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基于专利分析的我国车用发动机控制技术现状综述

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  摘  要:文章通过专利分析的视角,对我国车用发动机控制技术发展现状进行分析。通过专利数据统计,对2012-2019年间国内车用发动机控制技术方面相关专利的梳理,从申请趋势、申请人分析、技术分类等角度分析车用发动机控制技术的宏观发展趋势,识别目前国内车用发动机控制技术的技术热点及形成原因,为我国车用发动机控制技术的未来发展提供可靠依据。
  关键词:车用发动机;电子控制;专利分析
  中图分类号:U464         文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2020)23-0035-02
  Abstract: This paper analyzes the development status of vehicle engine control technology in China from the perspective of patent analysis. Through patent data statistics, combing relevant patents on domestic vehicle engine control technology from 2012 to 2019, this paper analyzes the macro development trends of vehicle engine control technology from the perspective of application trends, applicant analysis, technology classification, etc. This paper also summarizes the technical hotspots of engine control technology and the reasons for its formation, and provides a reliable basis for the future development of vehicle engine control technology in China.
  Keywords: automotive engine; electronic control; patent analysis
  1 概述
  近年来,现代车用发动机已迈入了电子时代,车用发动机控制技术得到了迅猛的发展,通过电子控制技术的应用解决了很多采用机械方式无法解决的问题[1],其对汽车的重要性也使其得到长足的研究及发展[2,3]。
  国内学者陆相林[4]、王耀南[5]等分别对我国汽车电子控制技术的发展及应用前景等进行了分析探讨。王福兴[6]、刘景明[7]等从专利分析角度对国内2015年前车用发动机控制技术的技术分布及发展趋势等方面进行了分析,随着近5年车用发动机控制技术的不断进步,围绕点火控制系统、怠速控制系统、空燃比控制系统、电子节气门控制系统、燃油喷射控制系统、涡轮增压控制系统、爆震检测与控制系统以及汽油机先进燃烧模式控制等方面的技术不断涌现,因此本文试图从专利分析的角度,通过对2012-2019年间国内车用发动机控制技术方面专利量、专利权人分布等统计数据,分析近5年来国内车用发动机控制技术的技术趋势及形成原因,明确目前的主要研究领域及发展方向。
  2 国内车用发动机控制技术专利现状分析
  本文主要就在国内的专利申请进行分析,统计数据来源于中国知识产权局专利数据库,检索时间段为2012年至2019年的所有公开专利,由于专利申请有18个月的公布周期,以及专利数据库数据收集和录入有一定的延迟,2019年的部分统计指标仅供参考。
  2.1 车用发动机控制技术的专利申请量趋势分析
  通过专利申请的分析,可揭示在我国的车用发动机控制技术领域的历年专利申请及技术研发情况,从而掌握其技术发展趋势及全局动态。对检索到的2012年至2019年国内车用发动机控制技术领域的专利申请量进行统计,结果如图1所示。
