Какие электронные блоки в автомобиле

Как работают электронные блоки управления автомобиля(ECU).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник

В современных автомобилях все электрическое оборудование объединяется в единую систему, которая называется электропакетом. Управление электропакетом возлагается на специальные электронные блоки — все о данных приборах, их конструкции и функционале, а также о верном выборе и замене читайте в статье.

Что такое блок управления электропакетом?

Блок управления электропакетом (контроллер электропакета, блок комфорта, центральный блок кузовной электроники) — компонент электрической системы транспортного средства; электронное устройство на основе микропроцессоров/микроконтроллеров, выступающее в качестве центрального блока управления вспомогательными системами и электронными компонентами автомобиля с целью повышения его комфорта и безопасности.

В современных легковых и многих грузовых автомобилях различное электрооборудование — стеклоподъемники, наружное и внутреннее освещение и световая сигнализация, замки дверей, привод зеркал заднего вида и другое — собрано в единую систему, которая называется электропакетом (ЭП). Функции контроля и управления ЭП возлагаются на центральный блок управления (контроллер). Применение блока управления электропакетом позволяет реализовывать различные схемы управления автомобильным электрооборудованием:

Таким образом, блок управления электропакетом позволяет повысить комфорт и безопасность автомобиля, а также расширить функционал его электросистемы за счет использования преимуществ и возможностей протоколов передачи данных CAN, LIN, K-Line и других.

Неисправность контроллера ЭП может полностью нарушить функционирование электрооборудования транспортного средства, поэтому данный узел необходимо как можно скорее заменить. Чтобы сделать верную покупку нового блока, необходимо разобраться в существующих типах этих устройств, их особенностях и функционале.

Конструкция блоков управления электропакетом

Все современные контроллеры ЭП строятся на основе микропроцессоров или микроконтроллеров, которые берут на себя функции управления цепями электрооборудования. В процессорах заложены алгоритмы управления оборудованием в различных ситуациях — при ручном управлении, в автоматическом режиме и т.д. Непосредственное управление оборудованием осуществляется посредством малогабаритных электромагнитных реле или электронных ключей на основе мощных полевых транзисторов.

Электронные компоненты располагаются на печатной плате, которая устанавливается в пластиковый корпус, соединение с электрооборудованием выполняется с помощью стандартных электрических разъемов. На одном блоке может устанавливаться от одного до трех разъемов, зачастую цепи питания и управления разделены, для подключения к ним используются раздельные разъемы.

Блок управления электропакетом располагается под приборной панелью или под центральной консолью, обычно он устанавливается неподалеку от монтажного блока реле и предохранителей — это сокращает длину кабелей между данными узлами. Монтаж блока осуществляется винтами или с помощью металлического кронштейна.

Типы и функционал блоков управления электропакетом

Используемые в различных транспортных средствах блоки управления электропакетом могут отличаться функционалом и особенностями работы, но в общем случае на них возлагается управление следующим электрооборудованием:

Включение, отключение и изменение режимов работы указанного электрооборудования осуществляется подачей управляющих сигналов на исполнительные устройства — электродвигатели или мотор-редукторы, нагревательные элементы или лампы/светодиоды. Замыкание цепей, как уже указывалось выше, осуществляется соответствующими реле или ключами. Управляющие сигналы формируются несколькими микроконтроллерами и микросхемами-драйверами управления, количество которых в блоке управления может достигать пяти и более. Каждый микроконтроллер и драйвер отвечает за различные приборы, обычно отдельные микросхемы используются для управления стеклоподъемниками, наружным и внутренним освещением, центральным замком и т.д.

При этом не каждый контроллер электропакета имеет весь указанный функционал. Стандартно на данный узел возлагается управление стеклоподъемниками, зеркалами и центральным замком, при расширенном функционале под управление блока попадают внутрисалонное и наружное освещение, и другие электрические приборы. Соответственно, на автомобилях в различной комплектации используются неодинаковые по функционалу и возможностям блоки управления ЭП.

