??? 摘?? 要: 以Motronic 1.5.4電腦為例，介紹了ECU內(nèi)部電路的分析與檢測方法,。?

????關(guān)鍵詞: ECU； Motronic 1.5.4電腦； 點(diǎn)火電路

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??? Motronic 1.5.4電腦是由上海大眾汽車有限公司與德國博世（BOSCH）公司合作開發(fā)的新型電子燃油噴射系統(tǒng),，其形式為D型集中控制式，稱為Motronic（莫特朗尼克）系統(tǒng)，全稱是閉路電子控制多點(diǎn)燃油順序噴射系統(tǒng)，其點(diǎn)火系統(tǒng)與燃油噴射系統(tǒng)復(fù)合在一起,。Motronic 1.5.4已廣泛應(yīng)用于長安、一汽夏利,、桑塔納2000GLi,、世紀(jì)新秀、奇瑞QQ等車型,。因此對Motronic 1.5.4電腦的故障分析具有普遍意義,。?

1 Motronic 1.5.4電腦的CPU——B58468?

??? B58468是BOSCH公司委托Siemens公司生產(chǎn)的8位微控制器。它具有Siemens公司80C537的典型內(nèi)核,，是Siemens公司8位單片機(jī)家族中的高端產(chǎn)品,，基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8051結(jié)構(gòu)，性能得到了大幅提高,，外圍元件也進(jìn)行了大幅擴(kuò)展,，以適應(yīng)更加廣泛的應(yīng)用要求，并且可以全面兼容Siemens 8051/80C51系列微控器,。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,。主要性能參數(shù)如下：256B片內(nèi)隨機(jī)存儲(chǔ)器；256個(gè)直接尋址位,；64KB可尋址程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,；帶有12路輸入及可編程參考電壓的 8位 A/D轉(zhuǎn)換器；4個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器,；強(qiáng)大的比較/捕獲單元（至多21個(gè)高速或者脈寬可調(diào)的輸出通道,、5個(gè)捕獲 輸入）；外部乘除單元可進(jìn)行快捷的乘,、除,、移位等操作；8個(gè)用于間接尋址的數(shù)據(jù)指針,；9個(gè)端口（56條I／O線,，12條輸入線）；2個(gè)全雙工串口,，自帶波特率信號發(fā)生器,；4種優(yōu)先級，14個(gè)中斷向量等,。?

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??? B58468并行端口中的Port7,、Port8可輸入模擬信號，也可輸入數(shù)字信號,。當(dāng)輸入模擬信號時(shí),，用于A/D轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換器具有可變內(nèi)部參考電壓，在參考電壓范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)換精度為8位,。在12MHz時(shí)鐘頻率時(shí),，指令周期僅為13μｓ，Port7,、Port8的數(shù)字輸入腳在相鄰腳進(jìn)行 Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換時(shí),，狀態(tài)不應(yīng)跳變；否則影響轉(zhuǎn)換精度,。?

??? 80C537有兩個(gè)全雙工串口,，串口0可工作在四種模式下：模式0（移位寄存器模式）、模式１（8位異步,，可變波特率）,、模式2（9位異步，固定波特率）,、模式3（9位同步,，可變波特率）。串口通常用作ECU同診斷設(shè)備通訊,。?

2 點(diǎn)火控制電路?

2.1 霍爾式傳感器工作原理?

??? 霍爾效應(yīng)原理如圖2所示,。當(dāng)電流I通過放在磁場中的半導(dǎo)體基片（即霍爾元件）、且電流方向與磁場方向垂直時(shí),，在垂直于電流和磁場的半導(dǎo)體基片的橫向側(cè)面上將產(chǎn)生一個(gè)電壓U_H(通常稱之為霍爾電壓),。霍爾電壓的高低與通過的電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比,，可用下式表示：?

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式中,，R_H為霍爾系數(shù)；d為半導(dǎo)體基片厚度,；I為電流,；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。?

