Електронним блоком управління (ЕБУ) в автомобільній електроніці називають систему, яка управляє тими чи іншими функціями в автомобілі. Ця загальна назва для таких пристроїв, залежно від завдань ЕБУ, можуть бути віднесені до різних підвидів (блоки управління гальмівною системою, двигуном, підвіскою тощо). Що таке ЕБУ в автомобілі докладніше ми розглянемо трохи нижче.
Що таке ЕБУ в автомобілі та для чого він потрібен?
Сукупність всіх ЕБУ автомобіля називається його комп’ютером, але технічно це єдиний механізм, а структура, що з кількох блоків управління, з’єднаних між собою. Їхнє число сягає кількох десятків.
Зовнішній вигляд електронного блоку керування (ЕБУ) в автомобілі
Суть роботи будь-якого ЕБУ в тому, що він отримує певні сигнали завдяки датчикам, а потім видає на них відповідну реакцію як вплив на виконавчий пристрій. Кожен ЕБУ – це невеликий обчислювальний центр, який відповідає за свою частину механізму.
Пристрій та принцип роботи електронного блоку управління
Розбираючи структуру електронного блоку управління, можна назвати три основні функціональні частини. Це джерело живлення, мікропроцесор та пристрій, що відповідає за вхідні та вихідні сигнали. Зовні блок управління виглядає як друкована плата, укладена в невеликий металевий корпус, до якого приєднані дроти від бортової мережі, датчиків та різних виконавчих пристроїв. Робоча напруга для ЕБУ становить 5 вольт, і вбудоване джерело живлення стабільно видає саме його навіть при різкій зміні напруги, що дозволяє системі залишатися в робочому стані в будь-якій ситуації.
Блок-схема, що показує принцип роботи електронного блоку управління двигуном
Блок-схема, що показує принцип роботи електронного блоку управління двигуном
Процесорна частина блоку управління – найскладніша і найважливіша. Серцем процесорної частини є мікроЕОМ, чиї компоненти повністю вміщаються на одному чипі або кристалі, через що вона називає однокристальною.
До списку цих компонентів входять:
центральний процесор;
ПЗУ та ОЗУ (постійний та оперативний запам’ятовуючий пристрій);
аналогово-цифровий перетворювач;
таймери;
генератор тактової частоти;
порти введення та виведення інформації.
Через порти інформація надходить у мікропроцесор. Важливо розуміти, що однокристальна мікроЕОМ не пристосована для зчитування аналогового сигналу, тому всі сигнали, що надходять, повинні бути перетворені в цифровий вигляд. Для цього використовується наступний алгоритм: аналогово-цифровий перетворювач робить дискретну вибірку з миттєвих значень цього аналогового сигналу і потім перетворює її в цифрове значення, з яким вже може працювати процесор.
Проміжні дані, а також інформація, яка використовується безпосередньо в процесі роботи, потрапляє до оперативної пам’яті. Характерна її риса – очищення при вимкненні. Тим не менш, не завжди потрібно повне скидання значень, що зберігаються в оперативній пам’яті. Існує такий процес, як адаптація процесорних алгоритмів до особливостей конкретного двигуна.
Дані, які можуть бути необхідні для цього, накопичуються і беруть участь у розрахунках. Питання лише в тому, де зберігати ці дані під час вимкнення пристрою. Спочатку створювалися додаткові ОЗП, що не залежать від основного живлення та підключені до акумуляторної батареї. Споживання енергії у таких ОЗУ мінімальне, але вони мають недолік: всі накопичені значення скидаються під час заміни акумулятора. Згодом це призвело до розробки повністю енергонезалежного пристрою.
Постійне ж пристрій, навпаки, призначене для зберігання інформації і ніяк не пов’язане з включенням або вимкнення системи. Записані програми залишаються, навіть якщо пристрій лежить на складі. Програма включає всі алгоритми управління системою, за яку відповідає даний процесор. Окрім програм, які записуються в постійну пам’ять за допомогою програматора, у ній зберігаються різноманітні дані, що використовуються у розрахунках.
Центральний процесор ЕБУ
Центральний процесор – найважливіша та інтелектуальна частина блоку управління – займається тим, що отримує команди із записаних у ПЗУ програм, а також дані, що надходять з пам’яті, і потім здійснює над ними операції та перетворення.
Формувачі сигналів обробляють вхідні і вихідні дані, наприклад, регулюють величину сигналу, що надходить від датчика, щоб процесор міг його нормально прийняти. Крім обробки значення, формувачі захищають процесор від стрибків напруги при вхідному сигналі та посилюють його потужність при виході. За непередбачених обставин формувачі подають сигнал про неможливість нормальної роботи процесору.
Електронні блоки управління – свого роду мізки двигуна, від яких залежить його стабільна робота у різних умовах. У автомобілебудуванні ускладнення ЕБУ та збільшення їх числа вважається одним із головних завдань.
