Системы управления двигателями автомобилей
Назначение систем управления двигателем
Если выразиться проще, то главным условием для лучшей работы двигателя, является точное дозирование топливовоздушной смеси, в зависимости от условий работы двигателя. То есть, в нужный момент времени при работе двигателя, необходимо подать точное количество топлива вместе с воздухом и в нужный момент воспламенить его, для получения хороших показателей мощности, топливной экономичности и норм токсичности. Этот момент, является основополагающим при совершенствовании систем управления двигателем.
В прошлом веке, автопроизводители в основном совершенствовали эти системы механическим путем. Пытались модернизировать систему зажигания, поплавковыми камерами карбюраторов регулировали подачу топлива, но все эти попытки оказались тщетны.
Единственно правильным путем оптимизации работы двигателя было создание электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Эту систему сейчас используют абсолютно на всех современных автомобилях.
ЭСУД состоит из датчиков, электронного блока управления (ЭБУ), и исполнительных механизмов. То есть ЭСУД нельзя назвать просто компьютером или как его еще называют “инжектором”, так как это в первую очередь система, в которой каждый участник выполняет свою определенную роль.
ЭСУД на разных автомобилях могут отличаться друг от друга, по типу работы датчиков, либо исполнительных механизмов. Но суть всегда остается одной, ЭБУ собирает информацию со всех датчиков о текущем состоянии работы двигателя(положение коленчатого вала, положение и скорость открытия дроссельной заслонки и т.д.), в том числе о намерениях водителя, после чего на основе своего программного обеспечения создает управляющий сигнал на исполнительные механизмы (на топливные форсунки, электробензонасос (ЭБН), регулятор холостого хода (РХХ) и т.д.).
Форсунки
Через них производится выплеск порций топливной массы в коллекторное и цилиндровое отделения, причем открытие/закрытие клапана в течение секунды повторяется многократно.
По способу аппаратного управления и используемого количества деталей подразделяют на категории:
- Дроссельный моновпрыск (TBI)— подача сырья для детонации осуществляется одной деталью. Подаваемая струя не синхронизируется со срабатыванием клапана впуска. Управляющие сигналы на форсуночное сообщение производятся из внутриколлекторного чипа. Принцип распространен на старых моторах 90-х годов выпуска.
- Впрыск с распределением (MFI) — используется во всех современных автомобилях с бортовым компьютером. Передача горючего происходит комплектно: одна форсунка — один цилиндр. Форсунковый блок крепится поверх коллектора, а весь процесс синхронизируется с ЦБУ, согласно с тем, как работает система зажигания инжекторного двигателя. При сравнении сводных характеристик предшественников — КПД увеличен до 10%.
MFI-элементы по подаче струи бывают: электрогидравлические, электромагнитные, пьезоэлектрические. Они применяются при распределении впрыска:
- Одновременном (синхронное наполнение всех цилиндров);
- Попарно-параллельном — одна пара поршней принимает нижнее положение, другая — верхнее. Залив топлива и вывод продуктов сгорания производятся так же;
- Двухстадийном (фазовом)— передача горючего в камеры сгорания производится в две операции.
- Непосредственном — применяется в конструкциях моторов, подразумевающих сжигание сверхобедненного кислородом состава.
ЭСУД что такое, расшифровка
ЭСУД – электронная система управления двигателем. Представляет собой комплект электронно-вычислительного оборудования, отвечающего за работу только двигателя или двигателя вместе с другими системами легковой машины. По сути это автомобильный бортовой компьютер.
Виды систем
ЭСУД делятся на два типа, имеющие свои преимущества и недостатки:
- В первом случае, который часто называют английской аббревиатурой ECM (Engine Control Module), компьютер управляет только мотором.
- Во втором, ECU (Electronic Control Unit), он отвечает за все системы машины: двигатель, подвеску и т. д.
ВАЖНО! Общий для всех систем блок применяется чаще, поскольку это упрощает внутреннее устройство автомобиля с конструктивной точки зрения и удешевляет сборку. То есть, проще провести все провода от всех датчиков в одно место, чем устанавливать их в разные места.
С другой стороны, единый блок – менее безопасный вариант, чем «раздельные зоны ответственности» для разных систем. Его неисправность отразится на работе всех механизмов машины в то время как отдельные блоки работают независимо друг от друга. Например, тормозная система может сработать корректно при неисправности управления или двигателя.
Единый блок управления состоит из следующих элементов:
- Моторно-трансмиссионный блок.
- Блок контроля тормозной системы.
- Центральный блок управления.
- Синхронизационный блок.
- Блок контроля кузова.
- Блок контроля подвески.
Блок управления двигателя: устройство, неисправности и диагностика
Одним из важнейших элементов практически всех современных двигателей является электронный блок управления. Это название довольно длинное, так что его сокращают до ЭБУ двигателя. Блок имеет сложное устройство, а его производством занимается ограниченное число фирм. По факту, они же владеют патентами и ограничивают деятельность других фирм, но это уже другой вопрос. Грамотному автолюбителю стоит разбираться в том, что представляет собой ЭБУ двигателя, какое место в структуре автомобильных систем он занимает, какие элементы ему подконтрольны и по каким причинам он может выйти из строя. Обо всем этом – в материале Avto.pro.
Важная ремарка
Сразу отметим, что под ЭБУ понимают вообще все встраиваемые системы, которые получают управляющие сигналы от одной или сразу нескольких систем и подсистем автомобиля. Звучит довольно сложно, так что попробуем разобраться. К примеру, в большинстве автотранспортных средств используются такие управляющие системы и подсистемы:
- Контроллер ЭСУД. Часто его называют просто контроллером системы управления ДВС;
- ECM. Тот самый модуль управления двигателем;
- ECU. Еще один электронный блок управления, однако этим сокращением принято обозначать основу всех электронных управляющих систем автомобиля.
И снова мы возвращаемся к термину ЭБУ и его, если можно так выразиться, универсальности. В действительно встроенных управляющих систем много: непосредственно электронных блок управления двигателем (является наиболее распространенным), центральный блок управления, главный электронный модуль, центральный модуль синхронизации, объединенный моторно-трансмиссионный блок управления, модуль управления подвеской, блок управления тормозной системой, контролер кузова. И это лишь часть возможных вариантов. Часто все системы объединяют под одним термином «компьютер автомобиля». Однако важно понимать, что:
- Электронная управляющая система состоит из множества блоков и модулей;
- Каждый блок и модуль является специализированным и не может взять на себя задачи другого блока и модуля.
Основным и наиболее часто встречающимся блоком управления является ЭБУ двигателя. Не совсем правильно будет называть его самым важным, но по факту он контролирует работу силового агрегата, а значит, от его работоспособности зависит очень многое.
Например, он считывает и оптимизирует ряд важнейших параметров автомобиля: крутящий момент, состав выхлопных газов, мощность, расходник топлива. В тандеме с ЭБУ двигателя работает целая плеяда датчиков. Далее мы будем рассматривать именно ЭБУ двигателя, а обозначать его будем просто как ЭБУ.
И еще раз напоминаем: электронных блоков много, однако в рамках данного материала для простоты мы будет обозначать управляющий элемент двигателя как ЭБУ.
Подробнее об устройстве ЭБУ
Электронный блок управления, иначе называемый контроллером, а в народе «мозгами» двигателя, устроен довольно сложно. Внешне это относительно небольшой блок с металлическим корпусом, но все самое интересное скрыто внутри. Блок управления включает в себя такие элементы:
- Процессорная часть, иначе называемая микроЭВМ;
- Элементы, формирующие сигналы, иначе входные и выходные формирователи;
- Источник питания;
- Многополюсный штекерный разъем.
Как читатель наверняка знает, ЭБУ работает в тандеме со множеством датчиков. Вот несколько примеров: датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик детонации. Практически всем этим датчикам посвящены отдельные материалы раздела «Полезные советы» на Avto.pro – советуем ознакомиться с ними. А мы продолжим разбор ЭБУ.
Как устроена процессорная часть
Основой процессорной части ЭБУ является однокристальная микроЭВМ (микро электронно-вычислительная машина). По сути, это есть тот самый «мозг» электронного блока управления двигателя. По современным меркам микроЭВМ устроен довольно просто. Дело в том, что ключевые его элементы входят в структуру, которая умещается на одном кристалле (чипе). Важным моментом в описании микроЭВМ является его разрядность. Разрядностью называют количество бит информации, оперировать с которыми будет микропроцессор. МикроЭВМ бывают 8-, 16- и 32-разрядными. Сами устройства включают в себя:
- Центральный процесс;
- Постоянное запоминающее устройство (сокр. ПЗУ);
- Аналогово-цифровой преобразователь (сокр. АЦП);
- Оперативное запоминающее устройство (сокр. ОЗУ);
- Порты ввода и вывода;
- Генератор тактовой частоты;
- Таймеры, иначе называемые счетчиками.
Можно провести параллель между современным компьютером и процессорной частью ЭБУ. По факту, в ЭБУ объединяется ряд компонентов, которые в системных блок персональных компьютеров и ноутбуков идут отдельно друг от друга, но объединяются материнской платой. Здесь есть интересные особенности, но их мы рассматривать не будем – автолюбителю важно понимать, что принципиальные схемы современных электронно-вычислительных машин очень похожи друг на друга.
Центральный процессор ЭБУ подбирает команды и данные из памяти и производит различные операции над этими данными. Кроме того, он управляет сигналами, проходящими через внутреннюю шину адреса и данных. Постоянное запоминающее устройство – это то место, где хранятся программы и данные. Информация имеет вид констант. Сама же программа записывается в виде машинных кодов микроЭВМ.
Данные представляют собой калибровочные таблицы констант, участвующих в процессе расчетов. Данные из таблиц могут быть выбраны и в качестве управляющих параметров. Что интересно, данные в ПЗУ хранятся неограничено долго. Оперативное запоминающее устройство берет на себя задачу хранения данных, которые могут измениться. Например, промежуточных результатов вычислений или же значений, получаемых от датчиков.
Хранить информацию ОЗУ может в течение ограниченного промежутка времени – она стирается после отключения питания.
Тандем центральный процессор – ПЗУ – ОЗУ является ключевым для ЭБУ. Если говорить по-простому, именно этот тандем выделяет данные и параметры, обсчитывает их, запоминает и отдает команды. К этому тандему также можно отнести так называемые энергонезависимые ОЗУ. Они питаются от аккумуляторной батареи напрямую. Такая память может записать данные и хранить их очень долго. Пока аккумулятор не потеряет накопленную энергию вследствие саморазряда, энергонезависимые ОЗУ продолжат хранить данные.
Важным элементом ЭБУ является аналогово-цифровой преобразователь. Дело в том, что однокристальные микроЭВМ могут работать только с цифровыми сигналам. В АЦП аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код.
Порты ввода и вывода, как несложно догадаться из их названия, служат для получения и считывания входных сигналов и передачи выходных сигналов и информации. Таймером же называют устройство, которое служит как для измерения интервалов времени, так и подсчета числа событий.
