої обертання.

Принцип роботи системи електронного керування

ЕБУ оцінює сигнали, отримані від зовнішніх датчиків, і ставить обмеження щодо допустимого рівня напруги.

Використовуючи ці вхідні дані і що зберігаються в пам'яті програмовані матриці, мікропроцесор розраховує тривалість і кут випередження (момент початку) упорскування і перетворює ці дані сигнали для характеристик як функції часу, які потім адаптуються до руху поршнів. Враховуючи високі динамічні навантаження двигуна і більшу частоту обертання, потрібні високі обчислювальні можливості мікропроцесора, щоб відповідати вимогам точності обчислень. Вихідні сигнали використовуються для запуску каскадів, що задають, які передають відповідну потужність для всіх виконавчих пристроїв (наприклад, електромагнітних клапанів), включаючи приводи для таких функцій двигуна, як рециркуляція ОГ і перепуск газів повз турбіну турбокомпресора, а також для додаткових функцій, як реле свічок розжарювання та кондиціонер. Каскади, що задають, захищаються від руйнування та пошкоджень через коротке замикання та електричне навантаження. Сигнали про такі порушення в роботі, як обрив електричного кола, передаються назад до мікропроцесора.

Діагностичні функції каскадів електромагнітних клапанів, що задають, також визначають сигнальний код несправності. Крім того, певна кількість вихідних сигналів надсилається іншим системам автомобіля через інтерфейс. ЕБУ також відстежує роботу всієї системи паливоподачі в межах концепції безпеки.

Управління робочими режимами

Для забезпечення оптимального процесу згоряння двигуна, ЕБУ повинен здійснювати відповідний розрахунок величини подачі палива для кожного робочого режиму. Блок-схему розрахунку величини подачі палива показано на рис. 60.

Пускова подача палива

Пускова подача палива розраховується як функція температури охолоджувальної рідини та частоти обертання колінчастого валу двигуна. ЕБУ видає вихідний сигнал на пускову подачу від моменту включення "запалювання" (положення "А" на рис. 60) і свічок розжарювання, і до моменту коли досягається мінімальна частота обертання колінчастого валу двигуна. Водій не може впливати на величину пускової подачі.

Управління рухом автомобіля

Під час руху автомобіля кількість палива, що впорскується (величина подачі) розраховується як функція положення педалі акселератора (датчик положення педалі акселератора) і частоти обертання колінчастого валу двигуна (вимикач “запалювання” в положенні “В” на рис. 60) з використанням багатопараметрової характеристики керування автомобілем . Таке керування забезпечує оптимальну відповідність дій водія та вибору потужності двигуна.

Регулювання мінімальної частоти обертання холостого ходу

На мінімальному режимі холостого ходу витрата палива зумовлена головним чином механічним ККД двигуна та частотою обертання.
У сучасному щільному русі транспорту з частими зупинками основна частка витрати палива посідає мінімальні режими холостого ходу. Це означає, що з одного боку мінімальна частота обертання холостого ходу повинна підтримуватися якомога нижчою, а з іншого боку, незалежно від навантаження (включений кондиціонер, положення селектора автоматичної коробки передач, маневрування при роботі підсилювача рульового управління та ін.) , вона ніколи не повинна зменшуватися нижче за певний мінімум, коли двигун починає працювати з ривками або навіть зупинятися.

Для того щоб встановити необхідну частоту обертання, мінімальний контролер частоти обертання холостого ходу змінює подачу палива до тих пір, поки виміряне її значення не стане рівним необхідному. Величина необхідної частоти обертання та характеристики керування визначаються положенням селектора (в автоматичній коробці передач) та температурою охолоджувальної рідини двигуна (за сигналом датчика температури охолоджуючої рідини).

Крім обліку впливу моменту опору від зовнішнього навантаження зовнішньої, слід також брати до уваги моменти внутрішнього тертя, які повинні компенсуватися системою управління мінімальної частоти обертання холостого ходу. Ці зміни мінімальні, але постійно здійснюються протягом усього терміну експлуатації автомобіля.

Регулювання плавності роботи двигуна

Через наявність допусків при виготовленні і в залежності від зносу двигуна є відмінності у величині моментів, що крутять, створюваних окремими циліндрами. Це особливо проявляється на мінімальному режимі холостого ходу, коли призводить до нерівномірної роботи з ривками двигуна. Система управління плавністю роботи двигуна відстежує зміни у його роботі у кожен час, коли відбувається спалах у циліндрах, і порівнює роботу циліндрів друг з одним. Потім відбувається регулювання кількості палива, що впорскується в кожен циліндр в залежності від виміряної різниці в частоті обертання між окремими циліндрами, в результаті чого внесок кожного циліндра в створення крутного моменту двигуна виявляється однаковим.

Управління швидкістю автомобіля (система Cruise Control)

Контролер системи підтримки швидкості автомобіля (Cruise Control) дозволяє забезпечити керування автомобілем із заданою постійною швидкістю руху.

Він підтримує швидкість автомобіля відповідно до значення обраного водія за допомогою перемикача, що знаходиться на приладовій панелі.

У процесі регулювання кількість палива, що впорскується, збільшується або зменшується до тих пір, поки дійсна швидкість не стане рівною встановленою. Процес регулювання автоматично припиняється, коли водій натисне на педаль зчеплення або гальма. Якщо водій натискає на педаль акселератора, прискорення автомобіля можливе лише до встановленої системою “Cruise Control” швидкості. Як тільки педаль акселератора відпускається, контролер знову починає регулювати швидкість відповідно до попередньої установки. Якщо система "Cruise Control" була відключена, то водію достатньо натиснути кнопку включення, щоб знову вибрати встановлену швидкість.

Можливе також ступінчасте встановлення бажаної швидкості з використанням перемикача "круїз-контролю".

