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裴润
哈尔滨工业大学
摘要：汽车电子控制技术和产业在国民经济发展中起着重要的作用，对相关产业有巨大的带动作用；建设汽车电子控制基地是当前重要而紧迫的任务；东北老工业基地具有很好的优势，应重视和抓紧这项工作。
一、汽车电子控制的重要意义汽车工业是我国经济发展的支柱产业，是国民经济持续快速增长的“发动机”。但由于长期以来我国汽车工业中普遍存在着“空心化”的问题（走“组装”路子，而不掌握核心技术），严重制约我国汽车工业的进一步发展。因此只有下大力气攻克和掌握汽车工业相关领域的核心技术，才能抢占未来世界汽车工业发展的制高点，掌握世界汽车工业发展主导权。当前，汽车已经不只是一个机械工业的产品，而是逐步成为一个计算机和控制占很大比例的机电一体化产品。新型的宝马汽车车内就装备了20多个微型计算机和100多个电子芯片，更先进的汽车有装备40多个微型计算机和几百个电子芯片的。国外普通中档汽车中，电子控制产品的成本已占整车成本的35～40%，高档车可达50%，预计将来还会增高。今后，汽车产业产值的提高主要将靠电子控制产品的研制与提高。
由于我国过去把汽车仅作为机械工业产品看待，忽视了汽车电子控制设备的开发研制，使汽车电子控制领域出现了更严重的“空心化”。国内生产的汽车大多安装国外生产的电子控制设备，国内有少量的汽车电子设备厂也只有“组装”能力，所用的技术、芯片和计算软件都由国外厂商提供。我们既不掌握核心技术，又没有知识产权，这种现象的后果是：①利润问题。最大的利润被国外厂商拿去了，我们只得到少量的加工费。作为国民经济支柱产业的汽车工业对GDP增长的作用大为削弱。②产业带动问题。汽车电子控制产业可以带动许多相关产业发展，有人估计，可以按产值1：10的比例带动其它产业，而“组装”现象只促进了国外相关产业的发展，失去了带动作用。③国家安全问题。“组装”不仅使我们的生产、经济受制于人，还会使国家的信息安全和国防安全受到影响。④人民就业问题。“组装”现象使大量的基础另部件在国外生产，把大量的就业机会让给了国外。如欧洲、日本、韩国等地少人多，却有大量的就业机会。
必须迅速改变汽车电子控制“空心化”的现象，开展汽车电子控制技术研究，建立汽车电子控制产品的生产企业和基地，是振兴东北老工业基地，乃至全国的重要而紧迫的任务。
二、汽车电子控制技术的发展现状
汽车电子化的发展进程可以分为三个阶段。第一阶段，从60年代中期到70年代末期，主要是对汽车上原有的电气元部件进行电子化改造，如采用晶体管电压调节器、电子点火装置等。第二阶段从70年代末到90年代中期，由于电子技术的快速发展，特别是集成电路、大规模集成电路和计算机技术的快速发展，使得电子技术大量应用于汽车，解决了大量机械装置无法解决的复杂自动控制问题，极大地提高了汽车的性能，汽车电子工业也随之形成。第三阶段从90年代中期至今，建立了“汽车电子技术”这一门机电一体、多学科综合的新兴学科，汽车工业也出现了革命性的变化，汽车的总体设计是机、电协调的一体化设计，将计算机技术、信息技术、人工智能融入汽车设计中，不再是简单地用电子装置替代某个机械装置，“汽车电子技术”成为汽车工业的重要组成部分。
当前，汽车电子控制技术的内容大致可分为以下几个方面：
（1）发动机和传动系统的电子控制。用于实现汽车低油耗、低污染，提高汽车的动力性能，减少传动系统的冲击，简化操作，改善汽车的经济性和舒适性。其中包括点火正时控制、发动机最佳参数控制、燃油喷射控制、怠速控制、起动控制、爆燃控制、自动变速器控制、尾气含氧量控制、车速自动控制、各种故障报警及锁定等。这些自动化设备对动力系统实施综合管理，现代的中、高级汽车已实现或部分实现上述功能。
