汽車電子之發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)項目開發(fā)活動管理

宮長錦

【摘要】汽車電子產(chǎn)品包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)等。汽車電子產(chǎn)品的作用是提高安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。由傳感器、微處理器、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個電子元器件及其零部件組成。比較典型的像發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)（Engine Management System，簡稱EMS）是汽車電子的一個重要組成部分。EMS采用各種傳感器，把吸入空氣量、冷卻液溫度、轉(zhuǎn)速等狀況轉(zhuǎn)換成電信號，送入控制器（電子控制單元ECU）。ECU通過精確計算后輸出控制信號。EMS的開發(fā)目標(biāo)是實現(xiàn)低排放、低油耗、高功率，隨著世界范圍內(nèi)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，采用EMS系統(tǒng)已成為不可阻擋的潮流，國內(nèi)外汽車企業(yè)對EMS 的開發(fā)也提出了更高的要求，本文在這里嘗試定義出一般意義上的EMS系統(tǒng)項目開發(fā)的關(guān)鍵活動。

【關(guān)鍵詞】汽車電子;發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng) EMS;項目開發(fā);關(guān)鍵活動

發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)（Engine Management System，簡稱EMS）是汽車電子的一個重要組成部分。EMS采用各種傳感器，把吸入空氣量、冷卻液溫度、轉(zhuǎn)速等狀況轉(zhuǎn)換成電信號，送入控制器（電子控制單元ECU）。ECU通過精確計算后輸出控制信號。EMS的開發(fā)目標(biāo)是實現(xiàn)低排放、低油耗、高功率。隨著世界范圍內(nèi)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，采用EMS系統(tǒng)已成為不可阻擋的潮流，國內(nèi)外汽車企業(yè)對EMS 的開發(fā)也提出了更高的要求，本文在這里嘗試定義出一般意義上的EMS項目開發(fā)關(guān)鍵活動。當(dāng)前世界上比較有代表性的EMS供應(yīng)商有：BOSCH、聯(lián)合汽車電子UAES、DELPHI、Visteon等企業(yè)，各企業(yè)的開發(fā)流程和活動基本相同。EMS項目開發(fā)要經(jīng)歷的具體工作過程包括：客戶需求管理、EMS各個子系統(tǒng)硬件搭載、試驗管理、客戶驗收等。

1.客戶需求管理

1.1 關(guān)鍵目標(biāo)

需求管理的關(guān)鍵目標(biāo)在于能夠正確把握車輛制造企業(yè)、發(fā)動機(jī)制造企業(yè)以及終端客戶需求在內(nèi)的開發(fā)各類需求，并保證開發(fā)出來的EMS系統(tǒng)能夠符合這些要求。

1.2 關(guān)鍵活動

EMS系統(tǒng)的需求管理活動中的關(guān)鍵操作有：客戶需求的收集、需求的分析、開發(fā)技術(shù)協(xié)議的簽署、商務(wù)合同的簽署。

客戶需求的收集主要包括：確認(rèn)客戶發(fā)動機(jī)和車輛基本信息、應(yīng)用工程目標(biāo)、使用范圍、硬件的接口要求、可靠性要求等。在一個新的EMS項目開發(fā)初期，客戶會向EMS供應(yīng)商輸入客戶需求通知書，該文件主要包括EMS零部件構(gòu)成、性能指標(biāo)、排放目標(biāo)等。EMS主要由：ECU、氧傳感器、冷卻液傳感器、爆震傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器等十余個零部件構(gòu)成。工程目標(biāo)通常指發(fā)動機(jī)EMS開發(fā)要達(dá)到的功率、扭矩等指標(biāo);排放目標(biāo)是指要達(dá)到的排放法規(guī)，如必須滿足國IV或是國V要求等。

客戶需求的分析包括：EMS各零部件結(jié)構(gòu)及接口分析、控制電腦的確認(rèn)、系統(tǒng)軟件的確認(rèn)。EMS供應(yīng)商在接到客戶需求信息后，會在自己的產(chǎn)品庫中選擇合適的硬件、系統(tǒng)軟件來應(yīng)對客戶的需求，如果沒有現(xiàn)成的產(chǎn)品可供選擇，則需要針對性地開發(fā)新產(chǎn)品來滿足客戶要求。

在對客戶需求進(jìn)行詳細(xì)解讀后，雙方會簽署技術(shù)開發(fā)協(xié)議。技術(shù)開發(fā)協(xié)議用以明確客戶與EMS供應(yīng)商在項目開發(fā)過程中的義務(wù)和責(zé)任、明確開發(fā)目標(biāo)、零部件構(gòu)成、試驗項目等內(nèi)容。EMS供應(yīng)商不僅要向客戶出售EMS系統(tǒng)所包含的電子產(chǎn)品，還包括提供臺架試驗、排放試驗驗證、車載診斷系統(tǒng)OBD標(biāo)定等試驗驗證服務(wù)。技術(shù)協(xié)議通常也明確了在項目開發(fā)過程中所發(fā)生范圍變更、工程變更、資源變更等如何來管理。

客戶與EMS供應(yīng)商對技術(shù)開發(fā)協(xié)議沒有異議的前提下，財務(wù)部門會分析計算項目成本和項目的投入及收益，常見指標(biāo)有：內(nèi)部回報率IRR、凈現(xiàn)值NPV以及邊際利潤FM等，這些財務(wù)指標(biāo)滿足企業(yè)的目標(biāo)后，項目才能繼續(xù)進(jìn)行。應(yīng)在項目規(guī)劃階段的早期就對成本管理工作進(jìn)行規(guī)劃，確保開發(fā)過程的有效性和和過程之間的協(xié)調(diào)性。最后，商務(wù)部門會對要出售的產(chǎn)品和要提供的技術(shù)開發(fā)服務(wù)進(jìn)行報價，客戶接受報價并簽署商務(wù)合同后，該EMS系統(tǒng)項目開發(fā)才算真正開始。

