In modernen Autos ist die gesamte elektrische Ausrüstung zu einem einzigen System zusammengefasst, das als Elektropaket bezeichnet wird. Die Verwaltung des Kraftpakets ist speziellen Elektronikeinheiten zugeordnet - lesen Sie alles über diese Geräte, deren Aufbau und Funktionsweise sowie über die richtige Wahl und den richtigen Austausch im Artikel.
Was ist ein elektrisches Steuergerät?
(Steuergerät für elektrisches Zubehör, Komforteinheit, zentrale Karosserieelektronik) - eine Komponente des Bordnetzes; ein auf Mikroprozessoren / Mikrocontrollern basierendes elektronisches Gerät, das als zentrale Steuereinheit für Hilfssysteme und elektronische Komponenten des Fahrzeugs dient, um dessen Komfort und Sicherheit zu erhöhen.
In modernen Autos und vielen Lastkraftwagen sind verschiedene elektrische Geräte - elektrische Fensterheber, Außen- und Innenbeleuchtung und Lichtalarme, Türschlösser, Rückspiegel und andere - zu einem einzigen System zusammengefasst, das als Elektropaket (EP) bezeichnet wird. Die Funktionen der Steuerung und Verwaltung des elektronischen Signals sind der zentralen Steuereinheit (Controller) zugeordnet. Durch den Einsatz des Steuergerätes Power Package können Sie verschiedene Steuerungsschemata für die Kfz-Elektrik realisieren:
- Manuelle Steuerung über die entsprechenden Schalter an Armaturenbrett, Türen, Lenkstockschalter usw.;
- Fernsteuerung von elektrischen Geräten mit Autoalarmanlagen oder Telematiksystemen;
- Automatische Steuerung einiger Elemente in Übereinstimmung mit dem Zustand des Fahrzeugs, der Motorsteuerung und des Bordcomputers;
- Automatische Steuerung der Hauptelemente, die die Sicherheit des Autos gewährleisten (Zentralverriegelung, Fenster, Licht), wenn sich der Status der Autoalarmanlage und / oder der Wegfahrsperre ändert.
So können Sie mit dem Steuergerät des Kraftpakets den Komfort und die Sicherheit des Fahrzeugs erhöhen sowie die Funktionalität seines elektrischen Systems erweitern, indem Sie die Vorteile und Fähigkeiten der CAN-, LIN-, K-Line- und anderen Datenübertragung nutzen Protokolle.
Eine Fehlfunktion des EA-Controllers kann die Funktion der elektrischen Ausrüstung des Fahrzeugs vollständig stören, daher muss dieses Gerät so schnell wie möglich ersetzt werden. Um den richtigen Kauf eines neuen Geräts zu tätigen, müssen Sie die vorhandenen Typen dieser Geräte, ihre Merkmale und Funktionen verstehen.
Der Aufbau elektrischer Steuergeräte
Alle modernen EP-Steuerungen sind auf der Basis von Mikroprozessoren oder Mikrocontrollern aufgebaut, die die Funktionen zur Steuerung elektrischer Gerätekreise übernehmen. Die Prozessoren verfügen über Algorithmen zur Steuerung von Geräten in verschiedenen Situationen - bei manueller Steuerung, im Automatikmodus usw. Die direkte Steuerung der Geräte erfolgt über kleine elektromagnetische Relais oder elektronische Schlüssel auf Basis leistungsstarker Feldeffekttransistoren.
Die elektronischen Komponenten befinden sich auf einer Leiterplatte, die in ein Kunststoffgehäuse eingebaut ist, der Anschluss an die elektrische Ausrüstung erfolgt über handelsübliche elektrische Steckverbinder. Ein bis drei Stecker können an einem Gerät installiert werden, oft sind die Leistungs- und Steuerstromkreise getrennt, für den Anschluss werden separate Stecker verwendet.
Es befindet sich unter dem Armaturenbrett oder unter der Mittelkonsole und wird normalerweise in der Nähe des Relais- und Sicherungsmontageblocks installiert - dies reduziert die Kabellänge zwischen diesen Knoten. Das Gerät wird mit Schrauben oder mit einer Metallhalterung befestigt.
Typen und Funktionsweise elektrischer Steuergeräte
Die in verschiedenen Fahrzeugen verwendeten elektrischen Steuergeräte können sich in Funktionalität und Betriebsverhalten unterscheiden, sind aber im Allgemeinen für die Steuerung folgender elektrischer Geräte zuständig:
- Fensterheber aller Türen und Fensterheberverriegelung;
- Externer (seitliche) Rückspiegelantrieb;
- Beheizte Außenspiegel;
- Heizbare Heckscheibe;
- Beheizte Vordersitze;
- Zentralverriegelung;
- Schließmechanismus und Schlösser des Kofferraums und der Motorhaube;
- Fahrtrichtungsanzeiger vorn und hinten;
- Innenbeleuchtung - Deckenleuchte, B-Säulenleuchten, Einstiegsleuchten, Gepäckraumbeleuchtung;
- Instrumententafelbeleuchtung;
- Außenbeleuchtung - Nebelscheinwerfer und Nebelschlussleuchten, Standlicht, Rückfahrlicht.
Das Aktivieren, Deaktivieren und Ändern der Betriebsarten der angegebenen elektrischen Betriebsmittel erfolgt durch Anlegen von Steuersignalen an die Aktoren - Elektromotoren oder Getriebemotoren, Heizelemente oder Lampen / LEDs. Das Schließen von Stromkreisen erfolgt, wie bereits oben erwähnt, durch entsprechende Relais oder Schlüssel. Steuersignale werden von mehreren Mikrocontrollern und Steuertreiber-Mikroschaltkreisen erzeugt, deren Anzahl in der Steuereinheit fünf oder mehr erreichen kann. Jeder Mikrocontroller und Treiber ist für verschiedene Geräte verantwortlich, normalerweise werden separate Mikroschaltungen verwendet, um elektrische Fensterheber, Außen- und Innenbeleuchtung, Zentralverriegelung usw.