Генератор тактовой частоты призван синхронизировать работы всей системы за счет выработки тактовых импульсов. От точности работы генератора будет зависеть точность измерения интервалов времени.
Как работают формирователи входных и выходных сигналов
Как уже было указано, в ЭБУ нет смысла, если к нему не подключены датчики. Именно они измеряют физические параметры, преобразовывают результаты измерений в электрический сигнал и далее направляют его блок управления. Сигнал от датчика проходит формирователь, в котором от усиливается или ослабляется – это называется согласованием уровней. Входные формирователи также защищают ЭБУ он перенапряжения. Формирователи работают с такими сигналами:
- Аналоговые;
- Дискретные;
- Частотные.
Где находится ЭСУД
В подавляющем большинстве случаев ЭСУД, точнее – ЭБУ (электронный блок управления), находится под приборной панелью. В разных моделях автомобилей он может находиться по центру или в районе руля. Как правило, добраться до него достаточно просто с помощью обычной отвертки. Такое расположение сделано для облегчения доступа. Визуально как отечественный, так и зарубежный ЭБУ представляет собой небольшой (обычно размером примерно с две ладони) плоский ящик с гнездами для проводов.
Что такое ЭБУ в автомобиле. Где находится, а также пару слов о прошивке
Современные автомобили уже немного «смахивают» на терминаторов — сплошные датчики, провода, компьютеры и прочая электронная составляющая. Чем круче автомобиль, тем больше этой электроники, хорошо это или плохо вопрос другой. Так вот всей этой «прелестью» управляет всего одна небольшая коробочка – электронный блок управления или попросту ЭБУ. Так как вопросов очень много, типа: — что это такое, где находится и как вообще работает. Я решил все же показать и рассказать «как и что», даже сниму со своего автомобиля. Очень полезно новичкам, так что смотрим …
Для начала начнем с определения
ЭБУ – электронный блок управления (также известен как «контролер») – по сути это мозг вашей машины, без него все остальные детали это просто куски металла, пластика, микросхем и проводов. Он получает большое количество информации от всевозможных датчиков (таких как — кислорода, скорости, температуры окружающей среды — двигателя и т.д.
), после чего он обрабатывает полученные данные в специальной программе (алгоритме), после чего посылает команды исполнительным устройствам (такие как топливный насос, система зажигания и т.д.).
ТО есть он руководит всеми электронными процессами (от положения и света фар до управления такими системами как ABS, ESP и переключения передач у автомата), сейчас даже многие функции магнитол в ЭБУ зашивают.
Как видите это очень умная «железка», однако я хочу подробнее перечислить, какие функции он контролирует и какие приказания отдает.
Что контролирует ЭБУ?
Для начала перечислю датчики, с которых он собирает информацию:
- Температура двигателя
- Температура окружающей среды
- Подача кислорода
- Подача топлива
- Холостого хода
- Датчики антиблокировочной системы, стабилизации, антизаноса, и прочих систем безопасности колес
- Скорость
- Положение дроссельной заслонки
- Положение педали газа
- Коленчатого вала (иногда их два)
- Контроль охлаждающей жидкости
- Датчик кондиционера и его системы
- Контроль, за тормозной системой и ее жидкостью
- Данные с бачка гидроусилителя или из цепи ЭУРа
- Анализ напряжения бортовой сети питания
Устройство ЭСУД
Поскольку электронная система управления двигателем это, по сути, компьютер, технически она устроена примерно так же, как стандартный ПК. Система помнит базовые установки, заложенные производителем и следит за соблюдением этих параметров в процессе работы двигателя.
На техническом уровне блок состоит из:
- Постоянного запоминающего устройства (ППЗУ). Это память, которая содержит базовый алгоритм управления мотором. Его можно изменить вручную. При отключении двигателя установки не удаляются.
- Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Память, которая обрабатывает оперативные данные, поступающие от систем: соответствие заданным в ППЗУ параметрам, ошибки и т.п. Устройство имеет дополнительный источник питания – от аккумулятора, поэтому оно может сохранять данные, даже если прерывать питание.
- Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Память, где хранятся коды противоугонной системы. Также отвечает за функционирование иммобилайзера.
Устройство ЭСУД
В этом разделе мы рассмотрим то, что входит в состав контроллера, как он работает и за счет чего происходит контроль над мотором и прочими элементами. Если же брать как пример электронных систем максимально простой автомобиль, те же самые первые инжекторные автомобили ВАЗ, где компьютер управляет только мотором, то здесь все остальные элементы машины чисто механические. А блок выглядит чуть больше коммутатора от бесконтактного зажигания.
Устройство контроллера
Электронная система управления двигателем включает в себя массу различных элементов, главным из которых, конечно же, является бортовой компьютер. Представляет он из себя микропроцессорное устройство имеющие специальное назначение. Внутри располагается почти то же самое, что и у обычного настольного компьютера: оперативное запоминающие устройство (ОЗУ) и программируемое постоянное устройство запоминания (ППЗУ). ОЗУ необходимо компьютеру, чтобы хранить постоянно изменяющуюся информацию, например, характер работы двигателя в определенный момент. Здесь же храниться и все ошибки, что возникают в процессе работы машины, отсюда берутся эти показания и высвечиваются на приборной панели водителя в виде специальных ламп, или же, при наличии экрана, пишется непосредственно кода ошибки. При отключении питания все, что было записано в ОЗУ стирается.
Постоянная память хранит в себе заложенную программу по управлению двигателем на все случаи жизни. Это программа представляет собой алгоритм команд для правильно работы мотора, все калибровочные настройки. Это своеобразный жесткий диск компьютера, который независимо от наличия питания хранит всю заложенную информацию в себе. К слову, неоднозначный чип-тюнинг занимается именно изменением программы машины на более комфортабельную. Так, в зависимости от пожеланий клиента может быть установлена программа, которая бы увеличивала мощность мотора, но при этом повышался бы расход. С другой стороны, посредство замены программы можно добиться повышения экономичности автомобиля, но упадет тяга. Это очень удобно: можно подкорректировать работу мотора в зависимости от насущных потребностей.
Принцип работы
В свое работе компьютер использует показания с датчиков, основываясь на них, формируется задача для всех исполнительных устройств. В их число входят такие элементы, как топливный насос, форсунки в головке блока, система зажигания и прочее. К тому же. В задачи контроллера входит и диагностика правильности работы всех систем машины. Так называемая система самодиагностики. Если же находится какая-то неисправность, то загорается соответствующая лампа на приборной панели, или же просто запоминается код ошибки.
Говоря о контроле над мотором, то здесь главной задачей является непосредственно управление впрыском топлива. Происходить это должно в точный момент и в определённой последовательности, в зависимости от порядка работы двигателя и от нагрузки на двигатель в этот момент. Среди датчиков можно обнаружить такие: датчик положения распределительного и коленчатого вала, датчик массового расхода воздуха, датчик положения педали акселератора, датчик положения дроссельной заслонки, и масса прочих. Все они вкладывают свою лепту в процесс смесеобразования и момента впрыска топлива в цилиндры. К слову, консистенция топлива также регулируется компьютером. Топливно-воздушная смесь образовывается во впускном коллекторе, и она всегда готова к впрыску. Впрыск происходит посредством форсунок. Система зажигания также контролируется блоком управления, искра подается точно в момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке, топливо уже впрыснуто, а все клапана закрыты.
Датчики и их виды
Датчики используют во всех системах машины. Они измеряют температуру, давление масла, топлива, воздуха и охлаждающей смеси. Приборы способны преобразовывать механику в ток.
Датчик давления масла
Прибор преобразует механические движения в электросигнал, воспринимаемый блоком управления. Устанавливают датчик вблизи масляного насоса – вкручивают в блок цилиндров в нижней части двигателя. Без подачи масла трение происходит «всухую», от этого детали перегреваются и изнашиваются очень быстро.
В датчике находится чувствительный элемент – металлическая мембрана. Она оснащена резистором, изменяющим сопротивление при деформации. Измерительная схема преобразует сопротивление в ток, который передается по проводам.
Низкое или высокое давление указывает на неполадки в двигателе или на неисправность масляного насоса. При высоком давлении возможно, что засорился масляный канал или редукционный клапан, а при низком, скорее всего, ослаблена пружина или износился сам насос.
Датчик детонации
В двигателе внутреннего сгорания может возникнуть металлический стук – это явление называют детонацией. Во время работы двигателя датчик контролирует степень детонации. Прибор установлен на блоке цилиндров мотора, служит для увеличения его мощности и экономии топлива.
Датчик состоит из пьезоэлектрической пластины, на концах которой появляется напряжение. Оно зависит от амплитуды и частоты колебаний пластинки. Если напряжение возрастает выше положенного уровня, электронный блок корректирует работу системы зажигания, уменьшая угол опережения.
Датчик положения коленвала
Это электромагнитный клапан, который отслеживает рабочее положение коленвала и частоту его вращения, обеспечивает деятельность систем силового агрегата: зажигание в бензиновом моторе и впрыскивание топлива в инжекторах.
Устройство состоит из датчика положения и задающего диска. Располагают датчик в алюминиевом корпусе, который с помощью кронштейна крепится возле синхродиска, устанавливают прибор со стороны маховика.
Датчик массового расхода воздуха
ДМРВ – устройство, предназначенное для контроля объема воздуха, поступающего в цилиндры. Оно передает данные системе регулировки впрыскивания бензина. Если не будет хватать воздуха при сгорании топлива, то оно сгорит не полностью, произойдет грязный выхлоп. Если воздуха будет больше нормы, мотор не разовьет нужную мощность.
При нажатии на педаль газа датчик регулирует подачу воздуха, дроссельная заслонка открывается. Топливо поступает в камеры сгорания, двигатель работает быстрее.
Диагностика
Помимо автоматической проверки корректности функционирования ЭСУД, специалисты рекомендуют проводить регулярное диагностирование системы. В среднем обслуживание стоит делать каждые 15 тыс км пробега. Диагностика ЭСУД проводится с помощью специального тестера, подключаемого в специальный разъем. Иногда используется беспроводной адаптер, использующий специальный протокол.
ВАЖНО! Лучше всего, если показатели будут расшифровываться специалистом, который на основании полученных данных может сделать вывод – какой конкретно элемент ЭСУД барахлит. После предварительных выводов, проводится более точная проверка вызывающего подозрения элемента.
Перед проведением тестов с помощью сканера, надо проверить питание системы и ее отдельных фрагментов. Причиной неисправности может быть поврежденная электропроводка, короткие замыкания, коррозия, различные помехи.
Системы передачи данных
Современное автомобилестроение интенсивно внедряет инновационные технологии в системах управления. Общая тенденция в области автоматизации автомобилей состоит в замене традиционной централизованной системы управления распределенной системой управления путем соединения блоков управления интеллектуальных датчиков и исполнительных механизмов. Это вызвано ростом числа проводов связи, увеличением количества соединений, сложностью диагностирования автомобилей и снижением надежности. Увеличивающееся применение электронных систем управления автомобилей с обратной и без обратной связи требует, чтобы индивидуальные ЭБУ работали в сети друг с другом. Такие системы управления включают:
- управление коробкой передач;
- электронное управление двигателем или регулирование подачи топлива;
- антиблокировочную систему тормозов (ABS);
- противобуксовочную электронную систему (TCS);
- электронную систему курсовой устойчивости (ESP);
- систему управления тормозным моментом (MSR);
- электронный иммобилайзер (EWS);
- бортовой компьютер и т.д.