??? 由上式可知,，當(dāng)通過的電流I為一定值時(shí),，霍爾電壓UH隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小而變化。?

2.2 霍爾效應(yīng)式點(diǎn)火信號發(fā)生器的工作原理?

??? 霍爾信號發(fā)生器正是利用霍爾現(xiàn)象來產(chǎn)生點(diǎn)火信號,其結(jié)構(gòu)組成如圖3(a)所示,，其工作原理分別如圖3(b),、(c)所示。?

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??? 在與分火頭制成一體的觸發(fā)葉輪的四周,，均勻分布著與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相同的缺口,，當(dāng)觸發(fā)葉輪由分電器軸帶著轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)到觸發(fā)葉輪的本體(沒有缺口的地方)對著裝有霍爾集成塊的地方時(shí)(葉片在氣隙內(nèi))，通過如圖3(b)所示的霍爾集成塊的磁路被觸發(fā)葉輪短路時(shí),，霍爾集成塊中沒有磁場通過,，不會(huì)產(chǎn)生霍爾電壓,；當(dāng)觸發(fā)葉輪轉(zhuǎn)到其缺口對著如圖3(c)所示的裝有霍爾集成塊的地方時(shí)(葉片不在氣隙內(nèi))，永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)板的引導(dǎo)下,，垂直穿過通電的霍爾集成塊,，于是在霍爾集成塊的橫向側(cè)面產(chǎn)生一個(gè)霍爾電壓U_H,，但這個(gè)霍爾電壓U_H是mA級,，信號很微弱，還需要進(jìn)行信號處理,，這一任務(wù)由集成電路完成,。這樣霍爾元件產(chǎn)生的霍爾電壓U_H信號，經(jīng)過放大,、脈沖整形,，最后以整齊的矩形脈沖(方波)信號U_g輸出，如圖4所示,。?

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2.3 點(diǎn)火控制電路分析? ?

??? Motronic 1.5.4電腦點(diǎn)火部分電路原理圖如圖5所示,，其工作原理如下：來自電腦插腳PIN49、PIN48的霍爾信號送至30311的3腳,，信號經(jīng)30311整形并驅(qū)動(dòng)后由30311的1腳輸出送至CPU B58468的36腳,，B58468根據(jù)此信號來判斷準(zhǔn)確的點(diǎn)火時(shí)刻，由62腳輸出點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號到B58290的2腳(低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)集成電路B58290是BOSCH公司委托Infineon公司生產(chǎn)的智能型6通道低電平驅(qū)動(dòng)開關(guān)),，B58290的第5,、6通道驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到0.5A，并具有電源限制能力,；第1～4通道驅(qū)動(dòng)電流為50mA,，能自動(dòng)檢測負(fù)載短路；所有輸出端都具有鉗位保護(hù)二極管, B58290的引腳功能定義如圖6所示,。?

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??? B58290進(jìn)一步增加電流驅(qū)動(dòng)能力,、同時(shí)將信號倒相后，由B58290的23輸出到點(diǎn)火模塊30023（點(diǎn)火線圈驅(qū)動(dòng)三極管）的1腳,；30023的3腳通過插腳PINl控制外部的點(diǎn)火線圈進(jìn)行點(diǎn)火,。?

3 油泵繼電器控制電路?

??? 其電路原理如圖5所示。打開點(diǎn)火開關(guān)后,，B58468的67腳輸出低電平驅(qū)動(dòng)信號,，經(jīng)B58290驅(qū)動(dòng)后由22腳輸出至PIN3使油泵吸合。?

4 故障實(shí)例分析與排除?

??? 一輛桑塔納轎車采用Motronic 1.5.4燃油噴射系統(tǒng),，控制單元號為330 907 311A,，故障現(xiàn)象為無法啟動(dòng)、沒有噴油和高壓電,。?

