自动化技术在汽车机械控制系统中应用研究

郭建青

摘要： 随着科学技术迅速发展，自动化技术成为了许多领域的未来发展方向。尤其是在汽车领域，近年来关于将自动化技术应用到汽车机械控制系统中的研究越来越多。尤其是在5G技术开展的如火如荼的近几年，对高智能、高自动化汽车驾驶的构想越来越多，人们都在期待高智能化技术能够应用于汽车的自动驾驶当中。将自动化技术应用于汽车机械控制系统，不仅能够为用户提供更加智能，更加便捷的驾驶环境，也能为整个汽车领域和汽车企业带来更好的经济效益。本文将从自动化技术的应用现状出发，分析当前自动化技术在汽车机械控制系统中的应用难题，并探讨解决问题的方法。

Abstract： With the rapid development of science and technology， automation technology has become the future development direction of many fields. Especially in the automotive field， there have been more and more researches on the application of automation technology to automotive mechanical control systems in recent years. Especially in the recent years when 5G technology is in full swing， there are more and more ideas for high-intelligence and high-automation automobile driving， and people are expecting that high-intelligence technology can be applied to the automatic driving of automobiles. The application of automation technology to automotive machinery control systems can not only provide users with a more intelligent and convenient driving environment， but also bring better economic benefits to the entire automotive field and automotive companies. This article will start from the application status of automation technology， analyze the application problems of current automation technology in automobile machinery control system， and discuss the methods to solve the problems.

关键词： 自动化技术;汽车机械控制系统;应用研究

Key words： automation technology;automobile machinery control system;application research

中图分类号：TP29;U472.43                                   文献标识码：A                             文章编号：1674-957X（2021）18-0225-02

0  引言

随着科学技术的发展，自动化技术已经越来越贴近大众生活，应用于包括机械制造等生活生产的方方面面。伴随着5G技术的出现，人们对完全自动驾驶汽车的盼望达到了新的巅峰，为了抢先占据这一市场份额，形成强有力的核心竞争能力，各大汽车企业都在自动驾驶领域投入了大量的资金以做研究。当前汽车领域已经不只满足于追求外观和性能，自动驾驶成为了各大汽车企业的竞争热点，这对广大的汽车机械控制工作者有了更高的要求，设计工作者不仅要考虑经济效益，还要调查和研究市场反馈，力图用更高新的科技为消费者提供更舒适安全的驾驶条件。这种对驾驶环境的追求越来越成为整个市场的发展方向，自动化技术也得到更多的重视和研究。

1  自动化技术的应用

在当前的汽车行业领域当中，自动化技术被广泛运用于汽车零部件制造和汽车组装，对汽车机械控制系统自动化的研究还在初级阶段。随着信息技术的高速发展，计算机技术已经在很大程度上取代了传统的驾驶机制，导航系统和语音系统已经成为整个汽车行业的常态。通过在汽车机械自动控制系統上应用单片机技术和信息化技术，用计算机采集和分析数据，用计算机发送执行口令，许多领头的汽车行业已经实现了半自动化驾驶。例如，市场上的很大一部分汽车已经能够实现对周围环境的探查以及对驾驶安全的判断。在汽车控制系统中熔入自动化技术，不仅能够减少能源损耗，还能提高汽车运行效率，是汽车行业的一大进步。此外随着汽车行业竞争越来越激烈，技术革新，技术创新已经成为汽车企业占据市场份额的主要阵地，为了提高自身的市场核心竞争力，许多企业都将研发汽车机械控制系统的自动化作为核心板块。

1.1 汽车机械控制系统功能模块  ①监测板块。由自动化技术提供技术支撑当前的汽车机械控制系统，已经能够实现实时监测。实时监测这个功能模块，可以帮助操作者整合数据信息。在强大的计算机系统支持下，可以将所监测的数据进行储存和分析，并依据客户需要转换成信息输出。依据时间操作的传输方法或者电路的运行频率数，可以分析出当前汽车实时运行状态，并将这些精妙的数据转化成客户能够看懂的简单信息，可以有效提高操作者对汽车的了解，提高汽车使用的安全性和便捷性。例如，汽车的油温，散热情况，汽车的马达运行数据等等。②安全机制。当前汽车机械控制系统中的自动化技术在使用时会将系统的访问权限设置成不同的等级，根据不同的等级可以设置不同的操作密码。通过严格的密码解锁权限的操作方式，可以满足驾驶者、维修者、原厂家等不同层级的操作者的工作需求，保证了汽车系统的安全性。

