蔡文遠（1963—）
（北汽福田汽車股份有限公司，北京102206）男，碩士，畢業于北京科技大學自動控制專業，長期從事工程技術領域的動力系統控制器的開發工作。現任北汽福田汽車工程研究院電控所專業總師。

1     前言

    汽車已經成為普及到家庭的大眾交通工具。迄今為止，發動機(內燃機)是汽車動力的源泉，但是，隨著能源和大氣環境問題越來越受到關注，新的汽車動力也不斷出現，特別是存在電機驅動的純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車等技術，近幾年得到了很快發展。

    無論汽車采取什么動力，提高經濟性、動力性及降低排放污染是不變的主題，采用電子控制技術是實現這些指標的重要途徑。而在這些方面國內目前在經驗和技術上都有相當的差距。

2     發動機控制技術

    汽車普遍使用四沖程發動機。轎車多用汽油發動機，商用車多用柴油發動機。發動機控制技術的發展動力來自于兩個方面：一是用戶對經濟性和動力性越來越高的追求，一方面是來自政府的對排放污染物越來越嚴的要求。為了達到這些要求，過去十幾年發動機技術有了很大的發展，圖1是汽油機的電控系統示意圖，集中體現了發動機電控技術的內容。

    2.1 可變配氣正時技術VVT（Variable Valve Timing）

    可變配氣正時控制系統就是根據發動機的狀態控制凸輪軸，通過調整凸輪軸轉角對配氣時機進行優化，以獲得最佳的配氣正時，提高進氣充量，使充量系數增加，從而在所有速度范圍內提高扭矩，并能改善燃油經濟性，有效提高汽車的功率與性能，減少油耗和廢氣排放。

    一般都采用頂置雙凸輪軸機構，如圖2所示。一種是僅配置在進氣凸輪軸上的；另一種是進、排氣凸輪軸上都進行配置。像BMW的雙可變配氣相位系統（Double Vanos system），就能同時改變進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的相位角，從而獲得與轉速更匹配的氣門疊加角，因此其擁有更高的配氣效率。這就是為什么BMW M3 3.2發動機（升功率為100匹） 擁有比前一代僅配備了進氣門可變相位系統的M3 3.0發動機（升功率為95匹）更高的性能。

    可變配氣技術，從大類上分，包括可變氣門正時和可變氣門行程兩大類。發動機的氣門行程是受凸輪軸轉角長度控制的，在普通的發動機上，凸輪軸的轉角長度固定，氣門行程也是固定不變的。而采用可變行程技術的發動機，氣門行程能隨發動機轉速的改變而改變。在高轉速時，采用長行程來提高進氣效率，讓發動機的呼吸更順暢，在低速時，采用短行程，能產生更大的進氣負壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉速時的動力性能。本田的VTEC和豐田的VVT-i是同時具有可變氣門正時和可變氣門行程的電子控制系統。

    目前，正在開發的新一類VVT系統中，發動機的凸輪軸被徹底的拋棄了，每個氣門，或每幾個氣門的動作直接由專門的電磁系統驅動，ECU需要它們怎么動，它們就怎么動，這也正是VVT技術追求的最高境界！

    2.2 廢氣渦輪增壓技術VNT

    渦輪增壓技術是在不改變發動機本體基本尺寸的情況下，有效提高發動機動力輸出的有效技術手段。早期使用的機械增壓是將增壓裝置安裝在發動機上并由皮帶與發動機曲軸相連接，從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉，從而將空氣增壓吹到進氣岐管里。其優點是渦輪轉速和發動機相同，因此沒有滯后現象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發動機轉動軸里面，還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。因此，被廣泛應用的是廢氣渦輪增壓系統，其基本原理如圖3所示。

    （1）電磁閥、（2）氣缸燃燒室、（3）中冷器、（4）空氣濾清器、（5）葉輪

    （6）渦輪、（7）排氣旁通閥

    其增壓器與發動機無任何機械聯系，它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量就可以增加發動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發動機功率及扭矩要增大20%—30%。增壓器安裝在發動機的排氣一側，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時轉子的轉速可達到每分鐘十幾萬轉。

