Электронная система автоматического управления двигателем (ЭСАУД) – это оригинальная структура информационного оборота, которая предоставляет контроль и выполнение всех первостепенных и второстепенных функций всех основных и вспомогательных подсистем двигателя.
Само развитие ЭСАУД получила за счет развития технической оснастки таких систем как: система зажигания и система впрыска, т.е. их модификации, электрофикации и возникновении вопросов для реализации этих технических модифицированных целей, так как система, отвечающая на поставленные вопросы должна, была не только отвечать за точную и безотказную работу этих подсистем, но и координировать их работу в целом.
В дальнейшем по мере развития, разнообразия и унификации таких систем как: систем охлаждения, тормозных систем, системы питания и выпуска отработавших газов и другие, системы электронного управления расширили свои функции и стали управлять порядком деятельности всех вышеуказанных систем.
Все ЭСАУД можно символически классифицировать на два основных вида, так как принципиально отличаются они только по функционалу, а именно, какие функции она выполняет и в каком объеме информационного оборота функционирует. В общем это система ECM (Engine Control Module), в которой ЭБУ помещен в единый ЭБУ, который координирует и проверяет порядок работы как самого двигателя, так и работу электронной подвески, например.
В настоящее время в конструкциях ЭСАУД чаще встречается объединённый блок управления для всех систем, например, от электронной подвески до навигационной системы или системы климат-контроль. Преимущество таких блоков в том, что, во-первых: при установке всего одного контроллера на весь автомобиль подключаются провода с датчиков всех систем и агрегатов, а во-вторых: при неисправности хотя бы одного блока все остальные сохраняют свою работоспособность и помогают владельцам выявить неисправность или даже своевременно остановить автомобиль в целом.
Работа ЭСАУД – системная координация параметра крутящего момента двигателя в зависимости от режимов его работы. В целом ЭСАУД это совокупная работа датчиков и БЭУ (рис. 1).
Рис. 1. Схема устройства электронной системы управления двигателем: 1- адсорбер; 2 — запорный клапан системы управления паров бензина; 3 — датчик давления во впускном коллекторе; 4 — топливный насос высокого давления; 5 — датчик давления топлива в контуре низкого давления; 6 — датчик давления топлива в контуре высокого давления; 7 — форсунка впрыска; 8 — клапан регулирования фаз газораспределения; 9 — катушка зажигания; 10 — датчик Холла; 11 — датчик температуры воздуха на впуске; 12 — блок управления дроссельной заслонкой с датчиком положения; 13- управляющий клапан системы рециркуляции отработавших газов; 14 — потенциометр заслонки впускного коллектора; 15 — датчик детонации; 16 — датчик частоты вращения коленчатого вала; 17 — кислородный датчик; 18 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 19 — блок управления; 20 — диагностический интерфейс; 21 — датчик положения педали акселератора; 22 — топливный насос; 23 — кислородный датчик; 24 — датчик температуры отработавших газов; 25 — датчик оксидов азота
1. Функции электронного блока управления (ЭБУ)
На автомобиле электронный блок управления (ЭБУ) выполняет множество функций. Он принимает сигналы от различных датчиков и информаторов двигателя. Затем на основе полученных данных он генерирует выходные сигналы для управления исполнительными механизмами и системами двигателя и в дальнейшем посылает им команды для систематизации их работы в условиях наиболее рационального функционирования для определенного режима работы двигателя.
Так как ЭБУ двигателя подключается ко всей электронике автомобиля и действует в совокупности со всеми системами в его основные функции входит:
- управление впрыском горючей смеси, корректировка открытия и закрытия дроссельной заслонки при разнообразных режимах и соответствующей им нагрузке двигателя;
- корректирование работы подсистем, отвечающих за воспламенение горючей смеси, а также исключение неправильной их работы;
- анализ отработавших газов и контроль за подсистемами накопления паров отработавших газов в процессе сгорания топлива;
- контроль и управление за работой большинством систем, отвечающих за движение отработавших газов и дальнейшее их распределение;
- изменение величины нагрева и охлаждения охлаждающей жидкости.
ЭБУ или электронный блок управления — это необходимый компонент, скорее, главный комбинированный блок управления. Подобно человеческому мозгу, который контролирует и координирует различные функции и деятельность человеческого тела, ЭБУ действует как основной компьютер, отвечающий за работу двигателя автомобиля, в том числе контролирующий и координирующий функции различных подсистем автомобиля.
