Электронная система управления двигателем в автомобиле: разбираем, что это и принцип работы

Классификация контроллеров управления мотором

На машины ВАЗ устанавливают следующие типы и виды контроллеров:

• Январь 5 (Россия);
• М 1.5.4 (Bosch);
• МР 7.0 (Bosch).

Эти виды контроллеров не взаимозаменяемы. Есть система с нейтрализатором, есть без. Для системы без нейтрализатора подходит М 1.5.4, но он не подойдет для системы с нейтрализатором.

Контроллер МР 7.0 для системы ЕВРО-2 не подходит для автомобиля с двигателем ЕВРО-3. Контроллер МР 7.0 для системы ЕВРО-3 можно установить для авто ЕВРО-2 только после перепрошивки программного обеспечения контроллера.

Системы впрыска делятся на:

• фазированные;
• не фазированные.

В не фазированных системах впрыск топлива происходит или одновременно всеми форсунками, или парами.

В фазированных системах впрыск топлива происходит форсунками последовательно.

Январь-4 и GM-09

До 2003 года производилась установка этих электронных блоков. У них был очень широкий модельный ряд, основное отличие у них – наличие или отсутствие датчика детонации резонансного типа. Цена ЭБУ ВАЗ 2114 типа «Январь-4» составляет не более 6000 рублей. Список модификаций приведен в таблице:

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.

Ремонт и диагностика блоков управления

В контроллере ВАЗ 2114 очень часто случаются поломки. В системе имеется функция самодиагностики – ЭБУ опрашивает все узлы и выдает заключение о пригодности их к работе. Если вышел какой-либо элемент из строя, на приборной панели загорится лампа «Check Engine». Узнать, какой именно датчик или исполнительный механизм вышел из строя, можно лишь при помощи специального диагностического оборудования. Даже с помощью знаменитого OBD-Scan ’а ELM-327, полюбившегося многим за простоту использования, можно считать все параметры работы двигателя, найти ошибку, устранить ее и удалить из памяти ЭБУ ВАЗ 2114.

Конечно, неправильно просто удалять ошибки. Будьте аккуратны, ведь неисправности просто так не появляются. Хороший пример – у знакомого сломался датчик кислорода. И он через день рубит ошибку, чтоб «глаза не мозолила». Но причина кроется в неисправном лямбда. А вот что делать, если ЭБУ вовсе не хочет отвечать сканеру? Тогда проверьте следующее:

• Нет ли механического повреждения корпуса, включая окисление и коррозию.
• Исправность предохранителя, наличие напряжения и соединения с минусом питания.
• Нет ли перегрева устройства.

Самостоятельно ремонтировать блок управления вряд ли получится, слишком уж тонкая работа. Своими руками можно только выполнить замену на новый.

Компоненты электронного блока управления двигателем

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

• программная часть;
• аппаратная составляющая.

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

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

Программное обеспечение

Программная составляющая устройства включает в себя несколько модулей:

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

Аппаратное обеспечение

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

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.

Схема распиновкм ЭБУ Январь 7.2 ВАЗ 2114

В контроллере ВАЗ 2114 очень часто случаются поломки. В системе имеется функция самодиагностики – ЭБУ опрашивает все узлы и выдает заключение о пригодности их к работе. Если вышел какой-либо элемент из строя, на приборной панели загорится лампа «Check Engine».

Схема распиновки ЭБУ Январь 7.2

Узнать, какой именно датчик или исполнительный механизм вышел из строя, можно лишь при помощи специального диагностического оборудования. Даже с помощью знаменитого OBD-Scan ’а ELM-327, полюбившегося многим за простоту использования, можно считать все параметры работы двигателя, найти ошибку, устранить ее и удалить из памяти ЭБУ ВАЗ 2114.

Где находится ЭБУ ВАЗ 2114?

Расположен блок в торпеде, непосредственно под приборкой. Чтобы провести замену или демонтаж, нужно выкрутить саморезы и извлечь панель с бока, со стороны пассажирского места. Через образовавшееся отверстие можно рассмотреть корпус ЭБУ – он установлен внутри стального фиксатора.

Для снятия электронного блока управления нужно выкрутить болт и аккуратно вытянуть корпус, взявшись за фиксатор. Само собой, необходимо отключать питание от бортовой сети, в противном случае можно вывести из строя дорогостоящую аппаратуру. Короткое замыкание – это враг любого электроприбора, поэтому будьте аккуратны. Желательно даже не просто снимать массу с аккумулятора, но и плюсовой провод тоже отключать.

Признаки выхода из строя электронного блока управления

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

Причины и симптомы неисправностей

Причины, которые могут привести к выходу из строя ЭБУ:

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

Признаки, по которым можно определить неисправность в работе блока:

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

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

Устранение неполадок

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

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

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

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

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

Ремонт электронного модуля выполняется посредством проведения следующих действий:

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

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

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.

Советы автомобилистам

Антипробуксовочная система asr. принцип работы. преимущества применения

Если ЭБУ неисправен, попробуйте его отремонтировать. Но не самостоятельно! Такую тонкую работу лучше доверить мастерам с опытом. Проблема в «железе» чаще всего возникает от перегрева, короткого замыкания, коррозии или перегорания какого-нибудь конденсатора. Последнее устраняется легче всего: конденсатор просто перепаивают, и дальше можно пользоваться своим блоком управления.

Коррозийные повреждения могут затронуть дорожки, и их (теоретически) тоже можно восстановить. Работа это тонкая, требующая умения, специальных инструментов, оборудования и знаний. Так что лучше сдать контроллер в ремонт и уповать на лучшее.

Часто проблемы с блоком управления появляются после ДТП, даже если оно не затронуло сам блок. Удар, сотрясение могут вывести из строя электронное устройство. Ну а если есть видимые повреждения корпуса, это в большинстве случаев приговор устройству.

Чип-тюнинг – это лотерея. Если есть желание рискнуть (в том числе деньгами на новый ЭБУ), можно попробовать улучшить характеристики двигателя. Но такие попытки нередко приводят к обратному эффекту, то есть сбою в ПО, после которого блок требует перепрошивки (не бесплатно, конечно).

Если необходимо определить, действительно ли проблема в ЭБУ, или это «шалит» механическая часть, можно найти аналогичный рабочий ЭБУ и временно поставить его на свой автомобиль. Проблемы исчезли – менять блок управления, проблемы остались – пора к механикам на поклон.

Распиновка разъемов ЭБУ ВАЗ Bosch

Bosch 7.9.7 Январь 7.2

Полезное: Распиновка замка зажигания ВАЗ