Zudem verfügt nicht jede Leistungspaketsteuerung über alle spezifizierten Funktionalitäten. Serienmäßig übernimmt dieses Gerät die Steuerung der elektrischen Fensterheber, der Spiegel und der Zentralverriegelung, mit erweiterter Funktionalität steuert es die Innen- und Außenbeleuchtung sowie weitere elektrische Geräte. Dementsprechend werden bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Konfigurationen elektronische Steuergeräte verwendet, die in Funktionalität und Fähigkeiten nicht die gleichen sind.
Es ist zu beachten, dass in unserem Land das Steuersystem für elektrische Geräte, das neben Fenstern, Schloss und Spiegeln auch andere Geräte umfasst, oft als Full Power Package (PEP) bezeichnet wird. Dies ist jedoch eher ein Marketing-Trick als ein Spiegelbild der tatsächlichen Fähigkeiten des Systems - viele ausländische Autos haben mehr Fähigkeiten als das sogenannte PEP in inländischen Autos.
Auswahl und Austausch der elektrischen Steuereinheit
Trotz der hohen Zuverlässigkeit können die EC-Steuergeräte ausfallen, was zu einer Fehlfunktion der Fahrzeugelektrik führt. Eine Fehlfunktion dieses Gerätes wird sowohl durch den Ausfall einzelner Geräte (z und Innenbeleuchtung, Glas- und Sitzheizungen usw.) usw.). In jedem Fall werden zuerst die Sicherungen der entsprechenden Geräte überprüft und erst dann die Diagnose des elektrischen Steuergeräts durchgeführt.
In einigen Fällen unterliegt das EP-Steuergerät einer Reparatur, die auf den Austausch eines ausgefallenen Mikrocontrollers oder anderer Teile hinausläuft. Manchmal ist es jedoch einfacher und billiger, ein zusammengebautes Gerät zu ersetzen, als es zur Reparatur zu übergeben (insbesondere wenn das Fahrzeug eine minimale EDS-Konfiguration ohne Wegfahrsperren-Steuerungsfunktion hat). In diesem Fall muss das Ersatzgerät vom gleichen Typ und Modell (sowie Katalognummer) sein, das zuvor installiert wurde. In einigen Fällen ist die Installation eines Blocks eines anderen Modells möglich, aber meistens wird dies durch die Notwendigkeit, die Pinbelegung der Anschlüsse zu ändern, behindert oder erfordert den Verzicht auf einige Funktionen.
Das Gerät muss gemäß den Anweisungen für die Reparatur und Wartung des Fahrzeugs ausgetauscht werden. Normalerweise besteht die Arbeit darin, das alte Gerät zu demontieren und ein neues zu installieren, aber zuerst müssen Sie Zugang zu diesem Gerät erhalten, und dies kann eine teilweise Demontage des Armaturenbretts oder der Konsole erfordern. Da die Elektroinstallation mit Standardsteckverbindern erfolgt, sind keine Löt- oder sonstigen Eingriffe erforderlich und das neue Steuergerät beginnt sofort nach dem Einbau und der Stromversorgung des Bordnetzes zu arbeiten.
Wenn die Steuerung des Kraftpakets mit einem Alarm und / oder einer Wegfahrsperre zusammenarbeitet, müssen diese vor Arbeitsbeginn ausgeschaltet werden (Übergang in den Servicemodus oder vollständige Abschaltung). Andernfalls kann es zu Problemen mit dem Betrieb elektrischer Geräte oder nur zu Problemen mit dem anormalen Betrieb des Sicherheitssystems kommen.
Die richtige Auswahl und der richtige Austausch des elektrischen Steuergeräts ist die Grundlage für den zuverlässigen Betrieb der Bordnetzausrüstung.
Ein modernes Auto ist eine komplexe Baugruppe, die aus einer Reihe von Komponenten besteht, einschließlich vieler Elektronik. Für die normale Funktion des Autos ist das koordinierte Arbeiten der Komponenten nach den vorgegebenen Algorithmen erforderlich. Gewährleistet den synchronen und korrekten Betrieb der elektronischen Steuereinheit (ECU) - einer Einheit, mit der viele Komponenten des Autos ausgestattet sind.
Allgemeine Definition
Ein elektronisches Steuergerät bezeichnet jedes System auf einem Mikroprozessor, das für den Betrieb der einen oder anderen elektrischen Komponente des Fahrzeugs (oder mehrerer Subsysteme) verantwortlich ist. In der englischen Literatur findet sich häufig der Begriff ECU, der für Electronic Control Unit steht.
Es gibt Arten von Blöcken:
- einfach ECU - Verwaltung eines beliebigen Subsystems des ECU, mit Ausnahme des Motors;
- ECM - das für den Motor zuständige Modul (in Englisch Engine Control Module);
- kombiniertes Motor-Getriebe-ECU, das sowohl das Getriebe als auch den Motor steuert;
- Bremssteuerungssystem;
- Steuergerät für Automatikgetriebe;
- Federungssteuer-ECU;
- Zentralsteuer-ECU und Synchronisationseinheit;
- Haupt-ECU;
- usw.
Es gibt bis zu 80 oder mehr Controller in einem modernen, fortschrittlichen Auto, das mit der neuesten Technik ausgestattet ist. Zusammen bilden die Steuergeräte ein einziges System – den Autocomputer.
Ein wichtiger Bestandteil des Steuergerätes ist seine Software ("Firmware"). Es ist für die Logik des Betriebs der Komponenten verantwortlich, und die Modifikation der ECU-Firmware kann die Betriebseigenschaften der Maschine erheblich verändern. Dies wird häufig von Tuning-Enthusiasten und Rennfahrern verwendet, die bestimmte Aspekte ihres "eisernen Pferdes" programmatisch verbessern - Kraftstoffverbrauch, Beschleunigungsparameter und vieles mehr optimieren.
