汽车发动机管理系统(EMS)制造商

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所属分类:业界动态

发动机管理系统(engine management system,简称EMS)是在发动机电子点火和电控汽油喷射系统的基础上发展起来的集电子控制喷射、排放控制、电子点火、起动、防盗、诊断等功能于一体的集成电路系统。发动机管理系统能实现对发动机各系统的精确控制,是改善发动机各项性能指标和排放的主要手段。发动机管理系统是由微处理器、各种传感器、执行器组成,通过传感器检测各种工作状态和参数,然后由微处理器经过计算、分析、判断后发出指令给各执行器完成各种动作,使发动机在各种工作状况下都能以最佳状态工作。

在众多的汽车电子产品中,发动机管理系统以30.5%的市场份额占据了首位,因为它是汽车中最主要的汽车电子产品之一,对改善发动机运行的经济性、提高发动机的动为性,以及减少汽车尾气中有害物质的排放量都起着至关重:要的作用。本文将对汽车发动机管理系统的制造商及其产品进行简述。

1、国外发动机管理系统制造商

在国外汽车发动机管理系统市场,95%的发动机ECU系统由博世、西门子、德尔福、摩托罗拉和日本电装等几家大公司提供。

1.1罗伯特博世有限公司

博世汽油发动机管理系统分为电子控制单点汽油喷射系统和电子控制多点汽油喷射系统。单点汽油喷射系统也称为节气门喷射系统或中央喷射系统,它在结构上与化油器式发动机相似,其性能难以满足现在越来越严格的汽车排放法规,已经渐渐退出市场。多点汽油喷射系统有Bosch-D、Bosch-L、Bosch-LH、Bosch-M等类型,其中Bosch-M在我国汽车上应用广泛。Bosch-M的ECU由大规模集成电路组成,采用数字控制技术,同时对汽油喷射系统和点火系统进行控制。Bosch-M发动机管理系统又分为M1、M3、M7、ME7等类型,其中ME7是最先进的发动机管理系统,目前应用在PASSAT等乘用车上。

1.2西门子威迪欧公司

西门子威迪欧生产能够提高发动机性能及减少排放的动力系统产品、发动机电子控制产品和燃油喷射系统。目前上海汇众汽车制造公司制造的伊思坦纳(ISTANA)商务车的发动机管理系统就是采用SIEMENS MSE系统。

1.3德尔福公司

德尔福的发动机控制模块(Engine Control Module)主要有Delhi MT 20,Delphi MT 20U2,DelphiMT 34,Delphi MT 38系列产品。其中Delphi MT20f1Delphi MT 20U2属于16位微处理器,DelphiMT 34Cf Delphi MT 38属于32位微处理器。目前Delphi MT 20和Delphi MT 20U2在我国主要应用于上海通用汽车有限公司、沈阳华晨金杯汽车有限公司、北京吉普汽车有限公司、比亚迪汽车有限公司和长城汽车股份有限公司的乘用车产品上。

1.4摩托罗拉公司

摩托罗拉System 100发动机管理系统使用摩托罗拉的16位Starl2微处理器组成的ECU,可以满足欧III排放法规,可选装EOBD车载诊断系统。它应用在柳州五菱汽车公司的GL6460L微型客车上,该车装备LJ474QNE3的缸发动机,排量为1.3L,额定功率60kW,最大转矩102Nm。

1.5日本电装株式会社

电装公司在中国主推的柴油发动机管理系统产品HP-0型共轨系统主要由4个部分组成:高压轨道、喷油器、输油泵及ECU。首先,通过凸轮轴的运转,将燃油压人输油泵内,ECU-4通过提取燃油压力、温度、发动机转速、油门踏板开度等信号,进行整理分析后,控制输油泵电磁阀在最佳时间进行开启,来调整轨道内部的压力,如果ECU检测到发动机系统需要比较大的供油压力,就会控制电磁阀提前动作,从而改变轨道系统的内部燃油压力,再通过喷油器上面的TWV阀来控制改变喷嘴的喷油时间、喷油量及喷射率,来提升发动机的动力性。