Обмен информацией между системами уменьшает общее количество необходимых датчиков и улучшает управление отдельными системами. Интерфейсы систем передачи информации, проектируемые для применения в автомобилях, могут быть подразделены на четыре категории:
- обычная передача данных;
- последовательная цифровая передача данных, т.е. сеть контроллеров (CAN);
- широкополосные шины передачи данных с временным разделением каналов (шина FlexRay);
- оптическая передача данных (шина типа МОSТ).
Обычная передача данных в автомобиле (рис. 4) характеризуется тем, что каждый сигнал имеет свой собственный канал связи (провод). При этом с каждой дополнительной информацией возрастает также число проводов и количество контактов на блоке управления, поэтому подобный тип передачи информации оправдывает себя только в случае ограниченного объема передаваемых данных.
Рис. 4. Схема обычной передачи данных
Увеличение обмена данными между электрическими компонентами автомобиля уже достигли таких объемов, что дальнейшие попытки управления через обычные интерфейсы уже не удовлетворяют современные системы управления, поэтому стали применяться шины передачи данных.
В связи с возросшими требованиями передачи информации в автомобильных системах управления, вместо обычной электропроводки в современных автомобилях используется последовательная цифровая передача данных. Все более широкое распространение находят электронные цифровые шины данных CAN (Controller Area Network). Цифровая передача данных значительно надежнее обычной аналоговой, так как шина лучше защищена от помех, контакты надежно изолированы от внешних воздействий.
Шина данных CAN является открытой системой, к которой могут быть подключены как медные провода, так и стекловолоконные проводники. CAN-шина облегчает диагностику и ремонт вышедших из строя компонентов системы управления автомобилем. Универсальная проводка подходит и для разных комплектаций одного автомобиля — дополнительные устройства просто подключаются к нужным разъемам.
В зависимости от приоритетов и требований к скорости передачи данных шина CAN может быть одноили двухпроводной.
Если для работы систем достаточно низкой скорости передачи данных, то используются шины с одним проводом связи, если скорость передачи должна быть высокой — шины с двумя проводами связи. Второй провод используется для проверки правильности переданной модулем управления информации и для самоконтроля модуля. Данные передаются по обоим проводам одновременно. Сигнал на первом проводе представляет собой перевернутое повторение сигнала, передаваемого по второму проводу.
Все связанные через шину CAN блоки управления подключаются к ней параллельно. Один из проводов шины CAN называется верхним — CAN H (High), другой — нижним — CAN L (Low). Два невзаимозаменяемых скрученных провода (рис. 5) образуют пару (Twisted Pair).
Рис. 5. Шина CAN
Скручивание проводов производится для того, чтобы ослабить помехи электромагнитного характера, а также излучающие помехи. Скручивание позволяет также устранить излучение шины, способное создать помехи в работе других устройств.
По проводу CAN H информация передается в виде электрических сигналов напряжением от 2,5 до 3,5 В, а по проводу CAN L — от 1,5 до 2,5 В (рис. 6). Разность напряжений, равная нулю, дает уровень логического нуля, а разность напряжений 2,0 В — уровень логической единицы.
Рис. 6. Передача информации по шине CAN: а — напряжение; б — разность напряжений; А, С — логический уровень равен 0; B — логический уровень равен 1
CAN — мультимастерная шина, т.е. без центрального управляющего устройства. Все подключаемые к центральному или центральным блокам электронные блоки разных систем (или контроллеры) равноправны — любой имеет доступ к передаваемым данным и может сам их передавать.
CAN-шина относится к типу последовательных; передача данных в шине выполняется по протоколу в виде обмена сообщениями между блоками управления через очень короткие промежутки времени. Протокол состоит из последовательности бит* информации, передающихся друг за другом. Число бит в протоколе передачи данных зависит от размера поля данных.
* Бит — базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равно вероятных исхода (да или нет).
Данные передаются бит за битом и в такой же последовательности принимаются. Биты составляют отдельные поля (рис. 7), из них складываются так называемые кадры — основные информационные единицы.
Начало кадра обозначает начало протокола передачи данных.
Арбитражное поле используется для обозначения приоритета протокола передачи данных. Например, если двум блокам управления требуется отправить сообщения одновременно, то первым отправляет сообщение в блок управления с более высоким приоритетом. Кроме того, арбитражное поле используется для определения содержания сообщения (например, частоты вращения коленчатого вала двигателя).
Рис. 7. Кадр передачи данных: 1 — начало кадра (1 бит); 2 — арбитражное поле (11 бит); 3 — неиспользуемое (запасное) поле (1 бит); 4 — поле управления (6 бит); 5 — поле данных (64 бита); 6 — поле обнаружения ошибок CRC (16 бит); 7 — поле сигнала приемника передатчику ACK (2 бита); 8 — конец кадра (7 бит)
В поле управления (контрольное поле) в виде кода записывается количество элементов информации в поле данных. Этим обеспечивается возможность для каждого приемника проверить, были ли получены все необходимые данные.
В поле данных передаются элементы данных, являющиеся важными для других блоков управления. Оно содержит больше всего информации: от 0 до 64 бит (от 0 до 8 байт).
Поле CRC используется для обнаружения ошибок в процессе передачи данных.
Поле ACK содержит сигнал приемника передатчику о том, что протокол данных был успешно выполнен. В случае обнаружения ошибки информация об этом немедленно поступает в передатчик и отправка сообщения повторяется.
Конец кадра предназначен для проверки передатчиком протокола данных и отправки приемнику подтверждения о его безошибочном выполнении. В случае обнаружения ошибки передача данных немедленно прекращается, а затем выполняется повторно. После этого протокол передачи данных считается выполненным.
Один кадр может включать несколько параметров, например, кадр, выдаваемый ЭБУ системы впрыска топлива, может состоять из следующих параметров:
- частота вращения коленчатого вала двигателя;
- средний эффективный крутящий момент двигателя;
- заданная водителем скорость движения;
- состояние системы круиз-контроля (включена или не включена);
- разрешение на включение компрессора кондиционера;
- величина крутящего момента двигателя без учета воздействия автоматической коробки передач.
Рис. 8. Структура послания, передаваемого через шину CAN: 1 — идентификационный код послания (11 бит); 2 — содержание послания (до 8 × 8 бит); 3 — контрольная сумма (16 бит); 4 — подтверждение приема послания (2 бит)
Некоторые кадры выдаются периодически (например, кадр системы впрыска топлива — через каждые 10 с), другие — при наступлении какого-либо события (например, кадр, генерируемый ЭБУ подушек безопасности, выдается в случае удара, при этом выключается топливный насос, происходит разблокировка замков дверей и запрещается блокировка рулевой колонки).
Обмениваемая информация состоит из отдельных посланий, которые могут быть отправлены и получены каждым из блоков управления. Каждое из посланий (рис. 8), составленное согласно протоколу, содержит данные о каком-либо физическом параметре, например, о частоте вращения коленчатого вала.
Примером идентификационного кода послания может быть: двигатель, частота вращения коленчатого вала двигателя. В этом же послании могут содержаться и другие данные (например, указания о холостом ходе, передаче крутящего момента и других режимах работы двигателя). При этом величина частоты вращения представляется в двоичной форме, т.е. как последовательность нулей и единиц или бит (рис. 9). Например, значение частоты вращения двигателя 1800 об/мин может быть представлено как двоичное число 00010101.
Рис. 9. Передача электрических сигналов по времени
Пример упрощенной передачи данных на примере угла положения дроссельной заслонки, который показывает, как строится информация, дан в табл. 1. Положение дроссельной заслонки от 0° до 102° передается с шагом 0,4° 8 битами, таким образом возможно 256 вариантов комбинаций битов.
Таблица 1. Зависимость изменения данных в шине от положения (угла) дроссельной заслонки
Биты | Угол дроссельной заслонки |
0000 0000 | 000,0° |
0000 0001 | 000,4° |
0000 0010 | 000,8° |
…… | |
0101 0101 | 034,0° |
……. | |
1111 1111 | 102,0° |
В современных автомобилях, как правило, применяются три вида шин, работающие с разными скоростями (рис. 10). Наиболее важные устройства и системы (антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости и др.) подключаются к скоростной магистрали с пропускной способностью 500…1000 Кб/с, практически обеспечивающей работу системы в реальном времени. Менее быстрые и важные приборы — система «Комфорт» или информационно-командная система (радио, монитор на центральной консоли, система навигации и кондиционирования) — завязаны на вторую шину со скоростью 95,2…100,0 Кб/с. Для остальных «медленных» устройств — система «Комфорт» (дверных замков, систем освещения, стеклоподъемников) — служит третья шина со скоростью 33,3…100,0 Кб/с.
Рис. 10. Система шин CAN (на примере автомобиля Polo модели 2002 г.): 1 — шина наиболее важных устройств; 2 — шина информационно-командной системы; 3 — шина системы комфорта; БУ — блок управления; ЗУ — запоминающее устройство
Вместо ключа зажигания в автомобилях, оборудованных CAN-шинами, используют электронный брелок, который взаимодействует с блоком управления двигателем через цифровую шину. Возросшие требования к скорости передачи и безопасности данных требуют применения широкополосных шин передачи данных с временным разделением (временным управлением) каналов (для сравнения: CAN представляет собой событийно-управляемую шину данных).
Шина FlexRay — это последовательная, детерминистическая и устойчивая к сбоям шина передачи данных для применения в автомобиле; скорость передачи данных составляет 10 Мб/с, что в 20 раз превышает скорость передачи по высокоскоростной шине CAN (500 Кб/с).
Важной особенностью FlexRay является также гарантированное время реакции или латентный период реагирования, т.е. время, которое требуется на прохождение сообщения от отправителя до получателя. В связи с этим говорят также о детерминистической (предопределенной, регламентированной) передаче. Это означает, что данные поступают к адресату или адресатам в строго определенный или предварительно заданный момент времени (возможно применение в режиме реального времени).
Шина FlexRay двухпроводная: плюсовой провод обозначают красным цветом, минусовой — синим. Уровень напряжения на обоих проводах колеблется (рис. 11) от минимума (2,2 В) до максимума (2,8 В) (для сравнения в высокоскоростной шине CAN 1,5…3,0 В). Уровень разностного напряжения составляет не менее 600 мВ (в высокоскоростной шине CAN 2 В).
Рис. 11. Передача информации по шине FlexRay
FlexRay работает с тремя состояниями сигнала:
- холостой сигнал — уровень напряжения обоих проводов шины составляет 2,5 В (режим холостого хода). Рецессивный сигнал означает, что уровень напряжения может быть превышен (перезаписан) другим блоком управления;
- 1 — плюсовой провод имеет высокий, а минусовой — низкий доминирующий уровень напряжения;
- 0 — плюсовой провод имеет низкий, а минусовой — высокий доминирующий уровень напряжения.