Управління режимом обмеження подачі палива

Є ряд причин, через які небажано, щоб завжди впорскувалося максимальну кількість палива.

Такими причинами можуть бути:

висока емісія шкідливих речовин із ОГ;
висока емісія сажових частинок через надмірну подачу палива;
механічне навантаження при максимальному моменті або при великому перевищенні частоти обертання;
термічна перевантаження як наслідок підвищеної температури охолоджуючої рідини, олії чи відпрацьованих газів турбокомпресора.

Обмеження кількості палива, що впорскується, формується по ряду вхідних параметрів, наприклад, по масовій витраті повітря, частоті обертання і температурі охолоджуючої рідини.

Мал. 61 Активне демпфування коливань. 1 - різке натискання на педаль акселератора; 2 - характеристика частоти обертання без активного демпфування коливань; 3 - характеристика частоти обертання з активним демпфуванням коливань.

Демпфування коливань частоти обертання

При різкому натисканні або відпусканні педалі акселератора відбувається швидка зміна кількості палива, що впорскується, і, як результат, швидка зміна крутного моменту двигуна. Такі різкі зміни навантаження двигуна призводять до утворення "пружних" вібрацій і, як наслідок, коливань частоти обертання колінчастого валу двигуна (рис. 61).

Демпфування коливань знижує такі періодичні коливання частоти обертання шляхом відповідної зміни кількості палива, що впорскується, з такою ж частотою, що і частота коливань частоти обертання, тобто менша кількість палива впорскується в момент збільшення частоти обертання, і більше при її зменшенні.

Висотна компенсація

Атмосферний тиск впливає регулювання тиску наддуву і є обмежувачем крутного моменту двигуна. При використанні датчика атмосферного тиску його величина може бути виміряна ЕБУ, тому при роботі на великій висоті циклова подача палива може бути зменшена і, відповідно, знижена димність ОГ двигуна.

Вимкнення циліндрів

Замість того, щоб впорскувати дуже маленькі дози палива для зменшення моменту, що крутить, на високих частотах обертання холостого ходу і на малих навантаженнях, може бути застосований метод відключення частини циліндрів. Наприклад, може бути відключена половина форсунок (паливні системи з насос-форсунками, індивідуальними ТНВД і Common Rail), при цьому форсунки, що залишилися в роботі, будуть подавати більшу кількість палива з більшою точністю дозування подачі.

У процесах включення та вимикання циліндрів алгоритми спеціальної програми забезпечують плавність переходу режимів, внаслідок чого коливання моменту, що крутить, не виникають.

Зупинка двигуна

Робота дизеля ґрунтується на принципі самозаймання. Це означає, що зупинка двигуна можлива лише при припиненні подачі палива.

Зупинка двигунів з електронною системою керування здійснюється за сигналом ЕБУ "циклова подача - нуль" (Не подається пусковий сигнал на електромагнітні клапани керування подачею). Є також кілька резервних способів зупинки двигуна. Паливним системам з насос-форсунками та індивідуальними ТНВД властива висока безпека. Інакше кажучи, ненавмисне упорскування може статися лише один раз. Отже, зупинка дизеля має місце при вимиканні електромагнітних клапанів керування подачею палива.

Обмін інформацією

Зв'язок між ЕБУ двигуна та іншими ЕБУ автомобіля здійснюється через контролер мережі – систему шин передачі даних CAN. Ця система служить для передачі бажаних та настановних значень параметрів, експлуатаційних даних та інформації про стан систем, що потрібно для визначення помилок та ефективного керування (див. розділ “Передача даних іншим системам”).

Зовнішній вплив на величину циклової подачі палива

Зовнішній вплив на величину циклової подачі надають ЕБУ інших систем (наприклад, ABS, TCS), які інформують ЕБУ двигуна про те, чи потрібно змінювати величину моменту, що крутить, двигуна (і, отже, величину подачі), і якщо так, то наскільки.

Електронний іммебілайзер

Одним із заходів захисту від угону автомобіля є ЕБУ іммобілайзера, який може бути встановлений для запобігання несанкціонованому запуску двигуна.

Водій може використовувати сигнал дистанційного керування, щоб повідомити ЕБУ, що він має намір використовувати автомобіль. ЕБУ іммобілайзера повідомляє потім ЕБУ двигуна, що заборона на подачу палива може бути знята, і двигун може запускатися.

Кондиціонер

При високій температурі навколишнього середовища кондиціонер охолоджує повітря в салоні автомобіля до бажаного рівня за допомогою компресора холодильної установки.

Залежно від типу двигуна та особливостей режимів руху потужність, що витрачається на привід компресора, може досягати 30% потужності двигуна.

Система електронного управління двигуна швидко вимикає компресор, як тільки водій різко натискає на педаль акселератора (іншими словами, різко збільшує момент двигуна, що крутить). Це дозволяє отримати повну потужність двигуна для забезпечення розгону автомобіля і практично не впливає на температуру в салоні автомобіля.

Блок управління свічок розжарювання

ЕБУ двигуна забезпечує блок управління свічок розжарювання інформацією про необхідність включення нагрівання свічок та тривалості періоду нагрівання. Блок управління свічок розжарювання стежить за процесом нагрівання та передає в ЕБУ двигуна інформацію про будь-які несправності з метою діагностики.

Мал. 62 Послідовність пускових сигналів у електромагнітних клапанах високого тиску палива. 1 - фаза пускового струму (струму стругування), 2 - визначення кута випередження упорскування (моменту початку упорскування), 3 - фаза утримування струму, 4 - різке скидання живлення.

