W nowoczesnych samochodach całe wyposażenie elektryczne jest połączone w jeden system zwany pakietem elektrycznym. Zarządzanie zespołem napędowym jest przypisane do specjalnych jednostek elektronicznych - przeczytaj wszystko o tych urządzeniach, ich konstrukcji i funkcjonalności, a także o właściwym wyborze i wymianie w artykule.
Co to jest elektryczna jednostka sterująca?
(sterownik osprzętu elektrycznego, jednostka komfortu, centralka elektroniki nadwozia) - element instalacji elektrycznej pojazdu; urządzenie elektroniczne oparte na mikroprocesorach/mikrokontrolerach pełniące rolę centralnej jednostki sterującej systemami pomocniczymi i podzespołami elektronicznymi pojazdu w celu zwiększenia jego komfortu i bezpieczeństwa.
W nowoczesnych samochodach i wielu ciężarówkach różne urządzenia elektryczne - elektryczne szyby, oświetlenie zewnętrzne i wewnętrzne oraz alarmy świetlne, zamki drzwi, lusterka wsteczne i inne - są montowane w jeden system zwany pakietem elektrycznym (EP). Funkcje sterowania i zarządzania sygnałem elektronicznym są przypisane do centralnej jednostki sterującej (sterownika). Zastosowanie jednostki sterującej zespołu napędowego pozwala na wdrożenie różnych schematów sterowania dla samochodowych urządzeń elektrycznych:
- Sterowanie ręczne za pomocą odpowiednich przełączników na desce rozdzielczej, drzwiach, przełączniku kolumny kierownicy itp.;
- Zdalne sterowanie urządzeniami elektrycznymi za pomocą alarmów samochodowych lub systemów telematycznych;
- Automatyczna kontrola niektórych elementów zgodnie ze stanem samochodu, sterownika silnika i komputera pokładowego;
- Automatyczne sterowanie głównymi elementami zapewniającymi bezpieczeństwo samochodu (centralny zamek, szyby, oświetlenie), gdy zmienia się stan alarmu samochodowego i/lub immobilizera.
Tym samym jednostka sterująca zespołu napędowego pozwala na zwiększenie komfortu i bezpieczeństwa samochodu, a także rozszerzenie funkcjonalności jego instalacji elektrycznej poprzez wykorzystanie zalet i możliwości protokołów CAN, LIN, K-Line i innych transmisji danych.
Awaria sterownika EA może całkowicie zakłócić działanie wyposażenia elektrycznego pojazdu, dlatego to urządzenie należy jak najszybciej wymienić. Aby dokonać właściwego zakupu nowej jednostki, musisz zrozumieć istniejące typy tych urządzeń, ich cechy i funkcjonalność.
Projekt elektrycznych jednostek sterujących
Wszystkie nowoczesne sterowniki EP zbudowane są w oparciu o mikroprocesory lub mikrokontrolery, które przejmują funkcje sterowania obwodami urządzeń elektrycznych. Procesory posiadają algorytmy sterowania sprzętem w różnych sytuacjach - ze sterowaniem ręcznym, w trybie automatycznym itp. Bezpośrednie sterowanie sprzętem odbywa się za pomocą niewielkich przekaźników elektromagnetycznych lub kluczy elektronicznych opartych na potężnych tranzystorach polowych.
Elementy elektroniczne znajdują się na płytce drukowanej, która jest zamontowana w plastikowej obudowie, połączenie z urządzeniami elektrycznymi odbywa się za pomocą standardowych złączy elektrycznych. Na jednym urządzeniu można zainstalować od jednego do trzech złączy, często obwody zasilania i sterowania są rozdzielone, do łączenia z nimi służą osobne złącza.
Umieszczony pod deską rozdzielczą lub pod konsolą środkową, zwykle jest instalowany w pobliżu bloku montażowego przekaźnika i bezpiecznika - zmniejsza to długość kabli między tymi węzłami. Urządzenie montuje się za pomocą śrub lub metalowego wspornika.
Rodzaje i funkcjonalność elektrycznych jednostek sterujących
Elektryczne jednostki sterujące stosowane w różnych pojazdach mogą różnić się funkcjonalnością i charakterystyką działania, ale generalnie odpowiadają za sterowanie następującymi urządzeniami elektrycznymi:
- Regulatory okien wszystkich drzwi i mechanizm blokujący regulator okien;
- Napęd na zewnętrzne (boczne) lusterka wsteczne;
- Podgrzewane zewnętrzne lusterka wsteczne;
- Ogrzewana tylna szyba;
- Podgrzewane przednie fotele;
- Centralny zamek;
- Mechanizm blokujący i zamki bagażnika i maski;
- Kierunkowskazy przednie i tylne;
- Oświetlenie wewnętrzne – lampa sufitowa, lampy słupkowe B, lampy progowe, oświetlenie bagażnika;
- oświetlenie tablicy przyrządów;
- Oświetlenie zewnętrzne - światła przeciwmgielne i tylne światła przeciwmgielne, światła pozycyjne, światło cofania.
Włączanie, wyłączanie i zmiana trybów pracy określonego sprzętu elektrycznego odbywa się poprzez dostarczanie sygnałów sterujących do siłowników - silników elektrycznych lub motoreduktorów, elementów grzejnych lub lamp / diod LED. Zamykanie obwodów, jak już wspomniano powyżej, odbywa się za pomocą odpowiednich przekaźników lub kluczy. Sygnały sterujące są generowane przez kilka mikrokontrolerów i mikroukładów sterujących, których liczba w jednostce sterującej może osiągnąć pięć lub więcej. Każdy mikrokontroler i sterownik odpowiada za różne urządzenia, zwykle oddzielne mikroukłady służą do sterowania szybami elektrycznymi, oświetleniem zewnętrznym i wewnętrznym, centralnym zamkiem itp.