    一般說來，這種渦輪只在中轉速范圍內產生效用，在低速時渦輪增壓的效能并不明顯，這種現象被稱為渦輪遲滯。為解決這一問題，產生了可變渦輪增壓技術VNT，其基本原理如圖4所示。

圖4  可變截面渦輪增壓原理

    可變渦輪截面技術的心臟是可調渦流截面的導流葉片。發動機ECU根據發動機的運轉狀況，給出控制信號調整可旋轉導引葉片的角度，將發動機排出的氣體通過導引葉片導送至渦輪上。當發動機轉速低時，廢氣壓力較低，導流葉片成小角度打開，增大到達廢氣渦輪的氣壓壓強，推動渦輪敏銳的轉動；當引擎轉速上升，廢氣壓力逐漸變大，導流葉片的角度也隨之變大，當到達全負載的情況下，導流葉片全開，與主體的渦輪葉片形成一個更大型的葉片，將最大的廢氣量接收，達到更高的轉速而達到一般大渦輪的高輸出效果。

    但是，如何根據發動機的狀況調整導引葉片的角度，以改善低轉速時的響應時間和加速能力，從而達到全面提高發動機動力性能的目的，則需要正確有效的控制策略、標定技術和長期的實踐經驗積累。

    迄今為止，可變渦輪截面技術一直用于柴油發動機，采用可變渦輪截面技術的汽油發動機在所有轉速范圍內的效率均明顯高于目前采用的標準放氣閥式的渦輪增壓器。相應地，在各個轉速范圍內的節油性能也更上一層樓。

    2006年博格華納的可變渦輪截面技術（稱為VTG）成功應用于第六代保時捷 911Turbo 后，博格華納預計在未來十年內該技術將更廣泛地應用于汽油發動機。“采用渦輪增壓加上燃油直噴技術的汽油發動機將會像柴油發動機一樣成功”。博格華納、霍尼韋爾和霍爾塞特等外資企業以技術和資本優勢，乘我國排放要求的越來越嚴格，迅速擴大了在中國的市場份額，幾乎壟斷了高端產品市場。

    2.3 廢氣再循環技術EGR

    采用廢氣再循環(EGR)技術的目的是為了降低廢氣中的氧化氮(NOX)的排出量。氮和氧只有在高溫高壓條件下才會發生化學反應，發動機燃燒室內的溫度和壓力滿足了上述條件，在強制加速期間更是如此。

圖5  廢氣再循環（EGR）原理

    當發動機在負荷下運轉時，EGR閥開啟，使少量的廢氣進入進氣歧管，與可燃混合氣一起進入燃燒室。怠速時EGR閥關閉，幾乎沒有廢氣再循環至發動機。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內不參與燃燒。 它通過吸收燃燒產生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少氧化氮的生成量。進入燃燒室的廢氣量隨著發動機轉速和負荷的增加而增加。

    柴油機實現廢氣再循環一般有兩種方式：一種是將渦輪前的排氣引入中冷器之后，稱為高壓廢氣反向。采用可變截面渦輪增壓器，可以擴大廢氣再循環有效工作范圍，降低氮氧化物（NOX）和微粒（PT），燃油耗也不升高，這可能是將高壓廢氣再循環系統用于增壓中冷柴油機的最好方法。另一種是將渦輪后的排氣引入壓氣機之前，稱為低壓廢氣再循環系統，它可有效降低氮氧化物，而廢氣循環工作范圍較大，與柴油機匹配能有效地發揮其功能。現在運用得最多的是低壓廢氣再循環系統，其系統的主要元件是數控式EGR閥。數控式EGR閥安裝在右排氣管上，作用是獨立地對再循環到發動機的廢氣量進行準確的控制。

