Главная→Ремонт→Электронный блок управления (ЭБУ) — мозг вашего автомобиля. Электронный блок управления двигателем (эбу,эсуд, контролёр) Название элементов в эбу двигателя

Электронный блок управления (ЭБУ) — мозг вашего автомобиля. Электронный блок управления двигателем (эбу,эсуд, контролёр) Название элементов в эбу двигателя

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 .

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.

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:

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.

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 . 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.

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

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

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

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.

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

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

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.

Где находится эбу (контролёр, мозги)?

Электронная система управления двигателем (ЭБУ,ЭСУД) крепится под центральной торпедой панели приборов вашего автомобиля. Чтобы получить доступ к нему, нужно открутить крепления бокового каркаса торпеды крестовой отвёрткой.

Принцип работы контролёра (ЭБУ)

Электронный блок управления двигателем в течении всей работы двигателя получает, обрабатывает, управляет системами и датчиками, влияющими как на работу двигателя, так и на второстепенные элементы двигателя (система выхлопа).
Контролёр пользуется данными следующих датчиков:

(Датчик положения коленчатого вала).
(Датчик моментального расхода воздуха).
(Датчик температуры охлаждающей жидкости).
(Датчик положения дроссельной заслонки).
(Датчик кислорода).
(Датчик детонации).
(Датчик скорости).
И другие датчики.

Получая данный от источников, перечисленных выше, ЭБУ контролирует работу следующих датчиков и систем:

(Топливный насос, регулятор давления, форсунки).
Система зажигания.
(ДХХ,РХХ).
Адсорбер.
Вентилятор радиатора.
Система само диагностирования.

Так же, ЭСУД (эбу) имеет три вида памяти:

Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ); Содержит в себе так называемую прошивку, т.е. программу, в которую забиты основные показания калибровок, алгоритм управления двигателем. Данная память не стирается при отключении питании и является постоянной. Поддаются перепрограммированию, .
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ); Представляет собой временную память, в которой хранятся ошибки системы, измеряемые параметры. Данная память стирается при отключении питания.
Электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ). Данный тип памяти, можно сказать, является охраной автомобиля. В ней временно хранятся коды и пароли противоугонной системы автомобиля. Иммобилайзер и ЭРПЗУ сравниваются данными, после чего возможен пуск двигателя.

Виды ЭБУ (эсуд, контролёр). Какие ЭБУ устанавливаются на ВАЗ?

«Январь-4», «GM-09»

Самые первые контролёры на SAMARA были Январь-4, GM – 09. Они устанавливались на первые модели до 2000 года выпуска. Данные модели выпускались как с резонансным датчиком детонации так и без него.

В таблице представлены две колонки: 1 колонка – номер ЭБУ, вторая колонка – марка «мозгов», версия прошивки, норма токсичности, отличительные особенности.

2111-1411020-22	Январь-4,без дк, рсо (резистор), 1-я сер. версия
2111-1411020-22	Январь-4,без дк, рсо, 2-я сер. версия
2111-1411020-22	Январь-4,без дк, рсо, 3-я сер. версия
2111-1411020-22	Январь-4,без дк, рсо, 4-я сер. версия
2111-1411020-20	GM,GM EFI-4 ,2111,с дк, США-83
2111-1411020-21	GM, GM EFI-4, 2111, с дк, ЕВРО-2
2111-1411020-10	GM,GM EFI-4 2111,с дк
2111-1411020-20 ч	GM, рсо

Ваз 2113-2115 с 2003г. оснащаются следующими типами ЭБУ:

«Январь 5.1.х»

одновременный впрыск;
фазированный впрыск.

Взаимозаменяема с «VS (Ителма) 5.1», «Bosch M1.5.4»

«Bosch M1.5.4»

Различаются следующие виды аппаратной реализации:

одновременный впрыск;
попарно — параллельный впрыск;
фазированный впрыск.

«Bosch MP7.0»

Как правило данный тип контролёра выпускается на рынок, на заводе устанавливается в единичном объёме. Имеет стандартный 55-ти контактный разъём. Способен работать с перекроссировкой на других типах ЭСУД.

