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)存儲器；256個直接尋址位；64KB可尋址程序和數(shù)據(jù)存儲器；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16位定時計(jì)數(shù)器；強(qiáng)大的比較/捕獲單元（至多21個高速或者脈寬可調(diào)的輸出通道、5個捕獲輸入）；外部乘除單元可進(jìn)行快捷的乘、除、移位等操作；8個用于間接尋址的數(shù)據(jù)指針；9個端口（56條I／O線，12條輸入線）；2個全雙工串口，自帶波特率信號發(fā)生器；4種優(yōu)先級，14個中斷向量等。?

??? 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，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時鐘頻率時，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，狀態(tài)不應(yīng)跳變；否則影響轉(zhuǎn)換精度。?

??? 80C537有兩個全雙工串口，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，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)生一個電壓U_H(通常稱之為霍爾電壓)?；魻栯妷旱母叩团c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，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。?

??? 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,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(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，霍爾集成塊中沒有磁場通過，不會產(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(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)生一個霍爾電壓U_H，但這個霍爾電壓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。?

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)火時刻，由62腳輸出點(diǎn)火驅(qū)動信號到B58290的2腳(低電平驅(qū)動開關(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)動開關(guān))，B58290的第5、6通道驅(qū)動電流可以達(dá)到0.5A，并具有電源限制能力；第1～4通道驅(qū)動電流為50mA，能自動檢測負(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。?

??? B58290進(jìn)一步增加電流驅(qū)動能力、同時將信號倒相后，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)動信號，經(jīng)B58290驅(qū)動后由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、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，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 5V卻變?yōu)樾∮?V的電壓。由此可見，問題就出現(xiàn)在12引腳這個虛假的5V電壓上，因?yàn)榇艘_的電壓根本無法驅(qū)動外圍傳感器。?

??? 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，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。?

??? 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，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。?