Доминирующий сигнал означает, что этот уровень напряжения не может быть превышен (перезаписан) другими блоками управления.
При таких параметрах уровня напряжения время передачи 1 бит составляет 100 нс (наносекунд) (для сравнения в высокоскоростной шине 2000 нс).
Центральный блок информационно-командной системы может соединяться с процессором навигационной и других систем посредством оптического кабеля — шины типа МОSТ (Media Oriented Systems Transport). Это необходимо для защиты линии передачи данных от помех. Для передачи данных через оптический кабель следует преобразовать аналоговую информацию в серии световых импульсов, которые затем могут распространяться по стеклянным волокнам кабеля. Длина световых волн меньше длины радиоволны, поэтому они не создают электромагнитных помех и сами являются невосприимчивыми к таковым.
Вокруг любого проводника, по которому проходит электрический ток (рис. 12), возникают поля, поэтому проложенные параллельно или перекрещивающиеся проводники тока создают взаимные помехи. Помехи создаются также электромагнитными волнами, генерируемыми, например, мобильным телефоном. При использовании волоконно-оптической связи такие помехи отсутствуют.
Рис. 12. Передача тока по волоконно-оптическому (а) и металлическому (б) проводникам: 1 — цифровая информация; 2 — оптический кабель; 3 — аналоговая или цифровая информация; 4 — металлический проводник; 5 — электромагнитное поле проводника
Преимуществом современных волокно-оптических систем, кроме отсутствия помех, является также скорость передачи данных, достигающая 21,2 Мб/с, что позволяет передавать информацию в виде цифрового сигнала. Такая связь применяется при приеме аудио- и видеопередач, что требует скорости передачи данных порядка 6 Мб/с и больше, в то время как шина CAN при большом количестве жил в жгуте проводов может передавать данные со скоростью не более 1 Мб/с.
Светодиод — один из основных компонентов волокно-оптической системы (рис. 13) предназначен для преобразования сигнала по напряжению в световой сигнал. Длина волны выработанных световых сигналов около 650 нм и их видно как красный свет. Световод предназначен для отправки световых волн, вырабатываемых в передатчике одного блока управления, на приемник другого блока управления. Фотодиод предназначен для преобразования световых волн в сигналы по напряжению.
Рис. 13. Основные компоненты волокно-оптической системы: 1 — световод; 2 — фотодиод; 3 — светодиод; 4 — трансивер
Недостатком волокно-оптической системы является требование плавных изгибов; радиус изгиба световода не должен превышать 25 мм.
Шина типа MOST представляет шину последовательной передачи данных (аудио- и видеосигналов, голосовых сигналов) по оптическому кабелю (рис. 14). С точки зрения физического исполнения в случае шины MOST речь идет о кольцевой структуре (топологии) сети. Шина типа MOST может включать до 64 устройств.
Рис. 14. Шина типа MOST (на примере Touareg 2011 Volkswagen): 1 — ЭБУ в комбинации приборов; 2 — диагностический интерфейс шин данных; 3 — ЭБУ информационной электронной системы; 4 — ТВ-тюнер; 5 — DVD-чейнджер; 6 — головное устройство аудиосистемы; 7 — ЭБУ цифровой аудиосистемы
Таблица масс ЭСУД в различных автомобилях
Массой в ЭСУД обычно выступает корпус машины. Если какой-то из контактов с массой теряет надежность, электросхема нарушается, качество работы системы падает. Например, двигатель начинает произвольно менять режим работы, набирая или сбрасывая обороты без участия водителя. Чтобы справиться с такой проблемой, надо знать места заземления ЭСУД.
Электронная система управления двигателем в автомобиле: разбираем, что это и принцип работы
ЭСУД – электронная система управления двигателем. Представляет собой комплект электронно-вычислительного оборудования, отвечающего за работу только двигателя или двигателя вместе с другими системами легковой машины. По сути это автомобильный бортовой компьютер.
Виды систем
ЭСУД делятся на два типа, имеющие свои преимущества и недостатки:
- В первом случае, который часто называют английской аббревиатурой ECM (Engine Control Module), компьютер управляет только мотором.
- Во втором, ECU (Electronic Control Unit), он отвечает за все системы машины: двигатель, подвеску и т. д.
ВАЖНО! Общий для всех систем блок применяется чаще, поскольку это упрощает внутреннее устройство автомобиля с конструктивной точки зрения и удешевляет сборку. То есть, проще провести все провода от всех датчиков в одно место, чем устанавливать их в разные места.
С другой стороны, единый блок – менее безопасный вариант, чем «раздельные зоны ответственности» для разных систем. Его неисправность отразится на работе всех механизмов машины в то время как отдельные блоки работают независимо друг от друга. Например, тормозная система может сработать корректно при неисправности управления или двигателя.
Единый блок управления состоит из следующих элементов:
- Моторно-трансмиссионный блок.
- Блок контроля тормозной системы.
- Центральный блок управления.
- Синхронизационный блок.
- Блок контроля кузова.
- Блок контроля подвески.
Электронная система управления двигателем — мозг, глаза и руки системы
Нужно отметить, что подобные системы управления используются и у бензиновых двигателей, и у дизельных агрегатов. В этот раз уделим внимание первым. Итак, современный блок контроля мотора управляет такими узлами:
- впрыск;
- зажигание;
- топливная система;
- впуск и выпуск;
- система охлаждения;
- вакуумный усилитель тормозов;
- рециркуляция выхлопных газов;
- устройства улавливания паров бензина.
Электронный мозг, заключённый в блоке где-то между мотором и салоном автомобиля – это лишь часть системы. Чтобы обеспечить контроль и управление параметрами силового агрегата, нужны ещё кое-какие приспособления – датчики и исполнительные устройства. Датчики являются глазами и ушами системы управления двигателем и их поистине огромное количество.
Так, к примеру, у технологии MED-Motronic (технология непосредственного впрыска), презентованной компанией Bosch в 2000 году, используется их более 13, расположившихся во всех уголках мотора. Среди них такие: датчик давления горючего в контуре низкого давления, положения педали газа, оборотов силового агрегата, температуры масла, воздуха во впускном коллекторе и охлаждающей жидкости, кислородные датчики и множество других.
На основе информации, поступившей от них и в соответствии с программами, заложенными в памяти, электронный блок принимает решение о тех или иных действиях и посылает сигналы на исполнительные устройства.
Если датчики – это глаза и уши, то исполнительные устройства – это руки электронной системы управления двигателем. Подчиняются ей самые разные элементы, например, топливный насос, катушки зажигания, форсунки цилиндров мотора, дроссельная заслонка, термостаты охлаждающей системы, вентилятор и ещё много, много других.
Рекомендуем: Виды присадок для топлива
Где находится ЭСУД
В подавляющем большинстве случаев ЭСУД, точнее – ЭБУ (электронный блок управления), находится под приборной панелью. В разных моделях автомобилей он может находиться по центру или в районе руля. Как правило, добраться до него достаточно просто с помощью обычной отвертки. Такое расположение сделано для облегчения доступа. Визуально как отечественный, так и зарубежный ЭБУ представляет собой небольшой (обычно размером примерно с две ладони) плоский ящик с гнездами для проводов.
Что такое ЭСУД в автомобиле
Данная система объединяет в себе большое количество различных компонентов:
- датчики и подсистемы, фиксирующие показания и рабочее состояние различных агрегатов двигателя;
- передающие провода;
- электронный блок управления – центральный элемент ЭСУД и своеобразный «мозг» автомобиля, в котором данные, получаемые с датчиков, обрабатываются и интерпретируются.
Необходимость внедрения электронной системы управления рабочими параметрами двигателя стала очевидной в процессе оптимизации процессов зажигания и впрыска – механическая регулировка и контроль не обеспечивали достаточной точности и эффективности, в результате чего КПД использовавшихся ранее ДВС был низким. На современных же моделях широко используются электронные контрольные модули, которые отвечают не только за вышеназванные параметры, но и за многие другие: впуск топливной смеси в цилиндры, охлаждение двигателя, выпуск отработанных газов, улавливание паров бензина и т.д.
Как правило, ЭСУД объединяется в единый комплекс с другими системами автомобиля, включая блок управления КПП, рулевой электроуситель, ABS, систему активной безопасности и т.д.
Устройство ЭСУД
Поскольку электронная система управления двигателем это, по сути, компьютер, технически она устроена примерно так же, как стандартный ПК. Система помнит базовые установки, заложенные производителем и следит за соблюдением этих параметров в процессе работы двигателя.
На техническом уровне блок состоит из:
- Постоянного запоминающего устройства (ППЗУ). Это память, которая содержит базовый алгоритм управления мотором. Его можно изменить вручную. При отключении двигателя установки не удаляются.
- Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Память, которая обрабатывает оперативные данные, поступающие от систем: соответствие заданным в ППЗУ параметрам, ошибки и т.п. Устройство имеет дополнительный источник питания – от аккумулятора, поэтому оно может сохранять данные, даже если прерывать питание.
- Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Память, где хранятся коды противоугонной системы. Также отвечает за функционирование иммобилайзера.
Из чего состоит ЭСУД
В состав электронной системы управления двигателем входят самые разные компоненты, в совокупности обеспечивающие комплексную регулировку рабочих параметров ДВС. К основным ее элементам относятся следующие:
- электронный контроллер – основная часть всей системы, именно здесь анализируются показания датчиков, проводятся вычисления и формируются команды исполнительным агрегатам и подсистемам;
- датчик массового расхода воздуха – фиксирует количество поступающего в цилиндры воздуха и в соответствии с этими данными изменяет объем подаваемого топлива;
- датчик скорости – фиксирует текущую скорость и преобразует полученное значение в электронный сигнал;
- кислородные датчики – определяет количество кислорода в выхлопных газах до и после стадии нейтрализации;
- датчик неровной дороги – важный элемент современных электронных подвесок, анализирует силу вибрации кузова и преобразует полученное значение в сигнал;
- датчик фаз – подает на контроллер сигнал при поднятии первого поршня в высшую точку на такте сжатия;
- датчик температуры жидкости в системе охлаждения;
- датчик положения коленчатого вала – фиксирует величину угла при повороте вала;
- датчик дроссельной заслонки – определяет угол открытия заслонки;
- датчик детонации – определяет интенсивность детонационных процессов в двигателе по уровню поступающих шумов;
- модуль зажигания – в нем аккумулируется энергия, необходимая для поджигания топливовоздушной смеси, а также обеспечивает требуемое напряжение свечей;
- форсунки – отвечают за распределение топлива между цилиндрами;
- регулятор топливного давления – поддерживает требуемое давление при подаче топлива;
- модуль бензонасоса – отвечает за избыточное давление в питающей двигатель системе;
- адсорбер – необходим для улавливания бензиновых испарений;
- нейтрализатор – уменьшает токсичность выхлопа двигателя за счет каталитических реакций;
- датчик холостого хода – регулирует питание двигателя при холостой работе;
- диагностический сигнал – лампа на приборной панели, загорание которой свидетельствует о той или иной неисправности в работе двигателя;
- диагностический интерфейс – позволяет подключать к ЭСУД специализированное диагностическое оборудование.