2.EMS系統(tǒng)各個子系統(tǒng)硬件搭載

2.1 關(guān)鍵目標(biāo)

通過對EMS 各零部件的工程樣件進(jìn)行試制， 將工程樣件在客戶發(fā)動機(jī)樣機(jī)或樣車上進(jìn)行試裝搭載，來確認(rèn)各個產(chǎn)品是否滿足使用要求。

2.2 關(guān)鍵活動

EMS供應(yīng)商會根據(jù)客戶的要求開發(fā)相關(guān)零部件，并進(jìn)行工程樣件試制，提供或安排樣件在發(fā)動機(jī)或車輛上進(jìn)行試裝搭載，工程師會對工程樣件的裝配和應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行評估。遇到樣件零部件之間干涉、裝配工藝不合理、高溫?zé)岷Φ葐栴}時，會進(jìn)一步與客戶討論如何做下一步的處理意見。

3.試驗管理

3.1 關(guān)鍵目標(biāo)

試驗驗證是EMS項目開發(fā)過程中重要一環(huán)，它不僅用來檢驗EMS系統(tǒng)以及相關(guān)零部件的可靠性，同時還用來驗證所開發(fā)的EMS系統(tǒng)在匹配在客戶發(fā)動機(jī)和車輛時是否達(dá)到了最初的性能目標(biāo)、排放目標(biāo)等。任何汽車電子產(chǎn)品在投放市場之前都離不開大量的試驗驗證。

EMS項目開發(fā)過程中須經(jīng)歷發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)臺架標(biāo)定調(diào)試、車輛綜合性能標(biāo)定調(diào)試、炎熱環(huán)境標(biāo)定試驗（夏季試驗）、高原環(huán)境標(biāo)定試驗（高原試驗）、低溫環(huán)標(biāo)定試驗（冬季試驗）、排放試驗驗證、10萬公里耐久等試驗。

3.2 關(guān)鍵活動

臺架基礎(chǔ)標(biāo)定是在試驗用發(fā)動機(jī)上進(jìn)行發(fā)動機(jī)基本性能、供油特性控制、點火控制、爆震控制等試驗活動。這些試驗活動主要是對發(fā)動機(jī)的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性或其他重要性能進(jìn)行標(biāo)定調(diào)試、控制和驗證。

夏季試驗主要包括熱浸置狀態(tài)下的熱車啟動、發(fā)動機(jī)爆震的控制調(diào)節(jié)、三元催化轉(zhuǎn)化器對高溫環(huán)境的適應(yīng)性、OBD監(jiān)測以及車輛的蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的考核。

高原試驗主要包括高海拔啟動特性調(diào)試、高海拔燃油修正、三元催化器溫度保護(hù)、高原怠速控制、高原駕駛性以及高原OBD 診斷等試驗科目。

冬季試驗最重要的就是啟動特性調(diào)試，通常要求是在零下30度，要求一次性啟動，而且啟動的時間是小于10秒鐘，此外還要針對車輛駕駛性、節(jié)氣閥防結(jié)冰、OBD排放監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定考核。

以上夏季、冬季和高原試驗通常稱為“三高”試驗，是在極苛刻、嚴(yán)格環(huán)境中考核排放、OBD及耐久性等。如果條件允許，還需要再來一次“三高”試驗進(jìn)行考核。

車輛排放試驗驗證，發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)供應(yīng)商通常會根據(jù)《GB/T18352.3-2005 輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）》甚至更嚴(yán)格的國V階段標(biāo)準(zhǔn)要求來組織相關(guān)排放試驗，例如I型試驗是指常溫下冷啟動后排氣污染物排放試驗，III型試驗是指曲軸箱污染物排放試驗等等。

4.客戶驗收和批量生產(chǎn)

EMS完成開發(fā)交付客戶時，車輛制造企業(yè)會根據(jù)EMS標(biāo)定驗收規(guī)范的規(guī)定，準(zhǔn)備試驗車輛，安排試驗驗收，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價和結(jié)果處理。通常作為EMS開發(fā)供應(yīng)商，需要配合客戶完成《GB/T18352.3-2005 輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）》、《GB/T 17691 車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》等標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的驗收項目完成標(biāo)定數(shù)據(jù)驗收。

當(dāng)客戶完成驗收并獲得批準(zhǔn)后，EMS系統(tǒng)以及各子系統(tǒng)零部件才能進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

5.結(jié)語

EMS以及各子系統(tǒng)零部件開發(fā)是一項復(fù)雜的工程，它需要面對動態(tài)多變的市場競爭環(huán)境和技術(shù)環(huán)境，需要跨部門、跨職能乃至跨文化溝通與解決問題.需要團(tuán)隊的通力合作，需要對眾多的活動進(jìn)行有機(jī)的整合和協(xié)調(diào)，才能實現(xiàn)項目開發(fā)目標(biāo)，實現(xiàn)車輛和發(fā)動機(jī)客戶乃至終端用戶的應(yīng)用目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]洪永福，等.汽車研發(fā)管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013：26-97.

[2][美]項目管理協(xié)會.項目管理知識體系指南（第4版）[M].王勇，張斌譯.北京：電子工業(yè)出版社，2009，5：165-169.

[3]GB18352.5-2013輕型汽車污染物排放限值及測量方法.