«Bosch M7.9.7»

Данные мозги начали входить в состав автомобиля с конца 2003г. Данный контролёр имеет собственный разъём, несовместимый с разъёмами, выпускавшимися до этой модели. Данный тип ЭБУ ставится на ВАЗ с нормой токсичности ЕВРО-2 и ЕВРО-3. Данный ЭСУД имеет более лёгкий вес и меньшие габариты, чем предыдущие модели. Так же имеется более надёжный разъём с повышенной надежностью. Имеют в своём составе коммутатор, что в целом повысит надёжность контролёра.

Данный ЭБУ никак не совместим с предыдущими контролёрами.

«VS 5.1»

Различаются следующие виды аппаратной реализации:

одновременный впрыск;
попарно — параллельный впрыск;
фазированный впрыск.

«Январь 7.2.»

Данный вид ЭБУ выполнен на другой вид проводки (81 контактный) и аналогичен Бошевским 7.9.7+. Данный вид ЭБУ выпускается как на производстве Ителмы, так и на Автэл. Взаимозаменяемы с Бош M.7.9.7. Что касается программного обеспечения, то 7.2 является продолжением 5-го Января.

В данной таблицы представлены вариации ЭБУ BOSCH, 7.9.7, Январь 7,2, Ителма, устанавливаемых исключительно на ВАЗ 2109-2115 с двигателем 1,5л 8кл.

2111-1411020-80	BOSCH, 7.9.7, Е-2, 1,5 л, 1-я сер. версия
2111-1411020-80ч	BOSCH, 7.9.7, Е-2, 1,5 л, тюнинг версия
2111-1411020-80	BOSCH,7.9.7+, Е-2, 1,5 л
2111-1411020-80	BOSCH,7.9.7+, Е-2, 1,5 л
2111-1411020-30	BOSCH,7.9.7, Е-3, 1,5 л, 1- сер. версия
2111-1411020-81	Январь 7,2, Е-2, 1,5 л, 1-я версия, неудачная, заменить A203EL36
2111-1411020-81	Январь 7,2, Е-2, 1,5 л, 2-я версия, неудачная, заменить A203EL36
2111-1411020-81	Январь 7,2, Е-2, 1,5 л, 3-я версия
2111-1411020-82	Ителма, дк, Е-2, 1,5 л, 1-я версия
2111-1411020-82	Ителма, дк, Е-2, 1,5 л, 2-я версия
2111-1411020-82	Ителма, дк, Е-2, 1,5 л, 3-я версия
2111-1411020-80 ч	BOSCH, 7.9.7, без ДК, Е-2, дин,1,5 л
2111-1411020-81 ч	Январь 7.2, без дк, со, 1,5 л
2111-1411020-82 ч	Ителма, без дк, со, 1,5 л

Ниже представлена таблица с теми же ЭБУ, но на двигатели объёмом 1,6л 8кл.

21114-1411020-30	BOSCH,7.9.7, Е-2, 1,6 л, 1-я сер, (глючное ПО).
21114-1411020-30	BOSCH, 7.9.7, Е-2, 1,6 л, 2-я сер
21114-1411020-30	BOSCH, 7.9.7+, Е-2, 1,6 л, 1-я сер
21114-1411020-30	BOSCH, 7.9.7+, Е-2, 1,6 л, 2-я сер
21114-1411020-20	BOSCH, 7.9.7+, Е-3, 1,6 л, 1-я сер
21114-1411020-10	BOSCH, 7.9.7, Е-3, 1,6 л, 1-я сер
21114-1411020-40	BOSCH, 7.9.7, Е-4, 1,6 л
21114-1411020-31	Январь 7.2, Е-2, 1,6 л, 1-я серия — неудачная
21114-1411020-31	Январь 7.2, Е-2, 1,6 л, 2-я серия
21114-1411020-31	Январь 7.2, Е-2, 1,6 л, 3-я серия
21114-1411020-31	Январь 7.2+, Е-2, 1,6 л, 1-я серия, новая аппаратная версия
21114-1411020-32	Итэлма 7.2, Е-2, 1,6 л, 1-я серия
21114-1411020-32	Итэлма 7.2, Е-2, 1,6 л, 2-я серия
21114-1411020-32	Итэлма 7.2, Е-2, 1,6 л, 3-я серия
21114-1411020-32	Итэлма 7.2+, Е-2, 1,6 л, 1-я серия, новая аппаратная версия
21114-1411020-30 ч	BOSCH, дк, Е-2, дин, 1,6 л
21114-1411020-31 ч	Январь 7.2, без дк, со, 1,6 л

«Январь 5.1»

Все виды контролёра своего типа построены на одинаковой платформе и имеют отличия чаще всего в коммутации форсунок и подогревателя ДК.

