PORSCHE BOXSTER CAYMAN

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Intérieur de l’ECU/DME d’un Cayman S.


Ce tutoriel est le second de 5 tutoriels qui traitent de l’ECU/DME de Porsche Cayman S



LIEN TUTO 01 Dépose de l’ECU/DME
LIEN TUTO 03 Méthode de Flashage (à venir)
LIEN TUTO 04 Identification des Cartographies (à venir)
LIEN TUTO 05 Modification des Cartographies (à venir)


L’étude se porte sur l’ECU/DME de porsche Cayman S 2006. Il est toutefois bon de noter que cette ECU/DME se porte sur d’autres modèles de la marque : 997, Boxster, …
Cette partie du tutoriel est vulgarisée pour en faciliter la compréhension, en rappelant toutefois que la vulgarisation a ses limites qui flirte avec la justesse, à bon entendeur...
Je le mettrai à jour en fonction de vos retours, besoins, participations, etc ...


Marque: Bosch
Technologie: Motronic ME7.8.1
Ref Porsche: 997 618 601 02
Ref Bosch: 0 261 207 987
SW : 1037369642
MAJ SW: 0041900007335C48
MAJ SW alternative possible: 0041900007333A19, 0041900007335C42, 0041900007335C49, 0041900007335C4T.


Pour ouvrir l’ECU/DME il suffit de dévisser les 4 vis Torx T15, les vis tiennent les pattes de fixation de l’ECU ainsi que le couvercle de l’ECU, qui n’est pas collé. L’ouverture se fait de façon très facile et ne présente aucune difficulté.


Tuto 02 ECU/DME Cayman S 987 Intérieur/Composants 00_ouv10


Qu'y a t’il à l'intérieur !


Tuto 02 ECU/DME Cayman S 987 Intérieur/Composants 01_ecu10



Les numéros des composants, sur la photo, correspondent aux numéros des chapitres, vous pouvez donc vous rendre directement au composant qui vous intéresse.

1.1 et 1.2
Le µC - Microcontroleur - MCU: Infineon C167
Datasheet C167 V3.1
Datasheet C167 V3.2
Datasheet C167 V3.3

Le microcontrôleur Infineon C167, aussi appelé MCU ou µC (on l’appellera µC pour le reste du tuto), est un composant électronique qui est une sorte de mini-ordinateur autonome à lui tout seul. On le trouve dans tout un tas d'application de système embarqué, dans tout type de moyen de transport, routier, aviation, et même dans certains satellites (oui, oui les machins qui tournent autour de la terre ... )

C’est un circuit intégré, qui inclut dans son boitier, entre autres :

  • Une unité de calcul (processeur ALU 16 bits, de 25/33 Mhz)
  • Une mémoire RAM (de 2 Ko de mémoire Volatile)
  • Une mémoire ROM (de 32/128 Ko de mémoire Morte)
  • Des ports d’entrées/Sorties (111 In/Out)
  • Un bus CAN Intégré
  • 16 entrée avec convertisseur A/D 10 bits


Il est le chef d’orchestre de l’ECU/DME et donc de la gestion du moteur. Lors de la mise sous tension, c’est lui qui charge le premier programme de lancement, une couche logicielle de bas niveau (boot ou bootloader). Il va exécuter tout un tas de tâches, notamment l’initialisation des entrées et sorties du composant où sont reliés les capteurs et actuateurs, charger le code des couches logicielles supérieur se trouvant dans des composants externes dont entre autres les stratégies, exécuter des checks de contrôle sur les entrées et sorties qui pourront renvoyer les états des périphériques et leur attribuer des codes défauts, et bien d’autres choses …
Le code du programme a été écrit, par les ingénieurs en fonction du cahier des charges qui leur a été soumi en amont, lors du développement/construction du moteur.


Il peut être mis à jour en concession, de la même façon que votre carte graphique ou de votre système d’exploitation de votre ordinateur. Oui, les systèmes électroniques embarqués des véhicules, comme tout système de gestion électronique nécessite des mises à jour pour évoluer (suppression de bugs, amélioration de gestion, ajout de fonction, etc …).


Par contre, le µC de nos Caymans, ne contient pas de cartographies ou aussi appelées MAPs, ce n’est pas lui que l’on flashe pour modifier les performances ou pour l’utilisation d'éthanol dans le moteur. A une époque où il y avait peu de cartographies, sur certains modèles de véhicule, il y a eu des cartographies dans le µC (exemple sur des ECU Delphi équipant des Jaguar / Ford / Ssangyong ou des ECU Siemens équipant des Ford/Volvo). Aujourd’hui, l'évolution technique et la miniaturisation permettent la création de µC pouvant stocker les cartographies directement dans celui-ci dans les ECU modernes.


