Пзу в эбу что это

Обновлено: 06.07.2024

При получении сигналов от датчиков нередко одна или несколько входных величин влияют на один или несколько выходных параметров. Все эти нюансы предусматриваются программой электронного блока, и он может выбрать наиболее оптимальную команду из предлагаемого программой перечня. Таким образом, ЭБУ автомобильных систем осуществляют функции управления и регулирования для выбора наиболее рационального выходного сигнала к исполнительным устройствам.

Управление

В ЭБУ выходные параметры для исполнительных устройств рассчитываются с использованием входных величин, заданных величин, полей характеристик и алгоритмов. Само воздействие не проверяется (открытый процесс управления). Такой метод используется, например, при программном управлении работой свечей накаливания.

Регулирование

В ЭБУ фактическое значение параметра постоянно сравнивается с его заданной (оптимальной) величиной, и обеспечивается замкнутая последовательность действий (по контуру регулирования). Как только обнаруживается различие, ЭБУ корректирует работу исполнительного механизма.
Преимуществом регулирования является возможность выявления и учета вредных воздействий (помех), например, при регулировании частоты вращения коленчатого вала на режиме минимальных оборотов холостого хода.

Обработка данных

При работе системы электронный блок управления (ЭБУ) принимает сигналы датчиков (входные сигналы), оценивает их и ограничивает допустимыми уровнями напряжения. Некоторые входные сигналы в качестве диагностики проходят проверку на достоверность.
Так, например, микропроцессор ЭБУ дизельного двигателя системы Common Rail рассчитывает момент начала, и продолжительность впрыска топлива с учетом сигналов датчиков и параметров, загруженных в него полей характеристик. Рассчитанные значения преобразуются в выходные сигналы для исполнительных устройств.

Выходными сигналами управляют оконечные каскады, имеющие достаточную мощность для привода исполнительных механизмов (например, форсунок, электромагнитных клапанов высокого давления, клапана рециркуляции отработавших газов и др.).
Дополнительно через сетевой интерфейс происходит обмен сигналами с другими системами автомобиля.
Рассмотрим подробнее, как это происходит.

Датчики и исполнительные механизмы образуют периферию ЭСАУ, а ЭБУ является центром обработки данных. От датчиков на ЭБУ по кабельной разводке и разъемам передаются электрические сигналы, которые могут быть аналоговыми, цифровыми и импульсными (см. рисунок 1).

Аналоговые входные сигналы могут иметь любое (в определенных пределах) значение напряжения. Такие электрические сигналы передают большинство датчиков, где измеряемая физическая величина изменяется и фиксируется непрерывно, например, расход воздуха, давление на впуске двигателя, напряжение аккумуляторной батареи, температура охлаждающей жидкости и воздуха и др.

Импульсные входные сигналы обычно поступают от индуктивных датчиков частоты вращения и положения (например, коленчатого вала, газораспределительного вала). Такие сигналы обрабатываются в соответствующей части схемы ЭБУ, при этом мешающие импульсы (помехи) подавляются, и сами импульсные сигналы преобразуются в цифровые.

Подготовка и обработка входного сигнала

Микроконтроллер является центральным конструктивным элементом ЭБУ (рис. 1), управляет последовательностью функций. Микроконтроллер включает управляющий модуль CPU (Central Processing Unit) или микропроцессор, микрочип со встроенными входными и выходными каналами, таймер, модули ROM и RAM, серийные согласующие устройства и другие периферийные блоки.
Кварцевый тактовый генератор вырабатывает тактовые импульсы для микроконтроллера.

ПЗУ включает модули памяти ROM, EPROM или Flash-EPROM. Кроме того, в ПЗУ хранятся специфические данные и параметры (отдельные значения, характеристики и поля характеристик), которые не могут изменяться в процессе эксплуатации автомобиля, но влияют на процесс управления и регулирования программы.

ПЗУ может быть интегрировано в микроконтроллер и при необходимости дополнительно расширено внешними модулями памяти EPROM или Flash-EPROM.

Модуль памяти ROM (Read Only Memory)

Основное ПЗУ выполняется в виде модуля памяти ROM и содержит информацию, предназначенную только для чтения, которая загружается при изготовлении модуля и после этого уже не может быть изменена.
Объем памяти модуля ROM, интегрированного в микроконтроллер, ограничен. Для сложных систем управления (ЭСАУ) требуются дополнительные модули памяти.