Co więcej, nie każdy sterownik zespołu napędowego ma wszystkie określone funkcje. Standardowo jednostka ta odpowiada za sterowanie podnośnikami szyb, lusterkami i centralnym zamkiem, przy rozszerzonej funkcjonalności sterowanie oświetleniem wewnętrznym i zewnętrznym oraz innymi urządzeniami elektrycznymi odbywa się przez jednostkę. W związku z tym pojazdy o różnych konfiguracjach wykorzystują elektroniczne jednostki sterujące, które nie są takie same pod względem funkcjonalności i możliwości.
Należy zauważyć, że w naszym kraju system sterowania urządzeniami elektrycznymi, który oprócz elektrycznych szyb, zamka i lusterek obejmuje inne urządzenia, często nazywany jest pełnym pakietem mocy (PEP). Jest to jednak bardziej chwyt marketingowy niż odzwierciedlenie rzeczywistych możliwości systemu – wiele samochodów zagranicznych ma większe możliwości niż tzw. PEP w samochodach krajowych.
Jak wybrać i wymienić elektryczną jednostkę sterującą?
Pomimo wysokiej niezawodności, jednostki sterujące EC mogą ulec awarii, co pociąga za sobą awarię wyposażenia elektrycznego pojazdu. Awarię tego urządzenia wskazują zarówno awarie pojedynczych urządzeń (na przykład niemożność włączenia lub nieprawidłowe działanie kierunkowskazów, elektryczne szyby itp.), Jak i awaria kilku urządzeń jednocześnie (na przykład wszystkie zewnętrzne i oświetlenie wewnętrzne, podgrzewacze szyb i siedzeń itp.) itp.). W każdym razie najpierw sprawdzane są bezpieczniki odpowiedniego sprzętu, a dopiero potem przeprowadzana jest diagnostyka elektrycznej jednostki sterującej.
W niektórych przypadkach centralka EP podlega naprawie, która sprowadza się do wymiany uszkodzonego mikrokontrolera lub innych części. Czasami jednak łatwiej i taniej jest wymienić zmontowaną jednostkę niż oddać ją do naprawy (zwłaszcza jeśli samochód ma minimalną konfigurację EDS bez funkcji sterowania immobilizerem). W takim przypadku wymienna jednostka musi być tego samego typu i modelu (oraz numer katalogowy), co poprzednio montowana. W niektórych przypadkach montaż bloku innego modelu jest możliwy, ale najczęściej jest to utrudnione koniecznością zmiany wyprowadzeń złącz lub wymaga rezygnacji z niektórych funkcji.
Urządzenie należy wymienić zgodnie z instrukcją naprawy i konserwacji pojazdu. Zazwyczaj praca sprowadza się do demontażu starego urządzenia i zainstalowania nowego, ale przede wszystkim konieczne jest uzyskanie dostępu do tego urządzenia, a to może wymagać częściowego demontażu deski rozdzielczej lub konsoli. Ponieważ instalacja elektryczna jest wykonywana za pomocą standardowych złączy, nie jest wymagane lutowanie ani inne operacje, a nowy sterownik zaczyna działać natychmiast po zamontowaniu i podłączeniu zasilania do instalacji elektrycznej samochodu.
Jeżeli sterownik zespołu napędowego współpracuje z alarmem i/lub immobilizerem, to przed rozpoczęciem pracy należy je wyłączyć (przejście do trybu serwisowego lub całkowite wyłączenie). W przeciwnym razie mogą wystąpić problemy z działaniem urządzeń elektrycznych lub po prostu kłopoty z nieprawidłową pracą systemu alarmowego.
Prawidłowy dobór i wymiana elektrycznej jednostki sterującej to podstawa niezawodnej pracy wyposażenia elektrycznego pojazdu.
Nowoczesny samochód to złożony montaż składający się z zestawu komponentów, w tym wielu elektroniki. Do normalnego funkcjonowania samochodu wymagana jest skoordynowana praca podzespołów według podanych algorytmów. Zapewnia synchroniczną i poprawną pracę elektronicznej jednostki sterującej (ECU) - jednostki, w którą wyposażonych jest wiele elementów samochodu.
Ogólna definicja
Elektroniczna jednostka sterująca oznacza dowolny system mikroprocesora, który jest odpowiedzialny za działanie jednego lub drugiego elementu elektrycznego samochodu (lub kilku podsystemów). Często w literaturze angielskiej znajduje się termin ECU, co oznacza elektroniczną jednostkę sterującą.
Istnieją rodzaje bloków:
- po prostu ECU - zarządzanie dowolnym podsystemem ECU, z wyjątkiem silnika;
- ECM - moduł odpowiedzialny za silnik (w języku angielskim Engine Control Module);
- kombinowany ECU silnik-przekładnia, który steruje zarówno skrzynią biegów, jak i silnikiem;
- układ sterowania hamulcami;
- jednostka sterująca automatyczną skrzynią biegów;
- ECU kontroli zawieszenia;
- centralny ECU i jednostka synchronizacji;
- główny ECU;
- itp.
W nowoczesnym, zaawansowanym samochodzie wyposażonym w najnowszą technologię inżynieryjną znajduje się do 80 lub więcej kontrolerów. Razem ECU tworzą jeden system - komputer samochodowy.