Рекомендуем: Обзор подходящих герметиков для системы охлаждения двигателя
Как видно, электронная система управления двигателем включает в себя внушительное количество самых разных датчиков и регуляторов. При этом все поступающие с них данные анализируются в едином электронном блоке, который представляет собой полноценный микрокомпьютер.
Принцип работы ЭСУД
Главная задача системы – эффективная работа движка. Она на основании получаемой от различных узлов информации она регулирует крутящий момент, мощность и другие показатели в зависимости от режима работы мотора, комплектации ЭСУД и ее типа (самые популярные – м20, м73, м74, м86).
Стандартные режимы мотора, которые различает ЭСУД:
- Запуск и прогревание.
- Холостой ход.
- Движение, торможение.
- Смена передач.
Схема источников, от которых получает данные ЭСУД, зависит от модели авто и его комплектации. Обычно это датчики: положения коленвала, фаз, расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, скорости, кислорода и детонации.
Кроме того, ЭСУД постоянно проводит самодиагностирование, также на основе показателей датчиков.
Диагностика
Помимо автоматической проверки корректности функционирования ЭСУД, специалисты рекомендуют проводить регулярное диагностирование системы. В среднем обслуживание стоит делать каждые 15 тыс км пробега. Диагностика ЭСУД проводится с помощью специального тестера, подключаемого в специальный разъем. Иногда используется беспроводной адаптер, использующий специальный протокол.
ВАЖНО! Лучше всего, если показатели будут расшифровываться специалистом, который на основании полученных данных может сделать вывод – какой конкретно элемент ЭСУД барахлит. После предварительных выводов, проводится более точная проверка вызывающего подозрения элемента.
Перед проведением тестов с помощью сканера, надо проверить питание системы и ее отдельных фрагментов. Причиной неисправности может быть поврежденная электропроводка, короткие замыкания, коррозия, различные помехи.
Неисправности и их причины
Выявление неисправностей ЭСУД можно начинать после обнаружения ряда признаков. Во-первых, при включении зажигания все лампочки сигнализатора системы должны загореться одновременно, таким образом система проверяет свой диагностический механизм. После запуска двигателя все должны одновременно потухнуть. Если какая-то из них загорается во время движения, это сигнализирует о проблемах в ДВС. В лучшем случае система может отключить двигатель, чтобы избежать тяжелых поломок. Список негативных ситуаций, в которым ведет неисправность ЭСУД, велик – может воздушить система охлаждения, не работать печка или термостат.
ВАЖНО! ЭСУД – тонкая система, поэтому описание проблем, которые могут случиться с электроникой может занять много времени.
В основном причинами неисправностей бывают:
- Поломка датчиков, отправляющих в ЭСУД данные.
- Поломки в самом блоке управления.
- Поломки исполнительных устройств системы управления (рост сопротивления, обрыв обмотки электромагнитного клапана и т.д.).
- Повреждение электропроводки.
- Вмешательство посторонних в устройство электронных систем, вследствие чего могло произойти нарушение их целостности.
Часто ЭСУД ломается из-за механических повреждений. Это может быть не обязательно удар, для причинения вреда системе хватит сильной вибрации. Далее по проценту вероятности повреждения ЭСУД следуют: резкий перепад температур, коррозия, попадание влаги под защитный кожух из-за разгерметизации устройства. Также нередко корректная работа системы нарушается из-за некомпетентного вмешательства в ее функционирование.
Ремонт системы можно доверять только специалистам.
Как работает ЭБУ?
В основе находится микропроцессор, который и отвечает за нормальное функционирование всех ключевых приборов. На автомобиле ВАЗ 2114 ЭБУ собирает данные с датчиков:
- Скорости автомобиля.
- Детонации.
- Лямбда-зонда.
- ДПКВ.
- Расхода воздуха.
- ДПДЗ.
- Фаз впрыска топливовоздушной смеси.
- Температуры ОЖ.
Это считывающие устройства, которые собирают информацию о работе двигателя внутреннего сгорания. А для чего же он ее собирает? Правильно, чтобы разделять и властвовать следующими исполнительными механизмами:
- Системой топливоподачи (насос, форсунки).
- Системой зажигания.
- Адсорбером.
- Вентиляцией.
- Регулятором холостого хода (да, да, не датчик это, а исполнительное устройство, не нужно путать).
- Автоматической диагностикой.
Структурная схема электронного блока управления на ВАЗ 2114 состоит из трех каскадов, в каждом из которых свои модули памяти:
- Блок ОЗУ (оперативная память) – система, которая обладает кратковременной памятью. В ней хранится вся информация об ошибках, которые возникали в процессе работы при текущем запуске мотора. При отключении зажигания (и обесточивании ЭБУ) вся память очищается и заполняется вновь при следующем запуске.
- ППЗУ – программируемое устройство постоянного запоминания. Это блок, в котором хранится топливная карта (прошивка) электронного блока управления. В нем же постоянно хранится информация о всех результатах калибровки систем. И самое главное – в этой памяти заложен алгоритм системы управления двигателем внутреннего сгорания. Память эта постоянная, не стирается даже при полном обесточивании бортовой сети. Именно этот блок программируют, когда совершают процедуру «прошивки» для улучшения характеристик автомобиля ВАЗ 2114.
- И последний блок – ЭРПЗУ. Блок памяти необходим для обеспечения нормальной работы противоугонной системы на автомобиле. В нем хранятся пароли и кодировки. Запуск двигателя возможен только в том случае, если совпадут данные, которыми обменивается иммобилайзер с ЭРПЗУ.
Очистка памяти контроллера ЭСУД
Функция сброса памяти используется для обнуления накопившихся в ЭСУД данных. Это полезно делать при замене датчиков, если требуется его перепрошивать или если автомобиль начал странно себя вести без видимых причин. Если не удалось найти эту функцию в меню ЭСУД, очищать память можно с помощью специального программного обеспечения, доступного в интернете. Процедура удаляет данные, накопившиеся при самообучении системы и возвращает заводские настройки. Проводится при выключенном двигателе.
Таблица масс ЭСУД в различных автомобилях
Массой в ЭСУД обычно выступает корпус машины. Если какой-то из контактов с массой теряет надежность, электросхема нарушается, качество работы системы падает. Например, двигатель начинает произвольно менять режим работы, набирая или сбрасывая обороты без участия водителя. Чтобы справиться с такой проблемой, надо знать места заземления ЭСУД.
Электронная система управления двигателя (ЭСУД)
На сегодняшний день современным стандартом для отечественного автомобилестроения являетсявыпуск автомобилей, оснащенных электронными системами управления двигателем (ЭСУД).Разработка ЭСУД для автомобилей ВАЗ имеет свою историю, и именно она определяет идеологиюсистемы и способы или алгоритмы управления, заложенные в электронном блоке управления (ЭБУ).На первом этапе сотрудничество АвтоВАЗ с американским концерном GM закончилось установкойна автомобилях 2109, 2108, а в дальнейшем 21103, систем с датчиками и исполнительными элементами, серийно выпускаемыми фирмой GM. Эти автомобили оснащались как системами распределенного впрыска топлива, так и системами центрального впрыска (одноточечный впрыск).К 1997 году российские производственные и научно-производственные предприятия уже освоиливыпуск почти всего ряда элементов системы ЭСУД, аналогичных тем, которые концерн GM предложил для установки на ВАЗовских автомобилях
Особенно важно отметить, что был запущен в производство и основной элемент ЭСУД – блок управления Январь-4 отечественной разработки. Управляющее программное обеспечение для блока управления было создано в России, и на тот момент ничем не уступало по своим функциональным возможностям программам, разработанными мировыми лидерами в этой области.АвтоВАЗ, потратив значительные средства на эти работы, к 1997 г
приступил к выпуску автомобилей с ЭСУД на базе российских комплектующих. Однако, один из самых сложных элементов этой системы – датчик массового расхода воздуха – устанавливался по-прежнему импортный (фирмы GM). Российские разработчики и производители так и не смогли довести этот датчик до приемлемого качества.К этому времени по различным причинам АвтоВАЗ меняет основного партнера по созданию иразвитию ЭСУД. Этим партнером становится фирма BOSCH. ЭСУД фирмы BOSCH идеологически имелряд отличий от систем фирмы GM. Мы отметим некоторые из них:Включение системы в работуВ системе GM питание к основным исполнительным механизмам, датчикам, блоку управления подается с главного реле, непосредственно управляемого с замка зажигания. Блок управления включается в работу и не контролирует подачу питающего напряжения к элементам системы.В ЭСУД BOSCH замок зажигания управляет включением блока управления, а уже тот в свою очередь включает главное реле и контролирует его выходное напряжение.Система зажиганияФункции искрового зажигания в ЭСУД фирмы GM выполняет модуль зажигания, совмещающий всебе и катушки зажигания, и высоковольтные ключи. Сам модуль располагается в подкапотном пространстве. Блок управления обрабатывает сигналы с индукционного датчика коленчатого вала (синхронизация системы), рассчитывает параметр угол опережения зажигания и выдает низковольтовые сигналы для модуля зажигания. В ЭСУД фирмы BOSCH высоковольтные ключи находятся внутри блока, а под капотом расположена только катушка зажигания.Датчик массового расхода воздухаДатчик GM имеет частотный выходной сигнал. Фирма BOSCH использовала датчик с аналоговымвыходом, который требовал стабильного напряжения питания для датчиков.
Система гашения детонацииСистема байпасного канала для холостого хода
- Недостаток профессиональных знаний о системах ЭСУД (построение, принципы работы, классификация неисправностей, определяющих работу двигателя и автомобиля в целом).
- Недостаток сведений о комплектации ЭСУД, устанавливаемой на автомобилях, в технической литературе завода-изготовителя.
- Менталитет российского потребителя, заставляющий разбираться этого самого потребителя в тонкостях работы всех узлов автомобиля и ремонтировать автомобиль своими силами.
- Отсутствие удобных, необходимых для проверки и ремонта средств диагностики, позволяющих не просто отображать параметры системы и ошибки самодиагностики, но и непосредственно проверять работу узлов системы.
Оглавление | сапа Домашнее фото девушек в нижнем белье продать
Устройство ЭСУД
В этом разделе мы рассмотрим то, что входит в состав контроллера, как он работает и за счет чего происходит контроль над мотором и прочими элементами. Если же брать как пример электронных систем максимально простой автомобиль, те же самые первые инжекторные автомобили ВАЗ, где компьютер управляет только мотором, то здесь все остальные элементы машины чисто механические. А блок выглядит чуть больше коммутатора от бесконтактного зажигания.
