汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的作用與應(yīng)用

王鑫 王廣宇

摘要：作為一種新型技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械控制方面優(yōu)勢(shì)突出，能夠有效提高機(jī)械控制的精準(zhǔn)度。在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中靈活合理地應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)有助于降低成本、提高汽車(chē)效率，促進(jìn)汽車(chē)的穩(wěn)定性、安全性明顯改善，為居民出行提供良好保障。本文首先對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了概述，其次對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中的功能進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述，最后對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況進(jìn)行了全面細(xì)致地論述，希望可以促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)改善汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)的性能和功能。

Abstract： As a new type of technology， automation technology has outstanding advantages in mechanical control， which can effectively improve the accuracy of mechanical control. The flexible and reasonable application of automation technology in the automobile machinery control system can help reduce costs， improve automobile efficiency， promote the obvious improvement of automobile stability and safety， and provide good protection for residents' travel. This article first gives an overview of automation technology， then briefly discusses the functions of automation technology in automotive machinery control systems， and finally gives a comprehensive and detailed discussion on the specific application of automation technology in automotive machinery control systems， hoping to promote our country The scope of application of automation technology is further expanded， while improving the performance and functions of automotive machinery control systems.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù);汽車(chē)機(jī)械控制;應(yīng)用功能;安全技術(shù);舒適性

Key words： automation technology;automobile machinery control;application function;safety technology;comfort

中圖分類號(hào)：TP2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0231-02

0? 引言

我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)日臻成熟，現(xiàn)已在多個(gè)領(lǐng)域得到大力推廣和積極應(yīng)用，特別是在機(jī)械制造行業(yè)迸發(fā)出強(qiáng)勁的活力。現(xiàn)階段，汽車(chē)制造呈現(xiàn)出明顯的自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的依賴程度進(jìn)一步提高。汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中靈活合理地應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，既能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，為人們帶來(lái)安全舒適的駕駛體驗(yàn)，也能夠增強(qiáng)汽車(chē)操作的便捷性，提高汽車(chē)反應(yīng)和控制速度，使得汽車(chē)的安全性能得到有效保障。自動(dòng)化智能化是汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，本文以自動(dòng)化技術(shù)為突破口，深入細(xì)致地分析了自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)穩(wěn)健持續(xù)發(fā)展。

1? 自動(dòng)化技術(shù)概述

1.1 自動(dòng)化技術(shù)的含義

自動(dòng)化技術(shù)并非單純地指某一種技術(shù)，而是融合了系統(tǒng)工程、自動(dòng)控制技術(shù)等在內(nèi)的多門(mén)不同技術(shù)，其核心特征是動(dòng)態(tài)化、智能化，借助控制自動(dòng)化系統(tǒng)可以比較準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行時(shí)存在問(wèn)題和異常，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的全面化、持續(xù)化、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，可以將監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的各種異常或者故障信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地告警于工作人員，促進(jìn)機(jī)器故障得到及時(shí)消除，保證機(jī)器安全穩(wěn)定地運(yùn)行[1]。

1.2 自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中應(yīng)用概況

在計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等一系列新興技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式發(fā)生了顯著變化，越來(lái)越多行業(yè)、領(lǐng)域通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)比自動(dòng)化控制生產(chǎn)。在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)扮演著極其重要的角色，設(shè)計(jì)人員在綜合考慮成本、生產(chǎn)技術(shù)、制造工藝、消費(fèi)者需求等各方面因素的基礎(chǔ)上，研發(fā)出功能完善、性能可靠、操作便捷的系統(tǒng)軟件。先進(jìn)成熟的自動(dòng)化技術(shù)可以將保存至工作站中的數(shù)據(jù)定時(shí)或者實(shí)時(shí)地傳輸至局域網(wǎng)內(nèi)，由此完成信息的自動(dòng)化傳輸和實(shí)時(shí)化共享。

2? 自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中的功能

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)

在汽車(chē)的特定位置安裝傳感器，比如在汽車(chē)輪胎上安裝速度傳感器，在汽車(chē)的水箱上安裝溫度傳感器，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水箱溫度、汽車(chē)行駛速度等重要數(shù)據(jù)的全面化、動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化采集，將采集到的信息準(zhǔn)確及時(shí)地傳輸至汽車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，便于工作人員全面準(zhǔn)確地了解汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)及性能狀態(tài)。自動(dòng)化控制體系實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地采集并記錄信息的這一應(yīng)用功能在測(cè)試汽車(chē)運(yùn)行性能方面應(yīng)用前景廣泛。目前，該功能已在汽車(chē)改裝領(lǐng)域得到大力推廣和積極應(yīng)用，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)改裝車(chē)輛行駛狀態(tài)及相關(guān)信息的實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)傳輸，為工作人員調(diào)試汽車(chē)提供了重要依據(jù)。

