研究汽车机械控制系统中自动化技术的应用

郭杏莉

摘要：针对汽车机械控制系统中自动化技术应用问题，展开具体的论述，提出自动化控制优化的策略，共享给相关人员参考借鉴。首先，概述了自动化技术的基本情况。其次，结合汽车机械控制系统实际，分析自动化控制技术的实际应用。最后，提出自动化技术的运用策略。随着自动化技术水平的不断提高，未来汽车机械控制系统的性能更加完善。

关键词：汽车机械控制系统;自动化技术;应用

中图分类号：U463.6                                     文献标识码：A                                  文章編号：1674-957X（2021）14-0204-02

0  引言

现阶段，汽车领域快速发展，自动化控制为发展的主要方向，无人驾驶技术为研究的重点，各个国家都在积极制定自动驾驶普及路线图。根据中商产业研究院发布的研究报告显示，到2021年，预计全球无人驾驶汽车市场规模将会达到70.3亿美元。截止到2035年，预计全球无人驾驶汽车销量将会达到2100万辆。在推动汽车自动化与现代化发展方面，自动化控制技术应用发挥着重要的作用。

1  自动化控制技术的概述

从整车机械控制系统分析，网络化控制系统占据着重要的地位，通过接收微控制单元信号，利用控制器进行相应的处理，完成后存储到控制系统的服务器内，进而保障信息的完整性。利用整车控制器装置，能够将信号传输到系统的控制节点，最终利用通讯系统，将采集和信号与信息传输到局域网，实现远程控制。简单来说，自动化技术的应用，通过数据信息的采集与分析以及通讯，借助整车控制器处理与传输，发送到调度端，支持汽车的自动化控制。汽车机械控制系统采用的关键自动化控制技术如下：①通讯系统。采用自动化技术，支持对汽车运行状态的实时化监测，获得各类数据信息，为机械控制提供支持，并且减少冗杂的线路。若想实现自动化技术的应用价值，离不开通讯系统的支持。一般来说，主要分为按照时间节点的信号传输模式与频分制模式。实际应用中频分制信号传输模式的具体应用，不同信号的频率差异，所以不会产生信号干扰，防范信号紊乱的出现，同时可降低故障的发生。②整车控制器。使用的控制器，主要由控制器主芯片和控制器硬件组成，利用CAN总线控制系统以及汽车其余控制节点协调控制，形成综合性功能系统，具有处理数据速度快的优势，机械控制的准确度比较高，同时拥有丰富的功能。采用自动化技术手段，促使汽车整体性能得到优化，运行效率也得到显著提高。

2  汽车机械控制系统中采用的自动化控制技术

2.1 案例概述

以长城DHT混合动力总成系统为例，混动技术的特点可以概括为：1套DHT高集成度油电混合系统;2种动力形式;3套动力总成。其拥有“七合一”高效能多模混动总成，实现对1.5L/1.5T混动专用发动机、双电机控制器以及集成DCDC等。整个系统的构建，选择的是双电机混联拓扑结构，能够实现EV行驶模式、混联驱动模式与串联驱动等，利用控制系统智能化切换不同驾驶场景下的动力和油耗的平衡。图1为结构图。

2.2 自动化控制技术

发动机自动化控制。基于自动化技术实现发动机的智能化控制，可利用智能化点火装置来实现，可自动化启动装置，同时能够实现对转速与水温度的实时化监控。除此之外，还可以利用燃油喷射装置，借助传感器获得数据信息，展开具体的分析，判断混合气体的浓度，进而实施相应的控制，促使发动机保持良好的水平，降低油耗。从案例车型分析，采用DHT混合动力系统，能够满足长时间的交由电动机直接驱动汽车的需求。根据车型的差异，此系统提供三种配置方案，即1.5L+DGT100、1.5T+DHT130、1.5T+DHT+P4电机。实际应用方面，100千瓦与130千瓦的电动机输出功率对驱动很多乘用车，基本可以达到需求。当在市区行驶环境下，DHT系统能力通过电动机来驱动车辆，同时支持实现串联模式利用发动机为发电机供电，之后由发电机驱动电动机行驶。当处于中高速运行状态下，发动机利用定轴式变速箱能够直接驱动车轮，并且可以为发电机提供能量，电动机可以同时驱动车辆，形成混联模式。当处于全速大负荷状态下，发动机与电动机会进入全力直驱的模式，能够获得不错的动力响应。这其中自动化控制技术的应用，融入到发动机中支持各项功能的实现，实现车辆的驱动和运行。图2为结构图。

汽车底盘控制系统。整个汽车机械系统中底盘系统占据着重要地位，为自动化控制的研究和技术应用重点。从实际应用分析，底盘控制系统为重点控制部分，系统能够利用轮胎和路面产生的力，增强汽车的动态性能。案例车型使用的HEV车型动力架构，选择的是双电机HEV架构，根据试验显示性能表现0-100km/h加速仅需要7.5s。除此之外，架构的超强续航能力，实现了纯电动车的驾驶感受，百公里加速可以达到7.2s。除此之外，PHEV四驱车型动力架构中，前后桥电机同时输出动力，系统总功率可以达到320kW，前后桥扭矩0：100-100：0智能化动态调节，借助抓地力，增强整车操控的稳定性。上述功能的实现，自动化技术的应用起到重要的作用，利用系统采集的数据信息，为控制的实现提供支持，保障车辆运行的安全稳定性。