Рис. 1. Обработка сигналов в ЭБУ

Модуль памяти EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

Модуль памяти EPROM это стираемое и перепрограммируемое ПЗУ, хранящее информацию, которая может стираться облучением ультрафиолетовыми лучами и с помощью устройства программирования снова записывается.
Модуль памяти EPROM обычно выполняется как отдельный конструктивный элемент. Управляющий модуль CPU обращается к модулю памяти EPROM через адресную шину и шину данных.

Модуль памяти Flash-EPROM (FEPROM)

Модуль памяти Flash-EPROM обычно сокращенно называют Flash-память. Информация в этот модуль может заноситься и стираться электрически.
ЭБУ с модулями памяти Flash-EPROM может быть перепрограммирован программатором через последовательный интерфейс на станции техобслуживания без вскрытия. Если микроконтроллер дополнительно снабжен модулями ПЗУ, то в них имеются программы для программирования Flash-памяти.
Модули памяти Flash-EPROM вместе с микроконтроллером могут быть интегрированы в микрочип.
Из-за своих преимуществ Flash-EPROM вытесняет использование упрощенных модулей EPROM.

Модуль памяти RAM (Random Access Memory)

Модуль RAM является оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), с помощью которого производится чтение/запись всех текущих величин изменяющихся параметров (переменных), например, значений сигналов. Для многозадачного использования емкости одного модуля памяти RAM, интегрированного в микроконтроллер, недостаточно, поэтому требуется дополнительный модуль памяти RAM, который подключается к микроконтроллеру через адресную шину и шину данных.
Если питание ЭБУ отключается, то модуль памяти RAM теряет весь массив данных (это энергозависимая память).

Модуль памяти EEPROM (E2PROM)

Модуль памяти RAM теряет всю информацию, если отключается от источника питания. Данные, которые необходимо сохранить для последующего управления и диагностики системы (например, коды и параметры неисправностей), должны долговременно храниться в модулях, не зависимых от электропитания.

Модуль памяти EEPROM загружается информацией электрически, но в нем, в противоположность модулю памяти Flash-EPROM, информация может стираться и заполняться по отдельности в каждой ячейке памяти.
Модуль памяти EEPROM предназначен для многократного повторения циклов записи/стирания информации и применяется как энергонезависимое устройство чтения/записи.

Модуль ASIC (Application Specific Integrated Circuit)

Модули ASIC это адаптивные интегральные схемы, предназначенные для расширения технических возможностей ЭБУ по расчету данных, когда стандартных микроконтроллеров недостаточно.
Эти интегральные схемы проектируются и изготавливаются по заданию разработчиков ЭБУ. Они могут содержать дополнительный модуль памяти RAM, входные и выходные каналы, самостоятельно генерировать и передавать сигналы ШИМ.

Модуль контроля

Выходные сигналы исполнительным устройствам

Микроконтроллер с помощью выходных сигналов управляет выходными каскадами ЭБУ, которые генерируют сигналы достаточной мощности для непосредственного управления исполнительными устройствами, а в некоторых случаях и реле.
Каждый выходной каскад защищен от короткого замыкания и скачков напряжения, а также от разрушения вследствие электрической или тепловой перегрузки. Любой нештатный режим интегральные схемы оконечных каскадов распознают как ошибку, и передают об этом сигнал в микроконтроллер.
Коммутационные сигналы служат для включения и выключения исполнительных устройств (например, электрического вентилятора системы охлаждения двигателя).

Сигналы ШИМ

Цифровые выходные сигналы могут генерироваться как сигналы широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Эти сигналы представляют собой последовательность прямоугольных импульсов с постоянной частотой f = 1/T и переменной длительностью t (рис. 2).
С помощью ШИМ-сигнала ЭБУ управляет исполнительными устройствами, приводя их в любое рабочее положение, изменяя параметр сигнала, называемый коэффициент заполнения D = t/T .

Рис. 2. Сигнал ШИМ:
T – период сигнала; t – переменная длительность сигнала

Передача данных внутри блока управления

Периферийные системы, поддерживающие работу микроконтроллера, могут обмениваться с ним сигналами через адресную шину и шину данных. Например, микроконтроллер выдает через адресную шину адрес модуля памяти RAM, по которому должно читаться содержание памяти.

В начале развития автомобильной электроники использовались 8-битные шины из восьми проводников, по которым передавались целые значения величиной до 256.
16-битные адресные шины уже могут обращаться к 65 536 адресам.

