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FZS1000 Fazer ECU

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Die ECU ist ein kleines Kästchen unterhalb der Sitzbank.
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Die ECU steuert die Zündspulen an und regelt den Exup-Servomotor. Sie liefert die Drehzahl-Impulse für das Cockpit und überwacht die korrekte Funktion des Tachogebers und des Exup-Systems. Im Fehlerfall wird der Drehzahlmesser mit dem entsprechenden Fehlercode moduliert. Weiterhin wird der Notstoppschalter überwacht und das Relais für die Benzinpumpe angesteuert.

Bei Modellen mit "Zwangslicht" (ohne Lichtschalter, ab Modelljahr 2003) schaltet die ECU die Frontscheinwerfer über ein Relais (dauernd an). Dieser Relaisstrom wird überwacht. Im Fehlerfall wird die Zündung unterbrochen.

Der Zündzeitpunkt wird in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Position des Drosselklappenpotis (TPS) berechnet. Die ECU hat keine Regelung für die Zündkennlinie, es ist eine reine Stellung. Es gibt keinen MAP-Sensor, keine Lambda-Sonde und keine Temperaturauswertung. Wegen Vergaser gibt es auch keine Einspritzdüsen.

Für den Exup-Servo (aka "Auspuffklappe") gibt es eine Regelung. Die Öffnung der Klappe wird in Abhängigkeit von Drehzahl, Geschwindigkeit und Neutralschalter gesteuert. Im Servo sitzt ein Poti zur Rückmeldung.

Varianten (soweit bekannt)

ECU-Bezeichnungen:
TNDF 66
TNDF 71

Teilenummern FZS1000, FZS1000S
2001 5LV-82305-00
2002 5LV-82305-00
2003 5LV-82305-40 (Modelle ohne Lichtschalter, wird von der ECU geschaltet)
2004 5LV-82305-40
2005 1C2-82305-00 (mit Katalysator, Exup Steuerung leicht geändert)

Alle US Modelle (FZS1000, FZS1000s ?)
2001-2005 5LV-82305-30
(Vermutlich geänderte Zündzeitpunkte weil für niedrig-oktaniges Benzin ausgelegt)

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Die ECUs der Yamaha YZF-R1 RN04 2000-2001 sehen optisch identisch aus. Und auch die elektrische Verschaltung im Kabelbau ist gleich. Sehr wahrscheinlich wurde die Fazer aus diesem Modell abgeleitet. Dafür spricht auch die enge Verwandschaft beim Motor und der zeitliche Abstand.
ECU-Bezeichnungen:
TNDF 54
5JJ-82305-00 / 131800-7690
5JJ-82305-10 / 131800-7700
5JJ-82305-20 / 131800-7710
5JJ-82305-30 / 131800-7980
5JJ-82305-40 / 131800-7730

Steckverbinder

Die Belegung des Steckverbinders in Richtung ECU-Box gesehen:
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Die Verschaltung im Kabelbaum:
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Der Steckverbinder ist 26-poilig, davon sind 7 Steckplätze unbelegt (bzw 8 bei der Variante ohne "Zwangslicht").
Vermutlich ist es die Type: 9-6437287-8 von TE Connectivity, Steckverbinder: automotive; Super Seal 1.0mm;
Das passende Gegenstück hat die Teilenummer 3-1437290-7.

Zündkennlinien

Den Verlauf des Zündzeitpunkts zeigt das folgende Diagramm. Alles gemessen auf dem Basteltisch.
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Das Diagramm ist etwas unüblich in "ms vor OT" skaliert. Mit TPS ist der ThrottlePositionSensor gemeint, auf deutsch Drosselklappensensor. Die untere Grenze ab der die ECU zu arbeiten beginnt liegt bei wenigen 100 Umin. Die obere Grenze beginnt bei 11200 Umin mit lückendem Betrieb, ab 11500 werden keine Impulse mehr erzeugt. Falls das Leerlaufsignal aktiv ist (=12V) sinkt die obere Grenze auf 9500 Umin.

Unterhalb von 1500 Umin ist eine konstante Spätzündung von ~0.2ms eingestellt. Die TPS-Spannung beträgt im Leerlauf ~0.4V und bei Vollast ~3.7V. Dazu gibt es noch eine dynamische Komponente die beim schnellen Öffnen der Drosselklappe wirksam wird.

Die ECUs TNDF71 und TNDF66 scheinen bzgl. Zündzeitpunkt und Exup-Öffnungskurve keine wesentlichen Unterschiede aufzuweisen.

Exup-Kennlinien

Die Signale von Tachogeber und Neutralschalter beeinflussen die Öffnungskurve des Exup. Das folgende Bild zeigt den Öffnungswinkel der Exup-Klappe über Drehzahl:
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Man erkennt dass in den Gängen 4, 5 und 6 die Exup-Klappe unterhalb von 3500 Umin deutlich länger geschlossen bleibt. Dies entspricht einer Geschwindigkeit von ca 50 .. 60 Kmh und dient höchstwahrscheinlich als "Hilfe" bei der Fahrzeug-Homologation. Wird das Tachosignal zur ECU unterbrochen oder dauerhaft das Leerlauf Signal auf 12V gelegt dann wird nur die im unteren Teil "offene" Kurve benutzt. Leider zeigt dieses "Tuning" im Fahrversuch keine spürbaren Vorteile.