    目前采用的廢氣再循環系統還有一種類型，日野汽車公司開發的脈沖式廢氣再循環系統在柴油機進氣過程中，排氣門稍有提升，使部分高壓廢氣回流到汽缸內。排氣門的這個作用是通過修改排氣門凸輪的形狀和將廢氣再循環系統微升來實現的。這樣一種技術利用汽油機中的VVT技術也可以類似的實現。

    發動機控制ECU根據發動機的轉速、負荷(節氣門開度)、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，使排氣中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時氣缸中的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了NOX的生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。但是，過度的廢氣參與再循環，將會影響混合氣的著火、性能，從而影響發動機的動力性。因此，EGR的控制策略和標定經驗就變的很關鍵，成為發動機控制技術的一項重要內容。

    斯堪尼亞集團在2007年1月份宣布：公司將在2007年開始推出其新的符合歐Ⅴ標準的發動機平臺。在這些新的發動機上，斯堪尼亞采用了EGR（廢氣再循環）技術，無需任何后續處理裝置即可達到歐Ⅴ排放標準。盡管斯堪尼亞尚未披露這一新的EGR技術的細節，但是，EGR在降低排放方面的重要性是顯而易見的。

    2.4 汽油機缸內直噴技術GDI

    缸內直噴汽油發動機與一般汽油發動機的主要區別在于汽油噴射的位置，目前一般汽油發動機上所用的汽油電控噴射系統是將汽油噴入進氣歧管或進氣管道上，與空氣混合成混合氣后再通過進氣門進入氣缸燃燒室內被點燃作功；而缸內直噴汽油機是在氣缸內噴射汽油，它將噴油嘴安裝在燃燒室內，將汽油直接噴注在氣缸燃燒室內，空氣則通過進氣門進入燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃作功，這種形式與直噴式柴油機相似，因此有人認為缸內直噴汽油機是將柴油機的形式移植到汽油機上的一種創舉。

    直噴汽油機的構造改變，使供油動作完全獨立于進門與活塞系統之外。在穩定運轉或低負載狀態下，采用缸內直噴設計的發動機得以進入Ultra lean（精實）模式，發動機于進氣行程時只能吸進空氣，至于噴油嘴則在壓縮行程才供給燃料，ECU也因而擁有更多的主導權。超乎傳統噴射理論的稀薄燃燒與更多元的混合比便得以實現，使經濟性、動力性和排放特性都得到了進一步的提升。

    缸內直噴技術產生了2個新的概念：均勻燃燒和分層燃燒。

圖6 缸內直噴示意圖

    均勻燃燒：在全負荷時，燃油噴射與進氣同步，燃油得到完全霧化，使混合汽均勻地充滿燃燒室，自然會得到充分的燃燒，有著和傳統噴射發動機相同的空氣與燃油混合比，即空燃比是14.7∶1。而燃油的蒸發又使混合汽降溫，去除了爆震的產生。也就是說在均勻燃燒情況下，在獲得高動力輸出和扭矩值的同時付出了較低的燃油消耗。

    其出色的經濟性主要表現在部分負荷時的分層燃燒。可燃混合物多分布在火花塞周圍，換句話說，空燃比是14.7∶1的混合氣集中在火花塞周圍，之外會漸次稀薄。分層燃燒時總的空然比可達理論空然比的4倍，可見發動機在中、低速時燃油是多么節省。

    缸內直噴發動機的壓縮比達到12：1，比以往發動機高出1/4左右。壓縮比提高了，缸內溫度必然也隨之提高，有助于稀燃。壓縮比高，輸出功率增大，這樣也就彌補了稀燃帶來的功率損失。壓縮比提高缸內壓力也會提高，與之配合的是高壓燃料泵，用高壓方式將汽油送進燃燒室內。但是，汽油的性質決定壓縮比只能局限于一定的限度內，否則就會出現爆燃，為了避免這一現象，缸內直噴分兩步噴射的過程，第一步在進氣沖程中噴射汽油以降低氣體溫度，適應高壓縮比；第二步在壓縮沖程后期噴射汽油，形成上面闡述過的層狀混合氣形態。這一技術的實施環環相扣，相輔相成，缺一不可。

