汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的整合運(yùn)用研究

謝振

摘 要：現(xiàn)如今，機(jī)械生產(chǎn)朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中，不僅能為客戶(hù)創(chuàng)造較多便利條件，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性可以得到根本保障。文章在闡述基于自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)功能模塊基礎(chǔ)上，較為詳細(xì)的探究自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、診斷與排除故障、調(diào)控機(jī)械系統(tǒng)、控制安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)等諸多方面的應(yīng)用，并探究其未來(lái)幾年的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：汽車(chē) 機(jī)械控制系統(tǒng) 自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用策略

自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種新科技，也是從現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展而來(lái)的一種嶄新學(xué)科，現(xiàn)如今該項(xiàng)技術(shù)已融合至多個(gè)領(lǐng)域中，給人們生產(chǎn)、生活均創(chuàng)造很大便利條件。機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中積極采用自動(dòng)化技術(shù)，將是該類(lèi)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的主流方向，自動(dòng)化技術(shù)能促進(jìn)系統(tǒng)功能升級(jí)改造過(guò)程，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，協(xié)助汽車(chē)制造行業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。汽車(chē)現(xiàn)代化迎合了新時(shí)代發(fā)展的潮流，也是落實(shí)節(jié)能減排的重要舉措之一，在汽車(chē)行業(yè)內(nèi)推廣自動(dòng)化技術(shù)具有戰(zhàn)略性意義。

1 基于自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)功能分析

1.1 中央控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是以微型計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐建設(shè)的，微型計(jì)算機(jī)有運(yùn)行狀態(tài)安穩(wěn)、功能多樣化及接口數(shù)目可擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠較好的滿(mǎn)足不同操作水平駕駛員的現(xiàn)實(shí)操控需求。將中央控制系統(tǒng)用于汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，可以明顯的提升控制系統(tǒng)的響應(yīng)快捷性與控制準(zhǔn)確度。中央控制系統(tǒng)自體運(yùn)轉(zhuǎn)階段，能有效、全面的處置傳感器采集到的各種數(shù)據(jù)資料，若形成任何異常情況，則將會(huì)通過(guò)中央控制系統(tǒng)報(bào)警功能快速動(dòng)作，從根本上保證車(chē)輛的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，提升汽車(chē)的安全性能[1]。

1.2 傳感器

傳感器為機(jī)械控制系統(tǒng)的重要組成部分，駕駛?cè)藛T通過(guò)傳感器采集的信息能實(shí)時(shí)了解到汽車(chē)真實(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，傳感器有一定監(jiān)控功能。將傳感器整合至控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，期通過(guò)兩種形式傳送信息，一是基于頻分制的傳導(dǎo)路徑，基于該類(lèi)路徑傳送資料能減少信號(hào)混淆情況發(fā)生率，主要是由于其持有特定的信號(hào)頻率，且其故障率發(fā)生率還處于較低水平，結(jié)構(gòu)樣式也有簡(jiǎn)潔化特征，為檢查、維修等工作開(kāi)展創(chuàng)造了很大便利條件，這是其廣泛應(yīng)用的重要原因之一;第二種是依照時(shí)間傳輸信息。利用自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)出的傳感器系統(tǒng)，能較有效的監(jiān)測(cè)、調(diào)控汽車(chē)輪胎壓力、行駛速度、油箱溫度油及干濕度等諸多指標(biāo)，將實(shí)際監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)參數(shù)做比較分析，進(jìn)而更全面的了解汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，更精確的做出變化和調(diào)整。

2 自動(dòng)化技術(shù)在汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中實(shí)踐應(yīng)用

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況

大量生產(chǎn)實(shí)踐表明[2]，自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到汽車(chē)控制系統(tǒng)中，，能明顯降低人力、物力的耗用量，強(qiáng)化各項(xiàng)檢測(cè)流程的簡(jiǎn)潔性，以上是促進(jìn)控制系統(tǒng)安穩(wěn)、有效運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。自動(dòng)化技術(shù)可以全面、精準(zhǔn)感知汽車(chē)內(nèi)各系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，判斷起是否存有異常，針對(duì)采獲到的信息，與系統(tǒng)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做對(duì)比，若確定其偏差超出限定值，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸動(dòng)報(bào)警設(shè)施，通過(guò)儀表或者顯示屏提醒駕駛員。比如，系統(tǒng)能精確的將汽車(chē)壓力、溫度及速度等諸多信息傳遞給駕駛員，協(xié)助他們動(dòng)態(tài)化了解與掌握車(chē)輛真實(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，及時(shí)做出有關(guān)決策，力爭(zhēng)將安全事故發(fā)生率降至最低。

