汽車自動化安全控制技術發展及應用研究

鄧彥波

摘要：自動化控制技術在汽車的發展中起著重要的作用，與手動操作系統相比，汽車的自動控制更安全、更穩定。在此過程中，可以節省大量的人力和財力。自動化安全控制技術的發展不僅影響汽車的質量，而且對使用者的生命和財產安全也具有重要影響。基于此，本文以自動化安全控制技術為研究對象，主要分析了國內汽車自動安全控制系統的發展，指出了當前存在的問題，為自動化安全控制技術的發展提供了理論依據。

關鍵詞：汽車自動化;安全控制;技術;應用

0 ?引言

隨著中國經濟的飛速發展，人們的生活質量不斷提高，汽車逐漸進入千家萬戶的生活，人們對汽車安全性能的要求越來越高，這就要求汽車企業不斷加強汽車自動化安全控制技術研究，不斷提升企業核心實力。汽車自動化安全控制技術的發展主要體現在兩方面，即汽車硬件系統和軟件系統研發，特別是在汽車的裝配過程中。

1 ?自動化安全控制技術內涵

自動化安全控制技術是指在汽車行駛或停止時為汽車設備提供安全保護的技術。 該技術可以在設備處于危險中或駕駛員處于危險中時迅速做出正確響應，從而可以安全地停放車輛，避免發生危險事故或減少危險事故的危險。它的工作包括現場安全信息、邏輯控制系統和輸出控制系統等。

2 ?自動化技術在汽車安全系統中作用

自動化技術在汽車安全系統中作用主要體現在兩方面：一是汽車故障分析與處理;二是保障行駛安全，具體分析如下：

2.1 汽車故障分析與處理

隨著汽車使用壽命的增加，汽車故障將逐漸增加，自動化技術可以快速診斷和分析汽車故障，然后對其進行有效處理。隨著我國互聯網技術的飛速發展，它也促進了我國汽車自動化技術系統的完善，使得自動化系統可以在控制系統中得到廣泛應用。新一代自動控制技術有效地結合了計算機智能的優勢，分析了車輛的內部數據并執行了程序來診斷汽車系統的故障原因，然后提示車主檢查并修理汽車的內部。通過汽車自動化技術對汽車故障功能進行診斷，可以有效避免汽車行駛過程中二次損壞的危險。

2.2 保障行駛安全

汽車機械自動化控制系統的核心功能就是保證車輛行駛的安全性，其利用自動化技術進行主動安全設定，以主動采取措施預防各類車輛安全事故。汽車的制動系統、車速控制系統、預警監測系統等均需要用到自動化持術。在汽車制動系統中，汽車制動防抱死裝置可縮短剎車距離，并在車輛急速剎車時能夠起到穩定車輛的作用，避免車輛失去控制;并且在汽車處于加速階段時利用自動化技術可以將滑動率控制在安全范圍內，避免汽車驅動輪快速打滑。在車速控制系統中，利用自動化技術駕駛員無需踩踏加油踏板就可以控制車輛保持穩定、核定的速度行駛，適用于在高速公路行駛的狀態。在預警監測系統中，可以應用自動化技術在汽車保險杠部位設置超聲波傳感器，傳感器在發現道路上有行人橫穿馬路時會發出警報，提醒駕駛員小心駕駛;自動化技術不僅可以監測行駛道路的路況，還會對駕駛員、車輛進行監測，很多車型都采用了碰撞預警技術，其將激光雷達設置于汽車前保險杠，以監測行人、車輛的行駛情況。

汽車自動化安全控制技術在控制系統中的應用，可以在汽車行駛過程中及時有效地收集數據，并將數據與汽車出廠時的設計參數進行比較，從而可以對行駛情況進行持續監控，確保汽車的行駛安全。例如，當新手正在駕駛汽車時，如果此時存在非標準操作或操作錯誤，安全控制系統將發出警告消息并提示正確操作。自動化控制技術可以有效地保證汽車行駛的安全性，從而減少交通事故的發生頻率。

3 ?自動化安全控制技術在汽車系統中運用

3.1 主動安全技術

首先主動安全技術指的是利用自動化方法在汽車行駛中實施安全監控，當監測系統監測到安全問題時會自動啟動相關解決措施，確保車內人員的生命財產安全。主動安全技術是多種多樣的，包括制動和預警等系統。

第二，當遇到路面濕滑的雨雪天氣時，主動安全技術是確保車輪在急速旋轉時滑動率控制在標準區域內，防止由于驅動輪速度原因導致汽車出現失控問題。

第三，自動化控制技術能穩定行駛速度，確保車速的穩定性，降低了行車人多次調節車速發生交通事故的風險。主動安全技術應用于制動技術衍生出了很多種類的裝置，能夠在急剎車時保持汽車的平衡。預警系統能夠在行駛過程中對行車人和周圍路況實施數據的收集，隨后對收集到的數據進行分析處理，在意外情況發生前借助預警裝置對行駛人進行提示。

