基于自動(dòng)控制系統(tǒng)的汽車(chē)電子電工應(yīng)用研究

韓承志

（武漢理工大學(xué)，湖北 武漢430000）

1 引言

近年來(lái)，中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，人們的物質(zhì)生活水平不斷改善和提高，人們的居住條件和飲食不斷改善，目前人均汽車(chē)保有量快速增長(zhǎng)，這也成為推動(dòng)目前汽車(chē)行業(yè)蓬勃發(fā)展的動(dòng)力。汽車(chē)制造技術(shù)在不斷提高的同時(shí)，為了滿足人們對(duì)汽車(chē)性能和舒適性的要求，電子電工技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)中廣泛融入和深入應(yīng)用。而此技術(shù)的應(yīng)用給汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)變革，推動(dòng)著汽車(chē)行業(yè)向電子化方向發(fā)展，也成為汽車(chē)發(fā)展歷史上重要的里程碑。目前隨著電子電工技術(shù)快速發(fā)展，電子電工技術(shù)應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)，完善著汽車(chē)內(nèi)部各個(gè)零部件的作用，獨(dú)立控制和操作著各個(gè)控制系統(tǒng)。但是在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)的同時(shí)，也需要在未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展變革中，解決如何利用此系統(tǒng)下的電子電工技術(shù)來(lái)推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)繼續(xù)變革并滿足其發(fā)展需求的問(wèn)題。

2 汽車(chē)電子電工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

自20 世紀(jì)50 年代電子電工技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)以來(lái)，此技術(shù)的作用也從改善各個(gè)零部件向持續(xù)提高汽車(chē)的整體性能和舒適性、滿足目前不斷提高節(jié)能減排等環(huán)保要求的方向發(fā)展。各項(xiàng)電子電工技術(shù)應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)中，在不斷提升汽車(chē)整體性能、功能以及控制等方面的同時(shí)，也通過(guò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合對(duì)數(shù)據(jù)起到反饋?zhàn)饔?，通過(guò)合理改進(jìn)汽車(chē)的構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行效率的優(yōu)化，起到降低油耗的作用。不斷研究清潔型能源的應(yīng)用來(lái)降低汽車(chē)尾氣對(duì)大氣環(huán)境造成的污染和破壞，并且通過(guò)應(yīng)用傳感器技術(shù)來(lái)控制和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，在對(duì)廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用的同時(shí)，降低其中的碳化物。此外，汽車(chē)制作過(guò)程中應(yīng)用電子電工技術(shù)可以使汽車(chē)的各個(gè)方面更加符合人體力學(xué)，使汽車(chē)在使用過(guò)程中更加舒適。同時(shí)不斷改善和提升其安全性能，通過(guò)提前警示或者對(duì)突發(fā)狀況的主動(dòng)規(guī)避和控制，減少汽車(chē)使用過(guò)程中出現(xiàn)的交通意外，提升汽車(chē)行駛過(guò)程中的安全性能。綜上所述，在汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，應(yīng)用電子電工技術(shù)可以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的全面優(yōu)化，極大地提升其整體性能。

3 制約汽車(chē)電子電工發(fā)展的因素

中國(guó)改革開(kāi)放這40 年來(lái)，中國(guó)在不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)推動(dòng)著中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，在應(yīng)用和創(chuàng)新電子電工技術(shù)的同時(shí)，也創(chuàng)立了較多的國(guó)產(chǎn)汽車(chē)品牌，掌握了先進(jìn)的自主技術(shù)。但是在目前中國(guó)的吉利、紅旗、比亞迪等一批傳統(tǒng)的國(guó)有自主汽車(chē)品牌，以及蔚來(lái)、理想、威馬、小鵬等新能源自主汽車(chē)品牌的建立和快速發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)的電子電工技術(shù)存在滯后性的問(wèn)題，阻礙著汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)進(jìn)步。這主要是由于汽車(chē)電子電工技術(shù)的覆蓋范圍比較廣且知識(shí)相對(duì)較為系統(tǒng)，增加了此技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際操作的難度，此技術(shù)領(lǐng)域難以跟上實(shí)際發(fā)展需要，影響著汽車(chē)電子電工行業(yè)的發(fā)展。尤其是在人才培養(yǎng)方面，中國(guó)高校中的相關(guān)專業(yè)和學(xué)科設(shè)置也沒(méi)有做到與時(shí)俱進(jìn)，使教師和人才培養(yǎng)滯后，導(dǎo)致目前國(guó)有汽車(chē)品牌尤其是新興品牌中相關(guān)優(yōu)秀人才比較缺乏，也對(duì)汽車(chē)電子電工方面的技術(shù)革新造成一定的阻礙。尤其是在自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)同時(shí)，更增加了其應(yīng)用以及技術(shù)發(fā)展難度。

4 自動(dòng)控制系統(tǒng)下的汽車(chē)電子電工應(yīng)用

在近年來(lái)能源危機(jī)以及環(huán)境污染問(wèn)題逐漸嚴(yán)重的趨勢(shì)下，中國(guó)加大對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用力度，對(duì)于汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，各個(gè)傳統(tǒng)汽車(chē)品牌都在國(guó)家優(yōu)惠政策的支持下大力發(fā)展新能源汽車(chē)行業(yè)，并且涌現(xiàn)出一系列新興新能源汽車(chē)自主品牌。在新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)齊頭并進(jìn)的同時(shí)，也將更加先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)與汽車(chē)電子電工技術(shù)結(jié)合來(lái)提升汽車(chē)的性能、舒適性和駕駛樂(lè)趣，改善人們的汽車(chē)使用體驗(yàn)。同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)下的汽車(chē)電子電工技術(shù)也對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新以及汽車(chē)行業(yè)的改革與發(fā)展起著重要作用。

