1、系統淺析大連楊寶玉博世（BOSCH）Motrnic系統在電子燃油噴射系統中極具代表性，國內生產的大部分車型采用的都是博世電子噴 射系統。絕大部分電子燃油噴射系統相關資料介紹的僅僅 是外部線路連接圖，而對于 ECU 內部構成情況，很少有資 料描述，歸結其原因大致有兩個：其一，ECU 電路圖紙本 身就是一種絕密資料，因此不對外公布；其二，各種專用 元器件的應用及多層線路板技術的發展為從硬件上還原線路原理圖帶來了相當大的困難。作為汽車維修工作人員，了解ECU的組成及工作原理無疑會對工作有著很大的幫助。 這里以筆者收集得到的博世 Motronic M1.3電路圖為例，對 ECU 的構成、各元件功用進行

2、闡述。并結合外部線路，由 表及里，掀開 ECU 的神秘面紗。圖1、圖2為德國寶馬汽車早期所采用的Motronic M1.3 系統電子控制單元的內部原理圖。 博世在寶馬 Motronic M1.3系統中，其核心器件是SIMENS公司的 SAB80C515， SAB80C515/SAB80C535，是SIEMENS 公司生產的 8 位 CMOS 單片機，如圖 3 所示，和國內普遍 應用的 MCS-51系列單片機不同的是，它具有更強的性能。 其中 S AB80C515/80C515-16 帶有工廠掩膜 ROM ，而 SAB80C535/80C535-16需要外部擴充ROM。其共同特征如下: 8K 8

3、 片載程序存儲器（僅對于 SAB80C515） 256 8 字節數據存儲器 6 個 8 位并行輸入 / 輸出口 1 個數字 / 模擬信號輸入口 全雙工串行通信口 4 種操作模式，可變波特率 3 個 16 位定時 / 計數器 A/D 轉換器，8 路復用模擬信號輸入口，可編程參 考電壓 16 位看門狗定時器 高靈活性的重載、捕獲、比較能力 布爾運算 12 個矢量中斷，4 個中斷優先級 1 s 指令周期，采用 12MHz 時鐘 4 s 乘、3 s 除 外部程序 / 數據存儲器可擴充至 128KB 空閑、掉電模式 兩種溫度范圍可選擇 070（采用12、16、20MHz時鐘）和 -4085（采用 12、

4、16MHz） 向后兼容 SAB8051 功能等同 SAB80515 P-LCC68、P-MQFP-80 封裝形式更節省空間 在圖1中，只讀存儲器S701作為SAB80C515（S700）的擴展程序存儲器，構成 16K ROM，同樣 S703 作為擴 展數據存儲器，以此來彌補微處理器本身程序存儲器和 數據存儲器空間的不足，這樣做的好處是程序可以根據 需要進行調整，避免工廠掩膜后 ROM內容無法更改的狀 況。只讀存儲器（ROM）S701 數據線 D0D7 直接與微處 理器S700的P0口連接，數據線經上拉電阻連接到5V電源。 同時 P0口還直接連接到數據存儲器S703的D0D7、S702 的 BU

5、S 口。S701 的高位地址線 A8A14 直接同 S700 的 P2 口連 接，而低 8 位地址線 A0A7 并沒有直接連接到 S700 上， 而是連接到 S702的 P3口。在這里，S702的這種接法用以 實現地址鎖存器的功能，解決了P0口地址/數據復用的問 題。S700 輸出的地址信號低 8 位經過 S702 鎖存，高 7 位 直接輸出到 S701，同樣，對于數據存儲器（RAM）S703也 是一樣。8 根數據線每次可完成一個字節數據的傳輸，15 根 地址線，可實現215=32768字節即32K（32768/1024=32） 的程序存儲空間尋址。實際采用的 ROM芯片存儲容量的 大小依據程

6、序的多少而定，對于數據存儲器S703來講， A0A12 計 13 根地址線，可實現 213=8192 字節即 8K 數 據存儲空間尋址。CS 作為片選信號，當此線為低電平時，S701 被選中，OE 作為讀、寫允許控制線，低電平時有效。S703 的用法與之類似。OE、WR 用來決定 RAM 芯片處在讀或寫的狀態，二者均為低電平有效，CS為芯片選中信號，低電平時有效，S701與 S703的片選信號均出自S550BOSCH 30106專用芯片，S550在完成片選信號輸出的同時， 已經對芯片的地址進行了譯碼。S800、S801作為開關（數字）信號輸入緩沖電路。與 發動機運行狀態相關的開關（數字）信號輸