Motorsteuerungsmodul
Es kann als eines der wichtigsten bezeichnet werden, da diese elektronische Einheit für das Herz der Maschine verantwortlich ist - ihren Motor. Das Steuergerät empfängt Informationen von verschiedenen Sensoren, wertet diese anhand von in der Firmware eingebetteten Algorithmen aus und sendet entsprechende Signale an verschiedene Aktoren.
Das Motorsteuergerät kommuniziert mit anderen Elementen des internen Systems des Fahrzeugs über einen Bus namens CAN (CANbus), der alle elektronischen Komponenten des Fahrzeugs in ein Netzwerk einbindet. Die Hauptblöcke, mit denen die Motor-ECU "kommuniziert":
- Automatische Übertragung;
- Antiblockiersystem (ABS);
- Stabilisierungssysteme;
- Bremsen;
- Sicherheitsblock;
- Wechselkursstabilitätsmodul;
- Tempomat;
- klimatische Installation.
Die Hauptaufgaben des Motorsteuergeräts:
- Zündprozesssteuerung;
- wenn, dann Steuerung des Einspritzsystems;
- Kontrolle über die Gasverteilung des Motors;
- Drosselklappensensor-Tracking;
- Aufrechterhalten der Zieltemperatur im Kühlsystem;
- Analyse der Zusammensetzung der Abgase und Kontrolle ihres Rezirkulations-Teilsystems.
Die ECU-Sensoren empfangen Daten von den Kurbelwellensensoren und melden ihre Drehzahl und aktuelle Position. Das Gerät liest die Geschwindigkeit des Autos, die Parameter der Spannung im Bordnetz und viele andere Informationen aus. Die ECU verfügt über ein eingebautes Selbstdiagnosesystem, das im Falle einer Fehlfunktion das CheckEngine-Signal auf dem Armaturenbrett aufleuchtet. Parallel dazu wird der Fehlercode des erkannten Fehlers im Steuergerätespeicher abgelegt, der später mit einem speziellen Gerät und einer speziellen Software über den Servicestecker ausgelesen werden kann. Dies hilft, das Problem zu identifizieren.
Bei modernen Autos wird häufig der OBD2-Diagnose-Universalstecker verwendet:
Jedes Gerät, das mit diesem Protokoll arbeitet und Daten aus dem Speicher "lesen" kann, ist daran angeschlossen.
Motor-ECU-Gerät
Technisch besteht diese Elektronikeinheit aus einer Platine mit einem Prozessor und einem darauf aufgelöteten Speichermodul. Die ECU-Platine ist in einem Metall- oder Kunststoffgehäuse untergebracht. Auf der Platine befinden sich durch die Karosserie herausgeführte Steckverbinder, die die ECU mit den Fahrzeugsystemen verbinden und den Anschluss an Diagnosegeräte ermöglichen. Die Anleitung für das Auto gibt immer die Position des Steuergeräts an: normalerweise ist dies der Ort hinter dem Handschuhfach, dem Motorraum oder im vorderen Armaturenbrett.
Die ECU an Bord verfügt über drei Arten von Speichergeräten (Speicher):
- EPROM - programmierbarer Festwertspeicher. Es enthält den Firmware-Code und die Parameter, mit denen das Kraftwerk arbeitet;
- RAM - Betriebsspeicher, ansonsten "Random Access Memory" des Steuergeräts. Es ist flüchtig, es speichert temporäre Informationen;
- ERPZU. Der elektrisch programmierbare Speicher speichert einige Daten - Sperrcodes, Zugangsschlüssel, Informationen über Kraftstoffverbrauch, Kilometerstand und Motorbetriebsdauer.
Die ECU-Firmware ist in einen Steuerteil und einen Funktionsteil unterteilt. Der erste überprüft die zum Gerät kommenden Signale und korrigiert, wenn falsche Werte gefunden werden, oder blockiert den Motor, um Schäden zu vermeiden. Der zweite empfängt die Daten, verarbeitet sie und sendet das Ergebnis vom Steuergerät in Form von Pulsen an die gewünschten Geräte.
Das Arbeitsschema der ECU des Motors:
Funktionen und Aufgaben der ECU-Box
Das Steuergerät ist für die Ausführung mehrerer Aufgaben verantwortlich:
- Kontrolle der Modi der Box und ggf. Umschalten;
- Systemdiagnose;
- Speichern von Fehlern zur weiteren Analyse des Problems und zur Reparatur.
Die ECU wird normalerweise in einem eigenen Gehäuse montiert:
ECU-Standort
Das Steuergerät für Automatikgetriebe kann sich befinden:
- direkt im Automatikgetriebegehäuse;
- außerhalb davon.
Mit der ersten Option können Sie den Verkabelungsaufwand im Auto erheblich reduzieren, da weniger "Kabelbäume" vom elektronischen Gehirn des Steuergeräts zu den Sensoren gehen. Aber es gibt auch Nachteile:
- schwere Temperaturbedingungen. Die Box erwärmt sich im Betrieb stark, was sich negativ auf die dünne Elektronikfüllung des Steuergeräteboards auswirkt;
- Schwierigkeiten bei der Reparatur: Jeder Betrieb mit einer ECU erfordert die Demontage der Box, was die Reparatur schwieriger und teurer macht.
Ein Beispiel für die Position der ECU in der Box:
Der externe Standort des Steuergeräts weist keine Nachteile des internen auf: nicht so hohe Temperaturen, Sie können das Steuergerät zusätzlich vor Feuchtigkeit und anderen negativen Einflüssen schützen. Darüber hinaus wird der Zugang zum Gerät für Service- und Reparaturarbeiten erleichtert, und Ingenieure haben die Möglichkeit, das Steuergerät bequem zu positionieren.