Следует отметить, что в нашей стране зачастую система управления электрооборудованием, которая помимо стеклоподъемников, замка и зеркал включает в себя другое оборудование, называется полным электропакетом (ПЭП). Однако это скорее маркетинговый ход, чем отражение реальных возможностей системы — многие зарубежные автомобили имеют больше возможностей, чем так называемые ПЭП в отечественных авто.

Как выбрать и заменить блок управления электропакетом

Несмотря на высокую надежность, блоки управления ЭП могут выходить из строя, что влечет за собой нарушение работы электрооборудования транспортного средства. О неисправности данного узла говорят как отказы единичных приборов (например — невозможность включения или некорректная работа указателей поворота, стеклоподъемников и т.д.), так и отказ сразу нескольких устройств (например — всего наружного и внутреннего освещения, нагревателей стекла и сидений, и т.д.). В любом случае сначала проверяются предохранители соответствующего оборудования, а лишь затем выполняется диагностика блока управления электропакетом.

В ряде случаев блок управления ЭП подлежит ремонту, который сводится к замене вышедшего из строя микроконтроллера или других деталей. Однако иногда бывает проще и дешевле заменить блок в сборе, чем сдавать его в ремонт (особенно, если в автомобиле минимальная комплектация ЭП без функции управления иммобилайзером). В этом случае на замену необходимо использовать узел того же типа и модели (а также и каталожного номера), что был установлен ранее. В некоторых случаях установка блока иной модели возможна, но чаще всего это затрудняется необходимостью менять распиновку разъемов или требует отказа от некоторых функций.

Замену блока необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию транспортного средства. Обычно работа сводится к демонтажу старого блока и установке нового, однако прежде всего необходимо получить доступ к данному устройству, а это может потребовать частичного разбора приборной панели или консоли. Так как электрический монтаж осуществляется стандартными разъемами, то выполнения пайки или иных операций не требуется, а новый блок управления начинает работать сразу после установки и подачи питания на электросистему автомобиля.

Если контроллер электропакета работает совместно сигнализацией и/или иммобилайзером, то перед началом работ требуется их отключение (перевод в сервисный режим или полное выключение). В противном случае могут возникнуть проблемы с работой электрооборудования или просто неприятности с нештатным срабатыванием охранной системы.

Верный выбор и замена блока управления электропакетом — основа надежной работы электрооборудования транспортного средства.

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

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

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

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Источник

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

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

Указанная электронная система имеет в основе электронный блок управления (ЭБУ), датчики, а также электронно-механические исполнительные устройства. При этом именно блоки управления двигателем являются так называемым «мозгом» автомобиля.

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

Электронный блок управления двигателем: назначение и устройство

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

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

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

Становится понятно, что современные авто могут иметь на борту несколько десятков электронных блоков под управлением указанного центрального модуля. Как правило, основным блоком в системе является ЭБУ.

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

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

Конструкция ЭБУ и принцип работы

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

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

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

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.

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 вывить 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:

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие минусы имеет чип-тюнинг двигателя автомобиля. Из этой статьи вы узнаете о недостатках данного решения, а также какие последствия для двигателя могут возникнут после перепрошивки ЭБУ.

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.

Ремонт ЭБУ двигателем и подбор блока для замены

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

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

Что касается попыток сэкономить и отремонтировать ЭБУ самостоятельно, в этом случае риск повреждения электронного устройства высок. Также результатом попыток установить такой блок после ремонта в автомобиль является выход из строя и других систем на борту транспортного средства.

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

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

Получается, вполне возможно, что с не подходящим для конкретной машины ЭБУ автомобиль будет работать, однако о стабильности такой работы мотора и других агрегатов и узлов говорить не приходится.

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

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое блок увеличения мощности двигателя на примере дизельного ДВС. Из этой статьи вы узнаете о чип-боксе, как работает данное устройство и на что можно рассчитывать после его установки.

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

Более сложным случаем является необходимость выполнять перепрограммирование, более известное под названием чип-тюнинг. Такие доработки нужны тогда, когда требуется внести коррективы в работу ДВС, а также отдельных систем автомобиля.

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

Источник