智能自動化技術在汽車工程中的應用

摘 要：智能自動化在汽車工程領域的詳細研究是一種新的嘗試，駕駛員的舒適性、安全性的提高是智能自動化在汽車應用中需要關注的最主要的因素。本文重點介紹了汽車自動化進行碰撞檢測并給出適當防衛系統的發展過程，闡述了在不同層次的交通系統中實現汽車工程智能自動化的措施。筆者對已發表的文章進行研究并結合筆者現實中的實踐，對智能自動化系統在汽車工程中的應用提供了一個更清晰的認識。

關鍵詞：智能;自動化;汽車工程

引言

車輛自動化包括使用機電一體化、人工智能和多代理系統來幫助人們操作車輛。這些功能和使用這些功能的車輛可被標記為智能車輛。使用自動化執行困難任務（尤其是導航）的車輛可稱為半自動車輛。因此，完全依賴自動化的車輛被稱為機器人或自動駕駛。集成電路發明后，自動化技術越來越先進。制造商和研究人員隨后為汽車和其他車輛添加了多種自動化功能。

1.汽車智能自動化控制方案及高級控制器

汽車工程智能自動化研究的熱點是控制方法。一旦收集到關于車輛相對于其他車輛的狀態的足夠信息[1]，就需要一個控制方案來協助駕駛員控制車輛或自動控制車輛。在自動化系統中，高水平控制器決定所需的低水平的載體運動控制器[2]控制引擎、剎車、轉向等，因此高級控制器的設計需要很好地了解車輛的環境，控制器的設計過程中需要一個好的車輛本身的模型進行參考及實踐。

低水平控制器之間非常相似，所以控制設計的差異在高層控制設計中體現得更多。高層控制器處理是由駕駛員、基礎設施、其他車輛和車載傳感器的輸入組成的，并向剎車和油門控制發送適當的命令。不同質量的汽車在不同的加載場景下會有較大的變化，溫和的路面等級可能需要重型汽車的加載，對于重型汽車來說，良好的汽車質量和路面等級可以減少發出不可行的控制命令，從而提高高級控制器的性能。高級汽車智能自動化控制器就計算所需進行減速，使間距或速度平滑而快速地減小[3]到所需值。許多高層控制器都是基于數學模型研究而成的，例如，應用非線性控制方案和最優動態進行控制相關驅動程序時，需要接受更具挑戰性的自動化問題，這需要高級控制器才能解決問題，在研究這種高級制動器時需使用數學模型分析問題。

2.汽車智能防碰撞自動控制系統

盡管碰撞控制技術的發展使汽車設計在發生碰撞時更加安全，但它們并不能減少碰撞的可能性，交通事故仍然每天都在發生，輕微的交通事故給社會造成經濟損失，嚴重的交通事故造成人員傷亡。例如，每年約有180萬起追尾事故，更嚴格的交通規則和安全標準可以在一定程度上幫助預防事故。但是，如果人類駕駛員的極限能夠被克服，那么許多事故是可以避免的。這一舉措鼓勵了汽車產業公司及汽車專業學者對碰撞預警和避碰系統的廣泛研究。統計事故數據顯示，相當一部分事故是由于司機未能及時識別或判斷“危險”情況造成的。例如，在正向碰撞中，如果向駕駛員額外提供半秒的警告時間，就可以避免60%的碰撞，而一秒的警告時間避免碰撞的幾率可以增加到90%。因此，人們認為向司機提供某種適當的警告可以降低發生交通事故的可能性和嚴重性。汽車公司正在參與實施可以提高安全性的重大研究計劃——碰撞預警系統。主要的監管機構也對可以改善道路安全情況的智能碰撞預警這一領域感興趣。智能碰撞預警系統[4]在中國商業重型卡車車隊和公共汽車中實踐已久，一直非常成功的在汽車危險時感知危險的處境，并自動控制車輛脫離危險。如圖一為汽車紅外線光電智能自動化防碰撞系統示意圖。

當駕駛員未能執行必要的緊急操作時，避免碰撞系統將控制剎車引導車輛避免碰撞。能夠執行輕微緊急操作的控制還處于僅可被接受的發展階段，因為在這種系統能夠在每輛車中找到實際用途之前，需要更健壯的位置識別系統。非常穩健和可靠的感覺系統是必不可少的可靠的系統。責任問題對于避碰系統來說更加重要，因為它們可能會蒙蔽駕駛員的決定，并導致一些無法預見的情況。因此，責任問題比技術障礙更具挑戰性。

3.汽車工程智能自動化的一些其他應用

汽車的智能自動化應用及其作用還包括①車輛跟蹤系統②檢測后面的障礙物的后視報警器③通常與電子制動力分布（EBD）結合使用防抱死制動系統（也是緊急制動輔助系統），雙系統結合后可防止制動器在制動時鎖定和失去牽引力，在大多數情況下，可縮短了剎車距離，更重要的是，允許駕駛員在制動時進行車輛轉向④牽引力控制系統（TCS）可驅動制動器或降低油門，以在驅動車輪開始旋轉時恢復牽引力⑤帶中央差速器的四輪驅動（AWD）可向所有車輪分配動力，減少車輪旋轉的機會，也使車輪減少遭受轉向摩擦的不足。

基于車輛的輔助系統在廣泛使用之前幾乎沒有什么障礙，這些系統的好處和缺點還沒有完全被了解。專家對智能自動化碰撞控制系統提高駕駛員舒適性的途徑還擁有一些不同的更好的觀點，但專家與學者們在對提高安全性的設計要求與減小反應時間使車輛之間的間隔更大方面與筆者持相同意見。

結束語

汽車智能自動化的一些應用、汽車智能自動化控制方案及智能高級自動化控制器以及智能自動化碰撞預警和避碰系統都是可以提升駕駛員舒適度、安全性的，并且可以很大程度的疏通交通流。上述智能自動化技術廣泛被應用在汽車上并被汽車駕駛者廣泛購買，因其可給駕駛者帶來更舒適的駕駛體驗與更安全的駕駛過程而備受好評。

參考文獻

[1]蔡躍洲，陳楠.新技術革命下人工智能與高質量增長、高質量就業[J].數量經濟技術經濟研究，2019，3605：3-22.

[2]陳媛媛.人工智能技術在電氣自動化中的應用分析[J].信息與電腦（理論版），2019，08：98-99.

[3]楊傳吉.智能自動化技術在機械設計中的應用探析[J].無線互聯科技，2019，1607：143-144.

[4]張海斌.信息自動化在機械制造業智能制造建設中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019，11：146-147.

作者簡介：

李強雁（1991年12月）男;民族：漢族;籍貫：湖南省邵陽市;職稱：工程師二級、本科：研究方向 自動化。