Aber es gibt auch einen Nachteil: Bei dieser Anordnung muss das Steuergerät lange Kabelbäume strecken, um Steuergerät, Sensoren und Servos miteinander zu verbinden.
ECU-Fehlfunktionen
Der häufigste Grund für einen Ausfall des Steuergeräts des Automatikgetriebes:
- ein starker Schlag auf die Box (die ECU-Platine, der Prozessor oder der Speicherchip knackt);
- Vibrationseffekte;
- hohe Temperatur;
- Spannungsstöße im Bordnetz;
- Feuchtigkeitskorrosion.
Eine defekte Elektronikbox führt zu falschen Schaltvorgängen oder zu einer Situation, in der das Automatikgetriebe in den Notbetrieb geht und nur in einem Gang (meist im dritten) arbeitet. Bei Verdacht auf das Steuergerät der Box sollten Sie sich so schnell wie möglich an einen spezialisierten Service wenden.
Wichtig: Es wird dringend davon abgeraten, auf ein defektes Automatikgetriebe zu wechseln! Dies kann nicht nur zu Schäden an der ECU, sondern auch am mechanischen Teil der Box führen. Das Auto sollte mit einem Abschleppwagen zum Service gebracht werden.
Die Diagnose eines defekten Box-ECU wird mit einer speziellen Ausrüstung durchgeführt. In der Regel wird versucht, ein defektes Steuergerät einfach auszutauschen, denn wenn sich die ausgebrannten Kondensatoren noch relativ einfach nachlöten lassen, ist der Austausch der Steuergeräte-Mikroschaltungen mühsam, während ein passender Chip noch gefunden werden muss. Daher ist es oft die beste Option, die ECU zu ersetzen. Ein solcher Schritt löst die Probleme mit der Box vollständig und bringt sie wieder in die Arbeitsfähigkeit.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass nur ein sachkundiger Fachmann die ECU der Box (und prinzipiell alle) reparieren sollte. Reparaturservices für Automatikgetriebe werden von vielen "Garagen"-Diensten angeboten, können jedoch die Qualität des Dienstes nicht garantieren, und nach ihrem Eingriff kann die Box vollständig "sterben".
Andere Arten von ECU
Die übrigen Steuergeräte, die andere elektronische Systeme (Geschwindigkeitsregelung, Bremssteuermodul, Beleuchtung usw.) steuern, arbeiten nach ähnlichen Prinzipien und unterliegen ähnlichen Fehlfunktionen.
Es ist wichtig, den Zustand der Elektronik und der ECU des Fahrzeugs zu überwachen, zu warten und bei Störungen umgehend Reparaturen anzufordern: Dies gewährleistet einen reibungslosen und koordinierten Betrieb aller Fahrzeugsysteme.
Jedes moderne technische Gerät mit beweglichen Arbeitskörpern enthält eine Steuereinheit. Die direkten Antriebe (Aktoren) dieser Körper sind Antriebe, die Geräte anderer Art sind: elektrische, elektromagnetische, hydraulische, pneumatische usw. , Vorkehrungen usw.
Elektronisches Steuergerät für Fahrzeugsystem
In der Fahrzeugtechnik wird dieser Oberbegriff für elektronische Schaltungen verwendet, die für den Betrieb von Fahrzeugsystemen zuständig sind und baulich in Form von separaten Blöcken aufgebaut sind. Darüber hinaus kann jeder von ihnen für eine oder mehrere Einheiten verantwortlich sein. In Autos finden Sie also ein elektronisches Getriebesteuermodul (PCM). Es ist normalerweise ein kombiniertes Gerät, das Motorsteuerkreise (ECU) und Getriebe (TCU) enthält. Somit ist das PCM ein strukturell integriertes Steuergerät für Fahrzeugsysteme. Aber in einigen Automodellen, zum Beispiel Chrysler, sind diese beiden Schaltkreise (ECU und TCU) strukturell getrennt.
Es gibt auch ähnliche Geräte für Bremsen, Türen, Sitze, Batterien usw. Einige moderne Autos enthalten bis zu 80 solcher Systeme. Darüber hinaus kann jeder von ihnen als separates, funktional (und manchmal auch strukturell) separates elektronisches Steuergerät definiert werden. Aus schaltungstechnischer Sicht sind die meisten von ihnen hochzuverlässige eingebettete Mikrocontroller. Der allgemeine Trend in der Automobilindustrie ist die Integration all dieser Geräte in ein gemeinsames elektronisches System des Autos mit einem zentralen Computer.
Fahrzeugmotorsteuergerät (ECU)
Im allgemeinsten Sinne handelt es sich um eine Einrichtung zur Bildung von Einflüssen auf eine Vielzahl von Organen, die die Parameter der Betriebsarten einer Brennkraftmaschine (ICE) verändern, um sie zu optimieren. Das Optimierungskriterium ist in der Regel der Kraftstoffverbrauch. erforderlich, um eine Bewegung mit einer gegebenen Geschwindigkeit mit der vorhandenen Last auszuführen.
ECU bietet die folgenden Aktionen:
Auslesen von Werten von einer Vielzahl von Sensoren im Motorraum,
Dateninterpretation mittels mehrdimensionaler Performance Maps (sog. Look-Up Tables),
Korrigieren des Zustands der ausführenden Elemente am Motor gemäß den Referenztabellen.
Wo sitzt die ECU? Das Foto unten zeigt eine typische Stelle unter dem Armaturenbrett eines Autos.
Was ist ein ECU-Mikroprozessor?
Eine moderne ECU kann einen 32-Bit-, 40-MHz-Mikroprozessor enthalten. Dies mag im Vergleich zu dem 500-1000 MHz-Prozessor, den Sie wahrscheinlich in Ihrem PC haben, nicht wie ein sehr schnelles Gerät erscheinen, aber denken Sie daran, dass ein ECU-Mikroprozessor mit viel weniger Speicher arbeitet, mit einer durchschnittlichen ECU von weniger als 1 Megabyte. Auf Ihrem PC sind mindestens 2 Gigabyte RAM 2000-mal mehr.