Ważnym elementem ECU jest jego oprogramowanie („firmware”). Odpowiada za logikę podzespołów, a modyfikacja oprogramowania ECU może znacząco zmienić charakterystykę pracy maszyny. Jest to często stosowane przez entuzjastów tuningu i kierowców wyścigowych, którzy programowo ulepszają pewne aspekty swojego „żelaznego konia” - optymalizując zużycie paliwa, parametry przyspieszenia i wiele więcej.
Moduł sterujący silnika
Można go nazwać jednym z głównych, ponieważ ta jednostka elektroniczna odpowiada za serce maszyny - jej silnik. ECU odbiera informacje z różnych czujników, analizuje je na podstawie algorytmów wbudowanych w firmware i wysyła odpowiednie sygnały do różnych elementów wykonawczych.
ECU silnika komunikuje się z innymi elementami wewnętrznego układu pojazdu za pośrednictwem magistrali zwanej CAN (CANbus), która łączy wszystkie elektroniczne upychanie pojazdu w sieć. Główne bloki, z którymi „komunikuje się” ECU silnika:
- Automatyczna skrzynia;
- system przeciwblokujący (ABS);
- systemy stabilizujące;
- hamulce;
- blokada bezpieczeństwa;
- moduł stabilności kursu walutowego;
- Tempomat;
- instalacja klimatyczna.
Główne zadania ECU silnika:
- kontrola procesu zapłonu;
- jeśli, to kontrola układu wtryskowego;
- kontrola dystrybucji gazu w silniku;
- śledzenie czujnika przepustnicy;
- utrzymywanie docelowej temperatury w układzie chłodzenia;
- analiza składu spalin i sterowanie jego podsystemem recyrkulacji.
Czujniki ECU odbierają dane z czujników wału korbowego, informując o jego prędkości i aktualnej pozycji. Urządzenie odczytuje prędkość samochodu, parametry napięcia w zasilaczu pokładowym oraz wiele innych informacji. ECU ma wbudowany system autodiagnostyki, który w przypadku awarii zapala sygnał CheckEngine na desce rozdzielczej. Równolegle z tym w pamięci ECU zapisywany jest kod błędu wykrytego błędu, który można później odczytać poprzez złącze serwisowe za pomocą specjalnego urządzenia i oprogramowania. Pomaga to zidentyfikować problem.
W nowoczesnych samochodach często używane jest uniwersalne złącze diagnostyczne OBD2:
Podłączane jest do niego dowolne urządzenie, które pracuje na tym protokole i jest w stanie „odczytać” dane z pamięci.
Urządzenie ECU silnika
Technicznie ta jednostka elektroniczna składa się z płytki z procesorem i przylutowanym do niej modułem pamięci. Płytka ECU zamknięta jest w metalowej lub plastikowej obudowie. Na płytce wyprowadzone są złącza wyprowadzone przez karoserię, które łączą ECU z układami samochodu i umożliwiają podłączenie do urządzeń diagnostycznych. Instrukcje dotyczące samochodu zawsze wskazują lokalizację ECU: zwykle jest to miejsce za schowkiem, komorą silnika lub wewnątrz przedniej deski rozdzielczej.
ECU na pokładzie ma trzy rodzaje urządzeń pamięci masowej (pamięć):
- EPROM - programowalna pamięć tylko do odczytu. Zawiera kod oprogramowania układowego i parametry, według których działa elektrownia;
- RAM - pamięć operacyjna, inaczej "pamięć o dostępie swobodnym" ECU. Jest lotny, przechowuje informacje tymczasowe;
- ERPZU. Elektrycznie programowalna pamięć przechowuje niektóre dane - kody zamków, klucze dostępu, informacje o zużyciu paliwa, przebiegu i okresie pracy silnika.
Oprogramowanie ECU podzielone jest na część kontrolną i część funkcjonalną. Pierwszy sprawdza sygnały docierające do urządzenia i w przypadku znalezienia nieprawidłowych wartości koryguje je lub blokuje silnik zapobiegając uszkodzeniom. Drugi odbiera dane, przetwarza je i wysyła wynik z ECU w postaci impulsów do żądanych urządzeń.
Schemat pracy ECU silnika:
Funkcje i zadania skrzynki ECU
ECU odpowiada za wykonanie kilku zadań:
- kontrola trybów skrzynki i ich przełączanie w razie potrzeby;
- diagnostyka systemu;
- zapamiętywanie błędów w celu dalszej analizy problemu i naprawy.
ECU jest zwykle montowany we własnej obudowie:
Lokalizacja ECU
Jednostka sterująca automatycznej skrzyni biegów może znajdować się:
- bezpośrednio w skrzyni automatycznej skrzyni biegów;
- poza tym.
Pierwsza opcja pozwala znacznie zmniejszyć ilość okablowania w samochodzie, ponieważ mniej „wiązek” okablowania przechodzi z elektronicznego mózgu ECU do czujników. Ale są też wady:
- ciężkie warunki temperaturowe. Skrzynka mocno się nagrzewa podczas pracy, co negatywnie wpływa na cienkie elektroniczne wypełnienie płyty sterownika ECU;
- Utrudnienia w naprawie: każda operacja z ECU wymaga demontażu skrzynki, co sprawia, że naprawy są trudniejsze i droższe.
Przykład lokalizacji ECU w pudełku:
Zewnętrzna lokalizacja ECU jest pozbawiona wad wewnętrznej: nie tak wysokie temperatury, można dodatkowo chronić ECU przed wilgocią i innymi negatywnymi wpływami. Ponadto ułatwiony jest dostęp do jednostki w celu przeprowadzenia czynności serwisowych i naprawczych, a inżynierowie mają możliwość wygodnego ustawienia ECU.
