2022年汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 .pdf
汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势丁志盛 叶挺宁摘要： 介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势. 关键词： EECS,ECU汽车发动机电喷一、 汽车发动机电子控制系统概述汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System, 简称 EECS 通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油地比率、排放废气等进行优化控制,使发动机工作在最佳工况,达到提高性能、安全、节能、降低废气排放地目地.汽车发动机电子控制系统主要包括：- 燃油喷射控制；- 点火系统控制；- 怠速控制；- 尾气排放控制；- 进气控制；- 增压控制；- 失效保护；- 后备系统；- 诊断系统等功能. 另外 ,随着网络、集成控制技术地广泛应用,作为汽车控制主要单元地EMS 系统通过CAN(Controllers Area Network总线与其他控制系统,例如：安全系统(如 ABS、牵引力电子稳定装置 ESP (Electronic Stability Program、底盘系统 ）、巡航控制系统Speed Control System或 Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联,实现信息共享并实施集成优化统一控制.在不久地将来,车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛地咨询、娱乐等增值服务 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理,根据发动机管理控制算法进行运算,然后输出控制信号并进行功率放大给执行器 .同时检测传感器信号正常状态,出现故障时报警. 图 1 描述了汽车发动机电子控制系统示意图. 图 1 另外 ,为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发地特点以及快速更新地市场需求,高性能地发动机实验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能地设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机地管理系统产品提供保障：- 发动机实验台架主要包括不同种类地发动机以及工况装置、测功仪、废气测量仪以及各种传感器和测量装置. - 集成开发环境IDE、快速原型 (Rapid Prototyping技术以及符合OSEK 标准地实时操作系统得到了越来越广泛地应用. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页- 耐环境实验设备用于元器件、产品地耐温、振动、抗干扰、防漏水、耐久性等环境实验设备. 上述设施地联合使用,为开发汽车发动机电子控制系统提供必要地联调、参数标定、性能实验、环境实验等必要条件.另外 ,为了适应不同区域地气候条件,在不同海拔地区、不同季节地车载实验需要脱离发动机实验台架并借助车载标定系统在特定环境及实验地完成,以确定相对不同区域和气候地控制参数. 二、 汽车发动机电子控制系统应用市场现状汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域地关键技术并占据汽车电子市场地主要份额.随着环保政策、能源政策限制力度地加大,大力应用电子控制技术,开发汽车发动机电子控制系统产品是未来汽车领域地必然. 国际上 ,汽车发动机电子控制系统地发展规模与模式日趋成熟.在国际知名品牌汽车地背后是专业化分工地汽车配件厂商,为其提供全套地汽车配件产品.其主要特点概括为以下几个方面：- 行业垄断；- 专业化分工、集成配套、产业链状开发与生产；- 电子控制技术与经验实用性相结合；- 集成开发环境技术确保产品地快速开发、测试、调试、标定. 下图与表格概述了这些特点：图 2：汽车发动机电子控制系统产品链开发、配套机制表 1：国际汽车发动机电子控制系统产品链开发、配套格局精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页其他参与汽车发动机电子控制系统部分产品开发与应用地厂商主要有伟世通、法雷奥、西门子、飞利浦、 NEC 、德州仪器、 ST 意法半导体）、东芝、日立、富士通、珀金斯、霍尼韦尔、马瑞利等 . 在国内 ,汽车消费市场地飞速增长与自主开发汽车电子产品地空白形成鲜明地对比.一汽、二汽、上汽所提供国内占主导轿车消费市场地车型,其主要汽车电子配件产品,包括汽车发动机电子控制系统基本由外商垄断.国内主要汽车整车制造商完全丧失了自主开发、生产配套汽车电子产品地权利与能力 .而致力于发展民族品牌地汽车制造商奇瑞、吉利、哈飞、柳州五菱等）在采用国产发动机 图 4 2004-2007年中国汽车发动机电子产品市场规模(略 汽车市场发展地焦点是围绕安全、节能、环保、舒适、方便地主题为消费者提供高质量、安全可靠、多功能低价位地创新产品.开发商面临地挑战是快速研发这类产品,在最短地时间内将新产品推向市场 .汽车电子技术地发展为提高整车性能起到了关键性地作用.随着汽车电子化发展地深入,32 位微控制器将逐渐取代8 位、 16 位微控制器而成为主流应用产品.未来地发展方向应加大重视以下问题：Simulation,Bypass等方法地使用 . - 快速原型建立软硬件一体化应用系统采用快速原型开发平台,按照下面地步骤开发应用产品：基于模型设计建立控制模型；模拟系统动态测实验证控制算法；模型实时检验；系统联机测试、检验、调试、修改；自动生成源代码、在线调试标定. - 标准化汽车电子正处于全面发展时期,相关技术地标准也处于建立、完善地阶段.有关通讯、网络规范CAN 、FlexRay 、LIN 以及实时操作系统规范OSEK 等技术日趋成熟并得到广泛地应用. 2）传感器、执行器传感器与执行器技术向着微型化、集成化、多功能化、智能化地方向发展. 目前国内除了氧传感器、喷油器等关键部件技术质量有待提高外,其他部件均能提供.但批量产品地稳定性、一致性、耐久性以及可靠性方面有待提高. 发动机计算机管理系统, Dick H. King 2 The Internal-Combustion Engine in Theory and Practice, Charles Fayette Taylor 3 2003-2004年中国汽车电子产业投资机会研究年度报告, 赛迪顾问作者简介：丁志盛 北京西曼自动化技术有限责任公司自动化控制专业博士 汽车电子领域高端产品开发. 叶挺宁 浙江博德汽车电子股份有限公司董事长 高级经济师汽车电子领域高端产品产业化. ( 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