Устройство контроллера
Электронная система управления двигателем включает в себя массу различных элементов, главным из которых, конечно же, является бортовой компьютер. Представляет он из себя микропроцессорное устройство имеющие специальное назначение. Внутри располагается почти то же самое, что и у обычного настольного компьютера: оперативное запоминающие устройство (ОЗУ) и программируемое постоянное устройство запоминания (ППЗУ). ОЗУ необходимо компьютеру, чтобы хранить постоянно изменяющуюся информацию, например, характер работы двигателя в определенный момент. Здесь же храниться и все ошибки, что возникают в процессе работы машины, отсюда берутся эти показания и высвечиваются на приборной панели водителя в виде специальных ламп, или же, при наличии экрана, пишется непосредственно кода ошибки. При отключении питания все, что было записано в ОЗУ стирается.
Рекомендуем: Рено Дастер: замена масла в МКПП
Постоянная память хранит в себе заложенную программу по управлению двигателем на все случаи жизни. Это программа представляет собой алгоритм команд для правильно работы мотора, все калибровочные настройки. Это своеобразный жесткий диск компьютера, который независимо от наличия питания хранит всю заложенную информацию в себе. К слову, неоднозначный чип-тюнинг занимается именно изменением программы машины на более комфортабельную. Так, в зависимости от пожеланий клиента может быть установлена программа, которая бы увеличивала мощность мотора, но при этом повышался бы расход. С другой стороны, посредство замены программы можно добиться повышения экономичности автомобиля, но упадет тяга. Это очень удобно: можно подкорректировать работу мотора в зависимости от насущных потребностей.
Принцип работы
В свое работе компьютер использует показания с датчиков, основываясь на них, формируется задача для всех исполнительных устройств. В их число входят такие элементы, как топливный насос, форсунки в головке блока, система зажигания и прочее. К тому же. В задачи контроллера входит и диагностика правильности работы всех систем машины. Так называемая система самодиагностики. Если же находится какая-то неисправность, то загорается соответствующая лампа на приборной панели, или же просто запоминается код ошибки.
Говоря о контроле над мотором, то здесь главной задачей является непосредственно управление впрыском топлива. Происходить это должно в точный момент и в определённой последовательности, в зависимости от порядка работы двигателя и от нагрузки на двигатель в этот момент. Среди датчиков можно обнаружить такие: датчик положения распределительного и коленчатого вала, датчик массового расхода воздуха, датчик положения педали акселератора, датчик положения дроссельной заслонки, и масса прочих. Все они вкладывают свою лепту в процесс смесеобразования и момента впрыска топлива в цилиндры. К слову, консистенция топлива также регулируется компьютером. Топливно-воздушная смесь образовывается во впускном коллекторе, и она всегда готова к впрыску. Впрыск происходит посредством форсунок. Система зажигания также контролируется блоком управления, искра подается точно в момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке, топливо уже впрыснуто, а все клапана закрыты.
Автомобильный бензобак устройство и принцип работы
СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ МОРСКИХ СУДОВ
Какие модификации системыFAHMустановлены на судах?
На судах отечественного флота установлены системы FAHM следующих модификаций: FAHM-1-4 для дизелей
«Бурмейстер и Вайн»
,FAHM-2-3 для дизелей
«Зульцер»
,FAHM-3 для дизелей
«Пильстик»
,FAHM-5 для дизелейMAN,FAHM-10 для управления турбинами фирмыAEG,FANM-11 для управления турбинами
. Элементы систем всех модификаций размещают на мостике, в машинном отделении, ЦПУ и непосредственно на двигателе (рис.71).
Для чего предназначена система FAHM-2-2?
СистемаFAHM-2-2 предназначена для дистанционного автоматизированного управления главным судовым двигателем. Пуск и режимы работы двигателя осуществляются автоматически в соответствии с заданной программой. Единственная функция, которую должен выполнять оператор,— это установка требуемой частоты вращения и направления вращения двигателя с помощью рукоятки машинного телеграфа, установленного на ходовом мостике и в ЦПУ машинного отделения. При необходимости дистанционное автоматизированное управление может быть отключено. Конструкция системы дает возможность ее монтировать как на строящихся, так и на находящихся в эксплуатации судах.
Какие операции выполняются системой FAHM-2-2?
Система обеспечивает выполнение следующих операций:
—дистанционный автоматизированный пуск и остановка главного двигателя согласно заданной программе;
—исполнение команд об изменении частоты вращения и направлении вращении главного двигателя. При этом зону критических частот вращения двигатель проходит по особой программе;
—автоматическая запись реверсографом подаваемых команд;
—контроль работы двигателя телеграфом с ходового мостика;
—контроль работы двигателя телеграфом из ЦПУ. При этом телеграф ходового мостика и репитер команд в ДПУ могут использоваться в качестве обычного машинного телеграфа;
—управлять работой двигателя вручную с поста управления двигателя при отключенной системе ДАУ. При этом регулятор можно устанавливать нажимной кнопкой, телеграф ходового мостика и репитер команд в машинном отделении использовать в качестве обычного машинного телеграфа.
Каковы основные технические характеристики системы?
Система обеспечивает изменение частоты вращения главного двигателя по двум программам:нормальной
Время, сек, в течение которого увеличивается частота вращения, об/мин:
» 80 » 119 . . . . … 100
Время, с, в течение которого снижается частота вращения с 119 до 25 об/мин …. 9,5
Максимальная программа
Время, сек, в течение которого увеличивается частота вращения, об/мин:
» 45 » 119 . . . . . . 70
Время, с, в течение которого снижается частота вращения с 119 до 25 об/мин …. 9,5
Максимальная программа применяется в чрезвычайных (аварийных) случаях. Сброс нагрузки при дистанционном управлении (кроме случаев маневрирования) предпочтительно производить путем постепенного изменения частот вращения. При маневрировании система обеспечивает выполнение последней заданной команды, даже если предыдущая команда не выполнена. Точность дистанционного задания частоты вращения на валу серводвигателя ±0,5 об/мин. Время реверса двигателя с «Малый вперед» на «Малый назад» 8-11 с.
Система обеспечивает сигнализацию о наличии перегрузки двигателя и надежно работает при длительных кренах до 22,5° и дифферентах до 10°.
Описание системы управления бензиновым двигателем
Выходная мощность двигателя определяется крутящим моментом, передаваемым сцеплению и частотой вращения коленчатого вала. Крутящий момент на сцеплении — это момент, производимый за счет сгорания топлива минус момент трения (потери на трение в двигателе), момент потерь на газообмен и момент, необходимый для привода вспомогательных агрегатов (см. рис. «Распределение крутящего момента в силовой передаче» ). Крутящий момент на ведущих колесах равен моменту на входе сцепления за вычетом потерь в сцеплении и трансмиссии. Этому результирующему крутящему моменту противодействуют такие силы, как сопротивление качению шин и аэродинамическое сопротивление. В зависимости от команды водителя, между этими силами сопротивления и крутящим моментом может иметь место состояние либо равновесия, либо дисбаланса. В случае равновесия автомобиль движется с постоянной скоростью. В противном случае имеет место ускорение или замедление.
Крутящий момент, производимый двигателем, определяется в основном следующими переменными:
- Массой воздуха, доступного для сжигания топлива после закрытия клапанов;
- Массой топлива в цилиндре;
- Моментом зажигания.
В меньшей степени оказывают влияние на крутящий момент также состав топливновоздушной смеси (количество остаточных отработавших газов) или процессы сгорания топлива.
Основной функцией системы управления двигателем является координация работы различных подсистем с целью регулирования крутящего момента, производимого двигателем, с соблюдением требований к ограничению токсичности отработавших газов, расходу топлива, выходной мощности и уровню комфорта и безопасности. Система управления двигателем также выполняет диагностику различных подсистем.
Из чего состоит ЭСУД
В состав электронной системы управления двигателем входят самые разные компоненты, в совокупности обеспечивающие комплексную регулировку рабочих параметров ДВС. К основным ее элементам относятся следующие:
- электронный контроллер – основная часть всей системы, именно здесь анализируются показания датчиков, проводятся вычисления и формируются команды исполнительным агрегатам и подсистемам;
- датчик массового расхода воздуха – фиксирует количество поступающего в цилиндры воздуха и в соответствии с этими данными изменяет объем подаваемого топлива;
- датчик скорости – фиксирует текущую скорость и преобразует полученное значение в электронный сигнал;
- кислородные датчики – определяет количество кислорода в выхлопных газах до и после стадии нейтрализации;
- датчик неровной дороги – важный элемент современных электронных подвесок, анализирует силу вибрации кузова и преобразует полученное значение в сигнал;
- датчик фаз – подает на контроллер сигнал при поднятии первого поршня в высшую точку на такте сжатия;
- датчик температуры жидкости в системе охлаждения;
- датчик положения коленчатого вала – фиксирует величину угла при повороте вала;
- датчик дроссельной заслонки – определяет угол открытия заслонки;
- датчик детонации – определяет интенсивность детонационных процессов в двигателе по уровню поступающих шумов;
- модуль зажигания – в нем аккумулируется энергия, необходимая для поджигания топливовоздушной смеси, а также обеспечивает требуемое напряжение свечей;
- форсунки – отвечают за распределение топлива между цилиндрами;
- регулятор топливного давления – поддерживает требуемое давление при подаче топлива;
- модуль бензонасоса – отвечает за избыточное давление в питающей двигатель системе;
- адсорбер – необходим для улавливания бензиновых испарений;
- нейтрализатор – уменьшает токсичность выхлопа двигателя за счет каталитических реакций;
- датчик холостого хода – регулирует питание двигателя при холостой работе;
- диагностический сигнал – лампа на приборной панели, загорание которой свидетельствует о той или иной неисправности в работе двигателя;
- диагностический интерфейс – позволяет подключать к ЭСУД специализированное диагностическое оборудование.
Рекомендуем: Рабочий цикл двигателя
Как видно, электронная система управления двигателем включает в себя внушительное количество самых разных датчиков и регуляторов. При этом все поступающие с них данные анализируются в едином электронном блоке, который представляет собой полноценный микрокомпьютер.
Режим многоточечного впрыска топлива для двигателя четырехтактного
На привычном нам четырехцилиндровом моторе три существует основных метода впрыска топлива в Одновременный.
(1) цилиндры впрыск: топливные форсунки всех впрыскивают цилиндров топливо одновременно. Каждая форсунка топливо впрыскивает два раза за один цикл.
(2) группам по Впрыск: в два цилиндра, работающие параллельно, топливо впрыскивается одновременно, например, в цилиндры 1 и 3 четырехцилиндрового после; двигателя того, как коленчатый вал 360 на поворачивается°, одновременный впрыск топлива происходит в каждый 2 и 4. В цилиндры цилиндр топливо впрыскивается однократно за цикл один.
(3) Последовательный впрыск: каждая топливная впрыскивает форсунка топливо в определенной фазе коленчатого каждый. В вала цилиндр топливо впрыскивается однократно за цикл один.
В случае с одновременным впрыском разная по топливно сотаву-воздушная смесь в цилиндрах является неблагоприятным наиболее фактором для работы двигателя. последовательном При впрыске, создание одинаковой газообразной каждом в смеси цилиндре наиболее благоприятно для двигателя работы. Характеристики впрыска по группам находятся характеристиками между двух вышеперечисленных типов.
