汽車發動機ECU系統研發技術解析

　　1.2　發動機附件系統的開發

　　通常汽車發動機供應商只提供基礎發動機或發動機基體，它缺少部分外圍附件系統，因此需要汽車制造商開發這些系統。這些附件系統包括：風扇及風扇離合器、進排氣管道、空氣過濾器、發動機油泵、發動機懸置、動力轉向泵、三元催化器、空調壓縮機、燃油供應系統。

1.3　設計與分析

1.3.1　CAD設計

　　在現代汽車的開發過程中，需要應用CAD軟件來設計汽車和部件的數字模型。

　　主要的汽車設計CAD軟件有：美國Unigraphics Solutions公司的Unigraphics、美國Parametric Technology Corp公司的Pro/ENGINEER、法國Dassauh Systems（達索）公司的CATIA。

　　主要的CAD建模方法有：特征造型、用三坐標測量機進行逆向掃描。

1.3.2　CAE分析

　　主要的汽車CAE分析軟件有：ANSYS（安世）股份公司的ANSYS系列軟件、MSC Software公司的Adams、Nastran和Patran等系列軟件、LMS公司的Sysnoise、Falancs和Test.lab等系列噪聲分析軟件。

　　發動機匹配項目中的CAE分析項目有：發動機的噪聲與振動分析、發動機支撐的分析、發動機熱力學分析、汽車碰撞分析、計算流體力學分析（驗證散熱器的尺寸和發動機進氣流動特性）。

1.4　主要試驗項目

　　主要試驗項目包括：發動機和汽車臺架試驗、發動機噪聲與振動試驗、發動機懸置的振動頻率測量試驗、排氣系統的耐久性試驗、發動機過濾器和冷卻系統的壓力和流動試驗。

2　發動機的電氣匹配技術

2.1　發動機管理系統及其開發技術

2.1.1　發動機管理系統

　　發動機管理系統（EMS）是在發動機電子點火和電控汽油噴射系統的基礎上，發展起來的集電子控制噴射、排放控制、電子點火、起動、防盜、診斷等功能于一體的集成電路系統。EMS能實現對發動機各系統的精確和靈活控制，是改善發動機各項性能指標和排放的主要手段。發動機管理系統由微處理器、各種傳感器、執行器組成，通過傳感器檢測各種工作狀態和參數，然后由微處理器經過計算、分析、判斷后發出指令給各執行器完成各種動作，使發動機在各種工作狀況下都能以最佳狀態工作。

2.1.2　發動機管理系統開發技術

發動機管理系統開發技術涉及到計算機技術、自動控制、嵌入式系統、發動機技術等多個領域，是汽車電氣控制系統中最復雜的系統。目前汽車制造商在匹配發動機系統的過程中，不需要進行EMS的開發工作。這是因為通常由發動機供應商提供的基礎發動機上，已經配有現成的EMS，汽車制造商僅需要聯系相應的EMS開發商進行標定工作。

目前流行的EMS開發過程是，在MATLAB Simulink仿真計算平臺上，采用可視化和模塊化的方法，建立發動機控制模型，待調試成功后，編譯成機器執行代碼，然后下載到汽車ECU中。例如英國 Pi技術公司推出的發動機和汽車控制系統OpenECU開發工具，提供了一種自動代碼生成和快速原型的解決方案，它的應用范圍包括發動機、變速器、底盤和混合動力控制系統以及汽車批量生產系統。OpenECU平臺能夠在MATLAB Simulink環境中自動生成控制代碼，然后在汽車ECU中運行。