Ale jest też wada: w tym układzie ECU musi rozciągać długie wiązki przewodów, aby powiązać ze sobą ECU, czujniki i serwomechanizmy.
Awarie ECU
Najczęstsza przyczyna awarii modułu sterującego ASB:
- silny cios w pudełko (pęknięta płyta ECU, procesor lub układ pamięci);
- efekty wibracji;
- ciepło;
- skoki napięcia w sieci pokładowej;
- korozja wilgoci.
Awaria elektroniki skrzyni prowadzi do nieprawidłowej zmiany biegów lub sytuacji, w której automatyczna skrzynia biegów przechodzi w tryb awaryjny, pracując tylko na jednym biegu (zwykle na trzecim). Jeśli istnieje jakiekolwiek podejrzenie co do ECU skrzynki, należy jak najszybciej skontaktować się ze specjalistycznym serwisem.
Ważne: poruszanie się na niesprawnej automatycznej skrzyni biegów jest zdecydowanie odradzane! Może to prowadzić do uszkodzenia nie tylko ECU, ale także mechanicznej części skrzynki. Samochód do serwisu należy zawieźć lawetą.
Diagnostyka wadliwego sterownika skrzynki jest przeprowadzana za pomocą specjalnego sprzętu. Zazwyczaj starają się po prostu wymienić wadliwy ECU, bo o ile przelutowanie przepalonych kondensatorów nadal jest stosunkowo łatwe, to wymiana mikroukładów ECU jest żmudną operacją, a odpowiedni układ trzeba jeszcze znaleźć. Dlatego często najlepszą opcją jest wymiana ECU, taki krok całkowicie rozwiąże problemy z pudełkiem i przywróci go do pracy.
Inną ważną kwestią jest to, że tylko doświadczony specjalista powinien naprawiać ECU skrzynki (i co do zasady). Usługi naprawy automatycznych skrzyń biegów oferuje wiele serwisów „garażowych”, ale nie są one w stanie zagwarantować jakości usługi, a po ich interwencji skrzynia jest w stanie „umrzeć” całkowicie.
Inne rodzaje ECU
Pozostałe jednostki sterujące, które sterują innymi systemami elektronicznymi (tempomat, moduł sterujący hamulcami, oświetleniem itp.) działają na podobnych zasadach i podlegają podobnym błędom.
Ważne jest, aby monitorować stan elektroniki i ECU samochodu, konserwować je i niezwłocznie zlecać naprawy w przypadku awarii: zapewni to płynną i dobrze skoordynowaną pracę wszystkich systemów samochodu.
Każde nowoczesne urządzenie techniczne zawierające ruchome ciała robocze zawiera jednostkę sterującą. Bezpośrednimi elementami poruszającymi (siłownikami) tych korpusów są napędy, które są urządzeniami o różnym charakterze: elektrycznym, elektromagnetycznym, hydraulicznym, pneumatycznym itp., zaopatrzeniowym itp.
Elektroniczna jednostka sterująca układu pojazdu
W inżynierii samochodowej ten ogólny termin jest używany dla obwodów elektronicznych, które są odpowiedzialne za działanie systemów pojazdu i są konstrukcyjnie wykonane w postaci oddzielnych bloków. Co więcej, każdy z nich może odpowiadać za jedną lub więcej jednostek. Tak więc w samochodach można znaleźć elektroniczny moduł sterowania skrzynią biegów (PCM). Zwykle jest to połączone urządzenie zawierające obwody sterujące silnika (ECU) i obwody przekładni (TCU). W ten sposób PCM jest strukturalnie zintegrowaną jednostką sterującą dla systemów pojazdu. Ale w niektórych modelach samochodów, na przykład Chrysler, oba te obwody (ECU i TCU) są strukturalnie oddzielne.
Istnieją również podobne urządzenia do hamulców, drzwi, siedzeń, akumulatorów itp. Niektóre nowoczesne samochody zawierają do 80 takich schematów. Co więcej, każdy z nich można zdefiniować jako odrębną, funkcjonalnie (a czasem strukturalnie) odrębną elektroniczną jednostkę sterującą. Z punktu widzenia obwodów większość z nich to wysoce niezawodne mikrokontrolery wbudowane. Ogólnym trendem w branży motoryzacyjnej jest integracja wszystkich tego typu urządzeń we wspólny system elektroniczny samochodu z komputerem centralnym.
Jednostka sterująca silnika pojazdu (ECU)
W najogólniejszym znaczeniu jest to urządzenie do kształtowania wpływów na szereg organów wykonawczych, które zmieniają parametry trybów pracy silnika spalinowego (ICE) w celu ich optymalizacji. Kryterium optymalizacji jest zwykle zużycie paliwa. wymagane do realizacji ruchu z zadaną prędkością przy istniejącym obciążeniu.
ECU zapewnia następujące działania:
Odczytywanie wartości z dużej ilości czujników wewnątrz komory silnika,
Interpretacja danych z wykorzystaniem wielowymiarowych map wydajności (tzw. look-up table),
Korekta stanu elementów wykonawczych na silniku wg tabel referencyjnych.
Gdzie znajduje się ECU? Poniższe zdjęcie pokazuje typową lokalizację pod deską rozdzielczą samochodu.
Co to jest mikroprocesor ECU
Nowoczesny ECU może zawierać 32-bitowy, 40-MHz mikroprocesor. To może nie wydawać się bardzo szybkim urządzeniem w porównaniu z procesorem 500-1000 MHz, który prawdopodobnie masz w swoim komputerze, ale pamiętaj, że mikroprocesor ECU działa ze znacznie mniejszą pamięcią, ze średnią ECU mniejszą niż 1 megabajt. Na twoim komputerze co najmniej 2 gigabajty pamięci RAM to 2000 razy więcej.
