自動化技術(shù)在汽車機械控制中的應(yīng)用實踐

張鵬

摘 要：在當(dāng)前的經(jīng)濟全球化背景下，汽車生產(chǎn)商以及相關(guān)的企業(yè)想要與時俱進，必須要隨著市場的需求進行改變。自動化技術(shù)是當(dāng)前人們普遍重視的新技術(shù)，汽車生產(chǎn)企業(yè)需要積極發(fā)展先進的自動化技術(shù)，不斷提高汽車機械控制效率，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與時效性，并在確保汽車生產(chǎn)質(zhì)量的情況下降低成本，以創(chuàng)造出最大的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);汽車控制;實踐應(yīng)用

0 引言

如今在人們的生產(chǎn)和生活中，許多行業(yè)都應(yīng)用了自動化技術(shù)，自動化技術(shù)是一種全方位的綜合性技術(shù)，它與很多科學(xué)技術(shù)有著密切的關(guān)聯(lián)，如控制理論、計算機技術(shù)等。其中控制理論、計算機技術(shù)的應(yīng)用和影響也是最大的。在汽車行業(yè)，將自動化技術(shù)引入發(fā)展，可以提高汽車的運行效率、汽車能耗等，同時也為汽車的安全運行保駕護航，對汽車制造業(yè)的長遠發(fā)展具有非常重要的意義。

1 自動化技術(shù)概述

自動化技術(shù)具有較強的綜合性，與控制論、信息論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)、電子學(xué)、液壓氣壓技術(shù)和自動控制等有著緊密聯(lián)系，涉及的工具有ANN、DCS、HMI、SCADA和PLC等。追溯自動化技術(shù)的發(fā)展歷史可知，自動化技術(shù)的原型為反饋控制機制，應(yīng)用在搭風(fēng)車的風(fēng)帆上，并且在1745年被埃德蒙·李申請了專利;1788年瓦特改良蒸汽機的問世，標(biāo)志著自動化技術(shù)進入新的發(fā)展階段，且以離心調(diào)速裝置的形式應(yīng)用于蒸汽機中;20世紀(jì)40年代，在美國數(shù)學(xué)家維納等人的努力下，自動調(diào)節(jié)、計算機和通信技術(shù)的開始滲透與自動化技術(shù)之中;20世紀(jì)60年代，在復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程、航空及航天技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展，自動化技術(shù)水平實現(xiàn)了大幅度提升;進入21世紀(jì)后，自動化技術(shù)逐步走進計算機自動設(shè)計中，且占據(jù)著重要地位。自動化技術(shù)在汽車機械控制系統(tǒng)中的運用，具有處理汽車故障、保障安全行車、提高信息保密性和完善自動配電技術(shù)等優(yōu)勢，這對汽車行業(yè)和社會發(fā)展來說將會是重要的里程碑。

2 控制系統(tǒng)的主要模塊分類

2.1 傳感器模塊

傳感器遍布在汽車控制系統(tǒng)中，汽車的控制效果呈現(xiàn)是通過傳感器來完成的。隨著自動化技術(shù)在汽車機械控制系統(tǒng)中的發(fā)展，可以在傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對汽車運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，同時還可以通過多種方式進行信號傳輸，將監(jiān)控信息傳遞到控制系統(tǒng)。①以時間順序作為傳輸?shù)墓?jié)點;②以頻率差為依據(jù)進行信息傳輸。對比以上兩種傳輸方式，以頻率差為依據(jù)的更具優(yōu)勢。汽車機械控制系統(tǒng)在實際工作中，信號頻率是固定的，出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象極少，更容易實現(xiàn)自動化控制效果，而且這種方式出現(xiàn)故障的幾率很小，在應(yīng)用上更為簡單方便。

2.2 中央控制系統(tǒng)模塊

在傳感器模塊之后，最為重要的零部件就是中央控制系統(tǒng)模塊。如果傳感器是對數(shù)據(jù)進行收集，那么中央控制系統(tǒng)模塊最為主要的工作就是將收集到的信息進行統(tǒng)一的處理和集中的存儲。而且如果在收集到的數(shù)據(jù)與日常數(shù)據(jù)有一定差距，或者是超出了先前規(guī)定的正常范圍內(nèi)，中央控制系統(tǒng)模塊就會針對性地進行警報提示，而后對數(shù)據(jù)進行分析。另外在必要的時候，中央控制系統(tǒng)模塊還可以針對當(dāng)前汽車控制的狀況提出一定的解決對策?？偟膩碚f中央控制系統(tǒng)模塊就是汽車機械控制系統(tǒng)自動化技術(shù)最為核心的部分也是整個自動化技術(shù)的大腦和控制中心。

2.3 電流管理模塊

電源管理模塊是在自動化技術(shù)的前提下實施的。因為在汽車機械控制系統(tǒng)中引入自動化技術(shù)的模塊有很多，而每個模塊需求的電流也不相同，對電流性質(zhì)、電壓等需求都不同，想要在汽車機械控制系統(tǒng)中全面實現(xiàn)自動化，配備電流管理模塊是必不可少的。根據(jù)各模塊對電量的需求度來建立電流管理模塊，該模塊是自動化系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)保障。各個模塊只有在電流充足的情況下，才可以平穩(wěn)運行，進一步提升汽車的使用感。

