自动化技术在汽车机械控制系统中的应用

张滔

关键词：汽车机械；控制系统；自动化技术；功能；应用

0 前言

自动化技术是一门综合性的现代科技，它的发展受到计算机技术与控制原理的深刻影响。近年来，随着自动化技术在汽车机械控制系统的应用，系统工作变得更安全、稳定，同时还减少了车辆的能源消耗量、提高了汽车的作业效率，这对推动我国汽车工业的可持续发展有着重要的实际意义。

1 以自动化技术为基础的系统功能

1. 1 中央控制系统

中央控制系统是在微机技术的基础上建立起来的，而微机能够满足不同驾驶员的实际控制需求。将中央控制系统应用于汽车机械控制系统，能够有效提高汽车机械控制系统控制精度及响应速度［1］。另外，中央控制系统在运行时可以有效地处理车载传感设备所收集到的各种数据，一旦发生问题，就能够启动中央控制系统的报警功能，这样既能够确保汽车的安全运转，又能够提高汽车的安全性。

1. 2 传感器

在汽车机械控制系统中，传感器是最主要的部件，它能使驾驶员清楚地看到汽车的真实状态，并有效监控汽车的实施情况。在汽车机械控制系统中，传感器分为2 类：① 基于频率分配系统的发送信道，该发送信道具有较强的抗干扰能力，同时故障较少、维修方便。② 基于自动化技术的传感器系，能够对汽车各种参数进行有效控制和调节，并且可以和预先设定的参数进行有效比较，以充分了解汽车的实际运行状况，更好地进行实时调节。

1. 3 汽车机械控制安全系统的设计

在汽车运行过程中，如何保障驾驶人的人身安全是汽车制造商关注的焦点。自动化技术具备了高度集成特性，如将其与计算机技术结合，能够对汽车的实际工作状态进行有效监控。如果某汽车在运行中出现故障，运用自动化技术可以迅速地判断出发生故障的地方，并快速解决。因此，可以将带有自动化技术的安全保护系统应用到汽车设计中，使车辆更加安全。

2 自动化技术在汽车机械控制系统中的应用优势

2. 1 有利于提升数据传输时效性与准确性

在汽车的自动控制系统中，若在数据传输时发生时滞或错误，将给汽车的安全行驶带来很大的风险。因此，一方面需要保证汽车的控制与执行器之间的良好工作状态，另一方面需要把控汽车的控制与传感器的实时精度。汽车传感器负责对路面情况进行实时采集，并将这些信息传送到控制系统。控制器负责对接收到的信息进行分析与处理，同时根据这些信息对汽车的控制部件是否存在故障做出判断，并将分析与处理的信息发送给汽车的执行机构，保证数据的正确性与及时性。

2. 2 有利于实现远程操控

随着科技水平的不断提高和社会经济的不断进步，自动化技术在汽车控制中得到越来越多的应用。在汽车制造领域，人工智能技术具有高效、快速的优点。利用人工智能技术可以实现自动驾驶系统的实时、可靠运行。在云计算、大数据等新兴技术的推动下，人工智能技术与汽车驾驶系统将进一步融合，突破时空限制，实现对汽车的远程驾驶［2］。

2. 3 有利于科学划分控制层级

为实现高效的控制效果，降低汽车的运行成本，需要科学合理地划分控制等级。通过车载分散式控制系统对各传感器所获得的信息进行综合处理，并把结果反馈给系统。

2. 4 有利于完善自动配电技术

汽车机械控制系统的安全性和可靠性是配电线路设计的重要依据。在进行配电网的设计时，应考虑到线路的实际负载情况，并对其进行相应的补偿。在对配线进行优化时，还应尽量降低配线电阻和线损，并不断改进配线技术。

3 自动化技术在汽车机械控制系统中的应用现状

3. 1 自动化技术维修耗费过大

随着现代科技的持续发展，目前的自动化技术可以在行驶的过程中给人们带来更多安全方面的保障，但在其投入到汽车控制系统的制造过程中，也会引发一些与之有关的问题。将自动化技术如同其他高科技产品一样运用到汽车机械系统中时，其控制系统会更加完善，其安全性和稳定性也会得到进一步的提升。然而，在使用自动化技术进行维修的过程中，自动化技术需要专业的维修方法，因此就会提高自身技术维护和升级的难度；与传统的维护技术相比，自动化技术虽然可以缩短维护工作的时间，但大幅增加了维修成本。

3. 2 自动化技术智能化的弊端

当前的自动化技术是在高智能计算机技术的基础上对汽车进行控制，而在自动化技术表现出高智能和快速的同时，也暴露出自动化技术自身的不足。例如，在汽车运行过程中，高智能计算机不能像人类那样拥有娴熟的操作手法来进行灵活应变。这是由于自动化技术的高智能计算机技术在对汽车进行判断和处理时，是按照最初系统设置的程序来进行的，缺少人工判断的方法。

3. 3 缺乏自動化技术方面的专业人才

当前，在汽车产业自动化技术维修的专业人才较少，维修人员都是传统技术维修人员，其技术水平还未达到自动化维修技术的水平。专业技术人员的缺乏也增加了维护自动化技术的难度。

4 自动化技术在汽车机械控制系统中的应用功能

4. 1 汽车故障诊断

近年来，随着汽车机械控制系统的日益成熟，其自动化水平也在逐步提高，使用自动化技术能够对汽车进行有效的诊断和处理［3］。汽车机械控制系统是由一台智能电脑自动处理数据，并将其与自动化技术结合在一起；该系统能够对车辆在使用中出现的故障及时做出诊断。在汽车机械控制系统中引入自动化技术，能够降低汽车出现事故的概率，为汽车的行车安全提供基本保证。

