自動化技術在汽車機械控制系統中的應用

張滔

關鍵詞：汽車機械；控制系統；自動化技術；功能；應用

0 前言

自動化技術是一門綜合性的現代科技，它的發展受到計算機技術與控制原理的深刻影響。近年來，隨著自動化技術在汽車機械控制系統的應用，系統工作變得更安全、穩定，同時還減少了車輛的能源消耗量、提高了汽車的作業效率，這對推動我國汽車工業的可持續發展有著重要的實際意義。

1 以自動化技術為基礎的系統功能

1. 1 中央控制系統

中央控制系統是在微機技術的基礎上建立起來的，而微機能夠滿足不同駕駛員的實際控制需求。將中央控制系統應用于汽車機械控制系統，能夠有效提高汽車機械控制系統控制精度及響應速度［1］。另外，中央控制系統在運行時可以有效地處理車載傳感設備所收集到的各種數據，一旦發生問題，就能夠啟動中央控制系統的報警功能，這樣既能夠確保汽車的安全運轉，又能夠提高汽車的安全性。

1. 2 傳感器

在汽車機械控制系統中，傳感器是最主要的部件，它能使駕駛員清楚地看到汽車的真實狀態，并有效監控汽車的實施情況。在汽車機械控制系統中，傳感器分為2 類：① 基于頻率分配系統的發送信道，該發送信道具有較強的抗干擾能力，同時故障較少、維修方便。② 基于自動化技術的傳感器系，能夠對汽車各種參數進行有效控制和調節，并且可以和預先設定的參數進行有效比較，以充分了解汽車的實際運行狀況，更好地進行實時調節。

1. 3 汽車機械控制安全系統的設計

在汽車運行過程中，如何保障駕駛人的人身安全是汽車制造商關注的焦點。自動化技術具備了高度集成特性，如將其與計算機技術結合，能夠對汽車的實際工作狀態進行有效監控。如果某汽車在運行中出現故障，運用自動化技術可以迅速地判斷出發生故障的地方，并快速解決。因此，可以將帶有自動化技術的安全保護系統應用到汽車設計中，使車輛更加安全。

2 自動化技術在汽車機械控制系統中的應用優勢

2. 1 有利于提升數據傳輸時效性與準確性

在汽車的自動控制系統中，若在數據傳輸時發生時滯或錯誤，將給汽車的安全行駛帶來很大的風險。因此，一方面需要保證汽車的控制與執行器之間的良好工作狀態，另一方面需要把控汽車的控制與傳感器的實時精度。汽車傳感器負責對路面情況進行實時采集，并將這些信息傳送到控制系統?？刂破髫撠煂邮盏降男畔⑦M行分析與處理，同時根據這些信息對汽車的控制部件是否存在故障做出判斷，并將分析與處理的信息發送給汽車的執行機構，保證數據的正確性與及時性。

2. 2 有利于實現遠程操控

隨著科技水平的不斷提高和社會經濟的不斷進步，自動化技術在汽車控制中得到越來越多的應用。在汽車制造領域，人工智能技術具有高效、快速的優點。利用人工智能技術可以實現自動駕駛系統的實時、可靠運行。在云計算、大數據等新興技術的推動下，人工智能技術與汽車駕駛系統將進一步融合，突破時空限制，實現對汽車的遠程駕駛［2］。

2. 3 有利于科學劃分控制層級

為實現高效的控制效果，降低汽車的運行成本，需要科學合理地劃分控制等級。通過車載分散式控制系統對各傳感器所獲得的信息進行綜合處理，并把結果反饋給系統。

2. 4 有利于完善自動配電技術

汽車機械控制系統的安全性和可靠性是配電線路設計的重要依據。在進行配電網的設計時，應考慮到線路的實際負載情況，并對其進行相應的補償。在對配線進行優化時，還應盡量降低配線電阻和線損，并不斷改進配線技術。

3 自動化技術在汽車機械控制系統中的應用現狀

3. 1 自動化技術維修耗費過大

隨著現代科技的持續發展，目前的自動化技術可以在行駛的過程中給人們帶來更多安全方面的保障，但在其投入到汽車控制系統的制造過程中，也會引發一些與之有關的問題。將自動化技術如同其他高科技產品一樣運用到汽車機械系統中時，其控制系統會更加完善，其安全性和穩定性也會得到進一步的提升。然而，在使用自動化技術進行維修的過程中，自動化技術需要專業的維修方法，因此就會提高自身技術維護和升級的難度；與傳統的維護技術相比，自動化技術雖然可以縮短維護工作的時間，但大幅增加了維修成本。

3. 2 自動化技術智能化的弊端

當前的自動化技術是在高智能計算機技術的基礎上對汽車進行控制，而在自動化技術表現出高智能和快速的同時，也暴露出自動化技術自身的不足。例如，在汽車運行過程中，高智能計算機不能像人類那樣擁有嫻熟的操作手法來進行靈活應變。這是由于自動化技術的高智能計算機技術在對汽車進行判斷和處理時，是按照最初系統設置的程序來進行的，缺少人工判斷的方法。

3. 3 缺乏自動化技術方面的專業人才

當前，在汽車產業自動化技術維修的專業人才較少，維修人員都是傳統技術維修人員，其技術水平還未達到自動化維修技術的水平。專業技術人員的缺乏也增加了維護自動化技術的難度。

4 自動化技術在汽車機械控制系統中的應用功能

4. 1 汽車故障診斷

近年來，隨著汽車機械控制系統的日益成熟，其自動化水平也在逐步提高，使用自動化技術能夠對汽車進行有效的診斷和處理［3］。汽車機械控制系統是由一臺智能電腦自動處理數據，并將其與自動化技術結合在一起；該系統能夠對車輛在使用中出現的故障及時做出診斷。在汽車機械控制系統中引入自動化技術，能夠降低汽車出現事故的概率，為汽車的行車安全提供基本保證。