Die Steuereinheitsschaltung ist strukturell in Form eines elektronischen Moduls mit einem Mikroprozessorchip und Hunderten von anderen Komponenten auf einer mehrschichtigen Leiterplatte hergestellt. Dieses Modul ist zusammen mit einem Netzteil in einem gemeinsamen Gehäuse befestigt und alle elektrischen Kontakte sind auf einen externen elektrischen Anschluss geführt. So sieht das elektronische Steuergerätemodul aus (siehe Foto unten).
Andere elektronische Komponenten ECU
Analog-Digital-Wandler (ADCs) sind Vorrichtungen zum Eingeben von Signalen von Automobilsensoren, wie beispielsweise einem Sauerstoffsensor, in einen Mikroprozessor. Sein Ausgangssignal ist eine Spannung, die sich kontinuierlich von 0 bis 1,1 V ändert. Der Mikroprozessor versteht nur den digitalen Code, daher wandelt der ADC das Sensorsignal in einen 10-Bit-Binärcode um.
Nachfolgend beschreiben wir den Inhalt der einzelnen Steuergerätefunktionen.
Dashboard-Steuerung
Geräte darauf zeigen den aktuellen Zustand verschiedener Fahrzeugsysteme an. Diese Informationen werden nach Verwendung durch die entsprechenden Steuergeräte im Display angezeigt. Von der ECU werden also die Temperatur des Motorkühlmittels und die Drehzahl seiner Kurbelwelle geliefert. Das Getriebesteuergerät (TCU) arbeitet mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der die Bremsen steuernde Block hat Informationen über deren Zustand.
Alle diese Module legen ihre Daten einfach für sie einem gemeinsamen Datenbus aus, von dem sie von einem zentralen Mikroprozessor, beispielsweise in einem Steuergerät, ausgelesen werden. Es stellt auch periodisch Informationspakete, die aus Headern und Daten bestehen, demselben Bus aus. Der Header bestimmt den Zweck der Paketdaten: entweder zur Geschwindigkeitsanzeige oder zur Temperaturanzeige, und die Daten selbst sind die Werte für die Anzeige. Armaturenbrett enthält ein weiteres Modul, das nach bestimmten Paketen suchen kann - wenn es diese erkennt, aktualisiert es die entsprechende Anzeige oder Anzeige mit einem neuen Wert.
Die meisten Automobilhersteller kaufen Armaturenbretter bereits fertig montiert von den Zulieferern, die sie entwickeln und herstellen.
Motoren mit ECU-Einspritzung
Das Stromversorgungssystem moderner Verbrennungsmotoren – sowohl Benzin als auch Diesel – basiert auf dem Prinzip der Direkteinspritzung. Sein Hauptexekutionsgerät ist ein Injektor, ein Injektor. Im Gegensatz zu einem Vergasersystem spritzt ein Injektor Kraftstoff mit einem oder mehreren mechanischen oder elektrischen Injektoren direkt in die Zylinder oder den Ansaugkrümmer in den Luftstrom ein.
Heute werden die Injektoren vom ECU-Mikroprozessor des Einspritzmotors gesteuert. Das Funktionsprinzip eines solchen Systems beruht darauf, dass die Entscheidung über den Zeitpunkt und die Dauer des Öffnens der Magnetventile der Injektoren auf der Grundlage von Signalen vieler Sensoren getroffen wird.
Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses
Bei einem Einspritzmotor bestimmt die ECU die eingespritzte Kraftstoffmenge basierend auf einer Analyse einer Reihe von Parametern. Wenn der Positionssensor Gaspedal zeigt an, dass das Gaspedal immer weiter gedrückt wird, der Massendurchflusssensor misst die in den Motor zusätzlich angesaugte Luftmenge, und die ECU berechnet die entsprechende Kraftstoffmenge und spritzt sie in den Motor ein. Wenn der Motorkühlmitteltemperatursensor anzeigt, dass dieser nicht aufgewärmt ist, wird die Kraftstoffeinspritzung erhöht, bis der Motor aufgewärmt ist. Die ECU-Steuerung des Kraftstoff-Luft-Gemischs am Vergasermotor funktioniert auf die gleiche Weise, jedoch gemäß den Signalen des Vergaser-Schwimmerpositionssensors.
Zündzeitpunktsteuerung
Ein Ottomotor benötigt einen Funken, um die Verbrennung in der Brennkammer einzuleiten. Die ECU ist in der Lage, den Zündzeitpunkt des Funkens im Verdichtungstakt (genannt Zündzeitpunkt) fein abzustimmen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Erkennt er, dass der Motor klopft, also klopft – ein potenziell motorschädigender Zustand – und dies durch zu frühe Zündung feststellt, wird er verzögert. Da Klopfen bei niedrigen Drehzahlen dazu neigt, kann die ECU ein Signal an das Automatikgetriebe senden, um die Übersetzung beim ersten Versuch zu verringern, es zu stoppen.
So wird Glas in Ihrem Auto kontrolliert
Haben Sie sich jemals gefragt, mit welchem Mechanismus Ihre Autofenster hoch- und runtergefahren werden? Und wie soll das Fensterhebersteuergerät funktionieren?
Der Hubmechanismus ist wie folgt aufgebaut: Ein kleiner Elektromotor ist an einem Schneckengetriebe befestigt, danach werden mehrere andere installiert Zahnräder, Großes erreichen Übersetzungsverhältnis. Als Ergebnis erzeugt der leistungsarme Steuermotor ein ausreichendes Drehmoment, um das Fenster anzuheben.
In modernen Autos werden die Steuerstromkreise der Fensterhebermotoren aller Türen in ein spezielles elektronisches Fensterhebersteuergerät geführt. Es kombiniert in der Regel auch die Funktionen der Steuerung der Spiegelposition und der Türschlösser.