4. 2 汽车行驶状态数据监控

在汽车运行中，为了使汽车能够更好地使用自动化技术，需要对汽车的各项参数进行规范化设置。通过使用传感器模块可以采集汽车的各项行驶数据，判断汽车的行驶状态是否有异常。如果出现异常，汽车的自动控制系统就会自动向驾驶人员发送报警信号，让驾驶人员能够在第一时间做出反应，保证车辆的安全运行。

4. 3 汽车设备安全控制

将自动化技术应用到汽车的运行中，可以降低汽车运行中各类故障发生的概率，有效保护驾驶员的生命安全。通过应用自动化技术，实现对汽车内部各部件的有效控制，进而确保车辆的安全。当前，在设计汽车机械控制系统时，对可能存在的危险进行分类，在存在安全隐患的情况下，自动判定其安全级别，并发出警告。

5 自动化技术在汽车机械控制系统中的应用

5. 1 汽车底盘控制系统中的应用

底盘控制系统是汽车的关键部件之一，也是自动化技术的一项重要应用领域。汽车底盘的自动化技术发展过程可以分为以下3 个阶段：① 基于自动化技术的汽车底盘控制，主要是把汽车当作一个单一的控制对象，其控制系统是以轮胎与路面之间的相互作用来改善汽车的动力学特性的。通过已有的防抱死制动系统、四轮驱动系统、牵引力控制系统实现汽车的纵向动态稳定性的最优化。目前，防抱死制动系统已被广泛用于汽车，用以保证车辆在刹车时能达到最小的刹车距离和最大的刹车扭矩，避免汽车由于轮胎抱死而导致的车辆失控。② 汽车在对底盘进行控制时，用电子部件来部分或者全部替代原有的机械控制结构，使自动化技术得到更多运用。尤其是随着控制器局域网络总线（CAN）技术和电子技术的发展，能够对车辆运行状态和道路状况进行实时监测。③ 车辆的控制技术正逐渐朝着智能化的方向发展，它不但建立起一整套协调和控制系统，还能够利用外界的感知信息引导汽车安全运行。在这个阶段，汽车碰撞减振器是一个具有代表性的应用。

5. 2 主动安全技术主动安全技术

是自动驾驶技术在汽车控制系统中的一个重要应用。例如，主动安全技术可以有效地控制车辆在加速过程中的打滑速率，防止驾驶人员过快地踩下油门，确保车辆在高速行驶中的安全性。利用警报监视系统可以对汽车运行情况进行实时监控，当发生突发情况时，及时提醒驾驶员［4］。目前，长安CS75、楼兰等多款汽车都采用碰撞预警技术，它们在前保险杠上都装有相应的激光雷达，通过该系统可以探测到前面的汽车和行人，并根据探测结果决定是否进行警告。

5. 3 发动机的自动控制

自动化技术还可用于汽车发动机的控制。例如，在汽车机械控制系统中，如果再加上一个智能化的喷油器，就可以对其进行自动操控。通过从传感器中接收到的数据，对汽车中空气混合气的浓度进行判断，合理控制空气-燃料分配系数，使空气-燃料分配系数达到最佳值，使汽车在运行过程中保持最佳的工作状态，达到节能目的。

5. 4 对汽车进行完善的自动化配电

为了提高车辆运行的稳定、保证驾驶员的生命安全，汽车机械控制系统的配电设计需要具备可靠性和适用性。在进行实际的配电设计时，要按照汽车的特定标准，对符合汽车机械负荷要求的配电进行设计。采用动态补偿的方法，对负荷较大的部分进行优化；采用静态补偿的方法，对负荷较小的配电线路进行优化。与此同时，在确保系统有足够的电力供应的时候，能够选择合适的电力线路补偿方法，在配线中减少电能的消耗和损失，减少汽车电网系统中电力的负载。由于电线中的电流会对电阻做功，从而造成某些损耗，因此在进行配电网设计时，需要考虑这一方面的因素。电阻较大，会导致的电流损失也较大，因此要使用合适的金属丝，以尽量减少电流损耗。综上所述，只有考虑到不同的线路，才能最大限度地优化配电系统。

6 自动化技术在汽车机械控制系统中的发展

随着人们物质生活水平的明显提升，汽车的普及率越来越大，这对推动汽车行业的迅速发展起到重要的作用。在經济全球化及我国市场经济的发展形势下，我国的汽车工业不仅面临着和本土企业的竞争，还面临着和外国企业的竞争。我国汽车生产企业应积极利用自动化技术，使其能够更好地适应市场的需要，从而使其在激烈的市场竞争中获得成功［5］。通过发展自动化技术不仅可以使汽车变得更安全、更可靠，还可以有效地维护社会安全，防止各种重大的交通意外事故的发生，避免因车辆事故而导致重大经济损失及人身伤害。由此可见，我国的汽车制造商应当进一步研究自动化技术，从而提高汽车的安全性和可靠性。

7 结语

综上所述，伴随着科技的进步，自动化技术已经被越来越多地应用于车辆的机械控制系统中，这不仅对汽车企业的发展有一定的帮助，还能为汽车企业节省资金、降低成本。在实际生产过程中，相关部门应注重产品质量，充分发挥自动化技术的优势，进一步提高汽车制造业的总体生产效率。