Електромагнітні клапани високого тиску в паливних системах з насос-форсунками та індивідуальними ТНВД: Пускові сигнали

Пускові сигнали на електромагнітні клапани високого тиску накладають жорсткі вимоги на каскади, що задають.
Необхідність дотримання малих допусків та повторюваності циклових подач з високою точністю вимагає, щоб поточні імпульси характеристики струму мали круті передній та задній фронти.

p align="justify"> При формуванні пускових сигналів використовується поточний контроль, в якому процес формування поділяється на фазу збільшення (підйому) струму стругування і фазу його утримування. Між цими двома фазами на короткий період подається постійна напруга для того, щоб визначити момент закриття електромагнітного клапана. Поточний контроль має бути таким точним, щоб ТНВД або форсунка завжди забезпечували повторюваність процесу упорскування палива на кожному робочому режимі. Поточний контроль також є відповідальним за зниження втрат енергії в ЕБУ та електромагнітних клапанах. Для того щоб забезпечити задане та швидке відкриття електромагнітного клапана в кінці процесу упорскування, енергія, що зберігається в клапані, миттєво скидається шляхом подачі високої напруги на його висновки.

За розрахунок індивідуальних пускових фаз відповідає мікропроцесор. Цей процес здійснюється за допомогою так званої логічної матриці, що характеризується високими обчислювальними можливостями, що виконують цю вимогу шляхом генерування двох цифрових пускових сигналів в режимі реального часу - "MODE" сигнал та "ON" сигнал. У свою чергу, ці пускові сигнали змушують каскади, що задають, генерувати необхідну послідовність поточного пускового процесу (рис. 62).

Управління періодом початку упорскування палива (кутом випередження упорскування)

Початок упорскування палива визначається як момент часу (кут п.к.в.), коли електромагнітний клапан високого тиску закривається, і починається збільшення тиску в камері високого тиску ТНВД. Як тільки тиск перевищить величину тиску початку підйому голки форсунки, остання відкривається, і починається процес упорскування палива. Розрахунок дійсної подачі палива під час упорскування здійснюється в періоді між початком подачі та зняттям пускового сигналу з електромагнітного клапана. Цей період називається тривалістю упорскування палива.

Кут випередження впорскування палива, тобто момент початку впорскування, істотно впливає на потужність двигуна, витрата палива, емісію шкідливих речовин з ОГ і шум. Установче значення кута випередження упорскування, що є функцією частоти обертання колінчастого валу двигуна та величини подачі палива, зберігається в багатопараметрових характеристиках ЕБУ. Його величина може бути скоригована залежно від температури охолоджуючої рідини двигуна.

Внаслідок наявності технологічних допусків та змін у роботі електромагнітних клапанів високого тиску палива протягом терміну їхньої служби можуть мати місце невеликі відмінності в моментах включення електромагнітних клапанів даного двигуна. Це призводить до відмінностей у моментах початку упорскування палива в індивідуальних ТНВД різних циліндрів.

Для відповідності вимогам норм щодо емісії шкідливих речовин з ОГ та для досягнення хороших результатів щодо плавності роботи двигуна необхідно компенсувати зазначені порушення за допомогою відповідного алгоритму управління.

Розглядаючи пряму кореляцію між геометричним початком подачі та початком упорскування палива, описаними вище, для забезпечення точного регулювання величини кута випередження упорскування достатньо враховувати точні дані про початок геометричної подачі.

Для точного визначення моменту початку геометричної подачі палива використовується електронний розрахунок сили струму, що проходить через обмотку електромагнітного клапана, і в цьому випадку використання додаткового датчика (наприклад, датчика підйому голки форсунки) не потрібно. Пусковий сигнал на електромагнітний клапан високого тиску формується постійною напругою поблизу моменту, коли клапан повинен закриватися. Магнітна індукція, що виникає при закритті електромагнітного клапана, надає характеристиці струму в обмотці клапана індивідуальне значення. Вона оцінюється ЕБУ, і відхилення від очікуваного настановного значення моменту закриття для кожного електромагнітного клапана зберігаються в пам'яті, щоб бути використаними як дані для компенсації при подальшому процесі упорскування палива.

Передача даних іншим системам

Огляд систем

Сучасні системи електронного керування автомобілів включають такі функції:

електронне керування двигуном та власне ТНВД;
електронне керування перемиканням передач у трансмісії;
антиблокувальну систему гальм (ABS);
протибуксувальну систему (TCS);
електронну систему курсової стійкості (ESP);
систему управління гальмівним моментом (MSR);
електронні іммобілайзери (EWS);
бортові комп'ютери та ін.

Використання зазначених функцій унеможливлює забезпечення зв'язку між індивідуальними ЕБУ за допомогою роботи в мережі. Обмін інформацією між різними системами управління зменшує загальну кількість датчиків, активізуючи одночасно використання потенційних можливостей, властивих індивідуальним системам. Інтерфейси систем зв'язку, спеціально розроблені для застосування в автомобілях, можуть бути поділені на дві категорії: звичайні інтерфейси; послідовні інтерфейси, тобто CAN (Controller Area Network).

Мал. 63 Схема звичайної передачі. 1 - блок керування коробкою передач, 2 - комбінація приладка, 3 - блок керування двигуном, 4 - блок керування системами ABS/ESP.

Звичайна передача даних

У звичайних автомобільних системах передачі для кожного сигналу надано один канал зв'язку (рис. 63). Двійкові сигнали можуть бути передані лише як один із двох можливих - "1" або "0" (високий або низький рівень, відповідно). Прикладом може бути компресор автомобільного кондиціонера, який або включений (On), або вимкнений (Off).

Для передачі даних, що постійно змінюються, таких як сигнали датчика положення педалі акселератора, можуть бути застосовані двійкові сигнали “ON/OFF”.

Потік даних, що збільшується, між різними електронними бортовими системами означає, що звичайні інтерфейси не можуть більше забезпечувати задовільні характеристики передачі даних. .