Obwód jednostki sterującej jest konstrukcyjnie wykonany w postaci modułu elektronicznego z chipem mikroprocesorowym i setkami innych elementów na wielowarstwowej płytce drukowanej. Moduł ten jest zamocowany we wspólnej obudowie wraz z zasilaczem, a wszystkie styki elektryczne są wyprowadzone na zewnętrzne złącze elektryczne. Tak wygląda moduł elektroniczny ECU (patrz zdjęcie poniżej).
Inne elementy elektroniczne ECU
Przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) to urządzenia do wprowadzania sygnałów z czujników samochodowych, takich jak czujnik tlenu, do mikroprocesora. Jego sygnałem wyjściowym jest napięcie zmieniające się w sposób ciągły od 0 do 1,1 V. Mikroprocesor rozumie tylko kod cyfrowy, więc ADC przetwarza sygnał czujnika na 10-bitowy kod binarny.
Poniżej opisujemy zawartość poszczególnych funkcji ECU.
Sterowanie na desce rozdzielczej
Urządzenia na nim wyświetlają aktualny stan różnych systemów samochodowych. Informacje te są wyświetlane na wyświetlaczu po użyciu przez odpowiednie jednostki sterujące. Tak więc z ECU dostarczana jest temperatura płynu chłodzącego silnik i prędkość jego wału korbowego. Jednostka sterująca skrzyni biegów (TCU) działa zgodnie z prędkością pojazdu. Blok sterujący hamulcami posiada informację o ich stanie.
Wszystkie te moduły po prostu udostępniają swoje dane na wspólnej dla nich szynie danych, z której są odczytywane przez centralny mikroprocesor, na przykład w ECU. Okresowo udostępnia również pakiety informacyjne składające się z nagłówków i danych na tej samej magistrali. Nagłówek określa przeznaczenie danych pakietowych: albo do wskaźnika prędkości, albo do wskaźnika temperatury, a same dane są wartościami do wyświetlenia. Deska rozdzielcza zawiera kolejny moduł, który wie, jak szukać określonych pakietów - za każdym razem, gdy je wykryje, aktualizuje odpowiedni wskaźnik lub wskaźnik o nową wartość.
Większość producentów samochodów kupuje deski rozdzielcze już w pełni zmontowane od dostawców, którzy je projektują i produkują.
Silniki wtryskowe ECU
Układ zasilania nowoczesnych silników spalinowych – zarówno benzynowych, jak i diesla – oparty jest na zasadzie bezpośredniego wtrysku paliwa. Jego głównym urządzeniem wykonawczym jest wtryskiwacz, wtryskiwacz. W przeciwieństwie do systemu gaźnika, wtryskiwacz wtryskuje paliwo bezpośrednio do cylindrów lub kolektora dolotowego do strumienia powietrza za pomocą jednego lub więcej mechanicznych lub elektrycznych wtryskiwaczy.
Obecnie wtryskiwacze sterowane są przez mikroprocesor ECU silnika wtryskowego. Zasada działania takiego układu polega na tym, że decyzja o momencie i czasie otwarcia elektrozaworów wtryskiwaczy podejmowana jest na podstawie sygnałów z wielu czujników.
Kontrola stosunku powietrza do paliwa
W przypadku silnika z wtryskiem, ECU określa ilość wtryskiwanego paliwa na podstawie analizy szeregu parametrów. Jeśli czujnik położenia przepustnica wskazuje, że pedał przyspieszenia jest dalej wciskany, czujnik przepływu masowego mierzy ilość dodatkowego powietrza zassanego do silnika, a ECU oblicza i wtryskuje odpowiednią ilość paliwa do silnika. Jeśli czujnik temperatury płynu chłodzącego silnik wskazuje, że ten ostatni nie jest rozgrzany, wtrysk paliwa będzie wzrastał do czasu rozgrzania silnika. Sterowanie mieszanką paliwowo-powietrzną ECU na silniku gaźnika działa w ten sam sposób, ale zgodnie z sygnałami z czujnika położenia pływaka gaźnika.
Kontrola czasu zapłonu
Silnik o zapłonie iskrowym wymaga iskry do zainicjowania spalania w komorze spalania. ECU jest w stanie precyzyjnie dostroić moment zapłonu iskry w suwie sprężania (tzw. czas zapłonu), aby zapewnić optymalną wydajność. Jeśli wykryje, że silnik stuka, czyli jest stuk – stan potencjalnie szkodliwy dla silnika, a ustali go w wyniku zbyt wczesnego zapłonu, to jest opóźniony. Ponieważ stukanie ma tendencję do występowania przy niskich obrotach, ECU może wysłać sygnał do automatycznej skrzyni biegów, aby obniżyć przełożenie przy pierwszej próbie jej zatrzymania.
Jak steruje się szkłem w Twoim samochodzie
Czy zastanawiałeś się kiedyś jaki mechanizm podnosi i opuszcza szyby Twojego samochodu w górę iw dół? A jak powinna działać jednostka sterująca podnośnikiem szyb?
Mechanizm podnoszący jest ułożony w następujący sposób: mały silnik elektryczny jest przymocowany do przekładni ślimakowej, po czym montowanych jest kilka innych koła zębate, osiągnąć świetne przełożenie. W rezultacie silnik sterujący o małej mocy generuje moment obrotowy wystarczający do podniesienia szyby.