ЭБУ, в основном состоит из 2 частей (рис. 2.) из системы управления двигателем (СУД) и блока управления дополнительными подсистемами (БУС). Функция СУД заключается в обеспечении оптимальной производительности двигателя путем управления работой основных исполнительных механизмов на двигателе. БУС принимает входные сигналы от датчиков различных систем двигателя для того чтобы изменять различные показатели в работе для достижения оптимальных условий работы двигателя, на примере топливной экономичности автомобиля.
Подсистемы, которые контролируемые БУС это такие системы как: система впрыска топлива, сгорания топлива, автоматическая коробка передач, охранные системы, системы климат-контроль, круиз-контроль, тормозная система и так далее.
СУД получает входные сигналы, от датчиков, которые расположены в системах, некотролируемых БУС, для считывания определенных данных, а в последующем их корректировки и регулировании для обеспечения их нормальной работы.
Рис. 2. Электронный блок управления
Поскольку ЭБУ управляет различными электронными системами автомобиля, всякий раз, когда возникает проблема с работой какой-либо из системы ЭБУ будет нести ответственность за предупреждение водителя о ее возникновении. Водитель получая сигнал, в дальнейшем предпримет необходимые корректирующие действия, для устранения возникшей проблемы.
Например, если возникает проблема с работой автоматической коробки переменных передачи автомобиля, из-за которой температура в коробке передач стала очень высокой, тогда процессор подает определенный сигнал в ЭБУ, который в последующем информирует водителя соответствующим индексированием, например, световым датчиком (загоранием чип-кода). Далее, благодаря системной работе датчиков и командам ЭБУ автоматическая коробка получит наилучший режим охлаждения, подходящий для данной модели автомобиля.
В случае возникновения какихлибо механических проблем и отсутствия возможности исправить их при помощи датчиков или работы других систем водитель может использовать данный сигнал для устранения проблемы с помощью специалистов станций технического обслуживания.
Эффективность работы электронного блока управления очень важна для немедленного сбора сигналов от подсистем в случае возникновения каких-либо проблем для оповещения водителя в нужное время. Возьмем на примере работы всего организма человека — если мозг не функционирует, то все подфункции в организме человека так же могут быть нарушены или алогичным образом не функционировать.
Аналогичная ситуация возникает и в автомобиле, в том случае, когда ЭБУ (рис. 3.), не работает должным образом, водитель не может выявить (распознать) те или иные неисправности или место их возникновения. В свою очередь различные подсистемы не смогут правильно общаться друг с другом, и это может привести к серьезным повреждениям как двигателя, так и автомобиля в целом.
Рис. 3. Место установки ЭБУ на автомобиле
Пока на сегодняшний день не существует идеальных механизмов и систем, работающих непрервно без выхода из строя весь период эксплуатации. Аналогично им ЭБУ также может быть поврежден по многим причинам. Одной из причин возникновения неисправностей ЭБУ может быть износ, коррозия, термические нагрузки и др. Второй причиной могут являться короткие замыкания и перегрузки напряжения в электрических цепях всех энергоопотребителей автомобиля.
Основными показателями некорректной работы ЭБУ могут быть такие причины как:
- нет сигнализаторов, отвечающих за правильную работу всех подсистем автомобиля и всех их исполнительных механизмов;
- нет ответных сигналов на управление измерителей (датчиков) при эксплуатации автомобиля;
- нет какой-либо связи с при подключении анализирующего (диагностирующего) сканера (оборудования);
- механические и иные нарушения целостности ЭБУ.
Поскольку большая часть неисправностей ЭБУ не подлежит устранению и ЭБУ как обычное устройство ремонту не подлежит, он меняется целиком. стоит отметить, что менять старый ЭБУ на новый необходимо только тогда, когда полностью и детально проведено его диагностирование, а именно после выявления всех показателей неправильной работы блока.