    總之，缸內直噴技術的優勢就在于利用自主性極高的噴油系統，來創造出低速節能、中速減污與高速強悍三者兼具的高性價比的汽油發動機。

    缸內直噴的原創是日本三菱汽車。該公司在1996年便曾以代號4G93的直列四缸發動機為藍本，使用了副名為GDI（Gasoline direct injection）的動力系統，并裝置于該廠Galant/Legnum車系上，隨后成功銷往歐洲，并出售技術予PSA集團。

    到了2001年時，大眾集團也發展出獨有的FSI（Fuel Stratified Injection）缸內直噴系統。近些年，美國的通用、福特以及日本豐田、日產等廠家，也都陸續有相關作品問世，讓缸內直噴系統的普遍性日漸提高。

    2.5 基于扭矩的控制策略

    達到歐Ⅳ、歐Ⅴ排放標準的發動機ECU的控制策略需要矩控制。根據油門踏板位置傳感器信號獲取駕駛者的基本動力需求，并根據發動機的特征參數和目前狀態下的限制因素，由ECU計算出最終發動機能夠提供的扭矩，需要噴多少油、供給多少空氣，并實施控制。在扭矩模式下一般都使用電子節氣門或電子油門。

    實際上，使汽車行駛的是發動機的驅動力，速度僅是驅動力的體現。另一方面，駕駛者的意愿直接反映的是對驅動力大小的需求。因此扭矩控制是發動機控制的最貼切的模式，在這種模式下，發動機ECU完全主動地控制著噴油和進氣，使發動機的動力性、經濟性和排放特性都會有所提高。下圖是博世公司柴油機扭矩控制原理的局部，最上面是計算得到的扭矩需求，考慮了各種扭矩限制之后，通過FMTC模塊實現從扭矩到噴油量的轉換，其中的FBC模塊實現燃油平衡計算。

    基于扭矩的發動機控制首先是在柴油機上實現的，在汽油機上實現扭矩控制是排放要求強化的結果。與以往的電噴系統相比，滿足歐4、歐5的電噴系統引入了以扭矩為中心的控制策略和混合氣協調機制、建立了具有各種功能的物理模型和子系統，如：充氣模型、扭矩模型、過渡工況模型、排溫保護模型等。過去的控制策略主要是基于經驗的，而扭矩的控制策略則是基于理論的，這樣在發動機及整車的匹配標定上，從補丁式變成現在的系統式，是發動機控制技術的一個進步，是新的技術方向。

    圖8是扭矩控制策略及匹配內容的一個概要框圖，從中可以看出其特征及其和以往的區別之處。

 圖8 發動機扭矩控制的功能

    柴油共軌系統已開發了3代。第2代共軌高壓泵總是保持在最高壓力，導致能量的浪費和很高的燃油溫度。第3代可根據發動機需求而改變輸出壓力，并具有預噴射和后噴射功能。早期噴射實現稀薄預混合對降低NOx和PM做出貢獻的同時，與主噴射前的噴射相結合，可縮短滯燃期、抑制壓力升高以及降低振動噪聲；主噴之后的后噴射活躍了后期燃燒，促進了PM的再燃燒，這一后噴射的目的是向排氣中供給未燃燃油，以便后處理裝置發揮其功能。

    由于其強大的技術潛力和應用前景，今天各制造商已經把目光定在了共軌系統第3代——壓電式(piezo)共軌系統，壓電執行器代替了電磁閥，于是得到了更加精確的噴射控制。沒有了回油管，在結構上更簡單。壓力從200～2000巴彈性調節。最小噴射量可控制在0.5mm3，減小了煙度和NOX的排放。

