Электронные системы управления автомобилем

Электронные системы управления автомобилем

Контроль за механическими, гидравлическими и пневматическими системами автомобиля. Управление электроникой. Локальная система связи (Controller Area Network).

Электронные системы управления автомобилем предназначены для осуществления контроля и управления за его различными механическими, гидравлическими и пневматическими системами. Задача электронных систем управления — облегчение управляемостью транспортным средством, увеличение контроля за ситуацией на дороге, повышение безопасности езды, улучшение тяговых характеристик авто. Обширная база знаний по электронным системам доступна при приобретении лицензий и ваучерных кодов системы дистанционного обучения ELECTUDE.

Управление электроникой

• Двигателя. Специальные датчики позволяют произвести измерения конкретных параметров работы двигателя. Количество датчиков впечатляет разнообразием. Среди самых распространённых – датчик давления топлива в контуре низкого давления, датчик давления во впускном коллекторе, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха .
• Подвески. Электронные средства важны для управления кинематикой подвески, стабилизаторами поперечной устойчивости, гасящими и упругими элементами подвески. Напрямую с управлением подвески связаны вопросы устойчивости автомобиля.
• Трансмиссии. Благодаря компьютерным системам, например, оперативно оптимизируется процесс управления фрикционными сцеплениями. В процессе разгона транспортного средства отпадает надобность в получении разности частот вращения коленвала двигателя и ведущего вала коробки передач.
• Рулевого управления. В том числе, доступно электронное управление подачей тока к соленоиду обводного клапана.
• Тормозной системы. С помощью современных электронных систем можно регулировать тормозное давление на каждом отдельном колесе, влиять на пробуксовку задних колес в режиме притормаживания и оптимизировать управляемость транспортным средством при торможении непосредственно до наступления момента блокировки колес.
• Инструментальной панели (информационных и предупреждающих приборов).
• Удерживающих устройств. Как системы безопасности водителя, так и пассажиров.
• Осветительного оборудования. Компьютерные системы помогают современному водителю управлять светом, внутренним освещением салона, омывателями, стеклоочистителями, системами.

Установка электронных систем управления авто – это возможность снабдить транспортное средство средствами самодиагностики, предупредить водителя о потенциальных сбоях функционировании систем, сделать более рациональной работу персонала автосервиса.

Современные автомобильные компьютеры способны мгновенно оценивать дорожную ситуацию и отклонения от нормального режима управления автомобилем. Они способны вывести автомобиль из сложного заноса, перехватывая управление автомобилем, своевременно предупреждают водителя об опасности, согласуют управление автомобиля с движущимися по соседней полосе автомобилями, и позволяют выбрать наиболее выгодный режим разгона или замедления на слиянии, пересечении дорог.

Компоненты электронной системы управления автомобилем: что есть что?

Современный автомобиль оснащен несколькими электронными модулями управления, десятками датчиков и актуаторами – исполнительными устройствами, способными передавать данные главному процессору.

• Сенсоры (датчики) – устройства, которые предназначены для ввода информации. Устройства необходимы для отправки сигналов от устройств во внешнюю среду. Датчики способны преобразовать в электрические сигналы перемещение, температуру, давление, скорость, изменение позиционирования. Образно их можно назвать органами чувств автомобильных компьютерных систем. Это «нос», «глаза» и «уши» транспортного средства.
• Электронный модуль управления представляет собой компьютер (комплекс электронных схем). Объединяет программное и аппаратное обеспечение. Используя сигналы от входящих устройств (датчиков), электронный модуль осуществляет управление различными системами, подсистемами, устройствами вывода (приводами). Позволяет управлять и контролировать мощность, расход топлива, состав отработавших газов и другие важные параметры. Электронный модуль управления является «мозгом» компьютерной автомобильной системы. При этом при существенных изменениях: например, установке турбокомпрессора, электронный модуль управления может быть перепрограммирован.
• Актуаторы (приводы) – исполнительные устройства, которые представлены миниатюрными электромоторами, электромагнитами. Они и преобразуют электрические сигналы в движение или перемещение органов управления. Приводы справедливо сравнивают с «руками» компьютерных автомобильных систем.