2.2 檢查并排除汽車(chē)故障

汽車(chē)構(gòu)造繁瑣，運(yùn)行系統(tǒng)更是復(fù)雜，而這也就直接造成了汽車(chē)在行駛過(guò)程中的某些異常或者問(wèn)題無(wú)法被人們及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)ζ?chē)在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的各種狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地記錄和快速傳輸及有效分析，一旦自動(dòng)化控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到汽車(chē)在行駛過(guò)程中的運(yùn)行信息存在問(wèn)題，就能夠及時(shí)向駕駛員及相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)，有助于防止駕駛員由于汽車(chē)運(yùn)行異常而發(fā)生安全事故。而在傳統(tǒng)的汽車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)下，工作人員往往只能通過(guò)手工處理的方法逐一排查和排除故障，受各方面因素的影響，工作人員往往無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的診斷故障，也難以采取有效措施排除故障。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，工作人員能夠通過(guò)對(duì)汽車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的整理和分析快速準(zhǔn)確地鎖定汽車(chē)故障，及時(shí)明確其具體成因，便于工作人員采取有效方法排除故障，提高故障排除效率[2]。

3? 自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 智能感知技術(shù)的應(yīng)用

汽車(chē)的自動(dòng)化發(fā)展對(duì)自動(dòng)感知能力及實(shí)時(shí)預(yù)警提出了更高要求。所以，在汽車(chē)機(jī)械控制自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)中，智能感知和預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)得到靈活合理地應(yīng)用，即通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地收集汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)及其所在環(huán)境等各種重要信息，根據(jù)獲取的信息作出準(zhǔn)確合理的判斷，繼而進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。現(xiàn)階段，得益于科研人員的不懈探索和持續(xù)努力，在汽車(chē)智能化感知與預(yù)警系統(tǒng)中，不僅初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)碰撞的有效預(yù)警，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)司機(jī)操作狀態(tài)的實(shí)時(shí)化、靈敏化感知。在汽車(chē)碰撞系統(tǒng)中，如果汽車(chē)即將與其他物體或者人發(fā)生碰撞，那么汽車(chē)能夠根據(jù)其采集到的各種信息進(jìn)行提前預(yù)警，在此過(guò)程中，也能夠?qū)?chē)道偏離、行人檢測(cè)等實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效地感知，及時(shí)發(fā)出告警通知，以此保證并增強(qiáng)汽車(chē)駕駛的安全性、可靠性。駕駛員狀態(tài)感知系統(tǒng)在保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)λ緳C(jī)在駕駛過(guò)程中開(kāi)展的各種活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地感知，比如疲勞駕駛感知等，有助于保證汽車(chē)安全行駛。

3.2 主動(dòng)安全技術(shù)的應(yīng)用

作為自動(dòng)化技術(shù)體系中不可或缺的重要構(gòu)成，主動(dòng)安全技術(shù)在避免汽車(chē)發(fā)生交通事故方面發(fā)揮著極其重要的作用，該技術(shù)的作用機(jī)制并不復(fù)雜，主要是指在自動(dòng)化系統(tǒng)中，按照相關(guān)流程或者要求對(duì)安全功能進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)置，這樣就能夠保證汽車(chē)在行駛過(guò)程中遭遇到的各種安全事故能夠得到及時(shí)妥善地處理，盡可能地降低交通事故發(fā)生率。汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)是一個(gè)由多類子系統(tǒng)共同構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，譬如懸架系統(tǒng)、預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，自動(dòng)化技術(shù)能夠被巧妙靈活地應(yīng)用于不同類型的系統(tǒng)之中。將主動(dòng)安全自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于制動(dòng)防抱死系統(tǒng)會(huì)中，既能夠有效縮短剎車(chē)距離，還能夠避免車(chē)輛失控，保證汽車(chē)行駛安全。將主動(dòng)安全技術(shù)應(yīng)用于傳感系統(tǒng)之中，能夠?qū)ζ?chē)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化、持續(xù)化監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)⑵浔O(jiān)測(cè)到的狀態(tài)和信息進(jìn)行全面準(zhǔn)確地記錄，一旦察覺(jué)采集到的數(shù)據(jù)信息存在異常，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，將汽車(chē)行駛中遇到的各種風(fēng)險(xiǎn)控制到最低[3]。