3 實踐應(yīng)用

3.1 處理汽車故障

傳統(tǒng)的汽車底盤由于涉及的零部件十分復(fù)雜，所以在汽車出現(xiàn)故障的時候，對整個底盤進行檢修非常困難，十分考驗后期維修人員的專業(yè)素養(yǎng)以及職業(yè)素質(zhì)。但是對汽車底盤的零部件進行系統(tǒng)化自動化的分類之后，在汽車出現(xiàn)相關(guān)問題時。就可以針對性的了解是哪一個模塊出現(xiàn)了故障，并且進行針對性的故障檢查和維修。而且各個模塊之間相對獨立，在具體的維修以及更換過程之中也降低了難度?？傮w而言，自動化有利于底盤部件產(chǎn)品的故障檢查和維修工作。而且它在一定程度上提升了相關(guān)汽車生產(chǎn)企業(yè)的售后服務(wù)和保障，側(cè)面提升了企業(yè)的競爭力和軟實力。

3.2 高效率調(diào)控機械系統(tǒng)

駕駛及操控汽車運行狀態(tài)過程，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，很可能對車輛造成損傷，情節(jié)嚴重時危及駕駛員的生命安全。不合理操控汽車，也會增加能源消耗，同時會形成大量污物污染空氣氣體。將機械控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化，能促進汽車安穩(wěn)、順利運轉(zhuǎn)過程，規(guī)避了很多繁多且無實用價值的操作。自動化技術(shù)可以智能化控制汽車的發(fā)動機。例如，增設(shè)智能化控制燃油噴射設(shè)施，其運行原理就是基于傳感器監(jiān)測氣缸中混合氣狀態(tài)，使發(fā)動機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形成大量積碳，部分會吸附于前氧傳感器表層，降低感應(yīng)敏捷性，導(dǎo)致ECU無法快捷、準(zhǔn)確接收尾氣內(nèi)氧濃度信號，ECU也無法精確調(diào)控噴油量，增加車輛運作階段的油耗量。再如，為整體調(diào)控轉(zhuǎn)速、水溫、油溫等參數(shù)，研發(fā)智能點火技術(shù)，起也能減少能源的耗用量。

3.3 保證汽車行駛期間的安全性

自動化技術(shù)在汽車機械控制系統(tǒng)中應(yīng)用的主要目的之一是保障行車的安全性與穩(wěn)定性，只有滿足這一標(biāo)準(zhǔn)才能符合消費者對汽車的切實需求。若想提高行車安全，就要將安全系統(tǒng)構(gòu)建在汽車自動控制系統(tǒng)中。汽車自動安全系統(tǒng)中，最關(guān)鍵的能力之一便是信息反饋能力，系統(tǒng)反饋的信息是自動保護得以有效實現(xiàn)的基礎(chǔ)條件。而要想將這一功能達成，那么就需要保障相關(guān)工作人員具有充足的專業(yè)技能及經(jīng)驗，以便為汽車行車提供最大化的安全保障。另外，汽車控制系統(tǒng)在反饋各個信息時，在提供安全保護的同時，還能實施多項安全保護措施，只有這樣才能為駕駛員的人身安全提供全方位的保護，進而減小因外界因素引發(fā)的傷害，全面提升汽車的安全性能。若想達到這一目的，就要注重 PLC 系統(tǒng)中多種 I/O 模塊的合理運用。從汽車行業(yè)如今的發(fā)展來看，汽車安全系統(tǒng)是全人類關(guān)注的熱點話題，不但與社會有關(guān)汽車方面的需求相符合，同時也與消費者有關(guān)汽車方面的需求相適應(yīng)。如果汽車的各項性能能夠滿足大眾的多樣化需求，便能在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳步，最大限度服務(wù)人們的生活與工作。

4 結(jié)束語

當(dāng)前隨著私家車不斷進行發(fā)展，自動化技術(shù)的利用，也是私家車向著智能化方向發(fā)展的一個主要趨勢之一。這其實是私家車發(fā)展的必然方向，因為越來越自動化智能化的系統(tǒng)，可以為駕駛員提供更為便利的駕駛體驗，讓居民的出行更加方便。但是目前我國在汽車機械控制系統(tǒng)自動化技術(shù)上仍舊處于起步階段，也在不斷向西方借鑒先進的發(fā)展經(jīng)驗，仍舊存在著非常多的問題。這些也需要汽車以及自動化相關(guān)的技術(shù)人員和研究人員不斷進行研究和技術(shù)突破將汽車控制系統(tǒng)上應(yīng)用的自動化技術(shù)不斷進行發(fā)展和更新，為汽車未來的發(fā)展打下更加堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]溫鉦演.汽車機械控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2020（6）：228-229.

[2]王治校，孫松林.汽車機械控制系統(tǒng)中當(dāng)代自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（24）：283.

[3]朱國嶼.論汽車機械控制系統(tǒng)中自動化技術(shù)的應(yīng)用[J].時代農(nóng)機，2020，1（47）：9+11.