（2）底盘电子控制。用于提高汽车的舒适性和安全性。包括制动防滑（ABS）系统、主动/半主动悬架系统、起动防滑系统、动力转向（与车速连锁）控制、四轮转向控制系统。目前，起动和制动防滑系统已得到普遍应用，只有高级汽车上才有主动悬架和四轮转向系统。
（3）通讯仪表系统。用于反映车内和外部各种信息。包括大型电子化仪表盘、电子化地图、卫星定位系统、惯性导航系统、道路交通状况显示、行驶最优路线选择、各种电子测量仪表等。这一部分正在向网络化和智能化发展。
（4）舒适和便捷的辅助设备。包括安全气囊、全自动空调（温度、湿度、含氧量等）、自动无钥车锁、记忆自动座椅以及音响、电视、照明等。目前，高级汽车已具备这些设备，正在向中、低级汽车上普及。
三、汽车电子控制是综合性的高技术产业
汽车电子控制技术是一个跨学科的综合性技术，它的发展需要一批产业的支持，同时也可以带动一批产业的发展。与汽车电子控制相关的学科和产业主要有：
（1）微电子技术和产业。为汽车电子控制提供高性能、高可靠性、抗恶劣环境的电子芯片。首先是单片机芯片，要求32位以上，高速，外围电路及接口配置齐全；其次是各种专用芯片，如放大、整形、调制、解调、信号处理等。现在，汽车上用的芯片都是进口的，如果国内的微电子技术能够跟上的话，汽车芯片将是很大的市场。
（2）传感器技术和产业。汽车里需要多种传感器，如测量车速、温度、加速度、尾气含氧量等几十种传感器，都是汽车专用的。研制和生产这些传感器将需要一批专业化的企业。
（3）控制技术与产业。需要一大批从事控制研究的人员，进行电子电路研制、建立汽车的各种控制数学模型、控制策略和方法的研究、控制软件的编程。由于不同车型的数学模型不同，所以设计新车型或老车改型是都要对控制系统重新设计。如果以企业方式进行这项工作，将是一个高技术、高利润的项目。
（4）执行机构的研制与生产。汽车的控制系统中需要大量的执行机构，如ABS中的电磁阀和阀座、各种液压阀和油缸、各种电机和伺服机构。不同型号的汽车用不同的元件，所以这类生产厂将有复杂而庞大的市场。
此外，还有软件开发、网络信息、交通管理等工作和相应的设备开发。总之，汽车电子控制将带动一批相关产业的发展。
四、开展汽车电子控制开发的优势
开展汽车电子控制的开发与生产，需要一批技术和产业的支持。东北是老工业基地，长春有全国最大的汽车制造厂，沈阳的汽车零件和哈尔滨的轻型车生产都是全国有名的，是有一定优势的。
首先，有较强的技术力量，并且起步较早。多个高等学校具有综合研究开发的能力，哈工大于2003初就和一气集团合作开始研制汽车电子控制系统，比国内其它部门早起动一年，目前，自制的ABS系统已在轿车上试验，发动机控制系统和CAN总线系统正在研制中。
第二，有很强的工业基础，不仅有一批工厂企业，有一批高技能工人和技术人员，还有像哈飞集团生产轻型车和轻型发动机的大厂，49所生产各种传感器是全国有名的。
五、汽车电子控制的美好前景
据信息产业部的文件，我国将利用3-4年的时间开发一个信息产业与汽车工业相交叉的重点产业核心技术平台“汽车计算平台”，利用当代最先进的信息技术，攻克世界汽车电脑化 、智能化的重大难题，形成一个生产规模高达4000亿美元/年的新产业。如果我们抓住时机，利用优势，及早行动，在这个新产业中占据一席之地，将会对振兴东北起到重大的作用。
作者介绍：裴润，1939年生，哈尔滨工业大学控制科学与工程系教授，博士导师。研究方向：计算机控制、机器人控制、液压控制系统、汽车电子控制技术。 |