    國外燃油系統制造商紛紛投入巨額資金和人力開發共軌系統。日本電裝公司在1991年研究開發出的ECD-U2第一代產品，并于1995年匹配Hino的J08C柴油機、五十鈴的6HK1柴油機。博世公司于1995年發表了用于轎車的高壓共軌系統，采用徑向柱塞轉子式供油泵，噴油器電磁閥采用球閥結構。目前博世公司共軌系統在歐洲乘用車和輕型車柴油機上已得到普通應用，德爾福與西門子分別在1998年和2000年推出轎車MultecDCR1400共軌系統，采用徑向柱塞轉子式供油泵，德爾福公司的噴油器電磁閥設計在噴油器內，使得噴油器體積更小巧；西門子噴油器采用壓電執行器，響應時間更短。

3     電動汽車的控制技術

    人們習慣上將電動汽車分為三類：純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。但是，從驅動方式上劃分可以分為兩類：純電動汽車和混合動力汽車，因為，燃料電池汽車也是用純電力驅動的。

    3.1   純電動汽車的動力系統

    電動汽車與內燃機汽車相比，有其自身的許多特點，下面表中給出了電動汽車與內燃機汽車性能和用途方面的比較。

    電動汽車與內燃機汽車性能和用途比較見表1。

    注：○－好（適用）；★－一般；☆－差（不適用）

    純電動汽車由于具有效率高、能源不依賴燃料、在使用地點“零排放”等特點，成為最具競爭力的技術。而比較3種電動汽車，純電動汽車的優勢更加明顯。純電動汽車以電動機代替燃油機，噪音低、無污染，電動機、油料及傳動系統少占的空間和重量可用以補償電池的需求；同時因使用單一的電能源，電控系統相比混合電動車大為簡化。純電動汽車的價格比內燃機汽車高，決定了電動汽車的初期投入大、費用支出多，原因跟目前的電池和驅動系統的技術水平有關，更重要的和生產量偏小關系更大，隨著電池等關鍵技術的解決，相信  會低于內燃機汽車使用成本。

    電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。

    主要技術方向是輪轂驅動（或電動輪）技術。它直接將電動機安裝在車輪輪轂中，省略了傳統的離合器、變速器、主減速器及差速器等部件，大大簡化了整車結構，提高了傳動效率，并且能通過控制技術實現對電動輪的電子差速控制。因而，電動輪成為未來電動汽車的發展方向。

圖10 四輪獨立驅動及馬達驅動輪轂示意圖

    電動汽車四輪獨立驅動系統是利用四個獨立控制的電動機分別驅動汽車的四個車輪，車輪之間沒有機械傳動環節。典型四輪驅動布置型式如圖1，其電動機與車輪之間可以是軸式聯接也可以將電動機嵌入車輪成為輪式電機，車輪一般帶有輪邊減速器。這種驅動系統與傳統汽車驅動系統相比有以下特點：

    （1）傳動系統得到減化，整車質量大大減輕。由電動機直接驅動車輪甚至兩者集成為一體。這樣省掉了離合器、變速器及傳動軸等傳動環節，傳動效率得到提高，也更便于實現機電一體化。傳動系質量在汽車整車質量中占有很大比重，機械傳動系的消失，使汽車很好的實現了輕量化目標。另外，由于動力傳動的中間環節減少，傳動系的振動及噪聲得到改善。 

    （2）與傳統汽車相比，四輪獨立驅動系統可通過電動機來完成驅動力的控制而不需要其他附件，容易實現性能更好的、成本更低的牽引力控制系統（TCS）、防抱死制動系統（ABS）及動力學控制系統（VDC）。

    （3）對各車輪采用制動能量回收系統，則可大大提高汽車能量利用效率，且與采用單電動機驅動的電動汽車相比，其能量回收效率也獲得顯著增加。這對提高電動汽車續駛里程是很重要的。

    （4）實現汽車底盤系統的電子化、主動化。現代汽車驅動系統布置分為前驅動、后驅動或全驅動。這兩種驅動型式各有優缺點，汽車采用四輪獨立驅動技術后，汽車采用前驅動、后驅動或全輪驅動可根據汽車行駛工況由控制器進行實時控制與轉換。且各車輪的驅動力可根據汽車行駛狀態進行實時控制，真正實現汽車的“電子主動底盤”。