4.1 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新研究

無(wú)論對(duì)于哪種形式的汽車(chē)而言，制動(dòng)系統(tǒng)都是確保汽車(chē)安全性能最為關(guān)鍵的組成部分，不僅會(huì)對(duì)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)和停止的可靠性產(chǎn)生影響，還會(huì)由于制動(dòng)系統(tǒng)故障而導(dǎo)致交通事故，且是所有引發(fā)交通事故因素中比較關(guān)鍵的一種，可以占到所有事故原因中接近一半的比例。因此，目前汽車(chē)行業(yè)的研究重點(diǎn)、目前電子電工技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)之一是通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新。通過(guò)上述創(chuàng)新，汽車(chē)在各種行駛狀況下，可以結(jié)合駕駛?cè)藛T的要求起到有效停車(chē)和緊急制動(dòng)等作用，滿足不同道路條件下停車(chē)和保持下坡時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行的制動(dòng)要求。通過(guò)應(yīng)用主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，人們可以在遇到緊急情況采取主動(dòng)反應(yīng)之前，采取主動(dòng)制動(dòng)措施來(lái)輔助駕駛?cè)藛T規(guī)避障礙物，進(jìn)一步提升汽車(chē)行駛過(guò)程中的安全性能。

4.2 開(kāi)發(fā)汽車(chē)中的電子元件

一部汽車(chē)中各種不同類(lèi)型的電氣元件的數(shù)量非常多而且各個(gè)元件都有重要的功能，可以滿足復(fù)雜汽車(chē)制造工藝的要求。在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展中，尤其是電子電工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中，重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一是通過(guò)對(duì)電子元件的創(chuàng)新來(lái)保證其功能有效發(fā)揮，滿足人們不斷提高汽車(chē)操控系統(tǒng)以及娛樂(lè)系統(tǒng)等方面的要求。其中自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)不同元件之間連接，減少所需要導(dǎo)線的數(shù)量。通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)將所有的元件進(jìn)行串聯(lián)，在保證其獨(dú)立功能發(fā)揮的同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)集中控制，滿足各個(gè)獨(dú)立元件運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)。應(yīng)用此技術(shù)后，不僅可以減少導(dǎo)線數(shù)量、簡(jiǎn)化汽車(chē)裝配和安裝需求，同時(shí)也提高了信息傳遞的可靠性和及時(shí)性。應(yīng)用此技術(shù)，可及時(shí)、快速、準(zhǔn)確掌握汽車(chē)運(yùn)行狀況，便于對(duì)汽車(chē)的各個(gè)性能進(jìn)行自動(dòng)化和智能化檢修與隱患排查，提高了汽車(chē)故障排查和檢修效率，提升了汽車(chē)的使用性能。

4.3 改善發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是汽車(chē)的心臟，其提供汽車(chē)行駛所需要?jiǎng)恿Φ脑搭^。對(duì)于傳統(tǒng)的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)燃燒汽油或柴油提供行駛動(dòng)力的同時(shí)，不僅消耗了大量的一次能源，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較多的環(huán)境污染物質(zhì)，不利于汽車(chē)行業(yè)在目前嚴(yán)格環(huán)保要求形勢(shì)下的健康發(fā)展。為此，針對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，目前通過(guò)電子電工技術(shù)在不斷進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。通過(guò)天然氣能源的應(yīng)用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油和柴油等燃料，可以從根源上來(lái)解決汽車(chē)尾氣中的顆粒物以及各種有害氣體的排放，滿足綠色環(huán)保的發(fā)展要求。但是針對(duì)目前應(yīng)用比較多的汽油和天然氣作為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出具有較低的充氣效率、較小的有效壓力、較低的動(dòng)力性以及排放性能居高不下等問(wèn)題。為此，仍然需要通過(guò)基于自動(dòng)控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)來(lái)對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、燃燒以及排放技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善。同時(shí)，針對(duì)目前的油電混動(dòng)、增程式以及純電動(dòng)等新能源汽車(chē)類(lèi)型來(lái)說(shuō)，也存在發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能與電池續(xù)航之間存在矛盾關(guān)系的問(wèn)題，這也是應(yīng)用上述技術(shù)急需要解決的問(wèn)題以及目前和未來(lái)的研究重點(diǎn)。

4.4 結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行多媒體技術(shù)創(chuàng)新

在汽車(chē)領(lǐng)域中，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的電子電工技術(shù)的應(yīng)用一直以來(lái)都是非常專業(yè)化以及難以企及的領(lǐng)域，但是在目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及各種新媒體的推動(dòng)下，人們可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)接觸和學(xué)習(xí)各種信息與技術(shù)，獲取更多的數(shù)據(jù)并對(duì)各種操作進(jìn)行模擬，通過(guò)計(jì)算機(jī)模型的建立對(duì)汽車(chē)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行直觀反映。通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新，也為基于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展提供了優(yōu)勢(shì)以及可行性。

5 結(jié)語(yǔ)

在目前各種技術(shù)快速發(fā)展和革新的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)飛速發(fā)展推動(dòng)著各個(gè)行業(yè)快速發(fā)展和進(jìn)步，汽車(chē)行業(yè)也是如此，對(duì)汽車(chē)行業(yè)提出了更高的數(shù)字化、智能化以及自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化等要求。為此，在目前瞬息萬(wàn)變的汽車(chē)行業(yè)中，也需要結(jié)合基于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行改善和創(chuàng)新，同時(shí)要開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新型的汽車(chē)元件，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)多媒體技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，推動(dòng)中國(guó)汽車(chē)行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)，滿足現(xiàn)代化汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展要求。