• U= Напряжение (от датчика холостого хода и от датчика полной нагрузки);
• Q = электросигнал, поступивший от датчика массового расхода воздуха;
• nK = сигнал, идущий от датчика частоты вращения коленчатого вала;
• TM = сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости в двигателе;
• TL = сигнал от датчика температуры воздуха;
• RAM = Random Access Memory = оперативная память – хранит информацию о быстро-изменяющихся параметрах состояния двигателя и внешней среды;
• ROM = Read-Only Memory = Постоянное запоминающее устройство – хранит информацию о практически неизменных параметрах;
• ECU = Электронный модуль управления – процессор, способный вычислить длительность впрыска топлива каждой из топливных форсунок (инжекторов), опираясь на информацию, хранящуюся в оперативной памяти и в постоянном запоминающем устройстве.

Длительность открытого состояния инжектора ti = 2,4 мс позволяет сформировать необходимое соотношение воздуха и топлива в цилиндре двигателя.

Controller Area Network

Современные транспортные средства активно освещают локальной системой связи (Controller Area Network). Мощный процессор, направлен на комплексное управление электронными системами и механизмами автомобиля.

Для обмена информацией модули управления системами автомобиля подключают к этой локальной сети. В этом случае легко решается вопрос с получением сигналов от датчиков и реагированием на изменения положения органов управления.

В случае выявления ошибки электронным модулем управления центральный процессор сразу же видит сигнал и запускает процесс, направленный на сохранение работоспособности той или иной системы и поддержание безопасности во время движения. Водитель о возникшей неисправности также сразу получает соответствующий сигнал.

Считывать автоэлектрикам информацию о неисправностях, получить данные с датчиков и исследовать форму электросигнала исходящего от них можно посредством мотор-тестеров. Умения пользоваться этими устройствами становятся необходимыми для каждого современного диагноста, мехатроника.

Среди образовательных продуктов SENSYS на базе платформы ELECTUDE обязательно обратите внимание на тренинг «Автодиагност. Диагностика электронных систем управления двигателя при помощи мотор-тестера». Это эффективная тренировка навыков в области диагностики автомобиля с электронными системами управления.

Электронный блок управления автомобиля: что делает и коды ошибок

Современные автомобили невозможно представить без набора систем, отвечающих как за безопасность, так и за комфорт. Работа каждой возможна благодаря сложным электронным компонентам. Один из главных — электронный блок управления (ЭБУ). В конструкции автомобилей электронных блоков управления может быть несколько, хотя чаще всего ЭБУ связывают с работой двигателя. Последний представляет собой основной компьютер, который отвечает за исправную и эффективную работу силового агрегата. Но есть и те, которые не имеют отношения к мотору, например для управления подушками безопасности или электрическими стеклоподъемниками.

Что такое ЭБУ

Электронный блок управления (ЭБУ) — это устройство, отвечающее за контроль, регулирование и изменение работы электронных систем автомобиля. Проще говоря, это компьютер, «мозги» автомобиля.

Обычно под ЭБУ подразумевают блок управления двигателем, но это не всегда так. В современных авто бывает несколько десятков контроллеров, отвечающих за функционирование различных систем — от форсунок до режима работы щеток стеклоочистителя. Чем выше класс авто, тем этот список шире. Вот некоторые из самых распространенных модулей:

• двигателя: отвечает за настройку зажигания, подачу топлива;
• коробки передач: контролирует ступень и время переключения передач;
• подвески: регулирует подвеску в соответствии с текущими условиями вождения, высоту дорожного просвета;
• кузова: отвечает за управление системами комфорта и безопасности — дверные замки, электрические стеклоподъемники, освещение салона, климат-контроль, подушки безопасности;
• телематики: применяется в так называемых подключенных авто и отвечает за работу интернет-соединения, телефонии, GPS-настроек и навигационных систем.

