發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)

1、摘要：介紹了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)背景、開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：EECSECU汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電噴一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)概述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)(EngineElectronicControlSystem，簡(jiǎn)稱EECS)通過電子控制手段對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、噴油、空氣與燃油的比率、排放廢氣等進(jìn)行優(yōu)化控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳工況，達(dá)到提高性能、安全、節(jié)能、降低廢氣排放的目的。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)主要包括：中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)論壇(XHEPPo

2、!G燃油噴射控制；|柴油機(jī)|柴油機(jī)配件|內(nèi)燃機(jī)原理|內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造|發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試|點(diǎn)火系統(tǒng)控制；怠速控制；尾氣排放控制；進(jìn)氣控制；增壓控制；失效保護(hù)；e后備系統(tǒng)；診斷系統(tǒng)等功能。|柴油機(jī)|柴油機(jī)配件|內(nèi)燃機(jī)原理|內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造|發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試另外，隨著網(wǎng)絡(luò)、集成控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，作為汽車控制主要單元的EMS系統(tǒng)通過CAN(ControllersAreawk)總線與其他控制系統(tǒng)，例如：安全系統(tǒng)(如ABS、牽引力電子穩(wěn)定裝置ESP(Electronic

3、StabilityProgram))、底盤系統(tǒng)（如主動(dòng)懸掛ABC(ActiveBodyControl)）、巡航控制系統(tǒng)（SpeedControlSystem或CruseControlSystem）以及空調(diào)、防盜、音響等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息共享并實(shí)施集成優(yōu)化統(tǒng)一控制。在不久的將來，車載通訊平臺(tái)將利用現(xiàn)有無線通訊網(wǎng)絡(luò)為汽車駕駛提供更廣泛的咨詢、娛樂等增值服務(wù)（如GPS全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用）。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的開發(fā)主要涉及以下技術(shù)內(nèi)

4、容：傳感器主要包括空氣流量傳感器、空氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆燃傳感器、車速傳感器、氧傳感器等。執(zhí)行器主要包括噴油器、點(diǎn)火控制模塊、怠速空氣控制閥以及各種電磁閥等。電控單元ECU(ElectronicControlUnit)和控制算法程序軟件其作用是通過采集各種傳感器輸入信號(hào)并將信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制算法進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出控制信號(hào)并進(jìn)行功率放大給執(zhí)行器。同

5、時(shí)檢測(cè)傳感器信號(hào)正常狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警。另外，為了應(yīng)對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品作為多種產(chǎn)品鏈狀集成開發(fā)的特點(diǎn)以及快速更新的市場(chǎng)需求，高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架、集成開發(fā)環(huán)境工具以及測(cè)試產(chǎn)品耐環(huán)境性能的設(shè)備為快速開發(fā)高質(zhì)量面向不同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的管理系統(tǒng)產(chǎn)品提供保障：發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架主要包括不同種類的發(fā)動(dòng)機(jī)以及工況裝置、測(cè)功儀、廢氣測(cè)量?jī)x以及各種傳感器和測(cè)量裝置。集成開發(fā)環(huán)境IDE（IntegratedDevelopmentEnvironment）系統(tǒng)主要包

6、括用于開發(fā)電控單元ECU和控制算法程序軟件的集成開發(fā)環(huán)境。目前，基于模型設(shè)計(jì)(ModelBasedDesign)、快速原型(RapidPrototyping)技術(shù)以及符合OSEK標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。耐環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備用于元器件、產(chǎn)品的耐溫、振動(dòng)、抗干擾、防漏水、耐久性等環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。上述設(shè)施的聯(lián)合使用，為開發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)提供必要的聯(lián)調(diào)、參數(shù)標(biāo)定、性能試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)等必要條件。另外，為了適應(yīng)不同區(qū)域的氣候條件，

7、在不同海拔地區(qū)、不同季節(jié)的車載試驗(yàn)需要脫離發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架并借助車載標(biāo)定系統(tǒng)在特定環(huán)境及試驗(yàn)地完成，以確定相對(duì)不同區(qū)域和氣候的控制參數(shù)。二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)現(xiàn)狀用產(chǎn)品。未來的發(fā)展方向應(yīng)加大重視以下問題：1）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)電控單元ECU|柴油機(jī)|柴油機(jī)配件|內(nèi)燃機(jī)原理|內(nèi)燃機(jī)構(gòu)軟件中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)論壇J0mm3j)標(biāo)準(zhǔn)的IO驅(qū)動(dòng)模塊、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)、高級(jí)語言控制編程、基于模型的算法設(shè)計(jì)、自動(dòng)代碼生成、虛擬仿真測(cè)試。中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)

8、論壇ci6aC.]硬件r!sVh%WE4s)G4rQ提供完整的與軟件系統(tǒng)一體化的硬件開發(fā)平臺(tái)。靈活多功能的快速原型，在線調(diào)試HIL(HardwareintheLoop)Simulation，Bypass等方法的使用。快速原型建立軟硬件一體化應(yīng)用系統(tǒng)采用快速原型開發(fā)平臺(tái)，按照下面的步驟開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品：基于模型設(shè)計(jì)建立控制模型；模擬系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試驗(yàn)證控制算法；模型實(shí)時(shí)檢驗(yàn)；系統(tǒng)聯(lián)機(jī)測(cè)試、檢驗(yàn)、調(diào)試、修改；自動(dòng)生成源代碼、在線調(diào)試標(biāo)定。標(biāo)準(zhǔn)化汽車

9、電子正處于全面發(fā)展時(shí)期，相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)也處于建立、完善的階段。有關(guān)通訊、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范CAN、FlexRay、LIN以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)規(guī)范OSEK等技術(shù)日趨成熟并得到廣泛的應(yīng)用。2）傳感器、執(zhí)行器傳感器與執(zhí)行器技術(shù)向著微型化、集成化、多功能化、智能化的方向發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)除了氧傳感器、噴油器等關(guān)鍵部件技術(shù)質(zhì)量有待提高外，其他部件均能提供。但批量產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性、耐久性以及可靠性方面有待提高。3）開發(fā)與試驗(yàn)設(shè)施及工具應(yīng)注重開發(fā)與使用包括先進(jìn)的發(fā)

10、動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架、集成開發(fā)工具和產(chǎn)品測(cè)試試驗(yàn)設(shè)施等系統(tǒng)，構(gòu)造完整的開發(fā)環(huán)境，加快產(chǎn)品開發(fā)速度?？傊嚢l(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)綜合了機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)控制的集成技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。任何某一環(huán)節(jié)的缺陷將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。由于汽車是在高速移動(dòng)、振動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，所有傳感器、執(zhí)行器、元器件以及外殼、接插件、線束等都要求具備良好的抗振、耐高溫、抗電磁干擾以及防滲等功能。由于國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)相對(duì)開放的格局以及國(guó)內(nèi)近幾年不斷加大力度開發(fā)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，開發(fā)汽車

11、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)比軟件平臺(tái)相對(duì)容易解決。目前，國(guó)內(nèi)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)是有關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)控制軟件，在開發(fā)過程中應(yīng)重視集成開發(fā)環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用以確保能夠真正從底層開發(fā)并掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)核心技術(shù)，從而做到為不同發(fā)動(dòng)機(jī)的批量配套。發(fā)展我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車電子工業(yè)，確保汽車工業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱型產(chǎn)業(yè)的地位，擺脫過于依賴進(jìn)口的狀況具有重大戰(zhàn)略意義。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)是汽車電子產(chǎn)品的核心關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品。根據(jù)我國(guó)