2022年汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车发动机电子掌握系统开发觉状及趋势丁志盛 叶挺宁摘要： 介绍了汽车发动机电子掌握系统相关技术背景、开发觉状及进展趋势 . 关键词： EECS,ECU 汽车发动机电喷一、 汽车发动机电子掌握系统概述汽车发动机电子掌握系统Engine Electronic Control System, 简称 EECS> 通过电子掌握手段对,达发动机点火、喷油、空气与燃油地比率、排放废气等进行优化掌握,使发动机工作在正确工况到提高性能、安全、节能、降低废气排放地目地- 燃油喷射掌握；- 点火系统掌握；- 怠速掌握；- 尾气排放掌握；- 进气掌握；- 增压掌握；- 失效爱护；- 后备系统；- 诊断系统等功能 . .汽车发动机电子掌握系统主要包括：另外 ,随着网络、集成掌握技术地广泛应用 ,作为汽车掌握主要单元地 EMS 系统通过CANControllers Area Network> 总线与其他掌握系统 ,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 <如主动悬挂 ABCActive Body Control> ）、巡航掌握系统 <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掌握 .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供应更广泛地询问、消遣等增值服务 <如 GPS 全球定位系统地应用）. 汽车发动机电子掌握系统地开发主要涉及以下技术内容：- 传感器主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等 . - 执行器名师归纳总结 主要包括喷油器、点火掌握模块、怠速空气掌握阀以及各种电磁阀等. 第 1 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - - 电控单元 ECUElectronic Control Unit> 和掌握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,依据发动机治理掌握算法进行运算. ,然后输出掌握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,显现故障时报警图 1 描述了汽车发动机电子掌握系统示意图. 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 ,高性能地发动机试验台架、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对不同汽车发动机地治理系统产品供应保证：- 发动机试验台架名师归纳总结 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. 第 2 页,共 6 页- 集成开发环境IDE<Integrated Development Environment）系统主要包括用于开发电控单元ECU 和掌握算法程序软件地集成开发环境.目前 ,基于模型设计Model Based Design>、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 - - - - - - - - - - 耐环境试验设备用于元器件、产品地耐温、振动、抗干扰、防漏水、耐久性等环境试验设备 . 上述设施地联合使用 ,为开发汽车发动机电子掌握系统供应必要地联调、参数标定、性能试验、环境试验等必要条件 .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试验台架并借助车载标定系统在特定环境及试验地完成 ,以确定相对不同区域和气候地掌握参数 . 二、 汽车发动机电子掌握系统应用市场现状汽车发动机电子掌握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 ,大力应用电子掌握技术 ,开发汽车发动机电子掌握系统产品是将来汽车领域地必定 . 国际上 ,汽车发动机电子掌握系统地进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,为其供应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；- 电子掌握技术与体会有用性相结合；- 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：汽车发动机电子掌握系统产品链开发、配套机制表 1：国际汽车发动机电子掌握系统产品链开发、配套格局名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其他参加汽车发动机电子掌握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 尔、马瑞利等 . 、日立、富士通、珀金斯、霍尼韦在国内 ,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、上汽所供应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掌握系统基本由外商垄断 .国内主要汽车整车制造商完全丢失了自主开发、生产配套汽车电子产品地权益与才能 .而致力于进展民族品牌地汽车制造商<奇瑞、吉利、哈飞、柳州五菱等）在采纳国产发动机 <37x 、 462、 465 、491 、485 等型号发动机）配套发动机电子掌握系统时 ,由于国内汽车发动机治理技术地空白 ,也不得不托付国外企业供应配套产品 .其间 ,在交货期、价格、配件产品配套挑选等方面也受到种种制约 .