Для работы этих и других систем бывает свой компьютер, но чаще один блок контролирует несколько смежных функций. Начинка ЭБУ схожа с персональным компьютером, у него есть свои платы, процессор и микросхемы. Основные рабочие элементы электронного блока управления следующие:

• Постоянная память. В ней хранятся заданные производителем настройки и алгоритмы работы той или иной системы (подача топливно-воздушной смеси, условие для срабатывания подушки безопасности). Набор этих данных постоянен.
• Оперативная память. Здесь хранится временная информация, которая с определенным промежутком времени перезаписывается. Например, в нее поступают данные о температуре двигателя, пробеге и расходе топлива.
• Процессор. Отвечает за все вычислительные и логические процессы, сравнение заданных алгоритмов с входящими данными от многочисленных датчиков.
• Входные порты и датчики. Это те проводники, по которым в компьютер поступает информация. Обычно это два или более проводов, подключенных к устройству.

Фото: Shutterstock

Данные с этих входов оцениваются ЭБУ и сравниваются с сохраненными бортовыми алгоритмами. Затем компьютер решает, что должно произойти, чтобы обеспечить правильное функционирование конкретной системы, и выдает соответствующие команды. Таким образом, ЭБУ не только упрощает управление авто, но и оптимизирует такие параметры, как расход топлива, уровень вредных выбросов, динамика авто и пр.

Где находится ЭБУ

Единого стандарта расположения электронного блока управления в автомобилях не существует. Поэтому его установка варьируется от марки и модели. Но чаще всего ЭБУ располагается в подкапотном пространстве или под обшивкой в салоне. Внешне он напоминает небольшую коробку в пластиковом или металлическом коробе с маркировкой производителя.

Если говорить об ЭБУ двигателя, то вот несколько распространенных мест, где его можно найти:

• в моторном отсеке, непосредственно рядом с двигателем;
• под перчаточным ящиком;
• за приборной панелью или обшивкой центральной консоли;
• в подкапотном пространстве, в районе лобового стекла;
• возле АКБ;
• под подкрылком левого колеса.

Как правило, доступ к ЭБУ не составляет проблем. Но у ряда моделей он находится в неудачных местах. В результате на блок попадает вода, например, при сильных дождях, или другие технические жидкости. Все это со временем может привести к выходу из строя контроллера.

Ошибки ЭБУ

Когда блок управления двигателем автомобиля обнаруживает проблему или неисправность, он запускает специальный код, а на приборной панели загорается индикатор Check — оранжевый значок двигателя. Код неисправности состоит из пяти символов, шифрующих информацию о месте и типе ошибки. Первый — это буква: P, B, C или U — и следующие четыре цифры.

Фото: Shutterstock

Значение букв в коде ЭБУ:

• P — неисправность в силовой установке, включая двигатель и трансмиссию.
• В — проблемы с климат-контролем, освещением или подушками безопасности.
• C — шасси, тормозная система, рулевое управление, подвеска;
• U — указывает на ошибки сетевого обмена данными и проблемы с проводкой.

Второй символ, или первая цифра от 0 до 3. Она отражает код производителя и общую информацию для конкретного блока. Следующая цифра (третий по счету символ) объясняет, к чему относится неисправность, то есть указывает на проблемы в конкретных системах автомобиля.

Значение цифр в коде ЭБУ:

• 1 — система подачи топлива;
• 2 — инжектор, воздухоподача;
• 3 — зажигание;
• 4 — контроль выхлопов;
• 5 — скорость и холостой ход;
• 6 — ЭБУ и его цепи;
• 7,8 — трансмиссия.

Количество комбинаций букв и цифр большое, как и неисправностей. При этом компьютер может фиксировать сразу несколько ошибок. Для диагностики и определения проблемы используют специальные считывающие программы. Стоимость работ по проверке ЭБУ относительно невысокая — в среднем 1500 руб., а сама процедура занимает не более 30 минут. Пройти диагностику можно как у авторизованного дилера, так и на любой СТО и в автосервисе.

Примеры кодов ошибок ЭБУ и их расшифровка:

• P0300-P0305 — пропуски зажигания;
• Р0171, Р0174 — качество топливно-воздушной смеси;
• Р0440, Р0442, Р0446, Р0455 — цепь управления системы контроля отвода паров топлива;
• Р0420, Р0430 — работа каталитического нейтрализатора;
• Р0201, Р0202, Р0203, Р0204 — цепь управления форсунками первого, второго, третьего и четвертого цилиндров.
• Р0506, Р0507 — система холостого хода, низкие/высокие обороты двигателя;
• Р0116, Р0117, Р0118 — цепь датчика температуры охлаждающей жидкости.

