車用電腦(二): 近代發展1980~2000 @ 曾教授與古董保時捷

近代車用電腦發展(1980~2000)

發展背景

第二代的車用電腦使用在1980~2000，為早期的Motronic系統，如1984~1989的Porsche 930所使用的DME引擎管理系統。由於感測器及積體電路的發展，讓車用電腦從控制噴油的角色，變成管理引擎的角色。引擎的管理除了噴油控制之外，還有點火控制以及燃油泵繼電器的控制。除了管理引擎的工作之外，也利用感測器及電子輔助系統來提供更好的駕馭環境。另外車用診斷系統(OBD-II)的加入，也提高了維修與保養的便捷性。

DME系統的ECU外部圖

DME系統的ECU內部圖

第二代電腦的功能：

1.噴油部分:取消了冷車啟動閥，冷車啟動機制變成當引擎溫度低於正常工作溫度時，由電腦控制的主噴油嘴噴油量會增加。

2.點火系統:由電腦控制點火系統取代電晶體點火系統，電腦控制除了具有電晶體點火系統在高轉速穩定的優點之外，利用了引擎溫度、凸輪軸位置、節氣門位置、轉速訊號……等感測器，計算出最佳的點火時間。

3.診斷系統:
從1980年代開始，各個汽車製造廠在生產的車輛上裝置了控制診斷系統，這些系統能在車輛發生故障時警示駕駛，並且可以讓技工在維修時能讀取故障碼，加快維修速度，這些系統稱為隨車診斷系統(OBD)。
建立第一代的隨車診斷系統(OBD-I)的主要用意為減少車輛廢氣排放，以及簡化維修的過程，因此在儀表板上需要配備有”故障警示燈”，系統要能夠紀錄及傳輸系統故障碼。但是OBD-I的規格不夠嚴謹，遺漏了觸媒轉換器的效率監測，加上監測線路的敏感度不高，因此減少廢氣排放的效果有限。
90年代後，OBD-II改善了第一代的缺點，增加了偵測廢氣控制系統元件是否損壞的功能、警示駕駛進行保養/檢修的功能，並提供了標準化的故障碼。在檢修方面，雖然故障碼只能告知故障範圍，但是OBD-II具有行車紀錄的功能，將獲得的車輛行駛過程中的有關資料與故障範圍比對，讓檢修人員能順利分析故障原因。

OBD-II 的接點及用途

4.電子輔助子系統：車用電腦隨著積體電路的發展，處理單元及ROM的處理速度也越來越快，因此除了基本的引擎管理之外，車用電腦加入電子輔助子系統和更多感測器，提供更好的駕馭環境，如加速防滑系統(ASR)、電子車身穩定系統(ESP)、電子節氣門控制(ETC)等。

現代電腦的架構：

相對於第一代的電腦，加入了更多的感測器來幫助判斷點火的時機，以及精準地控制噴油量(取消了冷車啟動閥)，而燃油泵繼電器的開關也會由電腦來控制閉合。在下列結構圖當中，藍色字體表示演進的部分。

現代電腦架構圖

現代電腦感知器與作動器之對應

在1980~2000這一段時間內，車用電腦所使用的ROM也有不小的變化，以歐系車款車用電腦中常見到的的ROM為例：
1. M27C256、M27C512為1980至1996年間，STMicroelectronics(意法半導體)所生產的，常使用在歐系車款的ROM，規格為 256 kbit及512kbit的EPROM，有28個腳位。

圖為M27C256