   从2012年至2019年间车用发动机控制技术在中国的专利年申请量概况可以看到,从2012年至2014年整体申请量一直处于稳步增长的状态。2015年至2019年,整体的申请量并没有保持稳步增长的状态,2015年至2016年开始出现了一定量降幅,在2017年出现小幅增长后出现了逐年递减的现象,这与近几年云计算、人工智能、大数据等信息技术不断发展和成熟应用有很大的关系,整体车辆的技术发展也在朝着网络化、智能化方面发展,而不再局限于单纯的数字化电子控制。从2017年至2019年,尽管申请量上没有维持一直上升的势头,但依旧保持在一个稳定的申请量上,说明了发动机控制技术已经处在一个稳定开发的阶段,车用发动机控制技术仍旧是各大汽车公司的研发重点。
  2.2 车用发动机控制技术的专利权人分析
  2012年至2019年国内车用发动机控制技术的专利权人统计数据见图2。
  从2012年至2019年在中国的专利申请量排名前十名的申请人,可以看到,以福特、通用、现代及丰田为首的国外知名汽车企业的车用发动机控制技术领域发明专利申请量占据了前10名申请量的近70%,其中福特环球技术公司占据了前10名的28%,是申请量最多的公司,一是说明目前车用发动机控制技术依旧是国外知名车企的研究重点,同时其基于前期的技术积累可以持续的进行改进和升级,整体的技术研发能力和对于车用发动机控制的技术重视度还是高于国内各大车企。与国外大型车企相比,我国车用发动机控制技术的申请量相对较低,尽管潍柴动力在整体申请量上排在第2名,但申请量与第一名丰田还有较大差距。进入21世纪,随着对汽车污染的重视,以及我国对自主技术的重视,我国车企在发动机控制技術领域已经取得了较多的成果,但从专利申请量上可以看到国外各大车企对于车用发动机控制领域的研发投入依旧不减,而国内相对处于一个技术提升乏力和重视投入程度不高的一个状态,这也是需要国内各大车企重视的一个方面。   2.3 车用发动机控制技术的IPC分析
  通过对专利申请技术分类构成的分析,可以看出车用发动机控制技术的技术创新或研发活动主要集中在哪些技术领域。图3给出了前10位高产IPC的分布及排名情况。
  从2012年至2019年车用发动机控制技术在中国的专利申请技术分类申请量分布可以看到,专利主要集中在F02D方向,主要是燃烧发动机的控制(仅作用于单一子系统上),占据了申请量前十名的34%,其次是F02B方向,主要是活塞式内燃机和一般燃烧发动机。紧随其后的是F02M,为一般燃烧发动机可燃混合物的供给或其组成部分。第四名为F01N,为一般机器或发动机的气流消音器或排气装置和内燃机的气流消音器或排气装置。第五名为B60W方向,包括了不同类型或不同功能的车辆子系统的联合控制;专门适用于混合动力车辆的控制系统;不与某一特定子系统的控制相关联的道路车辆驾驶控制系统。之后的是B60K方向,主要是车辆动力装置或传动装置的布置或安装;两个以上不同的车辆原动机的布置或安装;车辆辅助驱动装置;车辆用仪表或仪表板;与车辆动力装置的冷却、进气、排气或燃料供给结合的布置。这些技术分类申请量的分布说明了发动机燃烧过程的控制是目前车用发动机控制技术的主要任务,对混合燃料以及特种功能汽车和混合动力汽车的控制系统的研究也正在增加,正逐步成为该领域的研究热点及重点。
  3 结束语
  随着我国汽车产销量以及国内市场需求的逐年提高,以及各汽车厂商对企业核心竞争力自我要求的不断提高,2012年至2019年车用发动机控制技术的专利申请量也一直处在一个高产量阶段。从2012年至2019年车用发动机控制技术在中国的专利申请技术分类申请量分布可以看到,主要的专利方向集中在了燃烧发动机控制上,一些新型的混合燃料技术和混合动力汽车或特种功能汽车的控制也正逐步成为研究的热点及重点。国内目前的车用发动机控制技术专利方面国外大型汽车企业依旧存在技术优势。因此,我国应需加强对本国汽车企业的政策扶持,加大研发投入,不断进行技术研发创新,逐步缩小与国外的差距,为提高自主品牌汽车的核心竞争力奠定基础。
  参考文献:
  [1]熊藜,王港.新形势下车用发动机发展技术探究[J].内燃机与配件,2019(13):36-37.
  [2]徐兴.电子控制技术在汽车上的应用[J].科学与财富,2017(34):65-65.
  [3]李祥.对汽车現代电子控制技术的应用与发展前景的探讨[J].电子世界,2013(15):15-16.
  [4]陆相林.电子控制技术在汽车发动机上的应用探究[J].黑龙江科技信息,2018(02):179-180.
  [5]王耀南,申永鹏,孟步敏,等.车用汽油发动机电子控制系统研究现状与展望[J].控制理论与应用,2015,32(4):432-447.
  [6]王福兴.基于专利分析的我国汽车电子技术状况研究[J].汽车工业研究,2011(03):22-25.
  [7]刘景明,文风.基于专利分析的我国汽车电子控制系统关键技术自主创新路线研究[J].科技进步与决策,2011,28(8):73-77.
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