最佳答案

一、 汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)概述汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(Engine Electronic Control System，簡稱EECS)通過電子控制手段對發(fā)動機點火、噴油、空氣與燃油的比率、排放廢氣等進行優(yōu)化控制，使發(fā)動機工作在最佳工況，達到提高性能、安全、節(jié)能、降低廢氣排放的目的。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)主要包括：- 燃油噴射控制； - 點火系統(tǒng)控制； - 怠速控制； - 尾氣排放控制； - 進氣控制； - 增壓控制； - 失效保護；- 后備系統(tǒng)；- 診斷系統(tǒng)等功能。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)、集成控制技術(shù)的廣泛應用，作為汽車控制主要單元的EMS系統(tǒng)通過 CAN(Controllers Area Network)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 Stability Program))、底盤系統(tǒng)（如主動懸掛ABC(Active Body Control)）、巡航控制系統(tǒng)（Speed Control System或Cruse Control System）以及空調(diào)、防盜、音響等系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實現(xiàn)信息共享并實施集成優(yōu)化統(tǒng)一控制。在不久的將來，車載通訊平臺將利用現(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)的應用）。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的開發(fā)主要涉及以下技術(shù)內(nèi)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(Electronic Control Unit) 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并將信號進行調(diào)理，根據(jù)發(fā)動機管理控制算法進行運算，然后輸出控制信號并進行功率放大給執(zhí)行器。同時檢測傳感器信號正常狀態(tài)，出現(xiàn)故障時報警。圖1描述了汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)示意圖。另外，為了應對汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品作為多種產(chǎn)品鏈狀集成開發(fā)的特點以及快速更新的市場需求，高性能的發(fā)動機試驗臺架、集成開發(fā)環(huán)境工具以及測試產(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)動機的管理系統(tǒng)產(chǎn)品提供保障：- 發(fā)動機試驗臺架主要包括不同種類的發(fā)動機以及工況裝置、測功儀、廢氣測量儀以及各種傳感器和測量裝置。- 集成開發(fā)環(huán)境IDE（Integrated Development Environment）系統(tǒng)主要包括用于開發(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(Model Based Design)、快速原型(Rapid Prototyping)技術(shù)以及符合OSEK標準的實時操作系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用。- 耐環(huán)境實驗設(shè)備用于元器件、產(chǎn)品的耐溫、振動、抗干擾、防漏水、耐久性等環(huán)境試驗設(shè)備。上述設(shè)施的聯(lián)合使用，為開發(fā)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)提供必要的聯(lián)調(diào)、參數(shù)標定、性能試驗、環(huán)境試驗等必要條件。另外，為了適應不同區(qū)域的氣候條件，在不同海拔地區(qū)、不同季節(jié)的車載試驗需要脫離發(fā)動機試驗臺架并借助車載標定系統(tǒng)在特定環(huán)境及試驗地完成，以確定相對不同區(qū)域和氣候的控制參數(shù)。二、 汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)應用市場現(xiàn)狀汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)技術(shù)屬于汽車電子領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)并占據(jù)汽車電子市場的主要份額。