Bei einigen Fahrzeugen sind all diese Funktionen plus Sitzpositionsregelung in einer einzigen Einheit, der sogenannten „Body Control Unit“, zusammengefasst.
Motorkühlerlüfter: Wie wird er gesteuert?
Der elektrische Kühlerlüfter des Automotors wird entweder am Zündschalter angeschlossen (und funktioniert dann bei laufendem Motor) oder mit einem Thermostatschalter am Lüftersteuergerät.
Der Thermostat schaltet den Lüfter erst ein, wenn das Motorkühlmittel über seiner normalen Betriebstemperatur liegt. Schaltet sein Thermostat aus, wenn es wieder abkühlt. Die Lüftersteuerung bildet die Ein-/Ausschaltintervalle in Abhängigkeit vom Signal des Kühlertemperatursensors.
Was hält die Kabine warm?
Alle Autos sind mit einer Kabinenheizung (im Volksmund ein Herd) ausgestattet, die die Wärme des Motors nutzt, die dann in die Kabine geblasen wird.
Nachdem der Motor warmgelaufen ist und das Kühlmittel entsprechend erwärmt wurde, wird es zum Heizgerät, einem kleinen Kühler, geleitet. Wenn sich die darüber liegende Luft von der durch die Rohre des Heizgerätes strömenden Flüssigkeit erwärmt, wird sie von einem kleinen Ventilator in den Fahrgastraum geblasen.
Die Heizungssteuerung wird entweder manuell geregelt, bei dem der Fahrer das Gebläse für die Warmluftzufuhr in den Fahrgastraum einfach ein- und ausschaltet, oder automatisch, bei dem eine separate Herdsteuerung beteiligt ist, oder die Klimaanlage des Autos wird von einer Zentrale gesteuert Rechner.
Der Aktor für alle Steuerungsmethoden bleibt das Warmluftgebläse, obwohl einige Automodelle auch ein Heizungsregelventil verwenden, das den Kühlmittelfluss zum Heizgerät stoppt, wenn es nicht verwendet wird. Sitzheizungen verwenden anstelle des Motorkühlmittels elektrische Heizelemente, um einen Heizeffekt zu erzielen.
Ein paar Worte zu Haushaltsgeräten
Zahlreiche Haushaltsgeräte verfügen über eingebaute elektrische Antriebe, die ihren Arbeitskörper in Bewegung setzen: Messer für Fleischwolf und Zerkleinerer, diverse Aufsätze für Küchenmaschinen und Mixer, Aktivatoren für Waschmaschinen. Hier können Sie sich auch verschiedene handgeführte Elektrowerkzeuge merken. In den meisten Fällen sind diese Produkte mit DC-Motoren ausgestattet, die eine einfache Geschwindigkeitsregelung mit ermöglichen variable Widerstände, bewegliche Kontakte davon werden auf den Bedienelementen angezeigt.
Ausgenommen von dieser Regel sind moderne Waschmaschinen. Sie sind in der Regel mit berührungslosen (im Gegensatz zu Gleichstrommotoren) einphasigen Asynchronmotoren ausgestattet. Da die Drehzahl eines solchen Motors durch die Frequenz des Stroms im Stromnetz bestimmt wird, wird eine spezielle elektronische Steuereinheit der Waschmaschine verwendet, um sie zu ändern.
Tatsächlich handelt es sich um einen frequenzelektrischen Antrieb. Seine Aufgabe besteht darin, die Statorwicklung des Antriebselektromotors mit einem Strom einer solchen Frequenz zu versorgen, bei der die Drehzahl des Motors (und des Aktivators) dem gegebenen Modus entsprechen würde. Beim Spülen der Wäsche benötigen Sie also die minimale Drehzahl und beim Schleudern die maximale.
Die meisten modernen Haushalte nutzen Waschmaschinen ziemlich häufig. Daher ist eine häufige Art ihrer Fehlfunktion der Ausfall eines Elements des Steuerkreises. Es folgt der unvermeidliche Austausch des Steuergerätes.
Wenn man bedenkt, dass die "lebenswichtige Aktivität" eines Fahrzeugs direkt vom korrekten Betrieb aller seiner Bestandteile abhängt, ist es nicht überraschend, dass eine bestimmte "Denkfabrik" existiert, die ihren Zustand und ihre Aktivität überwacht. Dieses Zentrum ist die elektronische Steuereinheit (ECU). Störungen dieses strukturellen Teils des Autos werden sofort beim Betrieb der Stromversorgung des Getriebes, der Abgasanlage und anderer "gesteuerter" Elemente angezeigt. Jetzt werden wir versuchen, das Funktionsprinzip des elektronischen Steuergeräts zu verstehen und auch die Hauptursachen für seine Ausfälle und Möglichkeiten zu ihrer Beseitigung zu berücksichtigen.
1. Funktionsprinzip und Merkmale der elektronischen Steuereinheit
Im Bereich der Automobilelektronik ist dieses Gerät ein allgemeiner Begriff, der beliebige eingebettete Systeme vereint, die wiederum einen oder mehrere Mechanismen in den Subsystemen des Autos steuern. Die Arten von elektronischen Steuergeräten werden unterteilt in: elektronisches Motorsteuergerät (häufigster Typ), Zentralsteuergerät, kombiniertes Motorgetriebesteuergerät, Bremssteuergerät, Zentralsteuermodul, Hauptelektronikmodul, Fahrwerksteuermodul, Karosseriesteuergerät, zentrales Synchronisationsmodul usw.
Manchmal werden all diese Systeme zusammengenommen als Autocomputer bezeichnet, obwohl dies aus technischer Sicht mehrere Blöcke sind. Sehr oft kann eine Baugruppe eine große Anzahl separater Steuermodule umfassen. So vereinen einzelne moderne Autos bis zu 80 elektronische Steuergeräte und deren eingebettete Software setzt ihre erfolgreiche Entwicklung fort. Dabei spielt das Management der gestiegenen Anzahl komplexer Fahrzeugsteuergeräte heute eine große Rolle für den effizienten Betrieb.