日本电装的发动机管理系统应用于2006年重庆长安铃木汽车有限公司的新车型SWIFT雨燕轿车,该车搭载了日本铃木公司新1.3L直列四缸、16气门、四冲程水冷、多点顺序电子燃油喷射的全铝发动机,其全新设计的日本电装电子燃油喷射及控制系统,运用了最新的CAN总线控制技术,点火系统采用了双点火线圈,无分电器点火方式,点火能量更充分。发动机控制系统对燃油系统、点火系统、冷却系统、燃油蒸发系统与AT、空调系统实行全面精确的一体控制。电喷控制器使用32位微机系统,与氧传感器协同,精密控制点火、燃油喷射与燃烧过程。燃油喷射采用多点顺序喷射方式,精确控制每工作循环的燃油喷射量,在保证发动机输出动力的同时,最大限度节省燃油。同时,SWIFT雨燕发动机控制系统设计有断油功能,在发动机转速过高与急减速状态下,及时切断燃油喷射,节省燃油,而后自动恢复供油,保证汽车的正常行驶。

2、国内发动机管理系统制造商

2.1联合汽车电子有限公司

联合汽车电子有限公司(简称UAES)引进博世公司的汽油发动机控制系统的产品技术,研究、开发和生产适合中国汽车工业发展的发动机管理系统产品及其零部件,目前年生产能力已达200万套。

联合汽车电子有限公司技术中心拥有国际水平的排放测试试验室,能为国内各汽车厂商提供优质的排放测试和匹配服务,同时也能满足欧洲、美国、日本等各级排放标准的测试要求及整车匹配要求,将为政府颁布日益严格的排放法规提供强大的技术支持。其试验室包括零部件开发试验室、高温底盘试验室、低温底盘试验室、电子试验室、发动机室和排放底盘试验室。

目前联合汽车电子有限公司的产品已向上海大众、上海通用、一汽大众、神龙富康等国内主要轿车车型供货。在保证轿车主流车型市场份额的同时,也全面进军家轿和微型车市场,已占据国内市场的半壁江山。而新近成立的博世汽车柴油系统股份有限公司,注册资本2亿欧元,是博世柴油系统在德国以外最大的投资项目,专门生产环保、节能的达到欧III标准及欧W标准的高压柴油喷射系统。

联合汽车电子有限公司的发动机管理系统产品包括:电子控制器、喷油器、燃油分配管总成、燃油泵支架总成、节气门位置传感器、炭罐控制阀、油门踏板模块、氧传感器、压力传感器、速度传感器、电子燃油泵、爆震传感器、怠速调节器、压力调节器、电子节气门、点火线圈、空气质量流量计、相位传感器、空气温度传感器和水温传感器等。

2.2北京德尔福万源发动机管理系统有限公司

北京德尔福万源发动机管理系统有限公司主要开发与生产传感器和执行器,其ECU芯片采用摩托罗拉(现为飞思卡尔半导体)、英飞凌等。目前德尔福的汽油发动机在国内市场占有率29%。其中在微型车市场占53%,在SUV市场中占有60%以上的份额,在轿车方面的占有率约为10%。德尔福轿车市场主要面向通用、欧宝、现代等。

2.3西门子威迪欧汽车电子(长春)有限公司

西门子威迪欧汽车电子(长春)有限公司主要生产汽车用电子产品,包括发动机控制器等,也包括各种传感器、燃油导轨总成、进气歧管总成等机械电子部件。

2.4长安伟世通汽车发动机控制系统(重庆)有限公司

长安伟世通汽车发动机控制系统(重庆)有限公司的业务涵盖了发动机管理系统的开发、设计、标定和测试,并将从事电子控制单元制造、进气系统、进气歧管以及多种动力总成产品的生产。长安伟世通将支持长安福特、长安汽车在微型车和入门级乘用车上实现增长,同时也将为中国的汽车和摩托车原装备厂提供服务。

2.5马瑞利动力系统(上海)有限公司

马瑞利动力系统(上海)有限公司的主要业务是汽车发动机管理系统和汽车尾气排放系统等的开发匹配及其关键零部件的生产制造。

其IAW49C.J1发动机管理系统目前配套沈阳华晨金杯汽车有限公司SY7200轿车。

2.6意昂神州科技有限公司

意昂神州科技有限公司提供汽车电子电控产品与技术的开发。其产品技术包括:汽油发动机电控系统,LPG/CNG单燃料、发动机电控系统,柴油发动机高压共轨电控系统等。

目前意昂神州科技有限公司开始为中国和韩国的汽车厂商提供世界先进的车载ECU开发工具和技术支持。这些开发工具产品包括:发动机控制策略快速开发平台,发动机ECU匹配标定系统工具,各种总线协议(CAN/LIN/KWP2000等)测试工具,柴油发动机电控系统开发与测试工具等。