1.2 汽车机械控制系统组成模块  ①汽车传感器。传感器模块主要用于采集车辆运行的信息并生成信息报告。在传感器模块当中融入自动化技术，可以完成信息的精确采集和信息按需发送，减少了不必要的信息发送环节，能够有效提高传感器模块的运行效率。此外将自动化技术应用于传感器中，还能够提升整个传感系统的安全性，使传感系统运行更加稳定高效。②电源管理。电源管理模块是整个汽车机械控制系统的重中之重，它保障着整个系统的运行，这个模块的稳定和安全直接影响着控制系统的运行情况。汽车整个机械控制系统有许多个模块组成，各组块之间所需电压和消耗电流完全不同，因此不同模块之间对应着不同的供电需求，这要求供电设计人员在设计时要考虑如何科学供电，在设计控制电路时必须配备包括5V，12V，6V等在内的不同电压，并且为常用的5V电压设置稳定电路的方法，在选择芯片时，也要兼顾芯片的高效性和经济成本。③电机驱动。电机驱动影响着包括加速、制动灯等在内的汽车后轮电机控制性能，保障着汽车运行的动力来源。随着汽车行业的发展，汽车对驱动电机性能的要求也越来越高。在体积上要求驱动电机的体积，要尽可能的小，质量要尽可能轻，除此之外还要让各装置的各元器件尽可能集中，以达到节省空间的效果。驱动电机的效率要求也越来越高，要求经得起启动，加速，减速制动等操作方式的频繁改变。同时，对于电机驱动模块的安全性和可靠性要求也在提高，要求自动化技术在其中的应用要达到具有自动调速、自动减排等功能。近年来节能减排高效安全成为电机驱动主要发展趋势。总结起来，自动化技术在汽车机械控制中主要应用于系统控制和结构系统两大方面，系统控制主要包括发动机控制与变速器，结构系统主要包括电控单元和传感器。自动化技术在其中的应用，不仅能够保证汽车在不同环境不同状态下的稳定运行，还能很大程度上提升驾驶员的操作体验。除此之外，自动化技术应用于自动车窗，自动座椅，安全气囊等方面还能进一步提高汽车驾驶的安全性和舒适度。

2  自动化技术在汽车机械控制系统中的应用问题

根据数据显示，我国汽车行业自动化技术已经逐渐迈向智能自动化技术阶段。我国将汽车自动驾驶分为6个等级，最高等级为完全自动驾驶。当前的信息技术与汽车制造技术还不能保证完全驾驶技术的安全，因此国内外对当前汽车机械控制系统中存在的问题研究很多。

2.1 設备维修施工问题  当汽车机械控制系统出现问题时，相应的维修人员应当针对自动化控制过程中所发生的故障进行深入研究分析并找出导致故障发生的根本原因。探究在自动化过程中出现问题的具体原因，主要是由于维修和施工现场安全监管不够到位，以及相关工作人员缺乏对施工维修工作的重视。尤其是许多安全管理人员由于缺乏相关的自动化技术知识和自动化技术问题处理经验，只凭借自己的想法对故障进行处理，容易造成安全隐患。

2.2 自动化控制存在不足  影响汽车驾驶自动化程度的最大因素之一就是计算机的运行效率和信息的传输效率，当前的信息技术还不能满足完全自动化驾驶对信息低延迟、高精度的要求，导致当前的汽车机械控制系统仍然处于弱自动化阶段。近年来5G技术的发展为汽车自动化驾驶带来了新的期待和希望。