У деяких моделях автомобілів кожен ЕБУ з'єднується в мережі з числом різних компонентів до 30 – надання каналів, яке практично неможливо забезпечити із звичайною проводкою за допустиму ціну.

Послідовна передача даних (CAN)

Проблеми, пов'язані з обміном даними під час використання численних проводів і звичайних інтерфейсів, можна вирішити шляхом застосування шин передачі. CAN є система із шинами передачі даних, спеціально спроектована для застосування в автомобілях. Дані транслюються як послідовної передачі, тобто елементи інформації передаються одне одним по одній лінії (одному каналу зв'язку). ЕБУ можуть отримувати та передавати дані за умови, що вони оснащені послідовним інтерфейсом CAN.

Області застосування

Є чотири представлені нижче основні сфери застосування системи CAN в автомобілі.

Мультиплексні передачі.Мультиплексна (багаторазова) передача даних зручна для використання з програмами, що здійснюють управління в замкнутих або розімкнених ланцюгах у системах бортової електроніки, включаючи системи комфорту та зручності, такі як клімат-контроль, центральний замок та регулювання сидінь.

Швидкість передачі зазвичай знаходиться в межах від 10 кбіт/с до 125 кбіт/с (низькошвидкісна CAN).

Програми мобільного зв'язку.У галузі мобільного зв'язку у взаємозв'язку з центральним дисплеєм та елементами керування працюють такі компоненти, як система навігації, телефон та аудіоустановки.

Тут метою є стандартизація операційних послідовностей, наскільки це можливо, та концентрації інформації про стан систем у цей час так, щоб звести до мінімуму можливість помилок водія.

Швидкість передачі до 125 кбіт/с. У цій галузі пряма трансляція аудіо- та відеоданих неможлива.

Діагностичні програми.У діагностичних цілях система CAN використовується у вже існуючій мережі для діагностики приєднаних до неї ЕБУ. Існуюча сьогодні загальна форма діагностики, яка використовує лінію “К” (ISO 9141), надалі виявиться недостатньою.

Швидкість передачі планується рівної 500 кбіт/с.

Застосування систем як реального часу.Застосування систем у режимі реального часу необхідне управління рухом автомобіля.

Такі електричні системи, як системи керування двигуном, керування перемиканням передач та електронна система курсової стійкості (ESP) працюють один з одним у мережі.

Швидкість передачі даних в межах від 125 кбіт/с до 1 Мбіт/с (швидкісна шина CAN) потрібна для того, щоб гарантувати швидкодію в режимі реального часу.

Мал. 64 Схема топології лінійної шини. 1 - блок керування коробкою передач, 2 - комбінація приладів, 3 - блок керування двигуном, 4 - блок керування системами ABS/ESP.

Робота ЕБУ в мережі

Стратегія роботи в мережі передбачає, що такі електронні системи, як електронне керування двигуном, антиблокувальна система гальм (ABS), протибуксувальна система (TCS), електронна система курсової стійкості (ESP), електронне керування перемиканням передач в автоматичній трансмісії та ін. інший через інтерфейс CAN.

Усередині лінійної шинної топології ЕБУ вважаються рівними партнерами (рис. 64). Переваги цієї структури, відомої як принцип Multi-Master, полягають у тому, що несправність одного приписаного до неї блоку не впливає на інші. Можливість загальної несправності є, таким чином, значно нижчою, ніж у інших логічних структурах, як, наприклад, у замкнутих ланцюгах чи ієрархічних структурах, у яких несправність однієї системи чи центрального ЕБУ викликає несправність всієї структурної системи.

Типові швидкості передачі даних знаходяться в межах від 125 кбіт/с до 1 Мбіт/с. Швидкості повинні бути такими високими для того, щоб гарантувати задані характеристики в режимі реального часу. Це означає, наприклад, що дані про навантаження двигуна від його ЕБУ надходять в ЕБУ коробкою передач протягом кількох мілісекунд.

Мал. 65 Адресація та фільтрація повідомлень.

Асоціативна адресація даних

Система даних CAN не звертається до кожного терміналу індивідуально, а натомість призначає кожне “повідомлення” фіксованим “ідентифікатором” завдовжки 11 біт (стандартний формат для легкових автомобілів) або 29 біт (подовжений формат для комерційних автомобілів). Таким чином, в ідентифікаторі укладено зміст повідомлення (наприклад, частота обертання колінчастого валу двигуна).

Декілька сигналів можуть бути включені в одне повідомлення, як, наприклад, кількість позицій, що перемикають.

Кожна станція (ЕБУ) обробляє лише ті повідомлення, ідентифікація яких зберігається у їхньому власному переліку, які мають бути прийняті (фільтрація повідомлень, рис. 65).

Інші повідомлення просто ігноруються. Ця операція може виконуватися спеціальним модулем CAN (Full-CAN), тому на мікропроцесор лягає менше навантаження. Основні модулі CAN читають всі повідомлення, і потім мікропроцесор робить вибірку відповідного пристрою.

З системою асоціативної адресації даних один сигнал може бути надісланий кільком блокам. Даний передавач повинен просто надіслати свій сигнал прямо в мережу шини передачі даних через ЕБУ, так що сигнал виявляється доступним всім одержувачам. Крім цього, оскільки до існуючої системи CAN в майбутньому можуть бути додані інші блоки, може бути задіяно безліч варіантів обладнання. Якщо ЕБУ вимагає додаткову інформацію, яку має шина передачі даних, то все, що потрібно, це просто викликати її.