Der Haupttyp elektronischer Steuergeräte für ein Auto ist das Motor-ECU(es wird oft auch einfach als elektronische Einheit bezeichnet). Durch den Einsatz dieses Gerätes werden eine Reihe grundlegender Fahrzeugparameter qualitativ optimiert: Leistung, Kraftstoffverbrauch, Schadstoffgehalt in den Abgasen usw. Es wird in Form einer Art Rechengerät dargestellt, dessen Hauptaufgabe darin besteht, die von den Eingangssensoren kommenden Informationen zu verarbeiten und darauf basierend die entsprechenden Steuerbefehle an verschiedene Motorsysteme zu übermitteln.
Konstruktiv besteht ein solcher Block aus einer Box (Hardware) und der für den Betrieb notwendigen Software, deren zentraler Bestandteil der Prozessor ist. Hier fließen die Daten aller Sensoren des Aggregats ein, die anschließend verarbeitet und weiter analysiert werden können. Zusätzlich zu den traditionellen Sensorinformationen (wie Position und Drehzahl oder Luftstrom) wurden zusätzliche Daten über Fahrzeuggeschwindigkeit, Sauerstoffgehalt in den Abgasen, Straßenunebenheiten, eine Aufforderung zum Einschalten der Klimaanlage und eine Reihe anderer Signale hinzugefügt bei der Optimierung des Arbeitsablaufs des Motors. Die Zahl der Sensoren in modernen Autos übersteigt längst 20.
Wir gehen jetzt nicht auf das Wesen der Aktivitäten jedes einzelnen Steuergeräts ein, da dies sehr lange dauern wird, sondern konzentrieren uns auf das beschriebene elektronische Motorsteuergerät, denn wie wir bereits bemerkt haben, ist es wer der Schlüssel zum effektiven Funktionieren des Aggregats und damit des gesamten Autos ist.
2. Gründe für ECU-Ausfall
Jedes elektronische Steuergerät ist ein wichtiges Gerät, und das Auftreten von Fehlfunktionen kann zu Fehlfunktionen des gesamten Mechanismus führen. Als eine Art „Denkfabrik“ des gesamten Steuergerätesystems ist es für alle darin ablaufenden Prozesse verantwortlich, so dass selbst kleine Schäden am Mikroprozessor zu Fehlfunktionen im Getriebe, Abgasreinigungssystem, Ladesystem und vielen anderen Komponenten des Lebensfähigkeit des Fahrzeugs. Als Hauptanzeichen für einen Fehler des elektronischen Steuergeräts gelten die Weigerung, den Motor zu starten, ständige Meldungen über Verstöße gegen seinen Betrieb, die in keiner Weise behoben werden, und einige andere Symptome.
Grundsätzlich ist das Auftreten von Fehlfunktionen im Betrieb eines Steuergerätes ein eher seltenes und in der Regel nicht vorhersehbares Phänomen. Um einen Ausfall zu erkennen und zu bestätigen, müssen Hersteller und Reparaturbetriebe folgende Prüfungen durchführen:
- Überprüfung der Elektronik und der Möglichkeit einer Überhitzung;
Prüfung von Teilen auf Korrosion und Zerstörung;
Beurteilung der Montagequalität des Blocks selbst, Fraktographie durchführen.
Die Erfüllung aller oben genannten Bedingungen in der Testphase wird Schäden in der Zukunft verhindern und die Produktivität deutlich steigern.
Heutzutage gibt es viele Gründe für den Ausfall dieses Geräts, die alle von der Art der elektronischen Einheit, ihrem Standort und den wichtigsten Funktionen abhängen. Zu den häufigsten von ihnen zählen der fehlende Kontakt zur Zündeinheit, verschiedene Sensoren, eine Betriebssteuerung, ein Temperatursensor sowie die Unmöglichkeit, den Betrieb des ABS-Sensors zu überwachen. Darüber hinaus haben mechanische Beschädigungen durch Vibrationen und Stöße oder das Eindringen von Feuchtigkeit in die Mikroschaltung einen schwerwiegenden Einfluss auf den Ausfall des Geräts (eindringendes Wasser verursacht oft Kurzschluss und Korrosion).
So kann es im Störungsfall zu einer Überspannung in der Elektronik kommen, die das System oft komplett lahmlegt. Auch die Spezialisten vieler Autoservices, die das Umfeld der möglichen Ursachen für einen ECU-Ausfall aufzeigen, heben einen erheblichen Teil derjenigen hervor, die als Ergebnis der Versuche von Autofahrern entstanden sind, das Gerät selbst zu reparieren, oder diese Angelegenheit dubiosen Fachleuten anvertraut haben .
Besonderes Augenmerk möchte ich auf die Ursachen von Pannen richten, die im elektronischen Motorsteuergerät auftreten. Diese beinhalten:
- "Beleuchtung" von einem Auto mit laufendem Motor;
Ungleichmäßigkeit der Polarität beim Anschließen der Batterie;
Fehlen der erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten bei der Installation von Alarmanlagen und der Durchführung von elektrischen Reparaturarbeiten;
Entfernen des Batteriepols bei laufendem Motor;
Einbindung des Starters bei getrenntem Energiebus;
Eindringen von Feuchtigkeit in das elektronische Steuergerät;
Kurzschluss oder vollständige Unterbrechung der Verkabelung;
Kontakt mit der Elektrode durch Schweißen an der Verkabelung oder Sensoren des Fahrzeugs;
Störungen im Hochspannungsteil der Zündanlage: Spulen, Kabel, Verteiler usw.