Назначение систем управления двигателем
Если выразиться проще, то главным условием для лучшей работы двигателя, является точное дозирование топливовоздушной смеси, в зависимости от условий работы двигателя. То есть, в нужный момент времени при работе двигателя, необходимо подать точное количество топлива вместе с воздухом и в нужный момент воспламенить его, для получения хороших показателей мощности, топливной экономичности и норм токсичности. Этот момент, является основополагающим при совершенствовании систем управления двигателем.
В прошлом веке, автопроизводители в основном совершенствовали эти системы механическим путем. Пытались модернизировать систему зажигания, поплавковыми камерами карбюраторов регулировали подачу топлива, но все эти попытки оказались тщетны.
Единственно правильным путем оптимизации работы двигателя было создание электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Эту систему сейчас используют абсолютно на всех современных автомобилях.
ЭСУД состоит из датчиков, электронного блока управления (ЭБУ), и исполнительных механизмов. То есть ЭСУД нельзя назвать просто компьютером или как его еще называют “инжектором”, так как это в первую очередь система, в которой каждый участник выполняет свою определенную роль.
Управление работой дизельного двигателя
Конструктивные требования к работе дизельного двигателя
Вырабатываемая дизельным двигателем мощность Р определяется крутящим моментом на коленчатом вале, передаваемым сцеплению, и частотой вращения коленчатого вала. Крутящий момент на коленчатом вале равняется крутящему моменту, создаваемому в процессе сгорания топлива, за вычетом механических потерь на трение, газообмен и привод вспомогательных агрегатов. Крутящий момент создается в процессе силового цикла, и при наличии достаточного количества воздуха определятся следующими переменными: массой подаваемого топлива, моментом начала сгорания топлива, определяемым началом впрыска, и процессами впрыска и сгорания топлива.
Кроме того, максимальный, зависящий от частоты вращения коленчатого вала крутящий момент ограничен требованиями к ограничению дымности выхлопа, давлением в цилиндрах, тепловой нагрузкой различных компонентов и величиной механической нагрузки всей кинематической цепи привода.
Основная функция системы управления дизельным двигателем
Основной функцией системы управления двигателем является регулирование создаваемого двигателем крутящего момента или, при некоторых условиях, регулирование частоты вращения коленчатого вала в пределах допустимого диапазона (например, оборотов холостого хода).
В дизельном двигателе очистка отработавших газов и подавление шума осуществляются в значительной степени внутри самого двигателя, т.е. путем управления процессом сгорания топлива. Это, в свою очередь, осуществляется системой управления двигателем посредством управления следующими переменными:
- Заряд смеси в цилиндре;
- Объем заряда смеси, подаваемого во время такта впуска;
- Состав заряда смеси (рециркуляция отработавших газов);
- Движение заряда (завихрения на впуске);
- Момент начала впрыска;
- Давление впрыска;
- Распределение впрыска топлива (например, предварительный впрыск, разделенный впрыск топлива и т.д.).
До начала 1980-х годов управление впрыском топлива и зажиганием осуществлялось исключительно при помощи механических устройств. Например, в топливном насосе высокого давления количество подаваемого топлива регулируется в зависимости от нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала путем поворота плунжера насоса, имеющего спиральную канавку. В случае механического регулирования начало впрыска/подачи топлива регулируется при помощи центробежного регулятора (зависимого от скорости вращения). Также применялись гидравлические системы регулирования, в которых количество топлива менялось посредством регулирования давления в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала.
Точность регулирования
В настоящее время, в связи со строгими требованиями законодательства в отношении ограничения токсичности выбросов, требуется очень точное регулирование количества впрыскиваемого топлива и момента начала впрыска в зависимости от таких переменных, как температура, частота вращения коленчатого вала, нагрузка и высота над уровнем моря. Это может быть обеспечено только при помощи электронных систем управления. Сегодня электронные системы управления полностью вытеснили механические. Это единственный метод управления, позволяющий осуществлять непрерывный мониторинг функций системы впрыска топлива, влияющих на содержание вредных веществ в выбросах автомобиля. В некоторых случаях законодательство требует также наличия системы бортовой диагностики.
Регулирование количества впрыскиваемого топлива и момента начала впрыска осуществляется системами EDC (электронная система управления дизельным двигателем) при помощи электромагнитных клапанов высокого или низкого давления, или иных исполнительных устройств. Регулирование подачи топлива, т.е. количества топлива на один градус поворота коленчатого вала, может осуществляться косвенным образом, например, при помощи сервоклапана и регулирования величины подъема игольчатого клапана.
Что такое ЭСУД в автомобиле
Данная система объединяет в себе большое количество различных компонентов:
- датчики и подсистемы, фиксирующие показания и рабочее состояние различных агрегатов двигателя;
- передающие провода;
- электронный блок управления – центральный элемент ЭСУД и своеобразный «мозг» автомобиля, в котором данные, получаемые с датчиков, обрабатываются и интерпретируются.
Необходимость внедрения электронной системы управления рабочими параметрами двигателя стала очевидной в процессе оптимизации процессов зажигания и впрыска – механическая регулировка и контроль не обеспечивали достаточной точности и эффективности, в результате чего КПД использовавшихся ранее ДВС был низким. На современных же моделях широко используются электронные контрольные модули, которые отвечают не только за вышеназванные параметры, но и за многие другие: впуск топливной смеси в цилиндры, охлаждение двигателя, выпуск отработанных газов, улавливание паров бензина и т.д.
Как правило, ЭСУД объединяется в единый комплекс с другими системами автомобиля, включая блок управления КПП, рулевой электроуситель, ABS, систему активной безопасности и т.д.
Выход из строя ЭБУ править править код
Основными симптомами выхода из строя ЭБУ являются отказ в запуске двигателя, постоянная индикация об ошибке в работе двигателя которая не может быть очищена. Выход из строя ЭБУ случается довольно редко и никогда нельзя спрогнозировать точно когда он произойдет. Для выявления и подтверждения выхода из строя ЭБУ производителям и ремонтным предприятиям необходимо выполнить ряд следующих проверок:
- оценить качество сборки блока
- Проверить электронику
- Провести фрактографию
- Проверить на перегрев
- проверить на коррозию и разрушение
Выполнение данных условий в испытаниях позволит в будущем предотвратить повреждения и увеличить производительность.
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.
Чтобы проверить ЭБУ, начинать следует с визуального осмотра, что позволяет выявить очевидные дефекты (например, трещины в корпусе). Однако если таковых не обнаружено, это все равно не позволяет исключить возможные повреждения микропроцессора, так как причин для выхода из строя данного устройства достаточно много.
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.
Добавим, что также встречаются случаи полного выведения из строя ЭБУ после попыток непрофессионального или самостоятельного ремонта данного типа устройств, а также чип-тюнинга. Важно понимать, на некоторых моделях блок является неремонтопригодным, то есть предполагается полная замена блока.
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.
Если же говорить о доступной проверке, которую может выполнить автолюбитель самостоятельно, это банальная подмена имеющегося блока на точно такой же заведомо рабочий. Например, можно под залог взять ЭБУ от такого же авто на разборке, установить такой блок и проверить работу ДВС. Если машина работает с новым блоком нормально, тогда проблема очевидна.
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.
Модули управления двигателем править править код
«>Контроллеры компании
- Bosch M1.5.4 (55 Pin) (1,45/1,5л.,8кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
- Bosch M1.5.4N (55 Pin) (1,5л.,16кл.)(Евро-2) Попарно – параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
- Bosch MP7.0HFM (55 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (Евро-2/3) Попарно – параллельный впрыск./Фазированный впрыск.
- Bosch M7.9.7 (81 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (2003 – 2007) (Евро-2/3) Попарно – параллельный впрыск./Фазированный впрыск.
- Bosch M7.9.7+ (81 Pin) (1,5/1,7л.,8/16кл.) (2005 – 2011) (Евро-3) Фазированный впрыск.
- Bosch МЕ7.9.7 (Евро-3) Фазированный впрыск.
- Bosch МЕ17.9.7 (Евро-3) Фазированный впрыск.
«>Контроллеры
- Delphi MT20 (Евро 3)
- Delphi MT80 (Евро 3/4/5/6)
- Delphi MT92 (Евро 3/4/4/6) – Gasoline Direct injection (GDi).
- Delphi AC Delco E39/E39A (Евро 2)
- Delphi AC Delco E73
- Delphi AC Delco E78
- Delphi AC Delco E83
- Delphi MR140
«>Контроллеры
- GM EFI-4 (24/32/32 Pin) (США-83) – Моновпрыск.
- GM ISFI-2S (24/32/32 Pin) (1,5 л. 8/16 кл.) (США-83/Евро-2) – 8кл. попарно – параллельный впрыск, 16кл. фазированный впрыск
- GM ITMS-6F (Евро-2) – Попарно – параллельный впрыск.
«>Контроллеры
- Simtec 70 (Евро 2) Фазированный впрыск.
- Simtec 71 (Евро 3) Фазированный впрыск.
- Simtec 75.1 (Евро 4) Фазированный впрыск.
- Simtec 75.5 (Евро 4) Фазированный впрыск.
- Simtec 76 (Евро 2/3)
- Simtec 81 (Евро 5) Непосредственный впрыск.
«>Контроллеры
Контроллеры Январь x.x.x и Mxx производились на двух разных производствах – Итэлма (Первый элемент в обозначении прошивки – литера «I» в маркировке ЭБУ) и Автэл (Первый элемент в обозначении прошивки – литера «А».
- Январь 4 (24/32/32 Pin) (1,6л., 8кл.) (Россия-83) Попарно – параллельный впрыск. (На этикетке присутствует обозначение отладочной версии «Квант».)
- Январь 4.1 (24/32/32 Pin) (1,5л., 8/16кл.) (Россия-83) (1998г.) Фазированный впрыск. (На этикетке присутствует обозначение «Квант».)
- Январь 5.1 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ», ТУ 4573-004-45886863-99, .
- Январь 5.1.1 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ», ТУ 4573-004-45886863-99, . (1,5 л.,8 кл.) (Евро 0) Одновременный впрыск.
- Январь 5.1.2 (55 Pin) На этикетке: ООО «НПП АВТЭЛ»
«>Контроллеры
- VS 5.1 1411020-02 (1.45л,8кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
- VS 5.1 1411020-72 (1.5л,8кл.) (2003- )(Россия-83) Одновременный впрыск.
- VS 5.1 1411020-62 (1.5л,8кл.) (2003- ) (Евро 2) Попарно-параллельный впрыск.
- VS 5.1 1411020-42 (1.5л,16кл.) (2003- ) (Евро 2) Фазированный впрыск.
- VS 9.2 (Евро 4) БУ дизельным двигателем УАЗ 3151 (Hunter).
- T11183 (Евро 2/4) (1.6л,8кл.)) Попарно-параллельный впрыск.
- T11186 (Евро 4) (1.6л,8кл.)
- T11194 (Евро 3) (1.6л,16кл.)
- T21067 (Евро 3) (1.6л,8кл.)
- T21114 (Евро 2/3) (1.6л,8кл.)
- T21116 (Евро 4) (1.6л,8кл.)