W nowoczesnych samochodach obwody sterujące silników elektrycznych podnośników szyb wszystkich drzwi są podawane do specjalnej elektronicznej jednostki sterującej podnośnikami szyb. Zwykle łączy również funkcje kontroli położenia lusterek i zamków drzwi.
W niektórych pojazdach wszystkie te funkcje oraz sterowanie pozycją fotela są połączone w jeden zespół zwany „jednostką sterującą nadwozia”.
Wentylator chłodnicy silnika: jak jest sterowany?
Elektryczny wentylator chłodnicy silnika samochodowego jest podłączony albo do stacyjki (i wtedy pracuje podczas pracy silnika), albo do sterownika wentylatora z wyłącznikiem termostatycznym.
Termostat nie włącza wentylatora, dopóki płyn chłodzący silnika nie przekroczy normalnej temperatury roboczej. Wyłącza termostat, gdy ponownie się ochłodzi. Sterownik wentylatora tworzy interwały włączania/wyłączania w zależności od sygnału z czujnika temperatury chłodnicy.
Co utrzymuje ciepło w kabinie?
Wszystkie samochody wyposażone są w ogrzewanie kabiny (w mowie potocznej piec), która ma za zadanie wykorzystać ciepło z silnika, które jest następnie wdmuchiwane do kabiny.
Po rozgrzaniu silnika i odpowiednim podgrzaniu płynu chłodzącego, jest on przenoszony do grzałki, która jest małym grzejnikiem. Gdy powietrze nad nim nagrzewa się z cieczy przepływającej przez rury nagrzewnicy, jest wdmuchiwane do kabiny pasażerskiej przez mały wentylator.
Sterowanie nagrzewnicą jest regulowane albo ręcznie, w którym kierowca po prostu włącza / wyłącza wentylator w celu dostarczenia ciepłego powietrza do przedziału pasażerskiego, lub za pomocą automatycznego sterowania, w którym bierze udział osobna jednostka sterująca piecem, lub systemu klimatyzacji samochodu sterowanego przez komputer centralny.
Siłownikiem dla wszystkich metod sterowania pozostaje dmuchawa ciepłego powietrza, chociaż w niektórych modelach samochodów stosuje się również zawór sterujący nagrzewnicą, który zatrzymuje przepływ chłodziwa do nagrzewnicy, gdy nie jest ona używana. Podgrzewacze siedzeń wykorzystują elektryczne elementy grzejne zamiast płynu chłodzącego silnik, aby uzyskać efekt ogrzewania.
Kilka słów o sprzęcie AGD
Wiele urządzeń gospodarstwa domowego ma wbudowane napędy elektryczne, które wprawiają w ruch ich ciała robocze: noże do maszynek do mielenia i siekania mięsa, różne przystawki do robotów kuchennych i mikserów, aktywatory do pralek. Tutaj możesz również zapamiętać różne ręczne elektronarzędzia. W większości przypadków produkty te są wyposażone w silniki prądu stałego, które pozwalają w prosty sposób kontrolować ich prędkość za pomocą rezystory zmienne, ruchome kontakty, które są wyświetlane na elementach sterujących.
Wyjątkiem od tej reguły są nowoczesne pralki. Są one z reguły wyposażone w bezstykowe (w przeciwieństwie do silników prądu stałego) jednofazowe silniki asynchroniczne. Ponieważ prędkość obrotowa takiego silnika zależy od częstotliwości prądu w sieci, do jej zmiany służy specjalna elektroniczna jednostka sterująca pralki.
W rzeczywistości jest to elektryczny napęd częstotliwości. Jego zadaniem jest zasilanie uzwojenia stojana silnika elektrycznego napędu prądem o takiej częstotliwości, przy której prędkość obrotowa silnika (i aktywatora) odpowiadałaby danemu trybowi. Tak więc podczas płukania prania potrzebujesz minimalnej prędkości obrotowej, a podczas wirowania maksymalnej.
Większość nowoczesnych gospodarstw domowych dość intensywnie korzysta z pralek. Dlatego częstym rodzajem ich nieprawidłowego działania jest awaria dowolnego elementu obwodu sterującego. Po tym następuje nieunikniona wymiana jednostki sterującej.
Biorąc pod uwagę, że „życiowa aktywność” pojazdu zależy bezpośrednio od prawidłowego działania wszystkich jego układów składowych, nie ma nic dziwnego w istnieniu pewnego „think tanka”, który monitoruje ich stan i aktywność. To centrum to elektroniczna jednostka sterująca (ECU). Awarie tej części konstrukcyjnej samochodu są natychmiast widoczne na działaniu zasilania skrzyni biegów, układu wydechowego i innych „sterowanych” elementów. Teraz postaramy się zrozumieć zasadę działania elektronicznej jednostki sterującej, a także rozważyć główne przyczyny jej awarii i sposoby ich wyeliminowania.
1. Zasada działania i cechy elektronicznej jednostki sterującej
W dziedzinie elektroniki samochodowej to urządzenie jest ogólnym terminem, który łączy dowolne systemy wbudowane, które z kolei kontrolują jeden lub więcej mechanizmów w podsystemach samochodu. Rodzaje elektronicznych jednostek sterujących dzielą się na: elektroniczna jednostka sterująca silnika (najczęściej spotykany typ), centralna jednostka sterująca, kombinowana jednostka sterująca skrzyni biegów silnika, jednostka sterująca hamulca, centralny moduł sterujący, główny moduł elektroniczny, moduł sterujący zawieszenia, sterownik nadwozia, centralny moduł synchronizacji itp.