目前国内市场 70% 以上地汽车电子市场份额被国外企业如德尔福、日本电装、博世三家占据 ,剩余地 30 也主要被玛瑞利、摩托罗拉、西门子等所垄断 .近几年 ,由于竞争机制地引进 ,国产车在配套汽车发动机治理产品时 ,通过挑选 2-3 家配套商等方式下低价格 ,虽然压缩了部分以往该配套产品地高额利润空间 平均利润 . 目前 ,我国自主开发地汽车电子产品正处于加速进展阶段,但仍旧大大高于其他汽车配件产品地.汽车发动机电子掌握系统地开发与应用已逐步从过去地院校和讨论机构地研发向以企业为主导并以产业化为目标地局面进展 .随着奇瑞、吉利等民营汽车制造企业地崛起、国家地政策支持和国内汽车市场地进展潜力将给汽车发动机电子掌握系统开发商带来难得地机遇.尽管市场庞大 ,但生产汽车发动机电子产品也布满了挑战.发动机电子产品对于汽车电子产业来说是技术门槛最高地一块,也是当前利润率最好地产业,其在汽车电子产业中地产值和规模也是最大.所以 ,将来几年 ,来自国际知名品牌垄断企业地打压以及国内大批厂商地涌进也是自主开发汽车发动机电子产品目前所面临地现状 . 三、汽车发动机电子掌握系统产业进展趋势与策略2003 年全球汽车电子业总产值为1150 亿美元 ,估计 2005 年将达到 1340 亿美元； 2003 年国内汽车电子业总产值为 313 亿元 ,2005 年将达到 700 亿元 .相比国外 ,我国汽车电子产品应用层次仍很落后 ,具有极大地进展潜力和空间 .2003 年全球平均每辆新车地汽车电子支出达到 2025 美元 ,约占整车成本地 26.2% ；而同期我国平均每辆新车地汽车电子支出仅为 885 美元 ,约占整车成本地 4.8%. 由于汽车发动机电子产品地生产主要集中在少数外资企业,利润率很高 .这就给更多高技名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 术汽车发动机电子企业地进入留下了市场空间 品将来几年市场进展趋势 . . 下图展现了国内外汽车电子领域及发动机电子产图 3 2005-2022年全球汽车点产业产值走势略> 略> 图 4 2004-2007年中国汽车发动机电子产品市场规模汽车市场进展地焦点是环绕安全、节能、环保、舒服、便利地主题为消费者供应高质量、安全牢靠、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 .汽车电子技术地进展为提高整车性能起到了关键性地作用 .随着汽车电子化进展地深入,32 位微掌握器将逐步取代 8 位、 16 位微掌握器而成为主流应用产品 .将来地进展方向应加大重视以下问题：<1 ）发动机治理系统电控单元 ECU - 软件标准地 I/O 驱动模块、实时多任务操作系统、高级语言掌握编程、基于模型地算法设计、自动代码生成、虚拟仿真测试 . - 硬件供应完整地与软件系统一体化地硬件开发平台 .敏捷多功能地快速原型 ,在线调试 HILHardware-in-the-Loop>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纳快速原型开发平台 ,依据下面地步骤开发应用产品：基于模型设计建立掌握模型；模拟系统动态测试验证掌握算法；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进展时期 ,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、智能化地方向进展 . 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 ,其他部件均能供应 .但批量产品地稳固性、一样性、耐久性以及牢靠性方面有待提高 . <3 ）开发与试验设施及工具名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应注意开发与使用包括先进地发动机试验台架、集成开发工具和产品测试试验设施等系统 ,构造完整地开发环境 ,加快产品开发速度 . 总之 ,汽车发动机电子掌握系统综合了机械、电子和运算机掌握地集成技术地开发与应用 .任何某一环节地缺陷将导致整个系统地瘫痪 .由于汽车是在高速移动、振动状态下运行 ,全部传感器、执行器、元器件以及外壳、接插件、线束等都要求具备良好地抗振、耐高温、抗电磁干扰以及防渗等功能 .由于国际半导体产品市场相对开放地格局以及国内近几年不断加大力度开发半导体产业,开发汽车发动机电子掌握系统硬件平台比软件平台相对简单解决.目前 ,国内急需解决地关键技术是有关汽车发动机电子掌握系统掌握软件 ,在开发过程中应重视集成开发环境技术地应用以确保能够真正从底层开发并把握汽车发动机电子掌握系统核心技术 量配套 . ,从而做到为不同发动机地批进展我国具有自主学问产权地汽车电子工业,确保汽车工业作为我国国民经济支柱型产业地位置,摆脱过于依靠进口地状况具有重大战略意义.汽车发动机电子掌握系统是汽车电子产品地核心关键技术产品 .依据我国半导体工业进展相对滞后地状况 ,利用国际半导体芯片产品市场充分开放地有利条件 ,加大嵌入式软硬件平台产品、集成开发环境和应用系统地开发符合我国目前汽车电子产业地进展策略 .目前 ,实施汽车发动机电子掌握系统产业化地市场需求、技术手段、政策支持等条件已经成熟 .抓住机遇 , 加大力度开发汽车电子地核心技术 车工业做出积极奉献 . 参考文献：1> 发动机运算机治理系统 , Dick H. King ,赶超国际水平 ,为进展我国自主地汽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讨论年度报告, 赛迪顾问作者简介：名师归纳总结 丁志盛 北京西曼自动化技术有限责任公司自动化掌握专业博士 汽车电子领域高端产品开发. 第 6 页,共 6 页叶挺宁 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. > - - - - - - -