Современные электронные системы управления нуждаются в 16- или 32-битной шине данных. Для уменьшения количества электрических выводов, шину данных и адресную шину мультиплексируют, т. е. адреса и данные передают в разное время, при этом используют одни и те же проводники.
Данные, не требующие высоких скоростей передачи (например, данные памяти неисправностей), используют последовательные интерфейсы только с одной линией передачи данных.

Обмен данными между различными ЭСУ автомобиля

В процессе работы электронные системы автомобиля, управляющие различными устройствами и механизмами, взаимодействуют между собой, обмениваясь актуальными данными. Рассмотрим, как осуществляется обмен данными между электронными блоками ЭСУ автомобиля на примере взаимодействия с ЭСУД (электронной системы управления двигателем).

Микропроцессор ЭБУ дизельного двигателя системы Common Rail определяет момент начала и продолжительность впрыска топлива с учетом сигналов датчиков, и рассчитывает текущий расход топлива.
Сигнал расхода топлива передается ЭБУ двигателя 3 (рис. 3) в виде цифрового послания в шину CAN. Особенность шины CAN в том, что при передачи каким-либо ЭБУ послания в шину, оно одновременно поступает на все остальные ЭБУ автомобиля, подключенные к этой шине.
Таким образом, послание от ЭБУ двигателя прочитывается блоком управления комбинации приборов или автономным бортовым компьютером 6, которые демонстрируют водителю данные мгновенного расхода топлива и (или) запаса хода.
В старых электронных системах управления в качестве сигнала расхода топлива использовался ШИМ-сигнал (рис. 1).

Внешняя регулировка крутящего момента обеспечивается изменением подачи топлива под влиянием работы других систем автомобиля, например, антипробуксовочной системы или управления коробкой передач. Эти системы сообщают ЭБУ двигателем об изменении крутящего момента двигателя (обычно, в сторону снижения), а вместе с ним, соответственно, и величины подачи топлива.

Управление генератором 9 (рис. 3) и его диагностика может обеспечиваться через стандартный серийный интерфейс ЭБУ двигателем.
Например, при разряженной аккумуляторной батарее ЭБУ поддерживает повышенную частоту вращения коленчатого вала на режиме минимальных оборотов холостого хода.
В некоторых современных автомобилях управление генератором реализуется чрез шину LIN (Local Interconnect Network – локальная коммутируемая сеть, которая используется для управления электромеханическими компонентами автомобиля).

Рис. 3. Возможные системы для обмена данными с блоком управления работой двигателя:
1 - Блок управления системой стабилизации движения (с ABS и др. системами); 2 - Блок управления КПП; 3 - Блок управления работой двигателя; 4 - Блок управления кондиционером; 5 - Блок управления включением свечей накаливания; 6 - Комбинация приборов с автономным бортовым компьютером; 7 - Электронное противоугонное устройство; 8 - Стартер; 9 - Генератор; 10 - Компрессор кондиционера

Управление стартером 8 (рис. 3) производится ЭБУ двигателем, который обеспечивает блокировку стартера для предотвращения его включение при работающем двигателе.
Блок управления включением свечей накаливания 5 получает от ЭБУ двигателем информацию о моменте начала и продолжительности процесса накаливания свечей, управляет этим процессом и контролирует его. Для проведения диагностики в ЭБУ двигателя сообщается о нарушениях в этом процессе.
При прогреве камер сгорания блок 5 отключает контрольную лампу предварительного прогрева на панели приборов автомобиля.

Электронное блокирование движения необходимо для предотвращения несанкционированное использование автомобиля. Двигатель может запуститься только в том случае, когда электронное противоугонное устройство 7 (рис. 3) разблокирует ЭБУ двигателем.
С помощью пульта дистанционного управления или выключателя стартера и свечей накаливания водитель посылает сигнал на противоугонное устройство, подтверждающий, что он правомочен использовать этот автомобиль.
В этом случае ЭБУ двигателем подключается к остальным системам, и становятся возможными как пуск самого двигателя, так и движение автомобиля.

Кондиционер является частью климатической установки автомобиля и необходим для обеспечения комфортных условий труда водителя при высоких температурах окружающего воздуха.
Кондиционер охлаждает воздух в салоне с помощью компрессора 10, потребляемая мощность которого может составлять до 30% мощности двигателя. При различных условиях движения автомобиля, компрессор кондиционера управляется, в т. ч. ЭБУ двигателем, который может на некоторое время его отключить при резком увеличении оборотов. Так как это отключение кратковременно, оно не произведет заметного влияния на температуру в салоне автомобиля.