    目前日本在純電動汽車的研究處于領先地位，慶應義塾大學的八輪獨立驅動電動汽車最高時速達到了370km/h；充電3個小時，可以走行400公里。 在商業產品層次上，美國和歐洲略占上風。

    3.2   混合動力汽車的動力系統

    汽車的行駛過程特別是在城市工況下，走走停停，怠速、加速、減速、勻速等幾個工況頻繁轉換。啟動、怠速及加速過程多是發動機排放最差的狀況，而減速是動能轉化為熱能，存在能量的無端損失。

    混合動力汽車的動力系統是發動機和電動機兩種動力源同時存在的系統。發動機的動力來源于燃油，電動機的動力則來源于電池。電機通常在三種情況下使用：啟動、加速和減速過程。在啟動和加速過程中，電機作為電動機使用提供輔助動力，減少尾氣排放；減速時使電機工作在發電機狀態，通過輔助制動將動能轉化為電能存儲到電池中。因此，混合動力汽車可以在降低能耗和減少排放方面有所貢獻。

    混合動力汽車的基本結構分為串聯和并聯兩種方式：

    串聯式混合動力汽車 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV)

    SHEV是由發動機、發電機和驅動電動機三大動力總成組成，發動機、發電機和驅動電動機采用"串聯"的方式組成SHEV的驅動系統。SHEV用發動機－發電機組均衡地發電，電能供應驅動電動機或動力電池組，使SHEV的行駛里程得到延長。實際上SHEV的發動機－發電機組只能看作一種電能供應系統，發動機并不直接參與SHEV的驅動。

    SHEV的發動機，可采用四沖程內燃機、二沖程內燃機、轉子發動機和燃氣輪機。發動機、發電機組，發動機的轉速控制在一定范圍內，不受SHEV運行工況的影響，經常保持在低能耗、高效率和低污染的狀態下運轉。發動機、發電機和驅動電動機的功率都要求等于或接近于SHEV的最大驅動功率，在熱能→電能→機械能之間的轉換過程中，總效率低于內燃機汽車。

    并聯式混合動力電動汽車 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

    PHEV是由發動機、電動/發電機或驅動電動機兩大動力總成組成，發動機、電動/發電機或驅動電動機采用"并聯"的方式組成PHEV的驅動系統。從PHEV的動力系統組成，可大致分為發動機－驅動系統（變速器和驅動橋）－驅動輪等，電動機的動力要與車輛驅動系統相組合，可以：①在發動機輸出軸處進行組合；②在變速器（包括驅動橋）處進行組合；③在驅動輪處進行組合。如圖是其中的一種組合模式。

    混聯式混合動力電動汽車 Split Hybrid Electric Vehicle (PSHEV)

    從目前車用電池的發展來看，鎳氫電池是電動汽車動力能源的首選電池，它已經規模化生產，性能穩定，其質量比、體積比功率、電池壽命和重復充放電次數方面均已達到USABC(美國先進電池聯合會)性能指標，但是原材料價格的過渡上漲，抑制了它的進一步推廣應用；而從產品規模化、生產程度和發展前景看，鋰離子電池有可能成為電動汽車車用電池的潛在競爭者，其容量大、體積質量小的優點正符合現代電動汽車的要求；另外，燃料電池的應用前景樂觀。隨著電化學技術的進一步發展，燃料電池可能成為電動汽車的主要能源之一。其他尚在實驗階段的電池如飛輪電池、太陽能電池，有著壽命長、環保等優點，在未來的車用電池中也有可能占有一席之地。

4     我國汽車動力系統控制技術的現狀

    在汽車自主開發已提升到戰略高度的時日，汽車發動機自主品牌缺失的現狀令人憂慮。汽車市場表面繁榮的背后隱藏著核心技術缺失的“黑洞”，這也成為國內汽車業心頭永遠的痛。這是由于合資公司轎車發動機的研發都在國外，國內往往只作國產化生產，長此以往，國內失去了創造自主品牌的載體。目前，國內汽車發動機領域自主創新能力很弱，需要迎頭趕上。