Czasami wszystkie te systemy razem wzięte nazywane są komputerem samochodowym, chociaż z technicznego punktu widzenia jest to kilka bloków. Dość często jeden zespół może zawierać dużą liczbę oddzielnych modułów sterujących. W ten sposób poszczególne nowoczesne samochody łączą do 80 elektronicznych jednostek sterujących, a ich wbudowane oprogramowanie kontynuuje pomyślny rozwój. W związku z tym zarządzanie zwiększoną liczbą złożonych ECU pojazdu odgrywa obecnie główną rolę w jego wydajnym działaniu.
Głównym typem elektronicznych jednostek sterujących samochodu jest ECU silnika(często jest również określany po prostu jako jednostka elektroniczna). Zastosowanie tego urządzenia optymalizuje jakościowo szereg podstawowych parametrów pojazdu: moc, zużycie paliwa, poziom szkodliwych substancji w spalinach itp. Przedstawiony jest w postaci swego rodzaju urządzenia obliczeniowego, którego głównym zadaniem jest przetwarzanie informacji pochodzących z czujników wejściowych i przesyłanie na ich podstawie odpowiednich poleceń sterujących do różnych układów silnika.
Z konstruktywnego punktu widzenia taki blok składa się z pudełka (sprzętu) oraz niezbędnego do działania oprogramowania, którego centralną częścią jest procesor. To tutaj napływają dane ze wszystkich czujników jednostki napędowej, po czym można je przetwarzać i dalej analizować. Oprócz tradycyjnych informacji z czujników (takich jak pozycja i obroty czy przepływ powietrza) dodano dodatkowe dane o prędkości pojazdu, poziomie tlenu w spalinach, nierównościach na drodze, prośba o włączenie klimatyzacji i szereg innych sygnałów skierowanych na optymalizację pracy silnika. Liczba czujników w nowoczesnych samochodach już dawno przekroczyła 20.
Nie będziemy teraz zagłębiać się w istotę działania każdego ECU z osobna, ponieważ zajmie to bardzo dużo czasu, ale raczej skupimy naszą uwagę na opisywanej elektronicznej jednostce sterującej silnika, ponieważ, jak już zauważyliśmy, jest kto jest kluczem do efektywnego funkcjonowania jednostki napędowej, a więc i całego samochodu.
2. Przyczyny awarii ECU
Każda elektroniczna jednostka sterująca jest ważnym elementem wyposażenia, a pojawienie się w niej awarii może spowodować awarię całego mechanizmu. Będąc swego rodzaju „think tank” całego układu ECU, odpowiada za wszystkie zachodzące w nim procesy, więc nawet drobne uszkodzenie mikroprocesora może spowodować awarie w skrzyni biegów, układzie kontroli emisji, układzie ładowania i wielu innych elementach układu. żywotność pojazdu. Za główne oznaki awarii elektronicznej jednostki sterującej uważa się odmowę uruchomienia silnika, ciągłe komunikaty o naruszeniach jego działania, które nie są w żaden sposób usuwane, oraz niektóre inne objawy.
Zasadniczo pojawienie się usterek w działaniu ECU jest dość rzadkim zjawiskiem, którego zwykle nie można przewidzieć, a w celu zidentyfikowania i potwierdzenia awarii producenci i firmy naprawcze muszą przeprowadzić następujące kontrole:
- sprawdzenie elektroniki i możliwości przegrzania;
Sprawdzanie części pod kątem korozji i zniszczenia;
Ocena jakości montażu samego bloku, przeprowadzenie fraktografii.
Spełnienie wszystkich powyższych warunków na etapie testów zapobiegnie uszkodzeniom w przyszłości i znacznie zwiększy wydajność.
Obecnie istnieje wiele przyczyn awarii tego urządzenia i wszystkie zależą od rodzaju jednostki elektronicznej, jej lokalizacji i kluczowych funkcji. Wśród najczęstszych wyróżniają brak kontaktu z stacyjką, różne czujniki, sterownik pracy, czujnik temperatury, a także brak możliwości monitorowania pracy czujnika ABS. Ponadto uszkodzenia mechaniczne spowodowane wibracjami i wstrząsami lub wnikaniem wilgoci do mikroukładu (przeciekająca do środka woda często powoduje zwarcie i korozję) ma poważny wpływ na awarię urządzenia.
Tak więc w przypadku jakiejkolwiek awarii w jednostce elektronicznej może wystąpić przepięcie, które często całkowicie wyłącza system. Również specjaliści wielu serwisów samochodowych, środowisko możliwych przyczyn awarii ECU, zwracają uwagę na znaczną część tych, które powstały w wyniku prób samodzielnej naprawy urządzenia przez kierowców lub powierzyli tę sprawę wątpliwym profesjonalistom .
Szczególną uwagę chciałbym zwrócić uwagę na przyczyny awarii, które występują w elektronicznej jednostce sterującej silnika. Obejmują one:
- „oświetlenie” z samochodu z pracującym silnikiem;
Niezgodność polaryzacji podczas podłączania akumulatora;
Brak niezbędnej wiedzy i umiejętności przy instalowaniu alarmów i wykonywaniu napraw elektrycznych;
Odłączenie zacisku akumulatora podczas pracy silnika;
Włączenie rozrusznika z odłączoną szyną zasilającą;
Wnikanie wilgoci do elektronicznej jednostki sterującej;
Zwarcie lub całkowita przerwa w okablowaniu;
Kontakt z elektrodą po spawaniu na okablowaniu lub czujnikach pojazdu;
Awarie w wysokonapięciowej części układu zapłonowego: cewki, przewody, rozdzielacz itp.