2.7北京美加汽车科技公司

北京美加汽车科技公司主要研制汽车电子类产品,其拥有核心自主知识产权的美加柴油机发动机管理系统的主要特点如下。

2.7.1美加柴油机ECU

主CPU采用嵌人式32位微处理器,具有先进的浮点运算功能和强大的数据处理功能。流水式指令执行,工作周期速度40M以上。大容量的FLASH矩阵:采用小体积的表贴封装形式,直接为CPU服务的大容量的FLASH矩阵不但极大地减小了模块的空间,而且可满足任何产品的存储需要。用于存储运行中所发生的故障和其它必要数据。

外部输人元件主要有各种温度传感器、空气流量计、节气门位置传感器、泵压力传感器、转速速度传感器、氧气传感器、负荷传感器、爆震传感器、曲轴位置等。外部执行元件主要有喷油器、燃油压力调节器、辅助空气阀、温度时间开关、节气门、怠速电动机、故障指示、点火线圈和各种继电器。设计上可满足任何复杂的汽车结构要求。

多种标准的数据线:可根据用户要求,设计各种标准的数据线,以方便各控制模块、传感器、仪表和外部的设备之间的通讯。可根据不同要求设计出满足各种通讯协议的软件。一般有CAN、K-LINE及LIN等接口。

满足汽车使用环境需要的封装:具有抗震、防水、防腐蚀的外部密封封装。专为汽车装配和使用设计的结构。符合标准的温度使用范围。柴油机的控制逻辑:支持共轨式、直喷式、柱塞式及单体泵式柴油机系统,符合欧III标准,完全满足生产厂商4缸、6缸或8缸的产品要求,采用特殊的高低压控制方法,不但提高柴油机燃油系统的响应速度,而且节约控制耗电,满足柴油发动机的性能要求。完善的故障;诊断功能:在发动机运行过程中所发生的故障,系统会自行诊断,然后根据代码表记录故障代码。

2.7.2硬件特点

运行温度在-40~125℃之间,EMI符合国际汽车电子标准,12V净化电压输出,可提供1A电流;5V净化电压输出,可提供85mA电流。提供2个K-LINE接口和4个CAN总线接口。拥有28路低位开关及2路高位开关,输出开关拥有自诊断功能。12路模拟信号输入,10位转换精度;电路板包含大气压力传感器,板温传感器。并可按用户要求定制功能。

2.7.3软件特点

拥有丰富的软件支持,低层驱动软件给用户提供良好的接口函数,方便用户使用C/C++编写自己的应用软件。己开发发动机控制系统及自动变速器控制系统等软件,并提供基于汽车行业标准CCP 2.1(CAN Calibration Pr otocol)、SAE J1939、K-LINE协议等测试标定软件。

2.8北京志阳同光汽车电控软件有限公司

北京志阳同光汽车电控软件有限公司主要生产2种型号的发动机ECU,其中TG 360100008ECU为东风汽车有限公司发动机厂的EQ6100-1发动机配套,DKHL6102ECU为一汽集团公司的CA6GH1发动机配套。

其中第1种配置的ECU和发动机主要配置在以下汽车厂家的车型:徐州工程机械集团有限公司的XZJ5091JSQ和 XZJ5094JSQ车型,丹东黄海汽车有限责任公司的DD6106S12城市客车,广州市环境卫生.机械设备厂的GH5091 GXE吸粪车、GH5091 ZZZ自装卸式垃圾车、GH5092GSS洒水车、GH5130GQX清洗车和GH5130GSS洒水车,南宁专用汽车厂的NZ5100GSS洒水车、NZ5100ZBS摆臂式垃圾车和NZ5100ZXX车厢可卸式垃圾车,陕西银河消防科技装备有限公司的BX5090GXFPM35D泡沫消防车、BX5090C7XFSG35DF水罐消防车、BX5090GXFSG30D水罐消防车、BX5090TXFGF20干粉消防车、BX5130GXFHP65泡沫消防车和BX5130GXFHZ65水罐消防车,武汉客车厂的WH5100XDGI程车和WH6100Q客车,济南市园林机械厂的JYJ5092GXE吸粪车、JYJ5094GPS绿化喷洒车和JYJ5131 GPS绿化喷洒车。第2种配置的ECU和发动机主要配置在丹东黄海汽车有限责任公司的DD6106S12城市客车上。

