智能控制技术在车辆工程中的应用性分析

许文正

黄河交通学院 河南省焦作市 454950

作为一个综合性极强的领域程的技术人员在进行研究开发时需要进行多要素、多方位的思考，将最合适的工程技术引入到车辆的设计制造中，这样才能让车辆行业完成自动化、智能化的蜕变，促进行业的发展。车辆在行驶过程中会受到各种因素的干扰，为了提高车辆的稳定性，可以基于智能控制技术不断完善车辆，让车辆能够发挥出最佳性能的同时让用户获得更好的体验。

1 智能控制技术的概述

1.1 智能控制技术的内涵

自动化监控是智能控制技术的根本，通过减少手动操作，让设备达到智能化动作的目的。通过合理利用智能控制技术及科学地配置传感器，就可以实现对外部环境变化的感知，从而获得多元化的信息，完成突发状况以及安全问题的防范，保证系统的正常运转。而编程指令则是智能控制技术的支撑，通过高效运用及调整指令，就可以不断优化智能控制的应用效果，设备对突发情况分析的合理性和科学性可以得到进一步的提高，加速自动决策生成的速率和准确性。我国的科学技术在不断的发展，通过融合其他先进技术，实现技术创新及应用创新，智能控制技术的进一步发展成为一种必然趋势[1]。

1.2 智能控制技术在车辆工程中应用的意义

在车辆工程制造领域，我国虽然起步较晚，但经过几十年的发展，技术以及逐步趋于成熟，逐步从传统的手动控制技术向现代化、自动化的智能控制技术转变。对于传统的手动控制技术而言，由于过程的管控水平较低，无法实现全面质量管理，这就造成了制造过程的不稳定性，对汽车工业的发展带来不利影响。而随着人们生活水平的提高，出行需求也越来越大，汽车已经进入了千家万户，销量不断攀升，车辆质量安全问题成为一个焦点问题。通过引入智能控制技术，可以有效的提高车辆制造的控制工艺，还可以对汽车的安全性、稳定性等性能进行测控，保证车辆的质量，促进汽车工业朝着现代化方向发展。此外，除了制造过程的管控之外，零件合理配置也是车辆工程的一项重要工作。通过科学的配置，可以让车辆获得更强的动力、更低的能耗以及更佳的性能。就动力系统方面而言，人们就将燃油喷射系统的智能化控制作为研究的重点，通过智能化的控制，合理的配置工作过程，切实的提高了能源的利用率[2]。

2 智能控制技术在车辆工程中的具体应用

2.1 智能控制技术在车身设计制造上的应用

在进行车身设计时，车身的安全性是设计人员的首要考量因素，而基于智能控制技术就可以从根本上提高车身的安全性，还可以通过对合理布局车身内的电子系统提高车辆的控制。比如，车身的内部会集成通信系统，在仪表盘上可以显示各种数据信息来展示车辆的状态，让驾驶者充分了解车辆的情况。在进行车身制造时，通过智能化控制系统的安装就可以实现制造过程的精细化控制以及后续使用过程的全方位监控，当车辆出现问题时，可以及时提醒驾驶者；基于防盗系统可以远程查看车辆状态；基于报警系统可以警示车辆是否受到破坏或冲击。当发生碰撞类的交通事故时，智能化控制系统能够控制安全气囊的快速弹出，在最大程度上保障司乘人员的安全。此外，智能化控制系统也可以融合进车辆的导航系统中，对拥堵路线或危险路线进行警示，保证行驶路线的安全性，避免进入危险区域。

2.2 智能控制技术在动力系统中的应用

发动机作为汽车的动力源泉，对于整个车辆而言具有重要的作用。随着我国的能源转型，动力来源也由单一化石能源转向“电能”、“氢能”等能源综合利用。现如今，全球主要的汽车厂商都在发展“油电混合”技术以及纯电技术。从目前的发展情况来看，纯电汽车技术的应用处于一个快速发展的阶段，为了让其发展更好的满足人们的需求，就必须对电动技术进行完善。