2.3 技术实现的功能

实时化监测。将自动化控制技术手段应用到机械控制系统内，利用配置的传感器与系统等，实现对车辆相关部位的数据信息实时化检测，为驾驶者提供数据信息，进而安全操作车辆。与此同时，利用汽车智能网联系统，支持车辆和云端服务器的交流，利用配置的摄像头和雷达等装置，获得各类行驶数据信息，实现对车辆安全运行的有效监管与控制。

故障的准确诊断。利用自动化技术手段，发挥计算机网络的应用价值，实现对驾驶方式的模式，为驾驶环节的控制提供支持，能够替代部分人员的操作。举例来说，根据配置的传感器，利用系统的算法运算与分析，实现自动化控制，可减少不必要的操作，保障车辆行驶的安全性与效率。基于自动化技术的智能化控制系统，在汽车行驶时可以精准的识别和判断障碍物，同时有效避开障碍物，避免安全事故的发生[1]。

安全机制。构建的自动化控制系统，构建了安全机制，并且对车辆行驶状态下的操作人员权限也进行了布置。若没有权限系统会自动化拒绝操作，以此保障安全性和可靠性，以免非权限操作造成安全事故。借助各类传感装置，实时化采集数据信息，为环境监测提供支持[2]。

3  汽车机械控制系统中自动化技术的应用发展

3.1 面向无人驾驶

从汽车领域的发展分析，无人驾驶是研究和技术应用的重点领域。目前，部分企业已经研发出无人驾驶车辆，例如特斯拉，不过从2020年到2021年5月，国内因为特斯拉车辆失控引发的交通事故累计超过10起，主要为突然加速和刹车失灵或者转向失灵等，引起人们对自动驾驶技术应用的质疑。对于无人驾驶背景下的自动化控制，为保障安全性，还需要加大自动化技术在复杂路况下的控制研究。目前，国内自动驾驶技术研究不断获得突破，以华为为例采用了激光雷达识别技术，通过向四周散射激光并且接收反射信号，同时根据激光返回的飞行时间，来分析车辆周围是否存在障碍物与位置，并且生成点云图，实现精准探测与控制，探测精度能够达到毫米[3]。特斯拉使用的是视觉识别技术，通过模拟人的视觉，借助车身配置的摄像头采集周围环境信息，运用算法进行分析实现自动驾驶。从技术运用实际分析，受到皮肤颜色和性别等因素的影响，难以保障自动驾驶的安全。若想推进汽车领域的自动化发展，在进行自动化技术的研究方面，要面向无人驾驶的高要求，结合车辆行驶环境的复杂性特点，加大对自动化技术的应用研究，促使其能够与其他控制系统相互配合，实现对发动机与底盘系统等的有效控制，促使整车自动化控制水平得到提高[4]。

3.2 面向混合动力

基于节能环保的目标，汽车领域的新能源汽车成为热点产品。目前，纯电动车和混合动力车为主要类型[5]。从汽车机械系统控制的角度来说，采用自動化技术手段，研发高水平的系统。在电动车时代，我国获得了不错的成绩。从区域分布情况来看，2019年中国是全球最大的新能源汽车市场，2020年欧洲新能源汽车开始发力，我国占据的份额有些降低，不过总体和欧洲市场份额相当。在竞争格局方面分析，2020年新能源乘用车全球销量的TOP10中，我国占两席位。为更好的适应电动车时代的发展，围绕自动化技术的应用与发展，对自动化技术与物联网技术等的联合应用，进行相应的分析，实现对技术的高水平集成，促使汽车机械控制水平得到显著提高[6]。围绕装配和控制系统等进行全面的分析，积极探索技术优化方案，促使整车的安全性得到增强。关注到混合动力下的自动化控制需求，例如模式切换下的控制等，结合复杂的工况背景，进行技术的研究，提出汽车机械控制措施[7]。

4  结语

综上所述，汽车机械控制系统中自动化技术的应用，对提高汽车控制水平，起到积极的作用。将自动化技术与发动机以及底盘系统等融合，利用现代化装置和设备，实现对信息的实时化采集和分析，提高自动化控制水平，保障车辆的安全。未来，无人驾驶与电动车等的应用更加广泛，在进行自动化技术的研究时要结合新形势和新要求，进行相应的研究，提高汽车机械控制的水平。

参考文献：

[1]杨飞.汽车机械控制系统中自动化技术的应用[J].内燃机与配件，2021（07）：205-206.

[2]王鑫，王广宇.汽车机械控制系统中自动化技术的作用与应用[J].内燃机与配件，2021（06）：231-232.

[3]李洋.自动化技术在汽车机械控制系统中的有效应用[J].河北农机，2021（02）：59-60.

[4]梁居正.自动化技术在汽车机械控制系统中的应用探析[J].内燃机与配件，2020（24）：216-217.

[5]王孟.探究自动化技术在汽车机械控制系统中的应用[J].电子世界，2020（18）：166-167.

[6]邓彦波.自动化技术在汽车机械控制系统中的运用[J].南方农机，2020，51（14）：181-182.

[7]李沛霞.自动化技术在汽车机械控制系统中的应用分析[J].大众标准化，2020（13）：21-22.