汽車尾氣排放汙染已成為城市主要汙染源之一。據統計顯示，全國338個地級及以上城市中，僅有99個城市的環境空氣質量符合要求，佔比約為29.3%，另外七成以上的城市均未滿足標準要求；市區汽車排放尾氣量已超城市排廢總量的60%。隨著汽車數量不斷增加帶來的尾氣排放汙染日趨嚴重現象的加深，汽車尾氣排放問題成為技術研發人員研究的重點內容之一。
21世紀初，汽車尾氣問題的原因主要在於汽車製造技術的不先進；如今，汽車發動機採用了電子控制燃油噴射發動機、VVT（Variable Valve Timing，可變氣門正時）、怠速啟停技術、換擋指示、缸內直噴等技術，相較傳統的汽車發動機技術，已經極大減少了尾氣的排放量。當下城市車輛的尾氣排放量依然較高的原因在於，汽車出現故障後的執行過程中不斷增加的汽車尾氣排放量。
汽車尾氣排放物中，主要的4種汙染物為：
- CO：一氧化碳，易與血紅蛋白結合，致使人體缺氧。
- HC：碳氫化合物，一般為發動機廢氣中的未燃部分。
- NOx：氮氧化合物，在紫外線照射後會形成有毒的光化學煙霧。
- PM：顆粒物， 吸入過量的PM2.5會導致肺功能降低。
可能導致汽車尾氣排放量增加的故障主要有下列幾種：
01.空氣流量感測器訊號失效
空氣流量訊號是噴油量的主控訊號，對發動機所能獲得的最佳濃度混合氣體有著至關重要的影響。空氣流量訊號感測器用於測定汽車發動機每一瞬間吸收的空氣量，依據有著“汽車大腦”之稱的汽車ECU進行計算，最後根據計算結果來控制噴油量，從而保證汽車在不同氣候環境下的正常行駛
一旦空氣流量感測器失效，ECU無法接收到空氣量訊號，就會以大負荷執行模式實施噴油量控制，缸內混合器過濃、燃料無法完全燃燒，最終導致汽車尾氣中CO含量的增高。
02.氧感測器訊號丟失
如下圖所示，在氧感測器正常的情況下，尾氣中CO的排放量處於穩定狀態；當氧感測器訊號丟失後，ECU進入開環控制模式，致使CO的排放量大幅降低。
▲氧感測器訊號對CO的影響
氧感測器訊號丟失的原因是氧感測器斷路或者損壞，將錯誤電壓訊號傳送給ECU，從而使ECU無法正確修正噴油量，對空燃比也無法控制，最終導致催化器的轉化效率下降。
雖然氧感測器訊號丟失對CO的排放量有所降低，但從整體而言將增加其他尾氣的排放量，進而增加環境汙染。此類故障也會導致HC、NOx的排放異常。
▲氧感測器訊號對HC的影響
03.水溫感測器
水溫感測器是一個負溫度係數的半導體熱敏電阻，用於對汽車發動機的冷卻水溫度進行檢測。水溫感測器故障後的訊號丟失將導致CO、HC排放量呈大幅度增長趨勢；雖然會使NOx的排放量有所降低，但是汽車一般較難在這種情況下啟動。
解決方案
上述問題的解決方案是顯而易見的：增設尾氣後處理系統（Exhaust Gas after-Treatment system，EGT），或者增設更為完善的汽車尾氣排放監測系統。然而，上述系統由於涉及發動機與柴油微粒過濾器、催化劑等諸多元件，導致技術要求極高、使用條件有限。在目前ECU已具備上百種功能的情況下，尾氣後處理軟體標定的複雜程度將耗費大量的測試時間與成本。
SkyEye，中文全稱天目全數字實時模擬軟體，是基於視覺化建模的硬體行為級模擬平臺，能夠為汽車尾氣處理軟體提供滿足AUTOSAR標準的ECU虛擬化執行環境，有助於克服對現有硬體的依賴，實現尾氣相關感測器故障的預模擬。