3.3 自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用

隨著自動(dòng)化技術(shù)的日臻成熟及廣泛應(yīng)用，很多汽車(chē)廠商投入大量人力和資金積極研發(fā)并完善自動(dòng)駕駛功能，許多高檔品牌的汽車(chē)已初步實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)自動(dòng)駕駛功能。所謂的自動(dòng)駕駛技術(shù)主要指的是通過(guò)功能強(qiáng)大、操作便捷、性能可靠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)化、持續(xù)化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化操控，為駕駛?cè)藛T帶來(lái)與眾不同的駕駛體驗(yàn)。目前，大多數(shù)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及汽車(chē)行駛狀態(tài)進(jìn)行合理調(diào)整，比如，能夠自動(dòng)跟車(chē)、安全控制車(chē)距等，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用前景廣闊。

3.4 汽車(chē)輔助駕駛技術(shù)的應(yīng)用

縱觀國(guó)內(nèi)很多智能汽車(chē)均靈活合理地引入并應(yīng)用了輔助駕駛系統(tǒng)，以此使得汽車(chē)自動(dòng)化控制功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，其控制性能也得到明顯改善。汽車(chē)輔助駕駛技術(shù)主要指的是根據(jù)獲取到的汽車(chē)運(yùn)行信息作出理智化、智能化決策。無(wú)論是輔助駕駛功能的實(shí)現(xiàn)，還是駕駛警示功能的實(shí)現(xiàn)，均能夠?yàn)樗緳C(jī)帶來(lái)獨(dú)特的輔助駕駛體驗(yàn)。一般來(lái)講，輔助駕駛技術(shù)的引入和使用能夠使得汽車(chē)具有自動(dòng)巡航、自動(dòng)跟蹤等相關(guān)功能，有助于減輕駕駛員的行駛壓力，也能夠增強(qiáng)汽車(chē)行駛的安全性和可靠性。汽車(chē)輔助駕駛技術(shù)應(yīng)用于智能化汽車(chē)的前景非常廣闊，相信該技術(shù)在汽車(chē)未來(lái)發(fā)展中勢(shì)必會(huì)得到廣泛深入地應(yīng)用[4]。

3.5 汽車(chē)底盤(pán)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，底盤(pán)控制系統(tǒng)占據(jù)著舉足輕重的地位，而這也就意味著底盤(pán)控制系統(tǒng)在汽車(chē)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著極其重要的作用。概括來(lái)講，該系統(tǒng)主要經(jīng)歷了下述三個(gè)時(shí)期：一是對(duì)車(chē)輛的控制，其主要目的是進(jìn)一步改善汽車(chē)的動(dòng)車(chē)性能，在此時(shí)期，相關(guān)科研人員憑借著不懈探索和深入研究推出了包括四輪驅(qū)動(dòng)、防抱死制動(dòng)統(tǒng)等在內(nèi)的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，使得汽車(chē)的動(dòng)態(tài)性能相較之前得到明顯改善，尤其是防抱死智能系統(tǒng)，現(xiàn)已在各類車(chē)輛的生產(chǎn)制造中得到全面推廣，有助于避免出現(xiàn)汽車(chē)失控的情況。另外，部分車(chē)商在汽車(chē)底盤(pán)的合適位置安裝了穩(wěn)定桿連桿，以此減弱汽車(chē)振動(dòng)程度，提高人們的乘車(chē)舒適度。二是通過(guò)電子元件實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)機(jī)械的半自動(dòng)化或者自動(dòng)化控制，利用特定的電子元件對(duì)汽車(chē)的行駛狀態(tài)進(jìn)行全面準(zhǔn)細(xì)致地監(jiān)測(cè)，將采集到的信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地傳輸至系統(tǒng)，并做進(jìn)一步處理和分析。三是智能化機(jī)械控制，通過(guò)激光雷達(dá)等相關(guān)裝置完成對(duì)車(chē)輛行駛外部環(huán)境的精準(zhǔn)化、動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車(chē)行駛過(guò)程中所遇到的障礙物，提前預(yù)警，保障汽車(chē)行駛安全。在此時(shí)期，碰撞緩沖系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，有助于保障駕駛員及乘客安全[5]。

4? 結(jié)語(yǔ)

作為汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)的靈活應(yīng)用有助于降低汽車(chē)生產(chǎn)成本，促進(jìn)汽車(chē)生產(chǎn)效率大幅提升，汽車(chē)智能化發(fā)展是不可阻擋的發(fā)展潮流。所以，我國(guó)各相關(guān)部門(mén)應(yīng)增強(qiáng)自主創(chuàng)新意識(shí)，加大自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)力度，全面提升和改進(jìn)現(xiàn)有自動(dòng)化技術(shù)，促其逐步朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向發(fā)展，在改善汽車(chē)綜合性能、豐富汽車(chē)功能的基礎(chǔ)上為居民安全出行保駕護(hù)航。

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