Unabhängig davon, über welche Art von Steuergerät wir sprechen, ist jedoch vor allem zu beachten, dass es aus vielen ziemlich komplexen Verbindungen besteht, was bedeutet, dass Versuche, Reparaturen unabhängig durchzuführen, zu ernsthaften Problemen beim Betrieb dieses Geräts führen können. Bei Vertretern neuer Fahrzeugmodelle wird bei einer Fehlfunktion des Steuergeräts ein vollständiger Austausch des angegebenen Geräts empfohlen. Befindet sich das Auto noch im Garantieservice, ist es sinnvoll, sich an das Händlerzentrum zu wenden, wo das Gerät ausgetauscht wird.
Beachten Sie! Die Reparatur elektronischer Motorsteuergeräte einiger Automodelle ist im Allgemeinen unmöglich, selbst wenn Sie sich an die qualifiziertesten Fachleute wenden. Wie dem auch sei, die erste Stufe der Problemlösung ist zunächst eine qualitativ hochwertige Diagnose, und dann können Sie nach Rücksprache mit Spezialisten über das weitere Schicksal des ausgefallenen Computers entscheiden.
3. Reparatur der elektronischen Steuereinheit
Die Reparatur eines elektronischen Steuergeräts ist ein ziemlich kompliziertes und zeitaufwendiges Verfahren, das in äußerst seltenen Fällen empfohlen wird: wenn ein Austausch aus irgendeinem Grund nicht möglich oder für den Autobesitzer zu teuer ist. Experten raten überhaupt nicht davon ab, eigenständige Reparaturmaßnahmen zu starten, da die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des elektronischen "Gehirns" hoch ist, was wiederum alle begleitenden Fahrzeugsysteme deaktiviert.
Aufgrund der Komplexität des Steuergeräts kann es nicht unter den Bedingungen einer regulären Servicestation repariert werden, wo es nach Feststellung eines Problems einfach durch ein neues ersetzt wird. Für eine genauere Überprüfung der Leistung des Geräts ist es erforderlich, spezielle Tests mit speziellen Geräten durchzuführen, die nur in spezialisierten Servicezentren erhältlich sind. Bevor Sie einen ausgefallenen Mechanismus ersetzen, sollten Sie die Ursache seines "Todes" herausfinden und beseitigen. Diese Aufgabe kann zwar ziemlich schwierig sein, erspart Ihnen jedoch die Möglichkeit eines schnellen Austauschs.
Der Großteil der handelsüblichen Steuergeräte war einmal im Einsatz und wurde nach einem Ausfall einfach im Werk restauriert, was übrigens viel rentabler ist, als ein Teil von Grund auf neu zu erstellen. Natürlich unterliegen nicht alle defekten Mechanismen einem Restaurierungsverfahren. Also zum Beispiel ein Steuergerät von einem "Ertrunkenen", das lange Zeit mit Wasser bedeckt war, wird es höchstwahrscheinlich niemand reparieren.
Trotz der Tatsache, dass elektronische Steuergeräte in Bezug auf externe Parameter (Form, Größe, gleiche Anordnung der Kontakte) genau gleich aussehen können, unterscheiden sich ihre Einstellungen dennoch erheblich. Dies ist nicht verwunderlich, da sie alle für den Betrieb der Motoren von Autos verschiedener Marken verantwortlich sind, die zu unterschiedlichen Zeiten produziert werden. Wenn Sie das falsche ECU-Modell installieren, kann das Fahrzeug sogar fahren, aber keines seiner Systeme funktioniert stabil. Das heißt, es ist notwendig, dass die austauschbare elektronische Einheit vollständig der defekten entspricht. Daher müssen Sie beim Kauf eines Steuergeräts die Marke des Fahrzeugs, das Baujahr, die Motorgröße und den vom Hersteller auf dem Block angegebenen Code kennen.
Jedes elektronische Steuergerät verfügt über einen Mikroschaltkreis "ABSCHLUSSBALL", in dem alle Einstellungen der Systeme dieses Fahrzeugs gespeichert sind. Meistens wird ein Steuergerät beim Austausch einfach von der alten Einheit auf eine neue umgebaut, und in moderneren Fahrzeugmodellen verwenden sie anstelle einer Mikroschaltung einen Flash-Speicher oder EEROM- ein wiederbeschreibbares Speichergerät.
Bei der Installation des Gerätes besteht die Hauptaufgabe darin, das Gerät mit den dafür vorgesehenen Steckern an die Verkabelung der Maschine anzuschließen. Die Schwierigkeit in dieser Angelegenheit liegt hauptsächlich in der unbequemen Position des Steuergeräts, die es schwierig macht, dorthin zu gelangen. Bevor Sie jedoch eine Verkabelung vornehmen, müssen Sie daran denken, den Batteriepol abzuklemmen.
Viele elektronische Steuergeräte erfordern nach dem Anschließen der Kabel unter Berücksichtigung der Parameter des Fahrzeugs eine zusätzliche Anpassung. Dieser Vorgang ist in jedem Fall individuell und sollte im Servicehandbuch des Fahrzeugs beschrieben werden. Die Umprogrammierung, auch „Chiptuning“ genannt, können nur Spezialisten von autorisierten Service-Centern durchführen.
Bevor Sie sich an ihn wenden, um Hilfe zu erhalten (die ECU zur Reparatur oder zum Tuning übergeben), sollten Sie einige Daten zu Ihrem Auto haben. Bestimmen Sie zunächst anhand der Zulassungsbescheinigung oder des technischen Passes des Fahrzeugs Marke, Modell, Baujahr, Name (Buchstaben vor der Nummer), Motorgröße, Getriebeart (Schaltgetriebe oder Automatik). Als nächstes entfernen Sie das Gerät und schreiben den Namen des Herstellers und die Katalognummern von seinem Etikett neu. Alle diese Informationen müssen den Mitarbeitern des Servicecenters gemeldet werden, die sich um die Behebung des aufgetretenen Problems kümmern.