Главными показателями появления некорректной работы ЭБУ могут быть такие причины как:
- неквалифицированное перепрограммирование базы данных ЭБУ автомобиля молодыми слесарями или специалистами не прошедшими определенные специализированные виды обучения на СТОА и АТП;
- «Подзарядка» от другого автомобиля при заведенном двигателе;
- неправильное включение в цепь АКБ автомобиля (ошибка подключения по полярности);
- удаление «+»-го (плюсового) или «-»-го (минусового) кабеля аккумулятора при рабочем двигателе;
- осуществления пуска стартера при отсутствии в цепи силовой шины;
- попадание электроразряда на проводку или ее изоляцию, а также на измерители (датчики) при ведении сварочных и иных видов работ;
- повышенная влажность, которая приводит к проникновению капель воды в основной блок ЭБУ;
- неправильная работа или неисправность агрегатов системы, отвечающей за появление электрической искры, воспламеняющей топливовоздушную смесь в цилиндрах двигателя в нужный момент;
- замыкание или частичный обрыв проводки автомобиля.
Самостоятельный поиск некорректной работы двигателя и его систем можно производить только следуя специальному порядку действий то есть для начала необходимо произвести внешний осмотр ЭБУ двигателя, затем произвести сканирование с помощью диагностического устройства, далее определить исправности устройства путем его замены на новое и в дальнейшем путем прогнозирования и оценки функциональности правильной работы бортового компьютера произвести полную диагностику всех рабочих функций бортового компьютера.
Чаще всего в условиях станций технического обслуживания допустимо определить только основные виды неисправностей двигателя и систем автомобиля, определение более мелких требует детального изучения работы каждого отдельного узла или детали отдельных систем двигателя. Поэтому прежде, чем производить внешний анализ целостности или принимать решение о замене ЭБУ, нужно убедиться в следующем, а именно в том, что: в баке автомобиля не присутствует топливо; в трубе выхлопа нет затычек; клеммы АКБ туго затянуты; электропроводка автомобиля не нарушена; ключ в зажигании соответствует оригиналу определенного автомобиля.
Так же стоит отметить, что при замене ЭБУ, самой ответственной работой всего процесса является правильное включение его через электропроводку и соответствующие цоколи к датчикам и сигнализаторам. А в частности стоит отметить, что перед началом подключения ЭБУ «+» (плюсовой) и «-» (минусовой) кабели аккумуляторной батареи автомобиль необходимо отсоединить, иначе вероятность того, что ЭБУ придет в негодность очень велика, а тем самым в последствии выйдут из строя такие системы как: система очистки выхлопных газов, система климат-контроль, система круиз-контроль и другие.
Так как для точной и правильной работы ЭБУ ему нужно получать сигналы от всех измерительных устройств (т.е. датчиков), ему необходимы определенные рабочие значения величин напряжений, получаемые от генератора и силы тока, получаемые от аккумуляторной батареи. Правильное соединение с «массой», дает хорошую возможность передачи от ЭБУ принимать от датчиков значения измеряемых величин и импульсов, а также передавать с помощью их корректирующие сигналы всем исполнительным системам электронной цепи автомобиля.
Основные поломки ЭСАУД могут возникнуть чаще всего при неправильной работе таких устройств как.
- предохранителей (достаточно легкое в производстве и недорогое устройство, его не доставит труда заменить, а иногда достаточно зачистить его контакты);
- электронных термостатов (чаще всего приходит в неисправное состояние, и как следствие может являться первым источником многих других неисправностей);
- свечей зажигания (при неверном подборе могут вызывать нарушения в целостности подводки высокого напряжения и тока) корректируют (меняют) измеряемые величины датчиков и их показания;
- датчиков таких как: Холла; электрозаслонки дросселя; кислородный датчик; датчик давления в системе турбонаддува;
- электроклапанов таких как: управления системой турбонаддува; насоса охлаждения наддувной системы; давления в турбосистеме; в газораспределительной системе;
- катушки зажигания;
- форсунок (в дизельных и инжекторных двигателях).
Главное при исключении неисправностей стоит уделять особое внимание таким моментам как: поддержание в рабочем (исправном) состоянии всех потребителей и источников электронной системы автомобиля, за которые отвечает ЭСУД, начиная с проводки и контактов в разъёмах, предохранителей и завершая электронными измерителями и датчиками, отвечающих за деятельность всех систем автомобиля в целом.
Контакты должны быть зачищены, без окисления. Электрическая проводка должна быть без повреждений, которые могут препятствовать передачи всех видов импульсов от датчиков к ЭБУ. Так же стоит отметить, что низкое качество горючих материалов может привести к отказам или перебоям в работе: свечей зажигания; электромагнитного клапана системы газораспределения, а в последствии и неисправности датчика, регулирующего давление масла в картере, а также датчика, контролирующего содержание кислорода.