Ремонт ЭБУ

Поскольку блок управления двигателем запрограммирован по-своему для разных автомобилей, его замена не универсальна. Фактически, компьютер из автомобиля того же года, марки, модели и типа двигателя может не работать в, казалось бы, идентичном авто.

Фото: Shutterstock

Как и для любой другой электроники, для ЭБУ автомобиля наиболее опасны скачки напряжения. Если в бортовой сети произошел разрыв или короткое замыкание, то, скорее всего, этот сбой отразится на «мозгах».

Кроме того, к нарушению работы ЭБУ также может приводить:

• перегрев блока;
• коррозия;
• механическое повреждение процессора и микросхем от удара или сильных вибраций;
• на ряде современных авто к некорректной работе ЭБУ приводит «прикуривание» другого автомобиля на работающем двигателе и снятие аккумулятора.

Неисправность модуля выражается по-разному: мигающий индикатор Cheсk, троение, пропуски зажигания, отправка неверных команд, но в самом худшем случае — автомобиль просто не заводится.

Ремонт ЭБУ — задача не из простых. Он предполагает полную разборку блока и очень точную и детальную работу с электроникой. Поскольку это высокотехнологичный элемент, который влияет на работу почти всех компонентов автомобиля, важно быть уверенным в мастерской, выполняющей работу. В некоторых случаях требуется полная замена модуля.

Можно ли сделать перепрошивку ЭБУ

ЭБУ автомобиля можно перенастроить, загрузив в него новую часть программного обеспечения. Этот процесс называется «перепрошивка». Благодаря ему можно настроить определенные параметры автомобиля по-новому. Например, для улучшения производительности двигателя или, наоборот, повышения экономичности. Вот некоторые из наиболее распространенных переменных, на которые может повлиять перепрошивка:

• соотношение воздушно-топливной смеси;
• регулировка момента зажигания;
• ограничение максимальной скорости автомобиля.

При желании и соответствующем опыте изменить настройки ЭБУ можно самостоятельно. Но, как правило, за подобной услугой обращаются в специализированные сервисы. Лучше всего подбирать мастеров на клубных и профильных форумах.

При этом стоит помнить, что в случае нового авто перепрошивка автоматически аннулирует гарантию. Кроме того, всегда остается риск запустить цепь других неисправностей при не очень удачном вмешательстве в «мозги».

Компьютеры на колесах: Автомобильная электроника

«Сейчас мы будем учить вас самому интересному, – сказала очаровательная девушка-инструктор из школы водительского мастерства BMW в Зальцбурге, – прохождению поворотов в заносе. Только не забудьте нажать кнопку отключения системы динамического контроля курсовой устойчивости, иначе у вас ничего не получится, электроника не даст проехать поворот как надо».

Александр Грек

Item 1 of 3

1. Система контроля за давлением в шинах 2. Регулировка положения кузова с пневмоприводом 3. Динамическая система контроля управления 4. Электронная регулировка жесткости амортизаторов 5. Электронный стояночный тормоз 6. Цифровая электроника управления двигателем 7. Активный круиз-контроль 8. Система динамической стабилизации 9. Система переключения передач, расположенная на руле

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Садясь за руль современного автомобиля, большинство водителей даже не представляют, насколько их ощущения от вождения не соответствуют действительности. Вы давите на газ и ощущаете приятное сопротивление педали, вращаете руль — и чувствуете, как проворачиваете колеса, давите на тормоз — и кажется, что именно ваша нога продавливает тормозную жидкость к суппортам, сдавливающим тормозные диски. Однако вы заблуждаетесь — в новейших автомобилях все это делают сервомоторы, управляемые электроникой, а кажущееся сопротивление в руле, рычагах и педалях создают другие сервомоторы. С заносом сражается не мастерство водителя, а специальные компьютерные системы. Они же управляют двигателем, следят за стеклоочистителями, воздухом и температурой в салоне, сцеплением с дорогой, расходом горючего и так далее. Насколько современный автомобиль стал компьютером? Доктор Клаус Бенглер, возглавляющий в компании BMW отдел взаимодействия человека и автомобиля, немного приоткрыл завесу тайны над этой проблемой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Автомобильный закон Мура

