Блок управления двигателем: процессор вместо механики

ЭБУ инжекторным двигателем, когда появился, устройство и принцип работы, некоторые марки. Что такое распиновка и перепрошивка блока? Преимущества и недостатки. Советы по эксплуатации.

Немного истории

Старшее поколение водителей помнит шутливую песню: «Карбюратор, вентилятор и коробка скоростей…». Так вот, коробка перемены передач (КПП) и вентилятор дожили до нынешних дней, а вот карбюратор остался только на раритетных «Волгах» и «Жигулях». Так же, как и распределитель зажигания (трамблер), доставлявший ранее массу хлопот. А ведь эти устройства исполняли функции управления.

Карбюратор, при основном назначении — смешивать бензин с воздухом в определенных пропорциях для подачи в цилиндры, имел несколько подсистем, управляющих работой мотора на различных режимах:

• холостого хода;
• пусковой;
• ускорительный насос;
• экономайзер.

Трамблер, помимо главной задачи — подавать в нужный момент искру для воспламенения смеси, автоматически регулировал угол опережения зажигания:

• центробежным регулятором — в зависимости от оборотов;
• вакуумным регулятором — при изменении нагрузки.

Эпоха карбюраторов закончилась во второй половине XX века с появлением недорогих и надежных микросхем, которые легли в основу первых приборов для электронного управления двигателем (контроллеров). Они постепенно совершенствовались, количество периферийных датчиков возрастало, и сегодня электронный блок управления двигателем (ЭБУ), используя данные других систем, может образовывать Controller area network — общий сетевой контроллер.

Краткое описание прибора

Вместо карбюратора теперь используется инжектор, а регулированием подачи топлива занимается электронный блок управления двигателем. Этот прибор заменяет собой и трамблер.

ЭБУ инжекторного двигателя — практически небольшой компьютер, имеющий все атрибуты старшего брата. Роль аппаратного железа играет блок, периферию представляют выходные реле и многочисленные датчики:

• кислородный (ДК) или лямбда-зонд;
• положения коленвала (ДПКВ) или датчик Холла;
• воздушного расходомера (ДМРВ);
• положения дроссельной заслонки (ДПДЗ);
• температуры охладителя (ДТОЖ);
• фаз (ДФ);
• детонации (ДД);
• температуры воздуха (ДТВ);
• скорости движения (ДСА).

2

На современном авто их может стоять около 20.

Сам электронный блок — не что иное, как процессор, роль монитора играют индикация на щитке приборов или дисплей бортового компьютера.

Софтом являются управляющие программы. Операционные системы на компьютерном лексиконе называются прошивками. Изменение управляющей программы (перепрошивка) выполняется перепрограммированием блока. Связь с ЭБУ осуществляется кодированным сочетанием сигналов с приборной панели либо через меню бортового компьютера.

ЭБУ сегодня является лишь одним из нескольких контроллеров автомобиля. К ним относятся: блок управления шаговым двигателем регулятора холостого хода (РХХ-В), модули управления тормозами (антиблокировочная система ABS, стабилизации ESP), автоматической коробкой, круиз-контролем, климат-контролем и некоторыми другими. На некоторых автомобилях стоит до 80 электронных блоков.

Что там внутри?

Блок управления двигателем — это металлическая или пластмассовая коробка прямоугольной формы, на одной стороне которой выполнены гнезда для подключения к автомобильной электросхеме через CAN-шину. Сюда же при диагностике подключается и сканирующее устройство (сканер). Где находится блок? Чаще всего — в салоне под передней панелью, реже — в моторном отсеке. Расположение штатных устройств указывается в мануале.

Важно: установка под отопительным радиатором или рядом с двигателем может вызвать заливание или перегрев блока, что приведет к выходу его из строя.

Плата прибора содержит управляющий микропроцессор и память 3-х видов:

• Постоянная (ПЗУ), содержащая базовые микропрограммы и характеристики работы мотора;
• Оперативная (ОЗУ), предназначенная для вычислительных операций и хранения результатов;
• Репрограммируемая память (ЭРПЗУ), которая служит архивом для различного рода справочных данных: пройденный километраж, наработка моточасов, суммарное количество израсходованного топлива, коды ошибок. Эти данные из памяти можно стирать. Здесь также хранятся коды иммобилайзера (защита от угона).

Как работает ЭБУ

Принцип работы заключается в сборе, обработке входящих сигналов и выдаче управляющих импульсов на работу всех систем двигателя.

Программное обеспечение включает в себя два модуля:

1. Функциональный. Отвечает за прием входящих данных от периферийных датчиков, их обработку и выдачу сигналов управляющим устройствам. Сигналы поступают в аналоговой или импульсной форме. Аналого-цифровой преобразователь переводит их в цифровой формат и передает на микропроцессор. После обработки контроллер выдает электрические сигналы рабочим органам (реле топливного насоса, форсунки, катушки зажигания, клапан абсорбера, клапан рециркуляции выхлопных газов, клапан управления холостого хода, реле вентилятора, реле кондиционера и другим).
2. Контрольный. Его задача состоит в том, чтобы сравнивать текущие значения рабочих параметров с предельно допустимыми. Пока значения находятся в допустимых пределах, контроллер выдает корректирующие сигналы, а в случае серьезных отклонений электронная защита блокирует работу двигателя с выдачей сигнала об ошибке.

