智能自动化技术在汽车工程中的应用

摘 要：智能自动化在汽车工程领域的详细研究是一种新的尝试，驾驶员的舒适性、安全性的提高是智能自动化在汽车应用中需要关注的最主要的因素。本文重点介绍了汽车自动化进行碰撞检测并给出适当防卫系统的发展过程，阐述了在不同层次的交通系统中实现汽车工程智能自动化的措施。笔者对已发表的文章进行研究并结合笔者现实中的实践，对智能自动化系统在汽车工程中的应用提供了一个更清晰的认识。

关键词：智能;自动化;汽车工程

引言

车辆自动化包括使用机电一体化、人工智能和多代理系统来帮助人们操作车辆。这些功能和使用这些功能的车辆可被标记为智能车辆。使用自动化执行困难任务（尤其是导航）的车辆可称为半自动车辆。因此，完全依赖自动化的车辆被称为机器人或自动驾驶。集成电路发明后，自动化技术越来越先进。制造商和研究人员随后为汽车和其他车辆添加了多种自动化功能。

1.汽车智能自动化控制方案及高级控制器

汽车工程智能自动化研究的热点是控制方法。一旦收集到关于车辆相对于其他车辆的状态的足够信息[1]，就需要一个控制方案来协助驾驶员控制车辆或自动控制车辆。在自动化系统中，高水平控制器决定所需的低水平的载体运动控制器[2]控制引擎、刹车、转向等，因此高级控制器的设计需要很好地了解车辆的环境，控制器的设计过程中需要一个好的车辆本身的模型进行参考及实践。

低水平控制器之间非常相似，所以控制设计的差异在高层控制设计中体现得更多。高层控制器处理是由驾驶员、基础设施、其他车辆和车载传感器的输入组成的，并向刹车和油门控制发送适当的命令。不同质量的汽车在不同的加载场景下会有较大的变化，温和的路面等级可能需要重型汽车的加载，对于重型汽车来说，良好的汽车质量和路面等级可以减少发出不可行的控制命令，从而提高高级控制器的性能。高级汽车智能自动化控制器就计算所需进行减速，使间距或速度平滑而快速地减小[3]到所需值。许多高层控制器都是基于数学模型研究而成的，例如，应用非线性控制方案和最优动态进行控制相关驱动程序时，需要接受更具挑战性的自动化问题，这需要高级控制器才能解决问题，在研究这种高级制动器时需使用数学模型分析问题。

2.汽车智能防碰撞自动控制系统

尽管碰撞控制技术的发展使汽车设计在发生碰撞时更加安全，但它们并不能减少碰撞的可能性，交通事故仍然每天都在发生，轻微的交通事故给社会造成经济损失，严重的交通事故造成人员伤亡。例如，每年约有180万起追尾事故，更严格的交通規则和安全标准可以在一定程度上帮助预防事故。但是，如果人类驾驶员的极限能够被克服，那么许多事故是可以避免的。这一举措鼓励了汽车产业公司及汽车专业学者对碰撞预警和避碰系统的广泛研究。统计事故数据显示，相当一部分事故是由于司机未能及时识别或判断“危险”情况造成的。例如，在正向碰撞中，如果向驾驶员额外提供半秒的警告时间，就可以避免60%的碰撞，而一秒的警告时间避免碰撞的几率可以增加到90%。因此，人们认为向司机提供某种适当的警告可以降低发生交通事故的可能性和严重性。汽车公司正在参与实施可以提高安全性的重大研究计划——碰撞预警系统。主要的监管机构也对可以改善道路安全情况的智能碰撞预警这一领域感兴趣。智能碰撞预警系统[4]在中国商业重型卡车车队和公共汽车中实践已久，一直非常成功的在汽车危险时感知危险的处境，并自动控制车辆脱离危险。如图一为汽车红外线光电智能自动化防碰撞系统示意图。

当驾驶员未能执行必要的紧急操作时，避免碰撞系统将控制刹车引导车辆避免碰撞。能够执行轻微紧急操作的控制还处于仅可被接受的发展阶段，因为在这种系统能够在每辆车中找到实际用途之前，需要更健壮的位置识别系统。非常稳健和可靠的感觉系统是必不可少的可靠的系统。责任问题对于避碰系统来说更加重要，因为它们可能会蒙蔽驾驶员的决定，并导致一些无法预见的情况。因此，责任问题比技术障碍更具挑战性。

3.汽车工程智能自动化的一些其他应用

汽车的智能自动化应用及其作用还包括①车辆跟踪系统②检测后面的障碍物的后视报警器③通常与电子制动力分布（EBD）结合使用防抱死制动系统（也是紧急制动辅助系统），双系统结合后可防止制动器在制动时锁定和失去牵引力，在大多数情况下，可缩短了刹车距离，更重要的是，允许驾驶员在制动时进行车辆转向④牵引力控制系统（TCS）可驱动制动器或降低油门，以在驱动车轮开始旋转时恢复牵引力⑤带中央差速器的四轮驱动（AWD）可向所有车轮分配动力，减少车轮旋转的机会，也使车轮减少遭受转向摩擦的不足。

基于车辆的辅助系统在广泛使用之前几乎没有什么障碍，这些系统的好处和缺点还没有完全被了解。专家对智能自动化碰撞控制系统提高驾驶员舒适性的途径还拥有一些不同的更好的观点，但专家与学者们在对提高安全性的设计要求与减小反应时间使车辆之间的间隔更大方面与笔者持相同意见。

结束语

汽车智能自动化的一些应用、汽车智能自动化控制方案及智能高级自动化控制器以及智能自动化碰撞预警和避碰系统都是可以提升驾驶员舒适度、安全性的，并且可以很大程度的疏通交通流。上述智能自动化技术广泛被应用在汽车上并被汽车驾驶者广泛购买，因其可给驾驶者带来更舒适的驾驶体验与更安全的驾驶过程而备受好评。

参考文献

[1]蔡跃洲，陈楠.新技术革命下人工智能与高质量增长、高质量就业[J].数量经济技术经济研究，2019，3605：3-22.

[2]陈媛媛.人工智能技术在电气自动化中的应用分析[J].信息与电脑（理论版），2019，08：98-99.

[3]杨传吉.智能自动化技术在机械设计中的应用探析[J].无线互联科技，2019，1607：143-144.

[4]张海斌.信息自动化在机械制造业智能制造建设中的应用[J].电子技术与软件工程，2019，11：146-147.

作者简介：

李强雁（1991年12月）男;民族：汉族;籍贯：湖南省邵阳市;职称：工程师二级、本科：研究方向 自动化。