Электронный блок управления (ЭБУ, или контроллер), показанный на рис. 1.5, является центральным устройством ЭСУД. Блок изготовляется на базе микропроцессора с определенным объемом оперативной памяти (RAM) и постоянной памяти (ROM) и представляет собой управляющий компьютер. Блок получает информацию от датчиков и управляет функциональными системами, обеспечивая оптимальную работу двигателя при заданном уровне показателей.

Рис. 1.5. Электронный блок управления

Электронный блок управления включает в себя встроенную систему диагностики, состоящую из бортовых диагностических средств и колодки диагностики. Назначение системы диагностики — определить характер неисправностей и сигнализировать о их наличии включением контрольной лампы CHECK ENGINE, расположенной на панели приборов. При возникновении неисправности ЭБУ устанавливает резервный режим управления двигателем, позволяющий эксплуатировать автомобиль до проведения квалифицированного диагностирования и ремонта.

Электронный блок управления размещается в салоне автомобиля, как правило, под консолью панели приборов или на передней панели кузова (рис. 1.6), что предохраняет его корпус от попадания грязи, масла и влаги.

Электронный блок управления вырабатывает сигналы управления, необходимые для функционирования основных систем двигателя.

Рис. 1.6. Расположение ЭБУ в салоне автомобиля ВАЗ-2110: 1 — ЭБУ; 2 — консоль панели приборов

В системе топливоподачи ЭБУ управляет включением и выключением электробензонасоса, порядком и длительностью открытия топливных форсунок; регулирует открытие клапана дополнительного воздуха или регулятора холостого хода для поддержания заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу; управляет работой клапана продувки адсорбера.

В системе зажигания ЭБУ управляет катушками зажигания, обеспечивающими искрообразование на электродах свечей зажигания; формирует угол опережения зажигания, позволяющий работать двигателю без детонации.

В системе охлаждения ЭБУ управляет включением и выключением вентилятора системы охлаждения или электромагнитной муфты вентилятора.

В системе рециркуляции отработавших газов ЭБУ управляет подачей некоторой части отработавших газов из выпускного трубопровода двигателя в его цилиндры.

При наличии противоугонной системы ЭБУ обменивается с ней информацией и блокирует пуск двигателя в случае несанкционированного доступа к автомобилю.

Кроме того, ЭБУ управляет включением и выключением главного реле, которое подает питание на элементы ЭСУД (кроме электробензонасоса, катушек зажигания и вентилятора). Главное реле включается при включении зажигания и выключается при его выключении с задержкой на некоторое время, необходимое для подготовки к следующему включению (для завершения вычислений и установки регулятора холостого хода в положение, соответствующее запуску двигателя).

Электронный блок управления имеет устройства связи с датчиками системы и исполнительными механизмами, выполняет функцию самодиагностики системы и обладает аварийным (резервным) режимом работы, включающимся в случае повреждения датчиков. При наличии неисправностей элементов системы блок сигнализирует о них водителю включением контрольной лампы CHECK ENGINE, расположенной на панели приборов, и сохраняет в своей памяти диагностические коды, обозначающие характер неисправности. Предусмотрена возможность подключения через диагностический разъем к внешнему (небортовому) диагностическому устройству или к ЭВМ.

Как любой компьютер, ЭБУ имеет электронную память — встроенные запоминающие устройства трех типов: постоянное, оперативное и электрически программируемое.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) блока хранит программу управления, настроенную на конкретную комплектацию системы управления и содержащую последовательность рабочих команд, а также калибровочную информацию. Калибровочная информация представляет собой данные, зависящие от параметров автомобиля, его двигателя и некоторых других факторов. Эта память является энергонезависимой, и ее содержимое сохраняется даже при отключении питания. Информация, хранящаяся в ПЗУ, не может быть перезаписана или удалена из ПЗУ.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется блоком для временного хранения измеряемых параметров и результатов вычислений, корректирующих настройки ЭСУД под условия работы двигателя, а также для хранения диагностических кодов неисправностей. ЭБУ может вносить в ОЗУ и считывать расчетные данные, хранить и обновлять алгоритмы самообучения. Эта память является энергозависимой. Для сохранения информации ОЗУ требует бесперебойного питания от бортовой сети автомобиля. Необходимо помнить, что при отключении аккумуляторной батареи диагностические коды неисправностей, расчетные данные и данные самообучения, содержащиеся в ОЗУ, стираются. Потеря информации, хранящейся в ОЗУ, может привести к временному ухудшению эксплуатационных свойств автомобиля.