Уже сейчас до 40% стоимости современного автомобиля определяется электронными компонентами и программным обеспечением. 90% всех нововведений, появляющихся в вашем автомобиле, связаны именно с электронными системами. При создании электронных систем нового автомобиля от 50% до 70% расходов приходится на программное обеспечение. В современных машинах премиум-класса можно насчитать до 70 процессоров, объединенных пятью системными шинами. И процесс развивается лавинообразно.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как заметил доктор Бенглер, на автомобили целиком распространяется знаменитый закон, впервые высказанный основателем компании Intel Гордоном Муром: вычислительная мощность удваивается каждые 18 месяцев. Каждые четыре года оперативная память вашего компьютера увеличивается примерно в десять раз. То же самое происходит и с автомобилем! Единственная разница состоит в том, что автомобили опаздывают от компьютеров примерно на семь лет. Вы только что купили себе домашнюю систему с четвертым Пентиумом? Будьте уверены, через семь лет ваш новый BMW будет с легкостью обсчитывать те же задачи. По существу, современный автомобиль — это тот же компьютер, только на колесах, заметил Бенглер.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

О чем думает автомобиль

С компьютерами все ясно — каждая новая версия Doom требует полной замены системы. А автомобилям это зачем? Сначала владельцам авто разонравилось копаться во внутренностях машины, и всю диагностику взяли на себя компьютерные системы. Сегодня автовладелец должен только заливать в машину бензин, масло и стеклоомыватель. В случае неисправности автомобиль сам сообщит вам об этом и подскажет, можно ли самостоятельно доехать до сервиса или пора вызывать эвакуатор. Потом выросли мощность и скорость: в середине прошлого века безопасно управлять на скоростях в 150−200 километров в час могли только профессиональные гонщики, а сейчас это доступно даже старушке-пенсионерке. Вернее, она лишь крутит руль и давит на педаль газа, все остальное делают бортовые компьютеры.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

А аварийно-спасательные системы автомобиля в случае аварии будут активно бороться за ее жизнь.

Помимо этих жизненно необходимых систем автомобили стали обзаводиться. как бы помягче сказать? — аксессуарами: вентиляцией и сервоприводами сидений, адаптивными системами освещения салона, телевизорами, игровыми приставками, массажерами В итоге количество дисплеев и управляющих клавиш вплотную приблизилось к оборудованию пилотской кабины. Лучшие умы в автомобильных исследовательских центрах брошены как раз на решение этой проблемы — уже сейчас в разных машинах появились джойстикоподобные системы навигации по информационным дисплеям. Пример — I-Drive у BMW. На стадии испытания находятся системы, способные распознавать жесты, направление взгляда и даже эмоции водителя. Если, например, вам не нравится, как ведет себя ваша машина, вы сможете на нее закричать и замахать руками. Она исправится. И извинится приятным женским голосом. Я сам это пробовал. Пока, правда, ругаться придется на немецком.

0 РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Без Microsoft не обошлось

В большинстве дорогих автомобилей, не поверите, стоит всем хорошо знакомая операционная система Microsoft Windows — правда, специальная автомобильная версия. Однако не беспокойтесь, ей доверяют исключительно мультимедийные функции, интернет и иногда системы навигации. Так что если в вашем автомобиле вдруг перестала играть музыка, не спешите сразу же ехать в сервис-центр, сначала попробуйте просто заглушить двигатель и вновь завести его — вполне возможно, это был просто программный сбой. А вот жизненно важные функции — управление двигателем, тормозами, рулевым управлением, системами безопасности — обслуживают специализированные отказоустойчивые операционные системы реального времени. Это невидимые герои — их названия мало кому знакомы, но именно они несут ответственность за вашу жизнь.

Источник https://pro-sensys.com/info/articles/obzornye-stati/elektronnye-sistemy-upravleniya-avtomobilem/

Источник https://www.autonews.ru/news/62cbdd999a7947255131e2f1

Источник https://www.techinsider.ru/vehicles/7941-kompyutery-na-kolesakh-avtomobilnaya-elektronika/