7、入到ECU中，包 括空調請求信號、停車 / 空擋信號、節氣門全閉信號、壓 縮機運轉信號、點火提前角信號等。經S800、S801緩沖后 送入S702可編程并行口擴展芯片，CPU經數據總線讀取外 部相關開關的狀態，了解發動機的運行條件，包括負荷、工 況等及時對點火和噴油進行調整，以保證發動機的運轉處 于最佳狀態。發動機冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、空氣流 量傳感器這幾個發動機運轉的關鍵性模擬信號，經阻容元 件緩沖后，直接送入 CPU 的 8 路復用模擬 / 數字信號輸入 口，在 CPU 內部直接完成 A/D 轉換，將模擬量轉為數字量后參與運算、處理。S600 作為 BOSCH 的專用芯片，內部

8、零件號為 30015， 在一個芯片的內部同時完成幾個功能，第一，完成發動 機轉速的運算處理，處理后一方面送CPU，另外經17 腳 輸出，送入儀表，用以顯示發動機的轉速；第二，完成 氧傳感器信號接口功能，氧傳感器作為一個特殊元件， 其輸出電壓的變化反映出空燃比的大小，為使其正常工 作，需要專用電路接口，而30015內部集成有這種功能。同時 S600（30015）還完成串行數據轉換任務，用 來同外部設備（掃描儀）進行連接，讀取 ECU 中儲存的 故障碼，測量車輛運行中主要元件的數據流，MCU 的 串行接口無法同診斷設備直接相連接，必須要進行轉 換，把 MCU 的串行通信信號轉換成為汽車通信的標準

9、格式。S300作為ECU內部數字電路電源供應電路，輸出兩路5V直流電壓，在保證輸出穩定電壓的同時，具有軟啟動功部號碼為 30080 4192/BA560.1，外形如圖 5 所示，芯片后面的鋁片即為散熱片，在圖5中的芯片是負責驅動怠速 電機和電磁閥的S450，噴油器驅動芯片S400在線路板的 另外一側。 能，RES 為控制端。S220（LM2903）為一對比較器，與外圍阻容元件一起構成上電復位及電源異常復位電路。 S702（TA13255）為可編程并行 I/O 接口，前面已經提到的是，配合 MCU 完成訪問外部存儲器時低 8 位地址信 號的鎖存，同時接收開關（數字）信號的輸入，擴展 MCU 資源

10、。S450 為 BOSCH 的功率半導體器件，在此完成怠速 電機控制、炭罐凈化電磁閥控制、燃油泵繼電器控制、 發動機故障燈控制等功能。其輸入端直接同內部端口 相連，因驅動電機、電磁閥等需要較大驅動電流，所以 此種芯片一般帶有較大散熱片。芯片背面的金屬部分 直接同散熱片相接觸，可以將芯片本身在工作過程中 產生的熱量通過散熱片帶走，從而降低自身溫度，保證 正常工作。同樣 S400 與S450 結構、功能、型號完全相同，不同 的是所控制的對象不同，S400 將元件自身提供的 6 路輸入、輸出，分成兩組，即輸入 E1、E2、E3 連到一起，輸出 A1、A2、A3 連到一起；E4、E5、E6 連到一起，

11、A4、A5、 A6 連到一起。這樣并接的作用是可以提供更大的驅動電 流，因為這時是用于噴油器的驅動。因車型的不同，可能 需要驅動 4 個 /6 個 /8 個噴油器，在 Mortnic M1.3 系統 中，采用分組噴射形式，這樣每組要驅動的噴油器數量為2 個 /3 個 /4 個，因此需要更大的驅動電流，這樣連的目 的就在于此。BOSCH Motronic1.3實物如圖4所示。在圖4 中，左邊的S400和右邊的S450就是我們前面 介紹的電機、電磁閥、噴油器驅動用的芯片，BOSCH 內線路板圖與電路原理圖紙對照著看，可以讓我們更清楚的認識每個元件，包括元件外部形狀，封裝形式，在 電路板上的具體位置，這樣不僅有利于了解電腦的內部 構成，而且對于分析線路，進而做到維修故障都是大有 益處的。通過前面對于BOSCH Motronic M1.3系統電路原 理的分析，使得我們對汽車電子控制單元有了更新的 認識，那種神秘感隨著我們對其了解的逐漸深入而減 弱了。圖6是Motronic 系統外部線路圖，把內部圖同外 部圖貫穿起來看，對線路的理解會進一步加強，因為這 時候你會清楚的看到各個傳感器的連接情況，從外至