4. 2 汽車行駛狀態數據監控

在汽車運行中，為了使汽車能夠更好地使用自動化技術，需要對汽車的各項參數進行規范化設置。通過使用傳感器模塊可以采集汽車的各項行駛數據，判斷汽車的行駛狀態是否有異常。如果出現異常，汽車的自動控制系統就會自動向駕駛人員發送報警信號，讓駕駛人員能夠在第一時間做出反應，保證車輛的安全運行。

4. 3 汽車設備安全控制

將自動化技術應用到汽車的運行中，可以降低汽車運行中各類故障發生的概率，有效保護駕駛員的生命安全。通過應用自動化技術，實現對汽車內部各部件的有效控制，進而確保車輛的安全。當前，在設計汽車機械控制系統時，對可能存在的危險進行分類，在存在安全隱患的情況下，自動判定其安全級別，并發出警告。

5 自動化技術在汽車機械控制系統中的應用

5. 1 汽車底盤控制系統中的應用

底盤控制系統是汽車的關鍵部件之一，也是自動化技術的一項重要應用領域。汽車底盤的自動化技術發展過程可以分為以下3 個階段：① 基于自動化技術的汽車底盤控制，主要是把汽車當作一個單一的控制對象，其控制系統是以輪胎與路面之間的相互作用來改善汽車的動力學特性的。通過已有的防抱死制動系統、四輪驅動系統、牽引力控制系統實現汽車的縱向動態穩定性的最優化。目前，防抱死制動系統已被廣泛用于汽車，用以保證車輛在剎車時能達到最小的剎車距離和最大的剎車扭矩，避免汽車由于輪胎抱死而導致的車輛失控。② 汽車在對底盤進行控制時，用電子部件來部分或者全部替代原有的機械控制結構，使自動化技術得到更多運用。尤其是隨著控制器局域網絡總線（CAN）技術和電子技術的發展，能夠對車輛運行狀態和道路狀況進行實時監測。③ 車輛的控制技術正逐漸朝著智能化的方向發展，它不但建立起一整套協調和控制系統，還能夠利用外界的感知信息引導汽車安全運行。在這個階段，汽車碰撞減振器是一個具有代表性的應用。

5. 2 主動安全技術主動安全技術

是自動駕駛技術在汽車控制系統中的一個重要應用。例如，主動安全技術可以有效地控制車輛在加速過程中的打滑速率，防止駕駛人員過快地踩下油門，確保車輛在高速行駛中的安全性。利用警報監視系統可以對汽車運行情況進行實時監控，當發生突發情況時，及時提醒駕駛員［4］。目前，長安CS75、樓蘭等多款汽車都采用碰撞預警技術，它們在前保險杠上都裝有相應的激光雷達，通過該系統可以探測到前面的汽車和行人，并根據探測結果決定是否進行警告。

5. 3 發動機的自動控制

自動化技術還可用于汽車發動機的控制。例如，在汽車機械控制系統中，如果再加上一個智能化的噴油器，就可以對其進行自動操控。通過從傳感器中接收到的數據，對汽車中空氣混合氣的濃度進行判斷，合理控制空氣-燃料分配系數，使空氣-燃料分配系數達到最佳值，使汽車在運行過程中保持最佳的工作狀態，達到節能目的。

5. 4 對汽車進行完善的自動化配電

為了提高車輛運行的穩定、保證駕駛員的生命安全，汽車機械控制系統的配電設計需要具備可靠性和適用性。在進行實際的配電設計時，要按照汽車的特定標準，對符合汽車機械負荷要求的配電進行設計。采用動態補償的方法，對負荷較大的部分進行優化；采用靜態補償的方法，對負荷較小的配電線路進行優化。與此同時，在確保系統有足夠的電力供應的時候，能夠選擇合適的電力線路補償方法，在配線中減少電能的消耗和損失，減少汽車電網系統中電力的負載。由于電線中的電流會對電阻做功，從而造成某些損耗，因此在進行配電網設計時，需要考慮這一方面的因素。電阻較大，會導致的電流損失也較大，因此要使用合適的金屬絲，以盡量減少電流損耗。綜上所述，只有考慮到不同的線路，才能最大限度地優化配電系統。

6 自動化技術在汽車機械控制系統中的發展

隨著人們物質生活水平的明顯提升，汽車的普及率越來越大，這對推動汽車行業的迅速發展起到重要的作用。在經濟全球化及我國市場經濟的發展形勢下，我國的汽車工業不僅面臨著和本土企業的競爭，還面臨著和外國企業的競爭。我國汽車生產企業應積極利用自動化技術，使其能夠更好地適應市場的需要，從而使其在激烈的市場競爭中獲得成功［5］。通過發展自動化技術不僅可以使汽車變得更安全、更可靠，還可以有效地維護社會安全，防止各種重大的交通意外事故的發生，避免因車輛事故而導致重大經濟損失及人身傷害。由此可見，我國的汽車制造商應當進一步研究自動化技術，從而提高汽車的安全性和可靠性。

7 結語

綜上所述，伴隨著科技的進步，自動化技術已經被越來越多地應用于車輛的機械控制系統中，這不僅對汽車企業的發展有一定的幫助，還能為汽車企業節省資金、降低成本。在實際生產過程中，相關部門應注重產品質量，充分發揮自動化技術的優勢，進一步提高汽車制造業的總體生產效率。