Призначення пріоритетів

Ідентифікатор не лише показує зміст даних, але й визначає пріоритет повідомлення. Сигнали, що зазнають швидких змін (наприклад, частота обертання), очевидно, повинні бути прийняті без затримки та втрати даних. У результаті ці сигнали, що швидко змінюються, мають більш високий пріоритетний рейтинг, ніж сигнали, темп зміни яких є відносно низьким (наприклад, температура охолоджуючої рідини двигуна). Крім того, повідомлення сортуються відповідно до їхньої "важливості" (наприклад, функції, що стосуються безпеки роботи, відносяться до особливо "важливих"). У шині передачі ніколи не знаходяться два або більше повідомлення однакового пріоритету.

Шина арбітражу

Кожен блок може починати передачу пріоритетних повідомлень, як тільки шина виявляється незайнятою. Якщо кілька блоків починають передачу даних одночасно, то конфлікт доступу до шини дозволяється шляхом надання першого доступу повідомленню з найвищим пріоритетом, без будь-якої форми затримки і без втрат біт даних (неруйнівний протокол). Це має місце при використанні "рецесивних" (логічні 1) та "домінантних" (логічні 0) біт - за допомогою домінантних біт "переписуються" рецесивні біти. Передавачі з повідомленнями низького пріоритету автоматично стають приймачами і повторюють спробу передачі повідомлення, як тільки шина передачі стає знову вільної. Для того, щоб усі повідомлення мали можливість увійти в шину, швидкість передачі даних у шині повинна відповідати числу блоків, що працюють із цією шиною. Для сигналів, які постійно пульсують (наприклад, частота обертання колінчастого валу двигуна), визначається час циклу.

Мал. 66 Формат повідомлення.

Формат повідомлень

Для передачі в шину генерується кадр даних із максимальною довжиною 130 біт (стандартний формат) або 150 біт (розширений формат). Це дозволяє звести до мінімуму час очікування наступної - можливо, виключно термінової передачі даних. Кадри даних включають сім послідовних зон (полів) (рис. 66).

"Початок кадру"визначає початок передачі даних та синхронізує всі системи;

"Поле арбітражу"поєднує ідентифікатор повідомлення та додатковий керуючий біт. Під час передачі цього поля пристрій, що передає, супроводжує передачу кожного біта для перевірки того, що в даний момент не відбувається передачі іншими блоками повідомлення вищого пріоритету. Керуючий біт вирішує, як класифікувати це повідомлення - як “інформаційний кадр даних” чи як “віддалений сигнал”.

"Поле управління"містить у собі код, що вказує на кількість бітів у кадрі даних. Це дозволяє приймачеві сигналу визначити, що всі біти інформації були отримані.

"Поле даних"має інформаційний зміст між 0 та 8-ма бітами. Повідомлення довжиною даних “0” може бути використане синхронізації розподілених процесів.

"Поле CRC (Cyclic Redundancy Check - циклічна перевірка надмірності)"містить у собі контрольне слово визначення можливих перешкод під час передачі даних.

"Область підтвердження прийому"містить у собі сигнал підтвердження прийому, при якому всі приймальні пристрої показують прийом непошкоджених сигналів, незалежно від того, були вони оброблені чи ні.

"Кінець кадру"вказує на закінчення прийому повідомлення.

Вбудовані засоби діагностики

Система CAN з шиною передачі даних забезпечена певною кількістю контрольних функцій виявлення помилок. Ці функції включають в себе перевірочний сигнал в "інформаційному кадрі", а також функцію стеження, при якому кожен пристрій, що передає, знову отримує свій власний сигнал і, таким чином, може визначити будь-які відхилення від нього.

Якщо система визначає наявність помилки, вона посилає так званий “ознака помилки”, який зупиняє передачу даних. Це запобігає можливому отриманню неправильних даних іншими блоками.

У разі пошкодження блоку управління може так статися, що всі передані дані, включаючи помилки, що не містять, будуть позначені “ознакою помилки”. Для запобігання цьому система CAN включає спеціальну функцію, яка може розрізняти переміжну або постійну помилки або перешкоди і, отже, локалізувати пошкодження в блоках. Цей процес ґрунтується на статистичному аналізі умов виникнення помилок.

Стандартизація

Міжнародна організація стандартизації (ISO) та SAE встановила стандарти для системи передачі даних CAN у застосуванні до автомобільної техніки:

ISO 11519-2 – для низькошвидкісної передачі інформації – швидкість до 125 кбіт/с;
ISO 11898 та SAE J22584 (легкові автомобілі) та SAE J1939 (вантажівки та автобуси) – для високошвидкісної передачі інформації – швидкість більше 125 кбіт/с.

Стандарти ISO на CAN-діагностику (ISO 15756 – проект) знаходяться у процесі підготовки.

Сучасний автомобіль - це комп'ютер на колесах, а якщо бути точніше - то комп'ютер, який управляє рухом коліс. Більшість механічних деталей автомобіля давно вже витіснені, а якщо й залишилися – то повністю контролюються «електронним мозком». Звичайно ж, комп'ютеризованим автомобілем керувати значно простіше, та й про безпеку таких авто конструктори думають насамперед.

Однак, якою б досконалою не була конструкція електронних блоків управління (ЕБУ) – вони все одно можуть виходити з ладу. Ситуація це не найприємніша, та й у зв'язку зі складністю пристрою про самостійний ремонт говорити не доводиться (хоча і такі умільці є). У сьогоднішній статті ми поговоримо про те, які несправності можуть статися з ЕБУ, чим вони можуть бути спричинені та як правильно їх діагностувати.

1. Причини виходу з ладу ЕБУ: навіщо бути готовим?

В першу чергу, електронний блок керування автомобілем, або ж просто - це дуже складне і важливе комп'ютерне обладнання. У разі несправності цього пристрою може виявлятися некоректна робота всіх інших автомобільних систем. В окремих випадках автомобіль може перестати працювати взагалі, включаючи відмову трансмісії, зарядних пристроїв та контрольних датчиків.

Електронні блоки бувають різні і можуть керувати різними пристроями. При цьому всі системи все одно активно взаємодіють між собою і передають важливу інформацію для регулювання всіх функцій. Найголовніший з них – це ЕБУ двигуна автомобіля. Незважаючи на конструктивну простоту, він виконує масу найскладніших завдань:

1. Контроль упорскування палива в камеру згоряння автомобіля.

2. Регулювання дросельної заслінки (як під час їзди, так і під час роботи двигуна на холостому ході).

3. Управління роботою системи запалення.

4. Контролює склад відпрацьованих вихлопних газів.

5. Управління фазами газорозподілу.

6. Контролює температуру охолоджуючої рідини.

Якщо говорити конкретно про ЕБУ двигуна, то всі отримані ним дані можуть враховуватися і при роботі антиблокувальної системи гальм, і при роботі системи пасивної безпеки, і в протиугінній системі.

Причини виходу з ладу ЕБУ можуть бути найрізноманітнішими. У будь-якому випадку, нічого хорошого це автовласнику не віщує, оскільки цей пристрій не підлягає ремонту. Навіть на станціях технічного обслуговування його просто змінюють на нове. Але, як би там не було, Необхідно дуже детально розібратися в тому, що може викликати поломку.Завдяки цим знанням ви зможете в майбутньому забезпечити максимально можливий захист пристрою від таких неприємностей.

Як відзначають автоелектрики, найбільше часто ЕБУ виходить з ладу через перенапругу в електричній мережі машини. Останнє, у свою чергу, може виникати через коротке замикання одного з соленоїдів. Однак це не єдина можлива причина:

1. Пристрій може виникнути через будь-який механічний вплив. Це може бути випадковий удар або дуже сильні вібрації, здатні викликати появу мікротріщин у платах ЕБУ і спайки основних контактів.

2. Перегрів блоку, який найчастіше виникає через різкий перепад температур. Наприклад, коли ви на сильному морозі намагаєтеся завести автомобіль на великих обертах, вичавлюючи максимум з можливостей автомобіля та всіх його систем.

3. Корозія, яка може виникати через перепади вологості повітря, а також через попадання води в підкапотний простір автомобіля.

4. Потрапляння вологи безпосередньо у сам блок управління внаслідок розгерметизації пристрою.

5. Втручання сторонніх у пристрій електронних систем, внаслідок чого могло статися порушення їхньої цілісності.

Якщо від автомобіля хотіли "прикурити", попередньо не заглушивши двигун.

Якщо з автомобільного акумулятора зняли клеми, не заглушивши двигун.

Якщо під час підключення акумулятора були переплутані клеми.

Якщо був увімкнений стартер, але до нього не була приєднана силова шина.

Однак, хоч би що стало причиною несправності ЕБУ, будь-які ремонтні роботи можуть здійснюватися лише після здійснення повної професійної діагностики. В цілому ж, характер несправності пристрою підкаже вам про несправності в інших системах.Адже якщо їх також не усунути, новий блок управління перегорить так само, як і старий. Саме тому у разі перегорання ЕБУ дуже важливо встановити справжню причину поломки та одразу ж усунути її.

Але як визначити, що з ладу справді вийшов блок управління, а не якась інша система? Зрозуміти це можна за рядом найперших ознак, які можуть виявлятися в такій ситуації:

1. Наявність очевидних фізичних ушкоджень. Наприклад, перегорілих контактів чи провідників.

2. Непрацюючі сигнали керування системою запалювання або бензонасосом, механізмом холостого ходу та іншими механізмами, що знаходяться під контролем блоку.

3. Відсутність показників із різних датчиків контролю систем.

4. Відсутність зв'язку з діагностичним пристроєм.

2. Як перевірити ЕБУ: практичні поради для автолюбителів, які не бажають вирушати на СТО.

На щастя, навіть у тому випадку, якщо у вас немає ні грошей, ні бажання їхати на СТО, а ЕБУ не бажає подавати жодних ознак життя, є вірний спосіб визначити, у чому причина поломки. Можливо це завдяки наявності вбудованої системи самодіагностики на кожному блоці керування автомобіля. Вона дозволяє визначити можливу причину поломки без застосування спеціального діагностичного обладнання.

Але зробимо маленький відступ і розповімо про деякі особливості блоку керування двигуном автомобіля. Даний електронний пристрій є міні-комп'ютером, здатним виконувати покладені на нього завдання в режимі реального часу. При цьому всі спеціалізовані завдання можна розділити на три категорії:

1. Обробка та аналіз сигналів, які надходять на блок від усіх датчиків.

2. Розрахунок необхідної дії, яка необхідна для керування всіма системами автомобіля.

3. Контролює роботу виконавчих механізмів, тобто тих, на які подається сигнал від блоку управління.

Однак, щоб отримати можливість перевірити стан блоку управління двигуна, в першу чергу необхідно виконати ряд маніпуляцій, щоб підключитися до нього. Для цього вам знадобиться або спеціальний тестер, який із зрозумілих причин є далеко не у кожного, або ноутбук із попередньо встановленою на ньому спеціальною програмою. Що це за програма має бути? Вона призначена для того, щоб зчитувати з блоку управління діагностичні дані. Встановити її можна або з інтернету або з диска, придбаного на авторинку.

Проте варто врахувати, що у різних моделях авто можуть бути встановлені різні моделі блоків управління. Виходячи з цього необхідно підбирати діагностичну програму для ноутбука і, природно, сам спосіб перевірки. Ми ж вам розповімо про те, як здійснити діагностику моделі ЕБУ Bosch M7.9.7. Ця модель ЕБУ досить поширена як на автомобілях ВАЗ, так і на іномарках.

Що ж до програми для діагностики, то в даному випадку ми будемо використовувати KWP-D. Відразу зазначимо, що, крім самої програми для діагностики, вам обов'язково знадобиться спеціальний адаптер, здатний підтримувати протокол KWP2000. З його підключення і починається безпосередньо сам процес діагностики:

1. Один кінець адаптера вставляємо в порт електронного блоку керування, а другий - в USB-порт вашого ноутбука.

2. Повертаємо ключ у замку запалювання автомобіля та запускаємо на ноутбуці діагностичну програму.

3. Відразу після запуску на дисплеї ноутбука має з'явитися повідомлення, що підтверджує успішне початок перевірки помилок у роботі електронного блоку управління.

5. Зверніть увагу на розділ під назвою DTC, оскільки саме в ньому висвічуватимуться всі несправності, які видаватиме двигун. Помилки з'являтимуться у вигляді спеціальних кодів, розшифрувати які можна, перейшовши у спеціальний розділ, який так і називається – «Коди».

6. Якщо ж у розділі DTC не з'явилася жодна помилка, ви можете порадіти – двигун автомобіля знаходиться в ідеальному стані.

Однак ігнорувати інші розділи таблиці також не варто, оскільки в них також можна знайти дуже важливу інформацію, яка може пояснити несправності ЕБУ. Серед них:

Розділ UACC– у ньому висвічуються всі дані, що характеризують стан автомобільного акумулятора. Якщо з цим пристроєм все гаразд, то його показники повинні знаходитися в районі від 14 до 14,5 В. Якщо отриманий в результаті перевірки показник знаходиться нижче вказаного значення, слід ретельно перевірити всі електричні ланцюги, що відходять від акумулятора.

Розділ THR– тут висвічуватимуться параметри положення дросельної заслінки. Якщо автомобіль працює на холостому ходу, і з цим елементом немає жодних проблем, у цьому розділі висвітиться значення 0%. Якщо воно вище – зверніться за допомогою до фахівця.

Розділ QT- Це контроль витрати палива. Оскільки авто працює на неодруженому ходу, в таблиці повинен з'явитися показник, який знаходиться в проміжку від 0,6 до 0,0 л на годину.

Розділ LUMS_W- Стан колінвала під час виконання обертань. При нормальній роботі його показник не повинен перевищувати 4 оберти на секунду. Якщо кількість оборотів більше, отже, в циліндрах двигуна відбувається нерівномірне займання. Крім цього, проблема може ховатися у високовольтних дротах або свічках.

3. Що потрібно для перевірки ЕБУ, або як справляються з цим завданням професіонали?

Без спеціального обладнання здійснити повноцінну перевірку блоку керування двигуном автомобіля просто неможливо. Але завдяки його наявності процес діагностики стає дуже простим завданням. Проблема полягає лише в тому, щоб придбати це спеціальне обладнання, яке по суті виконає всю роботу замість вас.

Отже, що може знадобитися водієві для здійснення діагностики електронного блоку управління? Насамперед, це осцилограф. З його допомогою можна отримати дані про роботу всіх систем автомобіля. При цьому всі отримані дані будуть виводитися на екран або в графічному, або в числовому вигляді.

Знявши цифри, отримані зі свого автомобіля, вам необхідно буде порівняти їх зі стандартними показниками. На підставі цього ви зможете визначити, якою системою є несправність, і зможете її усунути. Єдиний мінус осцилографа – його вартість, яка не всім по кишені.

Але крім осцилографа, для діагностики стану блоку управління можна використовувати спеціальний мотор-тестер. Його головна функція – визначення показників, які надходять з усіх електронних систем автомобільного двигуна.Наприклад, він дозволяє визначити падіння обертів при вимиканні циліндрів, а також наявність розрідження в колекторі впуску. Але коштує він не дешевше, ніж осцилограф.

Оскільки ЕБУ не так часто виходить з ладу, а усунення несправностей цього блоку все одно краще довірити фахівцям, то придбання таких дорогих приладів не завжди є раціональним рішенням. Тим більше, що самі ви не завжди зможете правильно рахувати інформацію з їх дисплея. Тому при прояві будь-яких ознак несправності ЕБУ ми рекомендуємо звертатися за допомогою до фахівців. Адже своїми маніпуляціями ви можете завдати більше шкоди, ніж користі автомобілю.

Кожен сучасний транспортний засіб оснащується електронною системою керування двигуном ЕСУД. Основним елементом системи є блок керування двигуном, що дозволяє забезпечити оптимальну роботу силового агрегату. Що це за пристрій, які функції виконує ЕБУ, у чому його принцип дії? Відповіді на ці та інші питання щодо ЕСУД ви можете знайти нижче.

[ Приховати ]

Опис ЕБУ

Для початку розглянемо опис ЕБУ двигуна автомобіля, його типові параметри, а також розповімо де знаходиться девайс. Почнемо з основних опцій, покладених на цей пристрій.

Функціонал

Отже, що таке ЕБУ у машині? Блок управління двигуном являє собою пристрій, що використовується для прийому сигналів від контролерів і датчиків, а також подальшої обробки і передачі команд на виконавчі механізми. Дані, які отримує система управління мотором у машині, обробляються за встановленим виробником алгоритмом. Після обробки інформації електронний блок керування двигуном передає відповідні команди на виконавчі механізми та компоненти.

Електронна система керування двигуном дає можливість оптимізувати важливі параметри для функціонування силового агрегату, зокрема:

налагодити найбільш оптимальний витрата пального;
контролювати склад та співвідношення шкідливих речовин у вихлопних газах;
зробити контроль за показниками крутного моменту;
забезпечити найбільш оптимальну потужність силового агрегату;
провести регулювання положення заслінки дроселя;
контролювати роботу системи запалення;
відрегулювати роботу системи рециркуляції вихлопних газів;
провести управління фазами газорозподільного механізму;
здійснити регулювання температури антифризу при необхідності.