- T21124 (Евро 2/3) (1.6л,16кл.)
- T21126 (Евро 3/4) (1.6л,16кл.)
«>Контроллеры
В обозначении прошивок Январь 7.2 и Микас 10 присутствуют обозначения: (I – Итэлма) (А – Автэл).
- Январь 5.1 (55 Pin) (1,5 л.,8/16 кл.) (Евро 2) На этикетке: , ТУ 4573-004-45886863-99. (1999 -) Одновременный впрыск.
- Январь 5.1.1 (55 Pin) (1,5 л.,8 кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
- Январь 5.1.2 (16кл.) (Россия-83) Одновременный впрыск.
- Январь 5.1.3 (1,5 л.,8 кл.) (Евро 2) Попарно – параллельный впрыск.
- Я 7.2 (81 Pin) (1,5/1,6л.,8/16кл.) (Евро 2) (2004 – 2007) Попарно – параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
- Я 7.2M (81 Pin) (1,6л.,8/16кл.) (Евро 2) (2007 – ) Попарно – параллельный впрыск./ Фазированный впрыск.
- М10.3 (Евро 2/3).
- М73 (1,4/1,6л.,8/16кл.)(Евро 3) (2007 – ) Фазированный впрыск, работает без датчика положения распределительного вала (датчик фаз).
- М74 (1.6л,8/16кл.) (Евро 3/4) Фазированный впрыск.
- М75 (1.6л,16кл.) (Евро 4) Фазированный впрыск.
Электронные системы впрыскивания бензина
Применение систем впрыскивания топлива взамен традиционных карбюраторов обеспечивает повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. Они позволяют в большей степени по сравнению с карбюраторами с электронным управлением оптимизировать процесс смесеобразования. Однако следует отметить, что системы впрыскивания топлива сложнее систем топливоподачи с использованием карбюраторов из-за большего числа подвижных прецизионных механических элементов и электронных устройств и требуют более квалифицированного обслуживания в эксплуатации.
По мере развития систем впрыскивания топлива на автомобили устанавливались механические, электронные и цифровые системы. К настоящему времени структурные схемы систем впрыскивания топлива в основном стабилизировались При распределенном впрыскивании топливо подается в зону впускных клапанов каждого цилиндра группами форсунок без согласования момента впрыскивания с процессами впуска в каждый цилиндр (несогласованное впрыскивание) или каждой форсункой в определенный момент времени, согласованный с открытием соответствующих впускных клапанов цилиндров (согласованное впрыскивание). Системы распределенного впрыскивания топлива позволяют повысить приемистость автомобиля, надежность пуска, ускорить прогрев и увеличить мощность двигателя.
При распределенном впрыскивании топлива появляется возможность применения газодинамического наддува, расширяются возможности в создании различных конструкций впускного трубопровода. Однако у таких систем по сравнению с центральным впрыскиванием больше погрешность дозирования топлива из-за малых цикловых подач.
Идентичность составов горючей смеси по цилиндрам в большей степени зависит от неравномерности дозирования топлива форсунками, чем от конструкции впускной системы. При центральном впрыскивании топливо подается одной форсункой, устанавливаемой на участке до разветвления впускного трубопровода. Существенных изменений в конструкции двигателя нет. Система центрального впрыскивания практически взаимозаменяема с карбюратором и может применяться на уже эксплуатируемых двигателях. При центральном впрыскивании обеспечивается большая точность и стабильность дозирования топлива.
Особенно эффективна в отношении повышения топливной экономичности система распределенного впрыскивания топлива в сочетании с цифровой системой зажигания.
В мировой практике разработкой электронных систем впрыска топлива занимаются многие фирмы, однако наиболее известны в Европе: BOSCH, Siemens, поэтому чаще всего используют их обозначение систем. Общепринятым международным обозначением электронных систем впрыска является Jetronic. В настоящее время в массовом производстве преобладает система под названием LH-Jetronic, которая является системой распределенного впрыска топлива во впускной трубопровод. Применяется как синхронный и асинхронный впрыск топлива. Главной чертой этой системы является термоанемометрический расходомер воздуха, взамен расходомера на основе потенциометра с заслонкой.
Электронная система управления двигателем
Что это такое
ЭСУД — это электронная система управления двигателем или по-простому компьютер двигателя. Он считывает данные с датчиков двигателя и передает указания на исполнительные системы. Это делается, что двигатель работал в оптимальном для него режиме и сохранял нормы токсичности и потребления топлива.
Обзор приведём на примере инжекторных автомобилей ВАЗ. Разобьем ЭСУД на некоторые группы по критериям.
Производитель электронной системы управления
Для автомобилей ВАЗ использовались системы управления двигателем компаний Bosch, General Motors и отечественного производства. Если хотите заменить какую-нибудь деталь системы впрыска, например производства Bosch, то это окажется невозможным, т.к. детали невзаимозаменяемые. А вот отечественные детали впрыска топлива иногда оказываются аналогичными деталям иностранного производства.
Разновидности контроллеров
На вазовских автомобилях можно встретить следующие типы контроллеров:
- Январь 5 — производство Россия;
- M1.5.4 — производство Bosch;
- МР7.0 — производство Bosch;
Кажется, что контроллеров не много, а на самом деле все сложней. Для примера, контроллер M1.5.4 для системы без нейтрализатоpa не подходит для системы с нейтрализатором. И они считаются невзаимозаменяемыми. Контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-2» не может быть установлен на автомобиль «Евро-3». Хотя установить контроллер МР7.0 для системы «Eвpo-3» на автомобиль с экологическими нормами токсичности «Евро-2» возможно, но для этого потребуется перепрошить программное обеспечение контроллера.
Типы впрыска
По этому параметру можно разделить на систему центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска топлива. В системе центрального впрыска форсунка подает топливо во впускной трубопровод перед дроссельной заслонкой. В системах распределенного впрыска каждый цилиндр имеет свою форсунку, которая подает топливо непосредственно перед впускным клапаном.
Системы распределенного впрыска разделяются на фазированные и не фазированные. В не фазированных системах впрыск топлива может осуществляться или всеми форсунками в одно время или парами форсунок. В фазированных системах впрыск топлива осуществляется последовательно каждой форсункой.
Нормы токсичности
В разные времена собирались автомобили, который соответствовали требованиям стандартов по токсичности отработавших газов от «Евро-0» до «Евро-4». Автомобили, который соответствуют нормам «Евро-0» выпускаются без нейтрализаторов, системы улавливания паров бензина, датчиков кислорода.
Отличить автомобиль в комплектации «Евро-3» от автомобиля с комплектацией «Евро-2» можно по наличию датчика неровной дороги, внешнему виду адсорбера, а также по числу датчиков кислорода в выпускной системе двигателя (в комплектации «Евро-2» он один, а в комплектации «Евро-3» их два).
Системы электронных блоков управления 3 править править код
- ABS (Anti-lock braking system) – Антиблокировочная система.
- ACU (Airbag Control Unit) – Блок управления подушками безопасности.
- Amplifier (Звуковой усилитель).
- BCM (Body Control Module) – controls door locks, electric windows, courtesy lights, etc. – Контроллер бортовой электроники.
- Brake Control Module (ABS or ESC) – Модуль управления тормозной системой.
- CCP (Climate Change and Prediction) – Блок управления климат-контролем.
- CCU (Convenience Control Unit)
- CD Changer (Проигрыватель компакт-дисков).
- Cellular Telephone (сотовый телефон).
- Chime (Система звукового оповещения).
- CV RSS (Continuously Variable road sensing suspension) – Подвеска с бесступенчатой изменяемой жесткостью амортизаторов).
- DCU (Door Control Unit) – Блок управления дверьми.
- Digital Radio Receiver (Цифровой радиоприемник).
- DIM (Dashboard Integration Module) – Интегрированный модуль приборной панели.
- Door Module (s) (Дверные контроллеры).
- Driver Door Module (Контроллер водительской двери).
- Driver Information Center – (Система информации водителя).
- Dual Zone HVAC – Двухзонный климат-контроль.
- E&C Bus (Мультиплексная шина систем комфорта).
- ECM (Engine Control Module) – Модуль управления двигателем. (Не путать с электронным блоком управления, общим термином для всех этих устройств.)
- ELC (Electronic level control) – Пневмоподвеска с электронным контролем уровня положения кузова).
- EPS (Electric power steering) – Электрический усилитель руля.
- ESP (Elektronic Stability Program) – Электронный контроль устойчивости.
- ETACS (Electronic Timing And Control System) – Электронная система полного управления автомобилем
- Head Up Display (Контроллер верхнего информационного дисплея).
- HMI (Human Machine Interface) – (Board Computer) – Бортовой компьютер.
- HPS (Hydraulic power steering) – Гидравлический усилитель руля.
- HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) – Климат-Контроль.
- IPC (Instrumental Panel Cluster) – Электронная комбинация приборов.
- Memory Mirror Module (Контролер зеркал с памятью).
- Memory Seat Module (Контроллер сидений с памятью).
- Multifuncton Alarm Module – Многофункциональный охранный модуль.
- Navigation Radio (Радио с навигационной системой).
- OnStar (Навигационная система).
- Passenger Door Module (Контроллер двери пассажира).
- PCM (Powertrain control module) Комбинированный модуль управления, состоящий из блока управления двигателем (ECU) и блока управления коробкой передач (TСМ).
- Personalization (Система авторизованного доступа).
- PPS (Passenger Presence System) – Система контроля наличия пассажира.
- PSCU (Electric Power Steering Control Unit — Generally this will be integrated into the EPS powerpack.
- Radio (Радиоприемник).
- RCCP (Rear Climate Change and Prediction) – Задняя панель управления климат-контролем.
- Rear Aux Climate Module – Дополнительная задняя климатическая установка.
- Rear Seat Entertainment (Развлекательный центр задней части салона).
- Remote Function Actuation (Дистанционное управление).
- RIM (Rear integration module) – Интегрированный модуль задней части салона.
- RSS (Road Sensing Suspension) – Подвеска с изменяемой жесткостью амортизаторов.
- SIR (Supplemental Inflatable Restraint) – Дополнительные (Airbags) подушки безопасности.
- SCU (Seat Control Unit)
- SCU (Spee
- Serial Data Gateway (Контроллер мультиплексной шины).
- TСМ (Transmission control module) – Модуль управления трансмиссией.
- TCS (Traction control system) – Антипробуксовочная система.
- TCU (Telephone Control Unit) – Блок управления телефоном.
- VTD (Vehicle Thief Deterrent) – Охранная сигнализация.
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.
Работа блока состоит в том, чтобы поддерживать и оптимизировать работу двигателя с учетом постоянно изменяющихся условий. На многих авто даже в бюджетном сегменте сегодня устанавливается от 10 и более датчиков.
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.
Источник https://avtosotka.ru/motor/esud-rasshifrovka.html
Источник https://post1.su/neispravnosti/princip-raboty-sistemy-upravleniya-dvigatelem.html
Источник https://reklamavnsk.ru/dvigatel/shema-sistemy-upravleniya-dvigatelem.html
Источник