Давайте рассмотрим следующий пример прошивок ЭБУ Январь 5.1: 2112-1411020-41 и 2111-1411020-61. Первая версия имеет фазированный впрыск и датчик кислорода, вторая версия отличается лишь тем, что у ней параллельный впрыск. Вывод – отличие данных эбу находится только в прошивках, поэтому их можно взаимозаменять.

«М7.3.»

Ошибочное название – Январь 7.3. Это последний тип контролёров, который по настоящее время устанавливается на АвтоВАЗе. Данный тип ЭБУ устанавливается с 2007г. на ВАЗ с нормой токсичности ЕВРО-3.

Производителями данного ЭБУ являются две российские фирмы: Итэлма и Автэл.
Ниже, в таблице представлены ЭБУ для двигателей с нормой токсичности ЕВРО-3 И Евро-4.

Как определить ЭБУ?

Чтобы узнать, как определить свой контролёр, вам придётся снять боковой каркас торпеды. Запомните номер вашего ЭБУ и найдите его среди наших таблиц.
Так же, некоторые Бортовые компьютеры показывают тип ЭБУ и номер прошивки.

Диагностика ЭБУ

Диагностика ЭБУ представляет собой чтение ошибок, записанных в памяти контролёра. Чтение выполняется с помощью спец оборудования: ПК, шлейф и т.д. через диагностическую К-линию. Так же можно обойтись и бортовым компьютером, который имеет функции чтения ошибок ЭСУД.

Современный автомобиль невозможно представить без множества электронных систем. Развитие и активное внедрение электроники в конструкцию привело к тому, что работу двигателя контролирует электронный блок управления двигателем ECU (). Модули подобного типа также имеют название контроллер. Как сам бензиновый или дизельный мотор, так и другие системы транспортного средства управляются посредством специальных блоков управления.

Читайте в этой статье

Бортовая сеть и CAN-шина

ЭБУ взаимодействует с различными датчиками, которые отправляют сигналы в блок управления. Далее контроллер производит обработку полученных данных по заранее прописанным алгоритмам. ЭБУ в процессе работы двигателя опирается на информацию от датчиков и посылает ответные команды, которые адресованы исполнительным устройствам, интегрированным в конструкцию ДВС.

Автомобиль имеет так называемую бортовую сеть, в которой главным элементом является ЭБУ. По этой причине блок управления называют компьютером автомобиля, а в среде автолюбителей существует обиходное название «мозги». Не только двигатель, но и другие системы автомашины имеют собственный контроллер. К таким системам относятся: автоматическая коробка передач, управление подушками безопасности, антиблокировочная система тормозов, система курсовой устойчивости, система климат-контроля и т.д. Каждая из систем имеет свой отдельный электронный модуль: блок управления АКПП, модуль подушек Airbag, блоки-контроллеры ABS, ESP и т.д. Все модули взаимосвязаны между собой.

Главным в бортовой цепи автомобиля является ЭБУ. Электронный блок управления двигателем ведет постоянный и непрерывный обмен данными с модулями управления других систем. Потоки данных передаются по специальной CAN-шине. Посредством указанной шины реализовано эффективное объединение всех электронно-цифровых систем автомобиля, что и представляет в итоге единую бортовую сеть.

Тесная взаимосвязь модулей, контроллеров и блоков позволяет максимально оптимизировать работу силового агрегата. Так достигается наилучший показатель расхода топлива, динамично корректируются параметры топливного впрыска и подачи воздуха на впуске. От работы ЭБУ зависит мощность, показатель крутящего момента в том или ином режиме работы двигателя, а также ряд других характеристик.