Jednak bez względu na rodzaj jednostki sterującej, o której mówimy, najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że składa się ona z wielu dość złożonych połączeń, co oznacza, że próby samodzielnego przeprowadzenia prac naprawczych mogą powodować poważne problemy w działaniu tej jednostki. Jeśli chodzi o przedstawicieli nowych modeli pojazdów, gdy w jednostce sterującej wystąpi awaria, zaleca się całkowitą wymianę określonego urządzenia. Jeśli samochód jest nadal objęty serwisem gwarancyjnym, rozsądnie jest skontaktować się z dealerem, w którym urządzenie zostanie wymienione.
Notatka! Naprawa elektronicznych jednostek sterujących silnika niektórych modeli samochodów jest generalnie niemożliwa, nawet jeśli szukasz pomocy u najbardziej wykwalifikowanych specjalistów. Tak czy inaczej, początkowym etapem rozwiązania problemu jest przede wszystkim wysokiej jakości diagnostyka, a następnie, po konsultacji ze specjalistami, możesz zdecydować o dalszym losie uszkodzonego komputera.
3. Naprawa elektronicznej jednostki sterującej
Naprawa elektronicznej jednostki sterującej jest dość skomplikowaną i czasochłonną procedurą, którą zaleca się stosować w niezwykle rzadkich przypadkach: gdy wymiana z jakiegoś powodu nie jest możliwa lub gdy jest zbyt droga dla właściciela samochodu. Eksperci w ogóle nie radzą rozpoczynać niezależnych działań naprawczych, ponieważ istnieje duże prawdopodobieństwo uszkodzenia elektronicznych „mózgów”, co z kolei spowoduje wyłączenie wszystkich towarzyszących systemów pojazdu.
Ze względu na złożoność urządzenia ECU nie można go naprawić w warunkach konwencjonalnej stacji obsługi, gdzie po upewnieniu się, że jest problem, po prostu zostanie wymieniony na nowy. W celu bardziej znaczącego sprawdzenia wydajności urządzenia konieczne jest przeprowadzenie specjalnych testów przy użyciu specjalnego sprzętu, który jest dostępny tylko w wyspecjalizowanych centrach serwisowych. Przed wymianą niesprawnego mechanizmu należy dowiedzieć się i wyeliminować przyczynę jego „śmierci” i choć zadanie to może być dość trudne, uchroni Cię przed możliwością szybkiej ponownej wymiany.
Większość dostępnych na rynku jednostek sterujących była kiedyś w użyciu, a po awarii po prostu odrestaurowano je w zakładzie produkcyjnym, co zresztą jest o wiele bardziej opłacalne niż tworzenie części od podstaw. Oczywiście nie wszystkie zepsute mechanizmy podlegają procedurze przywracania. Czyli na przykład ECU od „utopionego człowieka”, który przez długi czas był zalany wodą, najprawdopodobniej nikt go nie naprawi.
Pomimo tego, że pod względem parametrów zewnętrznych (kształt, wielkość, taki sam układ styków) elektroniczne jednostki sterujące mogą wyglądać dokładnie tak samo, to ich ustawienia nadal będą się poważnie różnić. Nie jest to zaskakujące, ponieważ wszyscy odpowiadają za działanie silników samochodów różnych marek, produkowanych w różnym czasie. Jeśli zainstalujesz niewłaściwy model ECU, pojazd może nawet jechać, ale żaden z jego systemów nie będzie działał stabilnie. Oznacza to, że konieczne jest, aby wymienna jednostka elektroniczna w pełni odpowiadała zepsutej. Dlatego kupując ECU, musisz znać markę pojazdu, rok jego produkcji, wielkość silnika i kod wskazany przez producenta na bloku.
Każda elektroniczna jednostka sterująca ma mikroukład "BAL STUDENCKI", w którym zapisywane są wszystkie ustawienia systemów tego pojazdu. Najczęściej przy wymianie ECU po prostu przestawia się go ze starej jednostki na nową, aw bardziej nowoczesnych modelach pojazdów zamiast mikroukładu używają pamięci flash lub EEROM- urządzenie pamięci wielokrotnego zapisu.
Podczas instalacji urządzenia głównym zadaniem jest podłączenie urządzenia do okablowania maszyny, wykorzystując do tego odpowiednie złącza. Trudność w tej kwestii polega głównie na niedogodności lokalizacji ECU, która utrudnia dotarcie do niego. Jednak przed przystąpieniem do jakiegokolwiek okablowania należy pamiętać o odłączeniu zacisku akumulatora.
Wiele sterowników elektronicznych po podłączeniu przewodów z uwzględnieniem parametrów pojazdu wymaga dodatkowej regulacji. W każdym przypadku proces ten jest indywidualny i powinien być opisany w instrukcji obsługi pojazdu. Tylko specjaliści z autoryzowanych serwisów mogą przeprowadzić procedurę przeprogramowania, zwaną także "chip tuning".
Przed skontaktowaniem się z nimi w celu uzyskania pomocy (oddanie ECU do naprawy lub tuningu) powinieneś mieć jakieś dane o swoim aucie. Przede wszystkim na podstawie dowodu rejestracyjnego lub paszportu technicznego pojazdu należy określić jego markę, model, rok produkcji, nazwę (litery przed numerem), wielkość silnika, rodzaj skrzyni biegów (ręczna lub automatyczna). Następnie wyjmij urządzenie i przepisz nazwę producenta oraz numery katalogowe z jego etykiety. Wszystkie te informacje będą musiały zostać zgłoszone pracownikom centrum serwisowego, którzy zajmą się eliminacją powstałego problemu.