??? 拆下該控制單元(ECU),，對其進(jìn)行模擬測試以判斷故障。將控制單元供電，即ECU的18腳,、27腳,、37腳供12V電壓，2腳接搭鐵,。連接工作器件,，將1腳(原接點(diǎn)火線圈)、3腳(原接油泵繼電器),、16腳,、17腳、34腳,、35腳（原接四個(gè)噴油器)分別串聯(lián)330Ω電阻接至發(fā)光二極管負(fù)極端,，發(fā)光二極管的正極端接12V電壓，用來模擬測試噴油,、點(diǎn)火,、油泵是否工作。?

??? 開始供電后,，代表油泵的發(fā)光二極管點(diǎn)亮了幾秒鐘,，隨即熄滅。這表明所接的線無誤,，ECU的核心部件CPU(Motronic 1.5.4系統(tǒng)的CPU為B58468)已經(jīng)開始工作,，顯示出CPU的供電正常（這里指的CPU供電不包含其他元件的供電，ECU內(nèi)分為幾路單獨(dú)供電）,，復(fù)位電路工作正常,，程序存儲(chǔ)器(M27C512)工作正常等。如果油泵沒工作或工作不停,，一定要馬上斷電,，重新檢查接線，以防止錯(cuò)誤連接,，確認(rèn)無誤后再繼續(xù)檢測,。將ECU 49腳提供一方波信號，以模擬霍爾傳感器信號,。這時(shí),，代表噴油器的發(fā)光二極管點(diǎn)亮噴油，點(diǎn)火信號均以固定頻率閃亮,。又測量12腳(霍爾傳感器的供電)的電壓,若為5V,，說明沒問題。如果點(diǎn)不著火,，則需查找原因,。通過分析,，可模擬一個(gè)霍爾傳感器5V方波信號，若能得到正確的噴油及點(diǎn)火信號,，點(diǎn)不著火的原因應(yīng)該是ECU沒有收到霍爾傳感器的輸入信號,。再檢測霍爾傳感器，若無故障,，說明影響信號的只有霍爾傳感器的供電腳了,。因?yàn)?2腳是ECU為外部提供5V電壓的引腳，霍爾傳感器,、MAP,、TPS都由ECU的12腳供電范疇,。為了驗(yàn)證12腳的供電電壓是否為5V,，可將12腳接一發(fā)光二極管，再測量其電壓,，而此時(shí)5V卻變?yōu)樾∮?V的電壓,。由此可見，問題就出現(xiàn)在12引腳這個(gè)虛假的5V電壓上,，因?yàn)榇艘_的電壓根本無法驅(qū)動(dòng)外圍傳感器,。?

??? ECU的5V電源是由BOSCH公司的30358芯片提供，如圖7所示,。其3腳為ECU給外部傳感器提供5V電壓,，應(yīng)在加負(fù)載后進(jìn)行測試；15腳為CPU供電,，其測量電壓應(yīng)也為5V,；13、14腳為ECU內(nèi)部其他器件供電,，電壓應(yīng)也為5V,；10腳由ECU端子18腳供電，其測量電壓應(yīng)有12V,；12腳由ECU端子27腳提供信號,，也應(yīng)有12V電壓。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓有異常時(shí),，按照連接進(jìn)行排查就可以了,，但要注意千萬不要忽略了短路所造成的影響。如果出現(xiàn)這一問題,，更換30358芯片后故障即可排除,。?

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??? 汽車電子技術(shù)的發(fā)展對汽車電腦維修工程師自身的素質(zhì)、操作能力,、思維能力都有很高的要求,，當(dāng)遇到疑難故障時(shí),，首先要參考技術(shù)資料，借助檢測儀分析原因,，理清思路,，避免造成不必要的損失。只有在掌握了扎實(shí)的汽車電腦理論的基礎(chǔ)上,，再結(jié)合正確的故障檢測方法,，才能保證快速準(zhǔn)確地排除疑難故障。?

參考文獻(xiàn)?

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