Типы устройств

Автомобили ВАЗ до последнего времени комплектовались следующими контроллерами:

• фирмы General Motors (GM);
• Январь-4/4.1, Январь 5.1.Х, Январь 7.2;
• BOSCH M1.5.4, BOSCH MP7.OH, BOSCH M7.9.7, BOSCH M7.9.7 +, BOSCH M17.9.7 с поддержкой электронного дроссельного узла (конец 2010 г.);
• VS 5.1 НПО «Интэлма»;
• M73 («родственник» Микас-11 и Январь 7.2+);
• M7.4.

Еще несколько примеров:

• Лада Гранта — «Ителма» 11186-1411020-22;
• Лада Веста — М86 ЕВРО-5;
• Лада X-Рэй — Siemens EMS 3125;
• Рено Логан, Сандеро, Сценик — EMS 31.32;
• Фольксваген Поло — «Ителма» IEFI-6.

Электросхема устройств содержит различное число контактов в разъемах: 55, 64 или 81. Назначение выводов (распиновка блока) у них также различное. В таблице для примера показана распиновка некоторых блоков применительно к одному контакту (диагностической линии).

Перепрошивка блока

Прошивка на компьютерном лексиконе означает установку на компьютер, планшет, смартфон или другой девайс операционной системы, необходимой для его работы. Хранится эта программа во внутренней постоянной памяти. Откуда же взялся термин «прошивка»? Первые вычислительные машины представляли собой множество шкафов, занимающих иногда несколько комнат.

Постоянная память объемом всего лишь 1 гигабайт состояла из миллиардов ферритовых колец, в которые продевались по две петельки провода (одна для намагничивания кольца, другая для считывания информации).

Сам процесс продевания проводов и назывался прошивкой. Иными словами, прошивка — это запись на постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) какой-то программы. Соответственно, процесс перезаписи называют перепрошивкой. Ее можно произвести двумя способами.

Первый вариант. Стоит обратиться к специалистам по чип-тюнингу, которые обладают необходимыми устройствами-программаторами. В ходе апгрейда мастер может выполнять многочисленные калибровки, общее количество которых доходит до тысячи. При этом не на всех автомобилях, выпущенных до 2008 года, можно перепрограммировать блок без снятия его с машины. На более новых машинах чип-тюнинг можно делать без демонтажа устройства (с подключением программатора к диагностическому разъему).

Второй вариант. Если у вас есть большое желание попробовать свои силы, попытайтесь сделать перепрошивку самостоятельно. Что для этого нужно:

• Снятый с автомобиля ЭБУ.
• Персональный компьютер (ПК), ноутбук, планшет.
• Программное обеспечение — один из редакторов для ЭБУ: Delphi mt 60, Openbox, ChipLoader 1.97.7. В комплекте программы обязательно должен быть USB-ключ. Без него программу установить будет невозможно. Кроме того, желательно, чтобы на продукт была лицензия, действующая от одного года до полутора лет.
• Диагностический адаптер K-Line.
• Для настройки от угона иногда требуется специальный модуль, подключаемый к устройству.

Внимание! Самостоятельный чип-тюнинг — занятие рискованное, поэтому перед началом работы сохраните в памяти все первоначальные установки.

Достоинства и недостатки ЭБУ

Преимущества электронных систем управления по сравнению с механическими:

• расширение круга параметров, учитываемых системой управления при ее функционировании;
• увеличение надежности (отсутствие изнашивающихся механических устройств);
• упрощение пуска двигателя — контроллер адаптивно подстраивается под изменяющиеся погодные условия, благодаря чему стал возможным дистанционный запуск мотора даже зимой;
• не требуется ручная регулировка и обслуживание;
• оптимизация динамических показателей движения;
• повышение топливной экономичности;
• уменьшение вредных выбросов.

Недостатки:

• неремонтопригодность электронных компонентов, в случае неисправности часто требуется полная замена блока управления двигателем;
• дороговизна запчастей;
• ремонт и обслуживание ЭБУ требуют дорогостоящего диагностического оборудования и высокой квалификации персонала;
• требовательность к бесперебойному электропитанию;
• потребность в качественном топливе.

Признаки неисправностей и причины выхода из строя

На выход электронного блока из строя обычно указывают: остановка двигателя во время движения, невозможность пуска и постоянные сообщения Check-Engine (проверь мотор), которые не поддаются удалению.

Наиболее распространенные причины отказа контроллера:

• попадание влаги внутрь корпуса или на разъемы;
• перегрев устройства (неудачное расположение блока);
• ошибочное подключение аккумуляторной батареи;
• «прикуривание» от другого автомобиля с работающим двигателем;
• снятие клеммы с аккумулятора во время работы мотора;
• включение главного пускового реле при отключенном силовом кабеле;
• замыкание электропроводки;
• касание электродом проводов или датчиков во время сварочных работ;
• неисправности высоковольтной части системы зажигания (катушки зажигания, распределитель, провода);
• неквалифицированный ремонт или установка сигнализации.

Предупреждение! У некоторых моделей автомашин отремонтировать электронный блок невозможно, даже если обратиться к самым квалифицированным специалистам. Несмотря на это, первоочередным этапом устранения проблемы является диагностика, а уже затем мастер предложит возможные варианты по ремонту или замене неисправного контроллера.

Электронные системы управления двигателем сегодня полностью вытеснили прежние механические устройства, требующие ухода и обслуживания. Применение ЭБУ двигателя обеспечивает более устойчивую работу ДВС, улучшает его технические и эксплуатационные характеристики, что позволяет снизить стоимость пробега.