Какие задачи выполняет ЭБУ двигателем

К базовым функциям блока управления двигателем автомобиля относятся:

управление зажиганием;
анализ положения дроссельной заслонки;
контроль и
управление ;
контроль температуры ДВС и ;
управление ;

ЭБУ получает от датчиков информацию о частоте вращения и положении двигателя. Контроллер учитывает скорость движения автомобиля, фиксирует данные о напряжении в бортовой сети и т.п.

Как устроен электронный блок управления ДВС

ЭБУ является электронной платой, которая размещается в корпусе из пластика или металла для надежной защиты контроллера. ECU может быть установлен в моторном отсеке или в салоне автомобиля (в области центральной панели со стороны водителя или пассажира). Место установки контроллера зачастую указано в руководстве по эксплуатации.

Электронная плата ЭБУ включает в себя микропроцессор и запоминающие устройства. Также блок управления имеет специальные внешние разъемы на своем корпусе. Обычно таких разъемов два, они представляют собой выведенные наружу корпуса элементы контроллера. Первый разъем позволяет осуществить подключение блока управления к бортовой сети автомашины. Вторым разъемом (диагностический разъем ЭБУ) становится место для подключения сканирующего устройства (сканера).

Электронный блок управления двигателем имеет на своей плате несколько типов памяти. Существует постоянная память, в которой содержатся базовые микропрограммы и записаны ключевые параметры для нормальной работы ДВС. На плате ЭБУ дополнительно присутствует оперативная память, которая позволяет блоку управления динамично обрабатывать поступающие данные от датчиков, а также кратковременно сохранять определенные результаты.

Еще одним элементом является отдельное запоминающее устройство, в котором хранится временная информация о том, сколько времени проработал ДВС, какой километраж был пройден, количество потребленного топлива, коды блокировок или доступа, коды ошибок двигателя и т.д. Информацию из этого устройства можно удалять (стереть или сбросить код ошибки в ЭБУ).

Программы ЭБУ разделяются на два типа модулей. Присутствует функциональный и контрольный модуль ПО блока управления двигателем. Функциональный модуль принимает и обрабатывает полученные данные, а также отсылает импульсы на исполняющие устройства. Контрольный модуль следит за тем, чтобы сигналы от датчиков находились в допустимых рамках применительно к заданным изначально параметрам. Если контрольный модуль фиксирует отклонения от прописанных параметров, но они еще находятся в допустимых пределах, тогда осуществляется коррекция. В случае серьезного сбоя контрольный модуль ЭБУ заблокирует двигатель.

Программное обеспечение ЭБУ поддается коррекции. Блок управления двигателем можно перепрошить, тем самым заменив штатную программу и внеся изменения в базовые настройки и параметры работы силового агрегата. Данный способ получил название .

Сбои и ошибки двигателя записываются в память ЭБУ

ЭБУ имеет встроенную систему диагностики. Если контроллер фиксирует отклонение, ошибку или сбой в работе двигателя, тогда на приборной панели загорается соответствующая пиктограмма (обычно желтого или красного цвета), или же информационная надпись сheck-еngine. Автолюбители в быту данный предупреждающий сигнал определяют как «загорелся чек».

Возникающие ошибки в работе двигателя имеют индивидуальный код. Коды ошибок хранятся в ЭБУ, так как записываются в память запоминающего устройства на плате контроллера. Для диагностики и выявления неисправностей специалисты подключают к блоку управления двигателем специальный сканер через диагностический разъем ЭБУ. Сканер считывает коды ошибок (расшифровывает) и отображает их на своем дисплее. По этим данным можно получить представление о том, в каком состоянии находится мотор и какие имеет неисправности.

Неисправности электронного блока управления двигателем

Блок управления является надежным устройством, но встречаются отдельные случаи его некорректной работы или выхода из строя. Неисправности ЭБУ двигателя могут возникать по следующим причинам:

короткое замыкание ЭБУ;
сильный перегрев контроллера;
воздействие влаги на плату и разъемы;
коррозия корпуса и разъемов блока управления;
механическое ударное воздействие, вибрации;

На поломку ЭБУ указывают сбои в работе двигателя при полностью исправных датчиках и системах ДВС, а также с учетом полного исключения других возможных причин. Исправная работа блока управления зависит от нормального напряжения в бортовой сети автомобиля, а также от получения рабочих сигналов от датчиков.