2.9伍德沃德Woodward(天津)控制器有限公司

伍德沃德Woodward(天津)控制器有限公司的EFI 4发动机ECU为广西玉柴机器股份有限公司的发动机YC6112ZLQE配套,应用于安徽安凯汽车集团有限公司的HFF6100GK63和HFF6102GK39城市客车,为广西玉柴机器股份有限公司的发动机YC6112ZLQM配套,应用于安徽安凯汽车集团有限公司的HFF6112GK64城市客车。

2.10中顺电子(东莞)有限公司

中顺电子(东莞)有限公司专业从事研制生产汽车电子燃油喷射控制系统。公司从1992年开始自主开发电子燃油喷射控制系统,现已发展到第11代产品(FI-Techll),可卜应用在各型汽车发动机上。

中顺电子(东莞)有限公司发动机管理系统产品已成功应用在北京市的乘用车市场,主要车型有捷达、桑塔纳、雪铁龙、欧宝、夏利、切诺基、北京吉普、金杯轻型客车、菲亚特、解放微型客车等,并达到北京市环保标准。

2.10.1 FIT-9单点电喷系统

FIT-9单点电喷系统由节气门体、氧传感器、微机控制单元、线束、冷却液温度传感器、进气岐管压力传感器(MAP)、电控油泵、三元催化器和汽油过滤器等组成。其中节气门体已经装有喷油器、节气门位置传感器(TPS)、怠速控制电动机(IAC)和线束总成(包含有熔断丝和油泵继电器)。

2.10.2 FIT-11多点电喷系统

FIT-11电子燃油喷射系统包含了极其丰富的控制,同时这些功能可以通过简单的标定来启动或关闭。根据不同的功能配置,系统提供了相应的控制以确保工作正常。这就为用户提供了极大方便,汽车制造商依据不同要求可以减低部分配置来降低成本,并通过欧洲II号排放法规。同样,增加一些配置,可以增强汽车性能并达到欧洲III排放标准,控制模块无需重新设计。

FIT-11电子燃油喷射系统有燃油控制、空气控制、点火控制和辅助功能控制4类控制功能。其中燃油控制包括:热车起动补偿、起动后加浓补偿、暖机燃油补偿、全负荷补偿、瞬态工况补偿、限时断油控制、喷油量电压控制、怠速燃油控制、闭环空燃比控制、大气压力补偿、减速断油控制、炭罐阀控制、起动去除溢油控制和自学习控制。空气控制包括:起动空气控制、起动后速度过渡、怠速稳定控制、加减速阻尼器控制、怠速空调控制、风扇控制、怠速电负荷补偿、怠速自学习。点火控制包括:点火控制、三元催化器快速起燃、冷却液温度进气、充电时间控制、爆震控制。辅助功能控制包括:自动档保护、里程记忆、故障诊断和防盗器接口。其系统组成如图1所示。

2.11东莞京滨汽车电喷装置有限公司

东莞京滨汽车电喷装置有限公司主要为广州本田汽车有限公司、东风本田发动机有限公司、东风本田汽车有限公司和本田(中国)汽车有限公司配套供应电子控制燃油喷射系统。

2.12康佳汽车电子公司

康佳汽车电子公司于2006年1月成功研制出汽车发动机电喷控制系统,已获国家检测认证。试验数据表明,康佳电喷控制系统的各项指标均达到国际先进水平。采用该系统后,发动机的能效可得到有效提升。

2.13上海新代车辆技术有限公司

上海新代车辆技术有限公司对外提供发动机管理系统的开发业务。

3结论

发动机被称为汽车的心脏,而发动机管理系统是发动机的电子控制部件,也被称为汽车的心脏中的心脏,在汽车电子产品中属于高难度技术的产品。我国绝大部分汽车的发动机管理系统的开发和标定工作都需要借助于国外公司来协助完成,虽然国内近年来出现了不少合资企业,已经实现了发动机管理系统的国产化,但是合资企业中发动机管理系统的核心技术——发动机控制代码的开发技术仍然严密地控制在外国公司的手中,我们只能作一些技术含量低的工作,例如发动机标定。而目前发动机管理系统产品的高价格是造成国产汽车成本难以降低的重要原因。值得欣喜的是,国内已经出现了民族企业开发出的自主知识产权的发动机管理系统产品,这需要得到政府和汽车整车制造企业的大力支持,才能在与国外公司的竞争的环境中茁壮成长。本文的研究工作主要来源于上海汇众汽车制造有限公司伊思坦纳商务车的国产化项目和改型项目。

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