Электрически программируемое запоминающее устройство (ЭПЗУ) блока используется для временного хранения информации, связанной с начальными настройками системы управления по критериям токсичности, кодов-паролей автомобильной противоугонной системы, а также паспортных данных автомобиля. Эта память является энергонезависимой и сохраняется при отключении питания ЭБУ.

Рис. 1.5. Электронный блок управления

Рис. 1.6. Расположение ЭБУ в салоне автомобиля ВАЗ-2110: 1 — ЭБУ; 2 — консоль панели приборов

Как работает ЭБУ

Схема работы ЭБУ

Для того чтобы понять, что такое ЭБУ в автомобиле, для начала нужно разобраться с тем, как данная система работает. В первую очередь ЭБУ собирает данные с датчиков:

Температура мотора и окружающей среды,
Данные о подаче кислорода и топлива,
Датчик скорости,
Датчик холостого хода,
Данные от систем антизаноса, стабилизации, антиблокировочной системы, некоторых других систем безопасности,
Информация о состоянии коленвала (или коленвалов)
Информация о положении дроссельной заслонки, педали газа
Контроль количества охлаждающей жидкости, тормозной жидкости и самой тормозной системы
Датчик напряжения внутренней электросети автомобиля,
Информация из цепи ЭУР или о состоянии гидроусилителя.

Это минимальный набор данных, которые блок электронного управления получает для анализа постоянно. Чем выше классом машина, тем этот список все длиннее. Добавляются, например, данные о состоянии пневматической подвески у внедорожника и пр.

По мере анализа всей этой информации ЭБУ постоянно отдает команды для поддержания автомобиля в рабочем режиме. Фактически блок управления всегда держит под контролем:

Впрыск инжекторов,
Подача воздуха и всю система зажигания,
Управление газораспределением,
Состав выхлопных газов,
Управление автоматической КП
Поддержание нужного значения температуры,
Всю осветительную систему, внутреннюю и наружную,
Подогрев, кондиционер,
Стеклоподъемники и прочее.

Как выглядит ЭБУ

Электронный блок управления (со снятой крышкой)

Это электронная плата, помещенная в небольшой корпус (алюминиевый или пластиковый). Материал оболочки зависит от места нахождения блока. Если он располагается в салоне, то обычно в пластиковом корпусе, а если под капотом машины – то в металлическом. Из контроллера наружу выходят пара разъемов под CAN шины. Иногда имеется дополнительный разъем для удобства диагностики и перепрошивки.

Внутри ЭБУ устроен как мини компьютер, плата блока управления состоит из запоминающих устройств, а именно:

ОЗУ – оперативной памяти для обработки промежуточных данных об автомобиле,
ППЗУ – постоянная память, хранит установки функций двигателя и прочее необходимое ПО.
ЭРПЗУ – предназначено для хранения временной информации: кодов блокировки и доступа, пробега, температуры в двигателе, расхода горючего и пр.

ЭБУ легко опознать по двум шлейфам, подсоединенным к нему. Если блок электронного управления расположен под капотом, то рядом с блоком предохранителей или с аккумулятором. Если он находится в салоне, то обычно под панелью, либо под задним диваном. Есть модели автомобилей, в которых блок электронного управления расположен даже в багажнике.

Неисправности и ремонт ЭБУ

Поврежденный чип на плате ЭБУ

ЭБУ – важная и, как правило, очень надежная часть автомобиля. Но можно однозначно говорить о его неисправности:

Если машина не запускается или плохо управляется,
Происходят различные блокировки (дверей, сцепления и пр.),
На дисплей постоянно выдаются ошибки,
Происходят сбои в работе двигателя.

Самая частая причина выхода из строя ЭБУ – короткое замыкание в бортовой электросети. Также поломка может случиться из-за аварии, перегрева, попадания на плату жидкостей (воды, антифриза), в результате коррозии.

Снять ЭБУ достаточно просто, для этого нужно:

Отсоедините минусовую клемму аккумулятора,
Отсоедините два входящих шлейфа,
Открутите болты крепления.

Если ЭБУ размещается возле печки на передней панели, предварительно понадобится ее (панель) снять.

Видео об ЭБУ

Что такое ЧИП-тюнинг ЭБУ

ЧИП-тюнинг электронного блока управления

Усовершенствование заводского программного обеспечения, то есть замену стандартной прошивки ЭБУ, называют ЧИП-тюнингом.

Если вы решили сделать ЧИП-тюнинг, помните: новое ПО должно быть абсолютно адаптировано под вашу марку, либо должно быть оригинальным.

Читайте также: