Что такое ЭБУ (ECU) в автомобиле – функции, устройство, расположение, неисправности, диагностика, ремонт, замена и возможности чиповки

Опубликовано: 28.08.2018

В современных автомобилях все больше узлов и систем получают электронное управление. Подход производителей оправдан стремлением повысить эффективность агрегатов, обеспечить экономичность эксплуатации, предоставить водителю и пассажирам максимум комфорта. Синхронизация работы устройств и контроль режимов практически невозможны без использования микропроцессоров и микроконтроллеров. В машине эти функции выполняет бортовой компьютер.

ЭБУ — функции.

Бортовой компьютер представляет собой совокупность электронных блоков. Они осуществляют управление двигателем, трансмиссией, тормозной системой, ходовой частью, деталями конструкции кузова (например, дверьми), климатом в салоне и т.д. Зачастую отдельные модули объединяются в один блок. Устройство, на которое возложены основные функции управления, получило обобщенное название ЭБУ (электронный блок управления, в английском варианте ECU — Electronic Control Unit) или контроллер.

Система управления двигателем: обзор ЭБУ.

Нередко используются другие обозначения — электронный блок управления двигателем, электронная система управления двигателем (аббревиатура – ЭСУД, ECM — Engine Control Module,). Такие варианты справедливы только для некоторых автомобилей, поскольку для основной массы набор функций гораздо шире.

Функции ЭБУ сводятся в три основные группы:

опрос датчиков, получение сигналов и их обработка (например, преобразование аналоговый в цифровой вид); расчет управляющих воздействий в соответствии с заложенными алгоритмами; выдача сигналов управления на исполнительные механизмы.

Фактически ЭБУ современных автомобилей управляет всеми процессами — от регулирования скорости вращения вала и переключения передач в АКПП, до направления и интенсивности светового потока фар и открывания дверей (в некоторых случаях контроллером реализуется даже функции развлекательного центра).

Основные контролируемые параметры.

Для обеспечения функционирования узлов и агрегатов автомобиля, блок управления проводит сбор и обработку сигналов следующих датчиков:

Температуры — двигателя, жидкости в системе охлаждения, окружающей среды; Расхода воздуха и подачи топлива; Режима холостого хода; Положения автомобиля на полосе, антиизноса, АБС и других систем безопасности; Скорости, количества оборотов двигателя, положение коленвала и распредвалов; Наклона дроссельной заслонки и положения педали газа; Давления жидкости в тормозной системе; Климата в салоне и датчиков кондиционера; Гидроусилителя или электрического усилителя руля; Напряжения в бортовой сети автомобиля.

Набор обрабатываемых сигналов зависит от модели и модификации авто (например, для внедорожников с пневматической подвеской требуется контроль ее состояния). В наиболее престижных марках и комплектациях число опрашиваемых датчиков составляет несколько десятков.

Устройства, которыми управляет ЭБУ:

дроссельная заслонка и элементы системы подача воздуха (например, турбокомпрессоры); устройства системы подачи топлива (инжекторы, форсунки, когда впрыск топлива осуществляется под контролем электроники); система управления фазами газораспределения; электронные распределители системы зажигания; вентилятор системы охлаждения; соленоиды и клапаны для переключения передач в автоматических и роботизированных коробках; муфты блокировки дифференциалов; печка, кондиционер и другие устройства климат-контроля; головной свет, освещение салона; стеклоподъемники; элементы электрооборудования автомобиля.

Как и количество датчиков набор управляемых исполнительных механизмов зависит от марки, модели, комплектации, вариантов исполнения автомобиля. В машинах бизнес или премиум класса число команд управления может превосходить набор, характерный для бюджетных авто, на порядок.

Пример схемы устройства:

Физическая реализация.

У автомобилистов, не сталкивавшихся с заменой и ремонтом электронного блока управления нередко складывается впечатление, что ЭБУ по конструкции близок к ПК или ноутбуку (за исключение дисплея). В действительности реализация блока несколько отличается – точнее аналогия с системной платой компьютера.

Фактически контроллер представляет собой единую печатную плату, расположенную в плоском малогабаритном корпусе (линейные размеры редко превышают 20-30 см, а толщина 3-5 см). Корпус выполняют из пластика (вариант применяется для ЭБУ, установленных в салоне) или алюминия (сплавов).

Производители максимально герметизируют блок, чтобы предотвратить попадание влаги и агрессивных химических веществ (особенно, если устройство монтируется под капотом автомобиля).

На корпусе располагаются разъемы (чаще всего, 2) для подключения шины стандарта CAN. Кроме того большинство ECU комплектуется диагностическим разъемом.

Поскольку некоторые силовые ключи, управляющих исполнительными механизмами, также установлены на плате, часть корпуса может представлять собой оребренную металлическую поверхность для обеспечения эффективного теплоотвода.

Печатная плата — микропроцессорное или микроконтроллерное устройство в сборе, с установленными:

Одним или несколькими микропроцессорами или контроллерами, обеспечивающими обработку сигналов датчиков, расчет управляющих воздействий и выдачу сигналы управления. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, обеспечивающие согласование сигналов и преобразование из аналоговой формы в цифровую и наоборот (при необходимости). Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM) предназначенное для временного хранения данных, обрабатываемых в текущий момент времени. Программируемое постоянное запоминающие устройство (ППЗУ, PROM) в котором хранится основная программа работы блока, алгоритмы обработки сигналов датчиков и расчёта управляющих воздействий. Электрически репрограммируемое запоминающее устройство (ЭРПЗУ, EEPROM). Используется для временного независимого хранения кодов доступа и эксплуатационных параметров, например, пробега, расход топлива, наработки двигателя.

ЭРПЗУ выполняет важную функцию — регистрация и хранение данных о сбоях и ошибках:

время работы двигателя с превышением температуры, допустимой частоты вращения, пропусками воспламенения смеси; информацию о неверных на показаниях датчиков детонации, массового расхода воздуха или концентрации кислорода; движение с превышением допустимой скорости; состояние бортовой сети и пр.

ЭРПЗУ — энергонезависимое устройство, здание в котором сохраняются даже при полном отключении бортовой сети, что позволяет использовать хранимых данных для точной диагностики неисправностей.

В большинстве моделей ЭБУ на плате находятся силовые транзисторные ключи для управления исполнительными механизмами и выдачи сигналов на реле и соленоиды.

Видео с описанием принципа работы блока, очень подробно.

Где находится ЭБУ?

Как правило электронный блок управления располагается под капотом автомобиля, в салоне (множество вариантов — под панелью приборов, под задним сиденьем и пр.), в багажнике (например, на Nissan Murano).

Некоторые примеры расположения ЭБУ на авто отечественного производства:

Chevrolet Niva, Lada Priora, Granta — устройство расположено под приборной панелью перед сиденьем пассажира, монтируется на щиток кузова.

Lada Kalina – ЭБУ монтируется под центральной консолью (в туннеле);

Лада Веста — контроллер смонтирован под капотом на левой стойке подвески;

ВАЗ 2114, 2115 — под центральной консолью авто, посередине, за панелью с магнитолой со смещением влево.

Chevrolet Cruze — в агрегатном отсеке рядом с аккумуляторной батареей.

Пари появлении неисправности найти и демонтировать его не сложно.

Причины отказов и диагностика.

Выход из строя электронного блока управления – явление, встречающееся нечасто. Причиной поломки могут стать:

монтаж электрооборудования (например, во время ремонта, установки сигнализации, видеорегистраторов, навигационных или развлекательных комплексов) специалистами, не имеющими соответствующего уровня квалификации. Изменение полярности питающего напряжения бортовой сети на противоположную. Снятие клеммы с аккумулятора во время работы двигателя, например, для запуска другого автомобиля. Включение стартера при отключенных силовых проводниках. Воздействие высоких напряжений на датчики или электрические провода авто. Короткое замыкание в проводке. Пробой в высоковольтной части системы зажигания. Нарушение герметичности корпуса, проникновение влаги и окрестили агрессивных химических веществ, вызывающее коррозию элементов и проводников на печатной плате. Механические повреждения вследствие удара, нарушение монтажа под действием вибрации. Перегрев устройства, значительный резкий перепад температур.

Судить о выходе из строя ЭБУ достаточно просто:

Двигатель не заводится или стартует после нескольких попыток; Наблюдается нестабильная работа силового агрегата; Наблюдается срабатывание исполнительных механизмов или систем автомобиля с нарушением алгоритмов; Отсутствует реакция на изменения сигналов датчиков.

Большинство автомобилистов считают, что электронный блок управления не подлежит ремонту, при выходе из строя нуждается в замене. В действительности значительная часть неисправностей может быть устранена собственными руками или подготовленными электронщиками.

Определить характер поломки можно самостоятельно, подключив ЕCU через специальный шлиф и диагностический разъем к ПК или специализированному стенду. При этом проводится анализ хранящейся в ЭРПЗУ информации об ошибках системы.

Видео о самостоятельной диагностике автомобиля.

Как демонтировать ЭБУ?

Снять контроллер собственными руками несложно:

Производятся операции, обеспечивающие доступ к устройству, например, частичный демонтаж центральной консоли или разборка панели приборов. ОБЯЗАТЕЛЬНО снимается минусовая клемма аккумулятора чтобы избежать возникновение аварийных ситуаций с подключенным блоком. Снимаются фиксирующие защелки или хомуты на шлейфах датчиков, исполнительных механизмов и питания. Отсоединяются разъемы. Выкручиваются фиксирующие болты и вынимается ЭБУ.

Решение о ремонте или замене принимается на основании диагностики. В любом случае выход из строя влечет значительные расходы – стоимость блоков для отечественных автомобилей лежит в пределах 10-20 тыс. руб., для иномарок 14-50 тыс.руб. (в зависимости от класса авто). Ремонт обойдется 40 — 50% указанных сумм.

Видео с инструкцией по замене блока ECU на моделях ВАЗ.

Коротко о ЧИП–тюнинге.

ЧИП–тюнинг подразумевает модификацию чипов, точнее, содержащихся в них программ. Для ЭБУ это означает частичную или полную замена прошивки, определяющей алгоритм работы устройства.

С помощью чип тюнинга можно добиться значительного улучшения функционирования систем автомобиля, например, без серьезных технических переделок получить прирост отдаваемой мощности в пределах 10-15%. Такая операция позволит также:

адаптировать двигатель к другой марке топлива (например, использовать 92 бензин вместо более высокооктановых); добиться стабильной работы агрегатов в различных условиях, к примеру, при включенном кондиционере; предотвратить появление части ошибок; программно отключить вышедший из строя или препятствующие оптимальной работе узлы и элементы систем (например, при поломке катализатора); снять установленные ограничения (наиболее популярно — изменение ограничение максимальной скорости).

При использовании соответствующего оборудования и незначительной подготовке процесс занимает не более 15 минут. «Откатить» прошивку до стандартной заводской так же просто и быстро.

Практически единственная проблема, препятствующая широкому распространению чип-тюнинга — цена вопроса. Прошивки практически для каждого автомобиля выкладываются в сети. Однако устройство для программирования ЭБУ стоит достаточно дорого (особенно для иномарок). В сервисных центрах услуга обойдётся в пределах 10-30 тыс. руб. Соответственно, прежде чем ею воспользоваться следует тщательно взвесить все преимущества, которые могут быть получены.