Потрібно враховувати, що це не всі функції, які може виконувати електронний блок керування двигуном. Це основні параметри, але в залежності від моделі ЕСУД, керуючий модель може виконувати й інші опції. Цей девайс також дозволяє зробити діагностику автомобіля в цілому, якщо в роботі тих чи інших вузлів були зафіксовані неполадки. Про необхідність перевірки може свідчити поява лампочки Чек на щитку приладів.

Контрольна лампа системи керування двигуном, яка стоїть на приладці, з'являється в тому випадку, якщо ЕСУД виявила несправності у функціонуванні тих чи інших вузлів. Для отримання більш точних даних про поломки автовласник повинен здійснити комп'ютерну діагностику системи і розшифрувати отримані комбінації помилок (автор відео — Павло Ксенон).

Тепер розглянемо питання розташування модуля, що управляє, в автомобілі. Найчастіше, як видно по фото, аксесуар стоїть в салоні автомобіля, за центральною консоллю, посередині. Для отримання доступу до пристрою потрібно буде розібрати частину торпеди. Також ЕБУ може бути розташований за речовим ящиком або панеллю приладів, якщо ж він був встановлений самостійно, то місце монтажу визначається установником. У деяких моделях автомобільний пристрій знаходиться в моторному відсіку.

Компоненти

Дві основні складові будь-якої електронної системи керування двигуном – це програмне, а також апаратне забезпечення.

Програмне забезпечення, у свою чергу, включає наступні обчислювальні модулі:

Контрольний модуль, що спочатку призначений для перевірки транспортного засобу та інспектування вихідних сигналів. Завдяки цьому модулю, якщо необхідно, здійснюється коригування імпульсів. Крім цього, контрольний модуль дозволяє навіть заглушити двигун, якщо в цьому є необхідність (наприклад, при перегріві або інших проблем).
Не менш важливий модуль – функціональний. Він використовується для отримання сигналів, що передаються на блок керування автомобіля від контролерів та датчиків. Коли модуль отримує сигнал, він його обробляє, а потім формує певні команди, які згодом надсилаються на виконавчі елементи (автор відео — Павло Ксенон).

Також схема ЕБУ включає і апаратне забезпечення, яке включає різні електронні елементи — мікросхеми, процесор і т.д. У конструкції керуючого модуля є спеціальний аналогово-цифровий перетворювач, призначений для уловлювання аналогових сигналів, які передають контролери та датчики. За допомогою перетворювального пристрою здійснюється переведення отриманих імпульсів у цифровий формат, з яким надалі працює процесор. Також даний елемент перетворює імпульси і зворотній послідовності, якщо є необхідність передачі сигналу від мікропроцесора.

Окремо слід сказати про захист модуля. У разі злому автомобіля зловмисник може легко отримати доступ до ЕБУ, розкривши торпеду. Захист ЕБУ може бути забезпечений шляхом встановлення додаткового сейфа або спеціального резервуара, який дозволить запобігти отриманню злочинцем доступу до пристрою. Тут же слід зазначити такий момент, як взаємозамінність ЕБУ.

Взаємозамінність ЕБУ автомобіля дозволяє замінити керуючий модуль у машині у разі його виходу з ладу, проте це також дозволить злочинцеві поміняти встановлений в автомобільний блок на власний. Завдяки чому зловмисник зможе обійти протиугінну систему, саме тому важливо подбати про захист модуля.

Принцип роботи

Якщо говорити про принцип дії, то блок керування двигуном отримує сигнали від різних датчиків, їх кількість може змінюватися в залежності від типу авто:

сигнали про витрату повітря, що надходять від ДМРВ;
про температуру роботи двигуна;
про положення коленвала, а також про частоту його роботи:
про нерівну дорогу;
про швидкість авто і т.д.

Обробляючи отримані сигнали, керуючий блок передає команди різні системи:

Запалювання машини. Як відомо, транспортний засіб, залежно від того, який двигун на нього встановлений, може бути оснащений однією або декількома котушками. Відповідно до отриманого сигналу система запалювання визначає оптимальний режим для подачі іскри, що необхідно для займання паливоповітряної суміші.
На панель приладів. Лампа Чек, як сказано вище, є сполучною ланкою між блоком та водієм. Її поява на приборці може бути обумовлено виявленням ЕСУД неполадок у роботі тих чи інших вузлів. У деяких випадках повідомлення про помилку свідчать про несправність тих чи інших датчиків.
На форсунки силового агрегату, за допомогою яких здійснюється найбільш оптимальний упорскування паливоповітряної суміші в циліндри ДВЗ. Потрібно враховувати, що частота зміни обсягу суміші може бути різною.
На пристрої для тестування ЕСУД (автор відео – Павло Ксенон).

Плюси та мінуси електронного блоку управління двигуном

Спочатку розглянемо переваги:

за допомогою ЕСУД здійснюється оптимізація основних робочих параметрів автомобіля;
знижується витрата повітряного потоку;
забезпечується спрощений запуск силового агрегату;
у автовласника більше немає необхідності проводити регулювання параметрів роботи двигуна, практично все, що потрібно, регулюється автоматично;
якщо двигун працює правильно, то коректна робота ЕБУ дозволить досягти оптимальних параметрів у плані екологічної чистоти.

Основні недоліки:

Вартість ЕБУ досить висока. У разі виходу з ладу девайс можна спробувати відремонтувати, але якщо це не допоможе, пристрій підлягає заміні.
Щоб система працювала правильно, проведення автомобіля має бути цілим, зокрема, йдеться про ділянку ланцюга живлення самої ЕСУД.
Для оптимальної роботи водій має заправляти лише якісне пальне.

Фото 3. Схема взаємодії ЕБУ з автомобільними системами