Если ЭБУ вышел из строя, тогда двигатель может работать неустойчиво или с большими провалами на разных режимах работы. Часто двигатель с неисправным ЭБУ оказывается заблокирован. На панели приборов высвечивается ошибка (горит «чек»). Данная ошибка полностью не сбрасывается сканирующими и другими устройствами, или же «чек» снова загорается после сброса ошибки спустя какое-то время.

В таких случаях необходимо оценить состояние блока управления двигателем. Ремонт ЭБУ возможен и обойдется дешевле, но предпочтительнее осуществить замену ЭБУ на новый полностью исправный блок. Подбирать блок управления двигателем на машину необходимо строго в соответствии с маркой и моделью, типом установленного двигателя и другими важными параметрами конкретного транспортного средства. Дополнительно может потребоваться настройка нового ЭБУ после его установки на автомобиль.

Процессорная часть ЭБУ

Здесь происходит все самое главное в работе "мозгов" двигателя. Основой процессорной части является однокристальная микроЭВМ. Она называется так из-за того, что большинство компонентов микропроцессорной структуры находятся на одном кристалле микросхемы (чипе). В контроллерах СУД используются 8-, 16- или 32-разрядные микроЭВМ. Разрядность - это количество бит информации, с которыми она оперирует. Основные компоненты микроЭВМ.

Центральный процессор. Производит выборку команд и данных из памяти программ и памяти данных, производит арифметические и логические операции над данными, управляет сигналами на внутренней шине адреса и данных.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). То место, где хранится программа и данные в виде констант. Программа - переведенная на язык машинных кодов микроЭВМ совокупность всех алгоритмов управления СУД. Данные - калибровочные таблиц константы, которые участвуют в процессе расчетов или выбираются как управляющие параметры. Для разных типов СУД, использующих одинаковые контроллеры, записывается своя программа или свой набор данных.

Информация в ПЗУ может храниться сколь угодно долго, независимо от того, работает контроллер или хранится на складе. Для записи программы и данных используются специальные устройства, которые называются программаторами.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Область памяти, где хранятся данные, которые в процессе работы изменяются. Это могут быть промежуточные результаты вычислений или значения, полученные от датчиков. В отличие от ПЗУ, информация в ОЗУ теряется после выключения питания контроллера.

Чтобы сохранить данные, которые накапливаются в процессе работы контроллера и участвуют в расчетах как параметры адаптации алгоритмов к конкретному двигателю, в контроллерах существует так называемое энергонезависимое ОЗУ. Оно запитывается от отдельного источника питания, подключаемого непосредственно к аккумуляторной батарее. В режиме хранения это энергонезависимое ОЗУ потребляет очень незначительное количество энергии, что не может привести к разряду батареи, так как ток потребления в этом случае сравним с током саморазряда.

Недостатком такого типа энергонезависимого ОЗУ является то, что процесс адаптации возобновляется каждый раз после отключения питания от аккумулятора. Для устранения этого недостатка в современных контроллерах СУД используют новый тип энергонезависимого ОЗУ, который для хранения информации не требует никакого дополнительного источника питания.

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь. Однокристальная микроЭВМ не может работать с аналоговыми сигналами, поэтому в АЦП происходит дискретная выборка мгновенных значений непрерывного аналогового сигнала и преобразование их в цифровой код.

Порты ввода/вывода. Служат для организации взаимодействия микроЭВМ с другими компонентами контроллера. Через них происходит считывание входных и выдача выходных сигналов и информации.

Таймеры/счетчики - это устройства, необходимые для измерения интервалов времени или подсчета числа событий.

Генератор тактовой частоты. Вырабатывает тактовые импульсы синхронизации работы всей системы. От точности его работы зависит точность измерения всех интервалов времени.