对于快速行驶的汽车而言，若在动力切换过程中出现卡顿，就会造成严重的后果，甚至造成人员的伤亡。通过合理的利用只能控制系统就可以让车辆在行驶过程中科学、合理的切换动力系统，使用智能启动系统来代替传统的手动启动，不仅可以提高汽车的启动效率，还可以有效提高车辆行驶的安全性。驾驶人员在进行车辆启动时，车辆的智能启动系统会自动将指令传达至点火系统中，在最合适的时机启动点火。同时，智能监控系统会同步对车辆点火装置的运转情况进行实时监控，并对危险进行预警，提高用车安全性。此外，基于智能启动系统的启动方式在一定程度上还可以减少车辆的点火过程的能源损耗，提高燃油的经济性。

2.3 智能控制技术在防撞系统中的应用

我国交通事故的发生率随着汽车保有量的增加而增加，仅2020 年，就发生了超过25 万起，并造成超过30 万人伤亡，因此，必须将智能化控制技术引入到车辆的防撞系统中，减少事故发生的概率以及严重性，提高人们出行的安全性[4]。基于智能化控制技术，可以自动识别周边可能与车辆碰撞的物体，并对物体与车辆的距离进行计算，同时警示驾驶员，尽可能减少因疏忽大意或疲劳驾驶导致事故的发生，如图1。车辆的运行速度以及周围物体、行人或其他车辆的运动速度一般通过激光雷达、声呐等设备测算得出，然后根据车辆与干扰物体之间的时机距离以及碰撞所需时间来来调节预警时间。当警示超过一定时间，驾驶人员仍没有采取任何措施来规避危险，系统就会自启，如主动刹车、主动便道等，实现车辆的紧急避险。对于一些豪华车，会有采用更先进的防撞系统，可以通过智能控制技术对周边情况进行主动识别，并作出相应的措施，如调整安全距离，及时减速等，避免交通事故的发生。

图1 雷达安全提醒

2.4 智能控制技术在倒车系统中的应用

传统的倒车依靠后视镜的协助来完成操作，该方法不仅操作难度大，而且会有后方盲区，存在着巨大的安全隐患。为解决这一问题，在现阶段，大部分的车辆都会引入倒车系统来辅助倒车。基于这个系统，驾驶人可以更清晰的观察到周边环境，实现更精准的倒车，减少倒车过程中发生事故的情况，保障车辆安全的同时也保障了自身及他人的人身安全。倒车难是困扰诸多驾驶人的问题，尤其对于新手，基于智能控制系统，提前规划倒车路线，驾驶人可以根据系统提示操作车辆完成倒车操作，不仅加快了倒车速度，减少因倒车导致的拥堵问题，也让驾驶人的倒车技术得到一定的提升。

2.5 智能控制技术在车道保持辅助系统中的应用

车道保持辅助系统可以基于传感器实现对车辆的路径追踪，基于装配的摄像头识识别车道的标线，实时监测车道的偏离情况。一旦发现车辆有偏离原车道的情况时，就会发出预警，通过产生震动、发出声音、灯光显示等动作来警示驾驶员，甚至在必要时自动制动，保证行车安全。目前，道路系统已经趋于完善，路面状况也得到极大的改善。驾驶员在高速驾驶车辆时，极易产生疲倦的情况，车道保持辅助系统就能为驾驶员的安全提供一大保障，减少因疲劳驾驶产生的交通事故。

2.6 智能控制技术在轮胎和车灯中的应用

车辆在高温环境下或长时间的行驶后，轮胎由于摩擦生热会出现胎压以及胎温增加的问题，汽车的抓地力不足，容易出现侧滑，甚至出现爆胎的情况，严重影响了车辆的行驶安全，甚至可能造成极其严重的交通事故。而引入智能化控制技术，就可以对轮胎的胎压、胎温等参数进行实时监测，一旦超过安全范围，系统就会自动进行修正，并警示驾驶员，以让其做出安全反应。