Dans nos ECU/DME, le µC est de marque Siemens/Bosch (groupe BSH), il a une référence propriétaire, donc il n’y a pas de datasheet (documents techniques) publique permettant avec certitude de connaître ses caractéristiques et son fonctionnement. Toutefois en cherchant dans les références de chez Siemens (co-fondé avec Bosch en 1967), une concordance est trouvé avec le µC de la famille des C167. Les B00119 et B000017 de nos ECU/DME sont donc des C167 déguisés ! Il existe plusieurs variantes de C167 (CR-4RM, CR-LM, SR, CS, etc…) pour couvrir differents besoins.


Il existe aussi des copies de C167 construit par ST microelectronic (SGS THOMSON) sous la référence de ST10.
!!! Attention !!! Bien que le ST10 soit une copie conforme du point de vu hardware, sur les caractéristiques dimensionnelles, positionnement des PINs pour les entrées/sorties, methode de flashage, etc …
L’adressage de registre des ST10, n’est pas le même ! En d’autres termes le soft d’un C167 ne fonctionnera pas dans un ST10 sans modification de l’adressage des registres dans le code !


Nos ECU/DME comportent deux C167 pour avoir plus d’entrées/sorties. Chaque µC ne possède que 4 canaux de sortie pour commander des actionneurs PWM comme les injecteurs. Hors, nos chers 6 cylindres ont bien 6 injecteurs, 1 par cylindre ! Donc, deux µC c167 sont “cascadés” pour offrir plus d'entrées et de sorties. Ainsi, le µC 1.1 gère les cylindres 3, 4, 5 et 6, alors que le µC 1.2 gère les cylindres 1 et 2.


Pour ceux qui veulent en savoir plus sur le µC qui équipe l’ECU/DME du Cayman S,entre autres, je vous recommande la lecture du livre “Programmation et utilisation du microcontrôleur SAB-C167” écrit par Rémy Bellenger ISBN-978-2225851551.



Il est possible d’effectuer des contrôles et mesures basiques sur ce composant.

Tuto 02 ECU/DME Cayman S 987 Intérieur/Composants 02_c1610


VSS = en PIN 18, 45, 55, 71, 83, 94, 110, 127,139 et 143 = Masses 0 volt

VCC = en PIN 17, 46, 56, 72, 82, 93, 109, 126, 136 et 144 = +5 volts

P4.5 = en PIN 90 = CAN RX

P4.6 = en PIN 91 = CAN TX

XTAL1 = en PIN 138 = Entrée Horloge (Quartz) pour réglage fréquence et synchro du µC

XTAL2 = en PIN 137 = Sortie Horloge


Dans le cas présent de cette petite étude de vulgarisation il n’est pas essentiel d’identifier l'intégralité des PIN I/O, mais Il est possible de le faire si cela était nécessaire ou ponctuellement si demandé.

Il serait aussi possible de décompiler le logiciel du µC pour le comprendre et le modifier.

!!! Attention, cette action n’a rien à voir avec la modification des cartographies !!!


1.3
Quartz (Horloge)

C’est un quartz d’oscillation de fréquence qui permet de faire travailler le µC à une fréquence choisi de façon stable. La fréquence du quartz et le réglage de registre lors de la programmation du µC peut modifier la fréquence d’utilisation de µC.



2
La Mémoire (Cartos/MAPs): 29F800BB-55SE
Datasheet 29F800

C’est un composant de type Flash-EEPROM (pour Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) qui est très répandu dans le monde de l'électronique, on la trouve dans les ECU de voitures, dans des consoles de jeux, et même dans des satellites, oui encore eux !


Son datasheet est très facilement trouvable sur internet, ce qui facilite l’intervention sur ce dernier. Bien que le datasheet soit copyrighté, il est librement diffusable.


Cette mémoire a une capacité de 1048 ko sous 8 bits ou de 512 Ko sous 16 bits. Elle fonction sous une alimentation de 5 volts.


Elle est programmable avec 1 000 000 de cycles de flashage …. autant dire qu’il y a de la marge pour faire des essais !


C’est dans cette Eeprom que se trouve, entre autre, les Cartographies, en anglais MAPs ou aussi appelées Tables de Vérités/Références. Les tutos numéro 4 et 5 ne traiteront que d’elles !