    4.1    汽車動力核心—發動機ECU

    發動機ECU領域，中國市場上銷售的發動機控制ECU模塊等關鍵汽車電子產品，基本被幾家跨國公司壟斷，國內自主品牌整車面對的是一個強勢到近乎壟斷的配套市場。在國家大力提倡自主創新的今天，整車廠商的自主開發意識不斷增強，加大了產品開發的投入，國內高校、科研院所也在發揮各自的優勢，選擇關鍵技術問題開展研究開發。目前國內陽光泰克、成都威特、比亞迪、中順電子等ECU開發商在開發領域都取得了不錯的進展。而奇瑞自主開發的ACTECO發動機的亮相，以及隨著一汽C301、上汽陸威、長安CV7、吉利FC-1、華晨1.8T渦輪增壓的陸續上市，國內在發動機及其ECU技術領域已經呈現新的競爭力。

    4.2   發動機關鍵技術——VVT、EGR、VNT、扭矩控制、柴油機共軌等

    這些技術的實現需要制造加工技術和電子控制技術的緊密結合。在提高發動機性能的各控制策略，國內已經基本掌握。在VVT方面，國內多家整車企業都已經發表了相應的發動機產品；部分大學、研究所和企業也通過合作在電控柴油機共軌方面已積累了一定的經驗。現在，問題是在關鍵器件上，如VVT用液壓控制閥、柴油機共軌的噴嘴等，還完全依賴國外產品，配套體系還不健全。盡管國內有研發產品，但是，批量產品的一致性尚有差距；不過，從各方面的情況看，近一兩年可能會有所突破。

    4.3   電動汽車

    十五期間國家加大了投入，企業、研究所和大學積極參與其中，解決了動力電池和電池管理系統的眾多問題；在電機、驅動器和整車控制方面，已積累了豐富經驗。天津清源的微型轎車、東風的純電動轎車、深圳五洲龍的混合動力大巴都已經可以進入批量生產。

    電動汽車的關鍵是在電池方面。鉛酸、鎳氫、鋰離子及氫燃料等都是被選方案，但是鉛酸電池被代替的命運是不可扭轉了。我國鎳氫和鋰離子動力電池的開發已經顯有成效。春蘭集團、湖南神舟科技、天津和平海灣等積極攻關，用了5年左右的時間，從無到有，與國際先進水平縮短了近10年的差距，主要性能達到了國際先進水平。鋰離子電池的安全性和使用壽命與國際水平差距較大，但在國際范圍內鋰離子電池在汽車上商業化也還有一段距離，人們對磷酸鐵鋰材料寄予很大希望，并預計近一兩年會有較大的進展。燃料電池是理想的動力源，從目前的情況看，距離商業化還要10年以上的時間。

5     結語

    毫無疑問，我國現在有非常好的汽車產業市場和國家鼓勵自主創新的政策，而全方位的開放也使得我們在汽車動力系統的電控技術上，獲得關鍵技術資源的途徑更加多樣。十五期間我國在汽車發動機電控技術和電動汽車技術上取得的顯著進展，也充分說明了這一點。因此，我們目前最需要的是一批埋頭苦干的工程技術人員，需要一批寧愿兩、三年內可以不發表論文的學術研究人員。人們通常都認為控制技術的核心在控制策略（或算法），但本文想強調一點是：“作為工業產品，核心技術不在技術的核心”。有了先進的控制算法并不能產生先進的工業產品，工業產品首先要求的是可靠、安全和耐久性，而決定這些方面的往往不在算法，而在整個系統的周遍器件，如：ECU的硬件布線、常被認為不關鍵的電阻、電容，噴嘴、點火線圈等驅動器件，壓力、溫度和速度等傳感器器件，在電動汽車中則主要表現在電池上。

    有工程界和學術界的密切合作，有重視控制策略和更加重視周邊器件的觀點，在如此形式大好的汽車市場形式下，積極響應國家的自主創新號召，相信我國的汽車動力系統的控制技術將會有一個大的發展。