Interne Bilder

Die ECU ist mit einer zähen, silikonartigen Masse vergossen. Es war extrem aufwändig die Platine davon zu befreien.. Bei der Aktion sind auch einige Bauteile versehentlich entfernt worden, die Bestückung ist also nicht mehr vollständig.
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Die wichtigsten Komponenten sind das Exup-Regel-IC, die Zündspulen-Treiber und der Prozessor.
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Das Exup-IC ist leicht zu identifizieren, ein TA8050F von Toshiba, ein "DC Motor Driver".

Die beiden Zündspulen-Endstufen sind MN638S NPN Leistungstransistoren (Sanken Electric).

Wesentlich schwieriger ist es beim Prozessor. Hersteller ist/war Motorola (späterer Name Freescale, jetzt Teil von NXP). Die Typenbezeichung ist SC529250VFU. Offensichtlich eine Custom-Ausführung für DENSO (oder wer immer die Platine gebaut hat) für die keinerlei Datenblätter verfügbar sind. Ein Hinweis ist aber der Aufdruck der Chip-Maske: J84G.

Ein erster Hinweis findet sich in der PCN 7281 (MOTOROLA PRODUCT AND PROCESS CHANGE NOTIFICATION) vom Juli 2002. In diesen Dokumenten werden Änderungen der Produktionsprozesse dokumentiert. Und der SC529250VFU wird erwähnt, zusammen mit vielen anderen Varianten der HC11 Familie.

Weiterere Hinweise finden sich in dieser Liste der Chip-Masken. Ähnliche Infos sind auch in einigen alten Threads in diversen Foren zu finden. Demnach ist die Chip-Maske einem MC68HC11E1 (QFP64) zugeordnet. Und diese führt zur Motorola 68HC11E Prozessorfamilie.
Diese Prozessoren werden z.B. auf dieser Seite diskutiert. Demnach haben die Versionen 68HC11 E0, E1, E8 und E9 alle die gleiche Chip-Maske und damit den gleiche Die. Wobei sich dieser Artikel allerdings auf eine andere Maske bezieht (D82R = MC68HC11E9).. Die Aussagen dort zur internen Konfiguration per Register scheinen aber plausibel zu sein.
Der Autor hat sich sogar die Mühe gemacht eine Liste aller 68HC11 Varianten zu erstellen!
Das macht die Bestimmung des Prozessors aber leider nicht einfacher :/

Der 68HC11E1 ist ein 8-Bit Controller mit 512 Byte On-Chip RAM und 512 Byte On-Chip EEPROM, Gehäuse 64 Pin QFP. So ganz passend scheint das aber nicht zu sein weil kein ROM vorhanden ist. Die SW wird wohl kaum in die 512 Byte EEPROM passen.
Der 68HC11E9 hat zusätzlich noch 12kByte ROM. Das passt schon besser, aber sicher bin ich mir nicht..

Motorola scheint seine Prozessoren generell in extrem vielen Varianten produziert zu haben. Es gibt diverse Präsentationsfolien aus jener Zeit in denen für jede Applikation eine speziell angepasste Variante angeboten wurde. Zusammen mit den Custom-Varianten müsste die Zahl in die hunderte gegangen sein.

Ob man wohl die Firmware auslesen kann? Oder wenigstens ein paar Tabellen? Für diese alten Prozessorfamilien gibt es jede Menge Tools und Software. Und auch die Dokumentationen von Motorola sind sehr detailliert. Aber mit hoher Wahrscheinlichkeit sind die Security-Bits gesetzt. Und in diesem Fall würde ein Leseversuch direkt zum Löschen des Inhalts führen. Der sichere Weg ist vorab nur den Zustand der Security-Bits zu lesen. Bevor irgendwas dauerhaft verloren geht habe ich an dieser Stelle aber wegen mangelnder Erfahrung erstmal abgebrochen. Vielleicht hat ja jemand "da draussen" mehr Fachwissen..?

ECU/ECM/CDI?

Die Bezeichungen werden gerne durcheinander gewürfelt. Ein kurze Klarstellung.

ECU steht für Electronic Control Unit, häufig auch als ECM, Electronic Control Module, bezeichnet. Dies ist bei Fahrzeugen die übliche, allgemeine Bezeichnung für elektronische Steuergeräte. Welche genaue Funktion diese Module haben wird damit aber nicht gesagt.

Die Bezeichung CDI steht für Capacitor Discharging Ignition. Damit werden im speziellen Hochspannungskondensatorzündungen bezeichnet. Für einige ältere Motorrad-Modelle ist das durchaus passend. Aber nicht für die Fazer weil sie keine solche Type von Zündung hat und die Box zudem noch andere Aufgaben erledigt.