2.2 診斷與排除系統(tǒng)故障

自動(dòng)化技術(shù)是一種集成度較高的科技，整合至汽車(chē)運(yùn)行中，能精確辨識(shí)出系統(tǒng)故障位點(diǎn)，早期判斷潛在的故障類(lèi)型，結(jié)合前期設(shè)定好的處理辦法，智能化解除。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用階段，能較明顯的強(qiáng)化控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、診斷及排除部分意外狀況，使汽車(chē)安穩(wěn)運(yùn)行過(guò)程獲得強(qiáng)大的技術(shù)支持。比如，裝配了直接胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的車(chē)輛，若汽車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)階段右側(cè)前輪胎壓下降時(shí)，則安設(shè)于右前輪內(nèi)傳感器就會(huì)將檢測(cè)時(shí)采集的信號(hào)智能傳送給機(jī)械控制系統(tǒng)，比較實(shí)際胎壓和標(biāo)準(zhǔn)胎壓值，若實(shí)測(cè)胎壓超出設(shè)定的上限值，系統(tǒng)則將會(huì)傳遞出預(yù)警信號(hào)，解讀成因，比如可能是車(chē)輪漏氣造成的，并把相關(guān)指令傳送給駕駛員，告知駕駛員需要立即停車(chē)檢查[3]。

自動(dòng)化技術(shù)在維修汽車(chē)故障問(wèn)題方面也表現(xiàn)出較好效能。過(guò)往，汽車(chē)行駛階段發(fā)生故障時(shí)，檢修人員很難在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確探查到故障位點(diǎn)，故障檢測(cè)時(shí)耗用大量時(shí)間與精力，甚至進(jìn)行大范圍拆卸、組裝，從某種程度上分析，傳統(tǒng)檢修方法對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性形成一定損傷。而基于自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)展汽車(chē)故障檢修工作，能利用計(jì)算機(jī)設(shè)備精確定位故障點(diǎn)，明顯降低修理時(shí)間成本，提高工效，延長(zhǎng)汽車(chē)的使用年限。

2.3 高效率調(diào)控機(jī)械系統(tǒng)

駕駛及操控汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程，駕駛員容易陷入疲勞狀態(tài)，這樣就難以保證能精確操控汽車(chē)，很可能對(duì)車(chē)輛造成損傷，情節(jié)嚴(yán)重時(shí)危及駕駛員的生命安全。不合理操控汽車(chē)，也會(huì)增加能源消耗，同時(shí)會(huì)形成大量污物污染空氣氣體。將機(jī)械控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能促進(jìn)汽車(chē)安穩(wěn)、順利運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，規(guī)避了很多繁多且無(wú)實(shí)用價(jià)值的操作。自動(dòng)化技術(shù)可以智能化控制汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)[4]。例如，增設(shè)智能化控制燃油噴射設(shè)施，其運(yùn)行原理就是基于傳感器監(jiān)測(cè)氣缸中混合氣狀態(tài)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比始終能維持最適狀態(tài)，減少油耗量。否則，未能充分燃燒的混合氣將會(huì)形成大量積碳，部分會(huì)吸附于前氧傳感器表層，降低感應(yīng)敏捷性，導(dǎo)致ECU無(wú)法快捷、準(zhǔn)確接收尾氣內(nèi)氧濃度信號(hào)，ECU也無(wú)法精確調(diào)控噴油量，增加車(chē)輛運(yùn)作階段的油耗量。再如，為整體調(diào)控轉(zhuǎn)速、水溫、油溫等參數(shù)，研發(fā)智能點(diǎn)火技術(shù)，起也能減少能源的耗用量。

2.4 設(shè)計(jì)汽車(chē)機(jī)械控制安全系統(tǒng)

保證汽車(chē)安穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，是控制系統(tǒng)的重要職責(zé)，將自動(dòng)化技術(shù)整合至控制系統(tǒng)內(nèi)，可以在車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)階段，對(duì)安全信息及時(shí)做出反饋。行車(chē)階段若發(fā)生危險(xiǎn)事故時(shí)，安全機(jī)制設(shè)計(jì)系統(tǒng)還能結(jié)合危險(xiǎn)事故級(jí)別，采用差異性的解除方案。