隨著環(huán)保政策、能源政策限制力度的加大，大力應用電子控制技術(shù)，開發(fā)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)品是未來汽車領(lǐng)域的必然。國際上，汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模與模式日趨成熟。在國際知名品牌汽車的背后是專業(yè)化分工的汽車配件廠商，為其提供全套的汽車配件產(chǎn)品。其主要特點概括為以下幾個方面：- 行業(yè)壟斷；- 專業(yè)化分工、集成配套、產(chǎn)業(yè)鏈狀開發(fā)與生產(chǎn)；- 電子控制技術(shù)與經(jīng)驗實用性相結(jié)合；- 集成開發(fā)環(huán)境技術(shù)確保產(chǎn)品的快速開發(fā)、測試、調(diào)試、標定。下圖與表格概述了這些特點：圖2：汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)品鏈開發(fā)、配套機制表1：國際汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)品鏈開發(fā)、配套格局 其他參與汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)部分產(chǎn)品開發(fā)與應用的廠商主要有偉世通、法雷奧、西門子、飛利浦、NEC、德州儀器、ST（意法半導體）、東芝、日立、富士通、珀金斯、霍尼韋爾、馬瑞利等。在國內(nèi)，汽車消費市場的飛速增長與自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品的空白形成鮮明的對比。一汽、二汽、上汽所提供國內(nèi)占主導轎車消費市場的車型，其主要汽車電子配件產(chǎn)品，包括汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)基本由外商壟斷。國內(nèi)主要汽車整車制造商完全喪失了自主開發(fā)、生產(chǎn)配套汽車電子產(chǎn)品的權(quán)利與能力。而致力于發(fā)展民族品牌的汽車制造商（奇瑞、吉利、哈飛、柳州五菱等）在采用國產(chǎn)發(fā)動機（37x、462、465、491、485等型號發(fā)動機）配套發(fā)動機電子控制系統(tǒng)時，由于國內(nèi)汽車發(fā)動機管理技術(shù)的空白，也不得不委托國外企業(yè)提供配套產(chǎn)品。其間，在交貨期、價格、配件產(chǎn)品配套選擇等方面也受到種種制約。目前國內(nèi)市場70%以上的汽車電子市場份額被國外企業(yè)如德爾福、日本電裝、博世三家占領(lǐng)，剩余的30％也主要被瑪瑞利、摩托羅拉、西門子等所壟斷。近幾年，由于競爭機制的引進，國產(chǎn)車在配套汽車發(fā)動機管理產(chǎn)品時，通過選擇2-3家配套商等方式下低價格，雖然壓縮了部分以往該配套產(chǎn)品的高額利潤空間，但仍然大大高于其他汽車配件產(chǎn)品的平均利潤。目前，我國自主開發(fā)的汽車電子產(chǎn)品正處于加速發(fā)展階段。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用已逐漸從過去的院校和研究機構(gòu)的研發(fā)向以企業(yè)為主導并以產(chǎn)業(yè)化為目標的局面發(fā)展。隨著奇瑞、吉利等民營汽車制造企業(yè)的崛起、國家的政策支持和國內(nèi)汽車市場的發(fā)展?jié)摿�將給汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)開發(fā)商帶來難得的機遇。盡管市場巨大，但生產(chǎn)汽車發(fā)動機電子產(chǎn)品也充滿了挑戰(zhàn)。發(fā)動機電子產(chǎn)品對于汽車電子產(chǎn)業(yè)來說是技術(shù)門檻最高的一塊，也是當前利潤率最好的產(chǎn)業(yè)，其在汽車電子產(chǎn)業(yè)中的產(chǎn)值和規(guī)模也是最大。所以，未來幾年，來自國際知名品牌壟斷企業(yè)的打壓以及國內(nèi)大批廠商的涌進也是自主開發(fā)汽車發(fā)動機電子產(chǎn)品目前所面臨的現(xiàn)狀。三、汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與策略 2003年全球汽車電子業(yè)總產(chǎn)值為1150億美元，預計2005年將達到1340億美元；2003年國內(nèi)汽車電子業(yè)總產(chǎn)值為313億元，2005年將達到 700億元。相比國外，我國汽車電子產(chǎn)品應用層次還很落后，具有極大的發(fā)展?jié)摿�和空間。2003年全球平均每輛新車的汽車電子支出達到2025美元，約占整車成本的26.2%；而同期我國平均每輛新車的汽車電子支出僅為885美元，約占整車成本的4.8%。由于汽車發(fā)動機電子產(chǎn)品的生產(chǎn)主要集中在少數(shù)外資企業(yè)，利潤率很高。這就給更多高技術(shù)汽車發(fā)動機電子企業(yè)的進入留下了市場空間。下圖展示了國內(nèi)外汽車電子領(lǐng)域及發(fā)動機電子產(chǎn)品未來幾年市場發(fā)展趨勢。 