Формирователи входных сигналов

Сигнал от датчика - это не что иное, как преобразованное в электрический сигнал значение физической величины (например, температуры охлаждающей жидкости). В контроллере СУД этот сигнал проходит через формирователь, где происходит согласование уровней (усиление или ослабление) - преобразование до той величины, которая необходима для нормальной работы процессорной части. Кроме того, входные формирователи выполняют защитную функцию от перенапряжения. Различают формирователи дискретных, аналоговых и частотных сигналов.

Дискретные сигналы - это сигналы, значение которых во времени меняется скачкообразно. Например, сигнал включения зажигания или сигнал запроса кондиционера. Такие сигналы поступают после преобразователей напрямую в процессорную часть на входы портов ввода/вывода.

Аналоговые сигналы - это сигналы, значение которых во времени непрерывно меняется. Например, сигнал с датчика массового расхода воздуха или с датчика положения дроссельной заслонки. Эти сигналы после предварительной обработки поступают в процессорную часть на входы АЦП.

Частотные сигналы - это сигналы, частота изменения которых несет информацию об изменении физической величины, измеряемой датчиком. Например, частота сигнала с датчика положения коленвала пропорциональна скорости вращения двигателя. Для дальнейшей обработки таких сигналов важно, чтобы эти сигналы не имели импульсных помех. Во входном формирователе частотный сигнал ограничивается по амплитуде (амплитудное значение такого сигнала не несет необходимой информации) и поступает в процессорную часть на вход таймера/счетчика.

Формирователи выходных сигналов

Эти формирователи преобразуют сигналы с портов ввода/вывода процессорной части в сигналы достаточной мощности для непосредственного управления исполнительными устройствами.

Выходные формирователи - это современные микросхемы (драйверы), которые, кроме основных функций, усиления по мощности, еще выполняют функции защиты выходов контроллера от замыкания на массу или на плюс батареи, а также от перегрузки. Эти драйверы называют “интеллектуальными”, так как в случае ненормальной работы, когда срабатывают защитные функции, они информируют процессор об этом. В контроллере используются различные типы формирователей выходных сигналов в зависимости от необходимой мощности.

Формирователь канала диагностики необходим для согласования уровней электрических сигналов диагностического оборудования с уровнями сигналов процессора.

Источник питания ЭБУ

Поскольку процессорная часть и микросхемы формирователей имеют рабочее напряжение питания +5 вольт, в электронном блоке управления предусмотрен источник питания. Он выдает стабильное напряжение при изменении напряжения в бортовой сети в широком диапазоне. Просадка напряжения до 6 вольт во время холодного пуска двигателя с не полностью заряженной батареей не приводит к отключению контроллера СУД.

С каждым годом устройство автомобиля усложняется и сегодня автомобиль может содержать в себе более 50-ти микропроцессоров. Несмотря на то что микропроцессоры значительно усложняют понимание того как работает автомобиль, они предназначены для упрощения его эксплуатации.
Давайте рассмотрим некоторые причины появления такого количества микропроцессоров:

Необходимость сложного механизма управления, для уменьшения выбросов и соответствия стандартам экономии топлива;
Расширение диагностических возможностей;
Упрощение производства и разработки автомобиля;
Появление новых функции безопасности;
Появление новых функции комфорта;

Сложности управления двигателем.
Перед тем как вышел закон, регламентирующий количество вредных выбросов в атмосферу, можно было легко обойтись без микропроцессоров. С принятием этого закона, появилась необходимость в сложных системах управления. Эти системы регулируют качество топливовоздушной смеси, чтобы каталитический нейтрализатор максимально очищал выхлопные газы от вредных веществ.
Наиболее загруженным блоком управления автомобиля является блок управления двигателем (ECM). ECM - самый мощный компьютер на борту автомобиля, в котором применяется способ управления с обратной связью. Под обратной связью понимается следующее, когда для управления входом системы используются информация с выхода системы. Сбор информации для управления осуществляется с десятков датчиков. ECM знает все начиная от температуры воздуха и заканчивая количеством кислорода в выхлопе. На основе этих данных выполняются тысячи операций в секунду, выполняется работа с таблицами, решение длинных уравнений. Все это делается для вычисления момента зажигания и времени открытия форсунок. Современный ECM обычно содержит 32-битный процессор, работающий на частоте 40 MHz.

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.