La mémoire n’est qu’un conteneur ou l’on stocke des informations (cartos entre autres !). Lorsque le µC doit effectuer son travail, il a besoin des informations (cartos) contenues dans la mémoire où il vient les chercher. Cela se passe bien sûr très rapidement (extrêmement rapidement !).


Il existe plusieurs variantes de cette Eprom, dans notre ECU/DME c’est une AM29F800BB-55SE.


Décodage de la référence:

AM29F800B = Fabriqué par AMD, mémoire de 1048 Ko X 8 bits ou 512 X 16 bits de technologie CMOS.
B = pour Bottom sector, L’architecture du secteur BOOT est à l’état BAS.
55 = vitesse de lecture en ns (donc 55 ns).
S = type du package (boîtier), pour nous c’est du PSOP44.
E = température de fonctionnement assuré de -55C° à +125C°.


Il est possible d’effectuer quelques contrôles basiques sur ce composant pour écarter des hypothèses de pannes.


Tuto 02 ECU/DME Cayman S 987 Intérieur/Composants 03_29f10

Contrôle et test:

VSS = PIN 13 et 32 = Masses 0 Volt

VCC = PIN 23 = +5 Volts

Boot Mode = PIN 24


3
Mémoire IMMO: ST95P08c3
Datasheet ST95P08c3

Il s'agit d’une EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory en français, mémoire morte effaçable électriquement et re-programmable) d’une capacité de 8 Kb.

Elle peut être effacée / flashée 1 000 000 fois, et conserver les données pendant 40 ans !

Elle possède un bus SPI (serial) pour sa programmation.


Cette petite EEPROM contient des données liées au véhicule, comme le numéro de série, les heures d’utilisations ou le kilométrage, le code anti-démarrage qui sert d’antivol (IMMO), etc …

Bref des données que l’on peut considérer comme sensibles.


Soyons clair sur un point pour qu’il n’y ait pas d'équivoque, je ne divulguerai dans ce tutoriel aucune information sur le comment faire des modifications des données de cette EEPROM. Les modifications d’heure, d'anti-démarrage, de VIN, etc ... ne seront pas abordées, pour des raisons évidentes de légalité.

Toutefois, ce n’est pas un grand secret que de faire un DUMP de cette EEPROM permet de SWAPER (cloner) un ECU. Ce qui aidera tout un chacun qui tomberait en panne de DME/ECU.



4.1
Driver Power ou Gestionnaire d’Alimentation: Bosch CJ910 / CJ911 / 30343 / 30369

C’est un circuit intégré qui s’occupe de la gestion des alimentations.

Attention toutefois, Il ne doit pas être réduit à un simple régulateur de tension !

En plus de réguler une tension d’entrée (jusqu'à 40 volts !!!), il distribue en 5V les alimentations des composants et les capteurs avec des sources d’alimentation et des masses séparées (ce qui explique la présence des deux pôles négatifs sur la prise diagnostique OBD en pins 4 et 5).

Il est aussi la “porte d’entrée” du bus K-line de la prise diagnostique qui est alors séparé en deux voies (TX et RX). C’est la porte d’entrée sur le µC qui va nous intéresser pour communiquer avec lui. Entrée de la K-line en pin 30 sur le composant (pas sur l’ECU !!) qui est converti en RX < µC en pin 31 / TX > µC en pin 29.

Entre autres,il gère le réveil (µC) de l’ECU/DME avec la mise du contact par la clef (+ après contact), il convertit le signal du capteur PMH, il fait une vérification de la tension, sert de protection sur l’allumage, commande la pompe à carburant, commande des relais , …..

Bref ce n’est pas juste un régulateur de tension !


4.2
Condensateur: 100µf 35V SMD

Simplement un condensateur de filtrage du driver d’alimentation décrit ci-dessus.


5.1
Driver Injecteurs: Bosch 30344 (ref possible, 30403, 30578, 30579, 30614, 30620, 48007 et d’autre encore …).

Il est commandé par le µC 1.1.

Comme son nom l’indique, l’une de ses fonctions est de gérer la commande des injecteurs, c’est “l'étage de sortie” des injecteurs. En fait il est capable de gérer 6 sorties de 2.2 Amps sur 70 Volts, 2 sorties de 2.2 Amps sur 45 Volts, 2 sorties de 2.7 Amps sur 40 Volts, 4 sorties de 0.6 Amps sur 45 volts.

Il reçoit des informations de commande du µC pour qu’elles soient mises à niveau, puis commander à leur tour les injecteurs. Le µC 1.1 commande le 5.1 et le µC 1.2 commande le 5.2.