圖3 2005-2010年全球汽車點產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值走勢(略) 圖4 2004-2007年中國汽車發(fā)動機電子產(chǎn)品市場規(guī)模(略) 汽車市場發(fā)展的焦點是圍繞安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的主題為消費者提供高質(zhì)量、安全可靠、多功能低價位的創(chuàng)新產(chǎn)品。開發(fā)商面臨的挑戰(zhàn)是快速研發(fā)這類產(chǎn)品，在最短的時間內(nèi)將新產(chǎn)品推向市場。汽車電子技術(shù)的發(fā)展為提高整車性能起到了關(guān)鍵性的作用。隨著汽車電子化發(fā)展的深入，32位微控制器將逐漸取代8位、16位微控制器而成為主流應用產(chǎn)品。未來的發(fā)展方向應加大重視以下問題：（1）發(fā)動機管理系統(tǒng)電控單元ECU - 軟件標準的I/O驅(qū)動模塊、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)、高級語言控制編程、基于模型的算法設(shè)計、自動代碼生成、虛擬仿真測試。- 硬件提供完整的與軟件系統(tǒng)一體化的硬件開發(fā)平臺。靈活多功能的快速原型，在線調(diào)試HIL(Hardware-in-the-Loop)Simulation，Bypass等方法的使用。- 快速原型建立軟硬件一體化應用系統(tǒng)采用快速原型開發(fā)平臺，按照下面的步驟開發(fā)應用產(chǎn)品：基于模型設(shè)計建立控制模型；模擬系統(tǒng)動態(tài)測試驗證控制算法；模型實時檢驗；系統(tǒng)聯(lián)機測試、檢驗、調(diào)試、修改；自動生成源代碼、在線調(diào)試標定。- 標準化汽車電子正處于全面發(fā)展時期，相關(guān)技術(shù)的標準也處于建立、完善的階段。有關(guān)通訊、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范CAN、FlexRay、LIN以及實時操作系統(tǒng)規(guī)范OSEK等技術(shù)日趨成熟并得到廣泛的應用。（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)與試驗設(shè)施及工具應注重開發(fā)與使用包括先進的發(fā)動機試驗臺架、集成開發(fā)工具和產(chǎn)品測試試驗設(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。總之，汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)綜合了機械、電子和計算機控制的集成技術(shù)的開發(fā)與應用。任何某一環(huán)節(jié)的缺陷將導致整個系統(tǒng)的癱瘓。由于汽車是在高速移動、振動狀態(tài)下運行，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。由于國際半導體產(chǎn)品市場相對開放的格局以及國內(nèi)近幾年不斷加大力度開發(fā)半導體產(chǎn)業(yè)，開發(fā)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)硬件平臺比軟件平臺相對容易解決。目前，國內(nèi)急需解決的關(guān)鍵技術(shù)是有關(guān)汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)控制軟件，在開發(fā)過程中應重視集成開發(fā)環(huán)境技術(shù)的應用以確保能夠真正從底層開發(fā)并掌握汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)核心技術(shù)，從而做到為不同發(fā)動機的批量配套。發(fā)展我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的汽車電子工業(yè)，確保汽車工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟支柱型產(chǎn)業(yè)的地位，擺脫過于依賴進口的狀況具有重大戰(zhàn)略意義。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)是汽車電子產(chǎn)品的核心關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品。根據(jù)我國半導體工業(yè)發(fā)展相對滯后的狀況，利用國際半導體芯片產(chǎn)品市場充分開放的有利條件，加大嵌入式軟硬件平臺產(chǎn)品、集成開發(fā)環(huán)境和應用系統(tǒng)的開發(fā)符合我國目前汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略。目前，實施汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的市場需求、技術(shù)手段、政策支持等條件已經(jīng)成熟。抓住機遇，加大力度開發(fā)汽車電子的核心技術(shù)，趕超國際水平，為發(fā)展我國自主的汽車工業(yè)做出積極貢獻

回答者：xzh2192016-05-20 00:00