Электронным блоком управления (ЭБУ) в автомобильной электронике называют систему, управляющую теми или иными функциями в автомобиле. Это общее название для таких устройств, в зависимости от задач ЭБУ могут быть отнесены к различным подвидам (блоки управления тормозной системой, двигателем, подвеской и т.п.). Что такое ЭБУ в автомобиле более подробно мы рассмотрим чуть ниже.
Что такое ЭБУ в автомобиле и для чего он нужен?
Совокупность всех ЭБУ автомобиля называется его компьютером, но технически это не единый механизм, а структура, состоящая из нескольких блоков управления, соединенных между собой. Их число достигает нескольких десятков.
Внешний вид электронного блока управления(ЭБУ) в автомобиле
Суть работы любого ЭБУ в том, что он получает определенные сигналы благодаря датчикам, а затем выдает на них соответствующую реакцию в виде воздействия на исполнительное устройство. Каждый ЭБУ — это небольшой вычислительный центр, отвечающий за свою часть механизма.
Устройство и принцип работы электронного блока управления
Разбирая структуру электронного блока управления, можно выделить три основные функциональные части. Это источник питания, микропроцессор и устройство, отвечающее за входные и выходные сигналы. Внешне блок управления выглядит как печатная плата, заключенная в небольшой металлический корпус, к которому присоединены провода от бортовой сети, датчиков и разных исполнительных устройств. Рабочее напряжение для ЭБУ составляет 5 вольт, и встроенный источник питания стабильно выдает именно его, даже при резком изменении напряжения, что позволяет системе оставаться в рабочем состоянии в любой ситуации.
Блок-схема показывающая принцип работы электронного блока управления двигателем
Блок-схема показывающая принцип работы электронного блока управления двигателем
Процессорная часть блока управления — самая сложная и важная. Сердцем процессорной части является микроЭВМ, чьи компоненты полностью умещаются на одном чипе или кристалле, из-за чего она называет однокристальной.
В список этих компонентов входят следующие:
центральный процессор;
ПЗУ и ОЗУ (постоянное и оперативное запоминающее устройство);
аналогово-цифровой преобразователь;
таймеры;
генератор тактовой частоты;
порты ввода и вывода информации.
Через порты информация поступает в микропроцессор. Важно понимать, что однокристальная микроЭВМ не приспособлена для считывания аналогового сигнала, поэтому все поступающие сигналы должны быть преобразованы в цифровой вид. Для этого используется следующий алгоритм: аналогово-цифровой преобразователь производит дискретную выборку из мгновенных значений этого самого аналогового сигнала и затем преобразует ее в цифровое значение, с которым уже может работать процессор.
Промежуточные данные, а также информация, используемая непосредственно в процессе работы, попадают в оперативную память. Характерная ее черта — очищение при выключении. Тем не менее, не всегда требуется полный сброс значений, хранящихся в оперативной памяти. Существует такой процесс, как адаптация процессорных алгоритмов к особенностям конкретного двигателя.
Данные, которые могут быть необходимы для этого, накапливаются и затем принимают участие в расчетах. Вопрос лишь в том, где хранить эти данные во время отключения устройства. Первоначально создавались дополнительные ОЗУ, не зависящие от основного питания и подключенные к аккумуляторной батарее. Потребление энергии у таких ОЗУ минимальное, но у них есть недостаток: все накопленные значения сбрасываются при замене аккумулятора. Со временем это привело к разработке полностью энергонезависимого запоминающего устройства.
Постоянное же запоминающее устройство, наоборот, предназначено для хранения информации и никак не связано с включением или выключение системы. Записанные в нем программы остаются, даже если устройство лежит на складе. Программа включается в себя все алгоритмы управления системой, за которую отвечает данный процессор. Кроме программ, которые записываются в постоянную память при помощи программатора, в ней хранятся разнообразные данные, используемые в расчетах.
Центральный процессор ЭБУ
Центральный процессор — самая важная и интеллектуальная часть блока управления — занимается тем, что получает команды из записанных в ПЗУ программ, а также данные, поступающие из памяти, и затем производит над ними операции и преобразования.
Формирователи сигналов обрабатывают входные и выходные данные, например, регулируют величину поступающего от датчика сигнала, чтобы процессор мог его нормально принять. Помимо обработки значения, формирователи защищают процессор от скачков напряжения при входном сигнале и усиливают его мощность при выходе. При непредвиденных обстоятельствах формирователи подают сигнал о невозможности нормальной работы процессору.
Электронные блоки управления — своего рода мозги двигателя, от которых зависит его стабильная работа в разных условиях. В автомобилестроении усложнение ЭБУ и увеличение их числа считается одной из главных задач.