自動(dòng)化技術(shù)整合至控制系統(tǒng)中，能規(guī)避汽車(chē)加速狀態(tài)下有效規(guī)避驅(qū)動(dòng)輪打滑問(wèn)題，汽車(chē)緊急剎車(chē)環(huán)節(jié)，若僅依賴(lài)踩剎車(chē)動(dòng)作則很難有效規(guī)避交通事故，ABS防抱死系統(tǒng)就是為應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全過(guò)程調(diào)控汽車(chē)的剎車(chē)力度，即便駕駛員在慌亂中剎車(chē)操作欠缺規(guī)范性，也能將車(chē)輛、人員的損傷程度降至最低[5]。目前大部分車(chē)輛安裝了車(chē)輛碰撞預(yù)警裝置系統(tǒng)可以為駕駛員提供預(yù)警信號(hào)的功能，若有行人橫穿馬路，那么安裝于汽車(chē)保險(xiǎn)杠上的超聲波傳感器便會(huì)自動(dòng)檢測(cè)與發(fā)出警示信號(hào)，對(duì)駕駛員安全駕駛有一定督促作用?，F(xiàn)如今，該種預(yù)警技術(shù)在福特汽車(chē)金牛座、長(zhǎng)安CS75等車(chē)型中均有較廣泛應(yīng)用，明顯提升了車(chē)輛行駛過(guò)程的安全性。

2.5 健全汽車(chē)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)

在規(guī)劃設(shè)計(jì)機(jī)械控制系統(tǒng)的配電時(shí)，一定要整體考慮其應(yīng)用過(guò)程的安全性與可靠性。在配電線路具體設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)結(jié)合線路現(xiàn)實(shí)的載荷狀態(tài)，基于差異化的補(bǔ)償方法完善配電線路設(shè)計(jì)水平[6]。比如，在小負(fù)荷工況下，推薦使用靜態(tài)補(bǔ)償法完善配電線路設(shè)計(jì)效果;而在重載條件下，推薦使用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償法優(yōu)化設(shè)計(jì)配電線路。同時(shí)，為減少電能的損耗量，降低汽車(chē)電力的負(fù)載，在設(shè)計(jì)配電時(shí)還需考慮線路電阻形成的影響，電能損耗量和阻值大小存在正相關(guān)性。為降低導(dǎo)線電阻值，建議優(yōu)選性?xún)r(jià)比較高的材料，以減少線路能耗量，析降低導(dǎo)線電阻，同時(shí)選擇性?xún)r(jià)比較高的材料，減少電能損耗量，優(yōu)化配電系統(tǒng)。

3 汽車(chē)機(jī)械控制系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?/p>

現(xiàn)如今，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，廣大群眾物質(zhì)生活水平有很大改善，私家車(chē)數(shù)目有逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，這在很大程度推動(dòng)了中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)快速發(fā)展進(jìn)程。經(jīng)濟(jì)全球化大格局下，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展深度逐漸拓展，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)白熾化。國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)在后續(xù)發(fā)展階段更應(yīng)加大自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用力度，進(jìn)而更好的迎合經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)作需求，這樣企業(yè)方能在激烈的市場(chǎng)環(huán)境中獲得更強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。尤其是現(xiàn)代汽車(chē)市場(chǎng)需求的多元化，提示我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)應(yīng)將自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮至最大化，積極朝著智能化、集成化、自動(dòng)化方向進(jìn)軍，更好的滿(mǎn)足現(xiàn)代群體的個(gè)性化需求，機(jī)械控制系統(tǒng)為汽車(chē)的重要構(gòu)成，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平是影響系統(tǒng)功能發(fā)揮程度的主要因素，創(chuàng)新發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)，一方面能提升汽車(chē)可靠性，另一方面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)安寧、和諧運(yùn)作也有促進(jìn)作用，規(guī)避各種嚴(yán)重交通意外事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化技術(shù)是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展中形成的產(chǎn)物，其對(duì)機(jī)械生產(chǎn)與汽車(chē)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展有很大促進(jìn)作用。盡管自動(dòng)化技術(shù)在國(guó)內(nèi)各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用歷程較為短暫，但未來(lái)幾年中期發(fā)展態(tài)勢(shì)將會(huì)是一片大好，明顯提升汽車(chē)制造業(yè)的生產(chǎn)效率，明顯降低汽車(chē)的生產(chǎn)與管理成本，協(xié)助汽車(chē)制造企業(yè)獲得更高經(jīng)濟(jì)效益。

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