例如，由于行駛人駕駛疲勞未能及時發現前方的路障，保險杠傳感器能夠迅速檢測前方的危險，隨后發出警告提醒。

3.2 發動機自動控制技術

發動機對汽車性能的好壞有著至關重要的作用，汽車自動化安全控制技術中利用發動機自動控制技術能夠實現發動機的自由調控，從而有效較少能耗，合理避免爆震情況，不僅能夠實現節能減排的目的，同時還可以為行駛者帶來更好的體驗感。

例如，采用智能點火裝置能夠減少能源的消耗，對點火轉速和水溫情況進行分析后自動控制點火過程，便能合理有效的較少能源消耗。爆震傳感器的安裝能夠有效防止爆震問題發生，其工作原理為對發動機震動頻率實施監測，根據不同條件進行分析，從而對點火實施靈活的調節，避免爆震的產生。

3.3 底盤自動控制

汽車底盤的自動控制是汽車自動化安全控制技術在汽車控制系統重要地位的體現，底盤控制工作原理是對輪胎和路面間相互關系進行分析，從而提升汽車運行的安全性和體驗感。底盤控制包括汽車縱向動態和垂直動態分析。目前我國汽車系統已經普及了半主動懸架系統。汽車底盤中自動化控制技術的應用體現在多個方面，以防抱死裝置（ABS）為例，ABS的作用是確保車輛在緊急制動期間獲得瞬態控制。

目前，大多數汽車都配備了ABS系統，可有效降低車輛制動過程中打滑的風險。通常，ABS由輪速傳感器，制動壓力調節器和電子控制設備組成。當車輛制動時，如果某個車輪發出鎖定信號，則電子控制裝置將接收該信號并判斷該信號，然后向電磁閥發出命令以減慢制動力的增長，并防止車輪抱死。

3.4 防側翻技術

防側翻技術對于加強汽車安全具有重要作用，大部分防側翻技術采用陀螺儀進行檢測汽車轉彎速度，以此判斷汽車發生側翻的概率。當系統監測到側翻問題發生時，會自動利用牽引力保持車身穩定，同時切斷油門。在側翻系統啟動同時，車內的安全氣囊也會彈出，較大面積的安全氣囊，能夠充分覆蓋乘車人的頭部，對乘車人和駕駛人進行保護。

3.5 信息通訊系統

3.5.1 定位導航系統

導航系統的功能包括軌跡計算、地圖匹配和GPS（全球定位系統）接收等。通過在汽車中應用定位導航系統，可以通過軌道軌跡計算汽車的相對位置和方向;它可以與地圖匹配，并且可以根據汽車行駛的路線定位在地圖上;它還可以使用GPS通過緯度和經度確定特定的位置信息。汽車可利用生成的地圖來確定其在地圖上的位置，預測即將到來的障礙，或者在傳感器檢測到路面信號之前，做好限速準備。可以說，定位導航系統對于保證汽車安全行駛具有重要作用。實際上，這也是汽車向智能化發展的方向，未來隨著科技的不斷發展和進步，它還可能成為無人駕駛汽車。對于新一代的自動駕駛汽車來說，定位導航系統及數字地圖至關重要。導航系統及地圖繪制不再僅僅是一項便利功能，因為它必須足夠精確，以確保在無人駕駛的情況下能夠安全引導車輛。

3.5.2 語音系統（VS）

該系統包括兩種類型：語音警報和語音控制。語音警報是指汽車處于異常狀態，例如車門，燃油量，制動系統等異常狀態時，計算機會根據邏輯判斷將信息輸出到揚聲器或警報器。語音控制是使用駕駛員的聲音來指揮和控制汽車的某些零件和設備以執行動作。

3.6 行駛安全系統

3.6.1 自適應前照燈系統（AFS）

該系統可以根據前燈照明范圍內的車身動態變化和轉向機構的操作特性等綜合因素進行計算和判斷，從而確定汽車的當前行駛狀態并相應地調整前燈近光。它可以有效減輕駕駛員在夜間在彎路上行駛時的疲勞，使駕駛員能夠在轉彎時查看實際道路狀況，并讓駕駛員有足夠的時間進行轉向和緊急情況處理，從而提高汽車夜晚彎路上行駛的安全性。

3.6.2 汽車夜視系統（NVS）

該系統使用紅外技術通過傳感器檢測物體前方的熱量，然后將其集中到可以通過各種紅外波長的檢測器中，并被檢測器的紅外敏感元件吸收，然后將輻射依次轉換為電信號和數字信號，然后通過HUD或車載顯示器向駕駛員顯示圖像。該系統可以很好地擴大駕駛員的視野范圍，使視野范圍達到近光照射距離的3到5倍，可以大大提高駕駛安全性。

4 ?結語

汽車行業內部競爭愈發激烈，自動化安全控制技術已經成為企業競爭的主要區域，伴隨我國信息技術、云計算等快速發展，自動化安全控制技術也在不斷提升，已有不少汽車企業在自動化安全控制技術上取得較高成就，提升本企業實力同時，推動了市場的發展。汽車自動化安全控制技術發展離不開生產車間自動化安全控制技術的提升，其技術主要依靠系統的硬件和軟件技術，當前廣泛應用的集中控制管理方法能夠有效提升安全生產自動化技術，為實現集成控制目的奠定穩固基礎。

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