车灯作为汽车的重要组成部分，是驾驶员向周边行人、车辆等传递车辆行驶状态的可视化信息。通过在车灯中应用智能控制技术，当车辆进行状态变更，如转弯、刹车等时，系统就会根据车辆的实际动作，及时的开关尾灯，可以有效警示旁边车辆，降低安全事故的发生。而在车辆的照明系统中引入智能控制技术，可以基于传感器监测外界光照的变化，对车灯的亮度进行调节，尤其是在夜间行车过程中，系统可以自动开启前照灯。当系统监测到对向行驶车辆的车灯时，会将前照灯自动转换成近光灯，在提高驾驶便利性的同时提高道路行驶的安全性，避免因远光灯照射产生“视觉盲区”而造成交通事故[5]。

3 智能控制技术在车辆工程应用中的主要问题及对策

3.1 智能控制技术与传统技术的接轨

在智能控制技术的发展最需要解决的问题就是技术接轨的问题。虽然传统生产技术无法保证车辆的统一，但正是这种不同带给每辆汽车一种人文性，尤其是对不影响汽车质量部分，可以为每一辆车贴上属于其自身的标签，当引入智能控制技术及自动化技术后，汽车的一致性得到极大的提高，车与车之间的差异性基本为零。两种生产制造工艺带来的结果就是富含人文性的传统技术抵制着智能制造技术的推进，而智能制造技术则用发展规律将传统技术进行颠覆。必须有效平衡两者的关系，逐步实现技术接轨，实现汽车工业的平稳发展。

3.2 智能控制技术与生产人才的培养

智能控制技术是生产力发展的必然趋势，在这个过程中必然会导致部分人员的过剩，制造过程中所需人员的知识水平也不断提高，而又无法在短期内实现满足智能自动化生产所需的人才的招募，因此，就出现了先进生产技术与落后的员工技术水平之间的矛盾。在这种矛盾之下，先进的生产设备及生产技术无法得到充分的应用，形成了“技术呆滞”的局面。另外，汽车生产设备与智能控制技术之间也存在着矛盾，新的技术需要通过不断完善旧设备才能够进行匹配使用。因此，必须要加强相关技术人才及技术工人的培养，为智能控制及自动化技术的有效应用奠定基础。

4 智能控制技术与车辆工程的融合发展趋势

近年来，随着人们生活水平的不断提高，人们对车辆的自动化及智能化水平提出了更高的要求，智能控制技术也根据人们需求的变化而不断完善，并不断应用在车辆工程中。在车辆的设计制造过程中，设计人员会根据车辆的定位以及需求，根据从低到高的设计原则，对智能控制技术与车辆工程的融合进行不断的完善。在形成一个相对成熟的方案后，设计人员就会将构建的BP 神经网络，将其导入到传统的PI 控制中，并进行有机结合，然后根据车辆的实际动作状态自适应对PI 参数进行调节，保证车辆的智能化程度达到最大化。此外，车辆设计人员还需要在虚拟仿真应用的基础上，构建起面向TCS 的MATLAB、AMEAim 等的联合仿真平台，对所设计的系统模式进行不同情境下的仿真实验探究。基于各种状态下的仿真分析结果，就可以让设计人员掌握系统中存在的风险及问题，并对系统进行优化，一方面可以规避大部分未来运行中的风险，另一方面也可以为车辆的智能化改造提供有效指导[6]。

5 结语

综上所述，车辆工程的设计人员在完成车辆的设计制造的过程中需要进行多维度的思考，跟紧时代发展的方向，在车辆中合理的引入更加先进的智能控制技术以提高车辆的操作性、功能性以及安全性。目前，智能控制技术已经在车身设计与制造、动力系统、防撞系统、倒车系统、车道辅助系统以及轮胎与车灯控制等方面取得了大规模的应用。在未来的发展中，需要不断融合新技术，培养优秀人才，推动汽车工业的繁荣发展。