2.3 自动化技术维修费用过高  维修费用过高也是制约自动化广泛运用的因素之一。自动化技术是一种高新技术，通过精密的自动化设备完成对汽车机械控制系统的改善，提高其安全性和可靠性。但自动化技术在维修和升级过程中技术难度较大，对技术人员以及维修机械要求过高，导致自动化技术维修费用居高不下。虽然自动化技术在维修和升级的工作量上较少，但与传统维修技术相比，自动化技术维修费用仍然远高于传统维修技术。

3  汽车智能自动化技术应用

汽车自动化技术在最近一两年内又进行了智能化升级，为汽车带来更多的使用功能，更简单的操作系统，更安全的汽车保障，和更便利的信息查询。

3.1 突发问题的处理  智能自动化技术是汽车技术和电子技术的结合，当代电子技术可以通过高智能全程监测汽车安全，当汽车在驾驶过程中遇到突发情况时，智能自动化技术可以在最短时间内，通过信息运算和仿真模拟为当前的突发问题找到合适的解决方法，这不仅增加了驾驶员的容错概率，还能有效避免事故恶化，能够最大程度控制突发事故造成的损失，保障驾驶人员和行人生命财产安全。除此之外，自动化技术还未广泛运用于汽车变速箱，在遇到突发状况时，能够为驾驶人员提供最大的刹车便利，减少安全事故的发生。

3.2 全面掌握汽车内外部情况  智能自动化技术已经能够实现对实时路况和汽车实时运行状况的监测，不仅能够精准分析汽车运行数据，还能形成对驾驶人员的数据库，准确分析当前的驾驶情况，实时反馈车外路况和车内驾驶状况，以达到减少安全隐患的效果。以汽车后视镜为例，当前许多运用有自动化技术的汽车后视镜都摒弃了以往手动调整的方式，可以根据驾驶人员的坐姿等实际情况自动调整后视镜角度，避免驾驶员出现视野盲区等问题，小小的自动化成果对驾驶安全的影响却是很大的。

3.3 提升驾驶体验  驾驶细节是影响驾驶员驾驶体验的主要因素，包括驾驶操作是否顺滑，驾驶环境是否舒适等等。自动化技术减少了很多的手动操作，简化了很多驾驶步骤，例如汽车从手动挡升级为自动挡，很大程度上减少了汽车驾驶的操作难度，增加了驾驶员的容错，提升了汽车的舒适程度。除了操作上的驾驶体验提升之外，自动化技术也带来了驾驶环境的升级。以空气检测为例，空气质量影响着驾驶人员和乘坐人员的舒适度和身体健康，空气检测技术能够实时监控汽车内部空气，对空气质量下降发出提示，并为驾驶人员提供了一键换气的功能，为驾驶人员和乘坐人员提供了空气质量保证。

4  汽车领域自动化技术应用方向

当前的自动化技术仍然存在不足，具有广泛的进步空间。未来的自动化技术发展应当不断完善管理系统，加大对人工智能领域的研究投入，将设备管理的效率和质量做到最大化。未来的自动化技术应用领域还应当注重控制有效性的提高，与传统控制技术相比，自动化技术拥有出众的精度表现和效率表现，在未来应用过程中，应当更加注重工作人员对智能技术的控制能力。除此之外，自动化技术在汽车机械控制系统中的应用，还应当注重异常情况的检测力度，除了提高自动化技术处理安全事故的能力之外，也要重视无人化操作技术的安全性监测。完全自动驾驶汽車的时间，不仅要依靠人工智能，还要依靠云计算大数据和边缘计算物联网连接等等关键技术。就当前的技术水平来说，不需要人类监管和操作的自动驾驶汽车是不可能存在的。需要依靠更强大的信息技术，在最大程度上减少信息传递的延迟，以帮助汽车实现更精准的环境探测、更智能的自动驾驶操作、更安全的实时监控和安全保障系统。

5  总结

我国将自动驾驶分为6个等级，当前市面上售卖的汽车都处于自动驾驶的初级阶段，暴露出我国在自动化技术上还有未攻克的难题。在科技不断进步过程中，汽车领域也将随着信息时代的潮流不断实现高智能化。

参考文献：

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