Il possède un système d'auto-diagnostic, c’est à dire que lors de la mise en route et pendant l’utilisation du moteur du véhicule, il vérifie en permanence les anomalies pouvant survenir sur le câblage et jusqu'à l’actuateur (l’injecteur dans le cas présent !). Si une anomalie est détectée (court-circuit au +, court-circuit au -, boucle ouverte, etc …), il envoie l’information au µC qui se chargera de vous avertir par l’allumage du voyant de “check engine” sur le tableau de bord du véhicule et il enregistrera un code défaut qu’il restituera sur la valise de diagnostic sous une forme alphanumérique du type P02xx (de P0200 à P0214 pour les injecteurs).

Contrôle et Test:

VSS = PIN 26, 27,58 et 59 = 0 Volts Masse

VCC = PIN 60 = +5 Volts


L’injecteur numéro 5 du cylindre 3:

PIN C15 du calculateur = PIN 1, 2 et 3

L’injecteur numéro 4 du cylindre 4:

PIN C27 du calculateur = PIN 46 et 47

L’injecteur numéro 6 du cylindre 5:

PIN C2 du calculateur = PIN 33 et 34

L’injecteur numéro 2 du cylindre 6:

PIN C28 du calculateur = PIN 50, 51, et 52


5.2
Driver Injecteurs: Bosch 30344

Il est commandé par le µC 1.2.

Contrôle et Test:

VSS = PIN 26, 27,58 et 59 = 0 Volts Masse

VCC = PIN 60 = +5 Volts


L’injecteur numéro 1 du cylindre 1:

PIN C41 du calculateur = PIN 50, 51 et 52

L’injecteur numéro 3 du cylindre 2:

PIN C40 du calculateur = PIN 46 et 47


6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 et 6.6
Étage de sortie Allumage: Bosch 30057

Ce sont les étages de sortie qui commandent les bobines haute tension de l’allumage. Ce sont des “super transistors”, plus exactement de la classe des IGBT. Ils encaissent plusieurs centaines de volts et plusieurs centaines d'ampères en pic pour certain (1200 volts et 400 amps).

Contrôle et Test:

Bobine du cylindre 1:

PIN E6 du calculateur = Corps de 6.1

Bobine du cylindre 2:

PIN E3 du calculateur = Corps de 6.2

Bobine du cylindre 3:

PIN E9 du calculateur = Corps de 6.3

Bobine du cylindre 4:

PIN E2 du calculateur = Corps de 6.4

Bobine du cylindre 5:

PIN E4 du calculateur = Corps de 6.5

Bobine du cylindre 6:

PIN E1 du calculateur = Corps de 6.6


6.7
Driver d’allumage: 74HC540D

Circuit servant à piloter les étages de sorties. Intercalé entre le µC et les étages de sortie, il met à niveau le signal et commande les IGBT.


7.1
Driver Boîtier Papillon Motorisé: Bosch 30348

Circuit intégrant un H-bridge (Pont en H) pour piloter le boitier de papillon des gaz motorisé. Il est à noter que le moteur du papillon est de type courant continu et non P.A.P.


7.2
Condensateur: 220µf 35V SMD

Simplement un condensateur de filtrage du driver d’alimentation décrit ci-dessus


8
Chauffe Sonde Lambda: BUK-138-50DL

Encore un “gros transistor” de type Topfet qui sert à commander l’alimentation des sondes lambda pour que celles-ci chauffent rapidement et soient donc efficaces le plus tôt possible.


9
Capteur de Pression Barométrique:

Capteur de pression barométrique qui permet le calcul de la pression différentielle entre la pression collecteur et la pression ambiante. c’est grâce à lui que se fera le choix de la cartographie en fonction de l'altitude ou de la météo ambiante par exemple.


10
Porte Logic: 74HC132D

Porte logique qui commande les ports RSTIN et RSTOU du µC 1.2


11
Détection du cliquetis: Bosch 30424

Circuit intégré qui met à niveau les signaux des Piézoélectriques, des détecteurs de cliquetis, pour que les µC puissent comprendre les fréquences générées par une combustion inadaptée (voire dangereuse pour le moteur).


Le reste des composants de surface:

Les autres “petits” composants de surface sont principalement là pour mettre à niveau un signal, filtrer, protéger, etc …





Voila, vous en savait un peu plus sur le "Cerveau" qui gère et commande, réellement, votre moteur de Cayman.


Ecrit par Mach1
Aimablement corrigé par Dhaiphi