汽車自動化安全控制技術發展

魏久崴

摘要：自動化控制技術對汽車發展具有重要作用，同人工操作系統相比較，汽車實現自動化控制則更為安全穩定，此過程中能夠節省大量的人力和財力消耗。自動化安全控制技術發展狀況不僅影響汽車的質量，同時還會對使用者的人生財產安全產生重要影響?；诖死碚?，本文以自動化安全控制技術為研究對象，主要對國內汽車自動安全控制系統的發展進行分析，同時指出當前存在的問題，為自動化安全控制技術發展提供理論依據。

關鍵詞：汽車自動化;安全控制;技術;發展

0 ?引言

伴隨我國經濟的快速發展，人們生活質量得到不斷提升，汽車逐步走進千家萬戶的生活，人們對于汽車安全性能的要求也越來越高，這就要求汽車企業要不斷加強汽車自動化安全控制技術研究，穩固提升企業核心實力。汽車自動化安全控制技術發展主要體現在汽車硬件系統和軟件系統研發上，尤其是汽車的組裝工藝上。

1 ?自動化安全控制技術內涵

汽車自動化安全控制技術是指汽車在運行或者停止時對汽車裝置提供安全保障的技術。這種技術在裝置發生危險或者行駛者出現危險時，能夠及時做出正確反應，使車輛能夠安全?？浚苊馕ｋU事故的發生或者降低危險事故的危害。其工作包括現場安全信息、邏輯控制系統和輸出控制系統等幾部分。

2 ?自動化技術在汽車安全系統中作用

2.1 汽車故障分析與處理

隨著汽車使用年限的增加汽車故障會逐漸增多，自動化技術能夠快速對汽車故障進行診斷分析而后有效處理。隨著我國互聯網技術的快速發展同時帶動了我國汽車自動化技術體系的提升，使得自動化系統能夠大量應用于控制系統中。新一代自動化控制技術有效結合了計算機智能化優點，對汽車內部數據進行分析和程序執行從而診斷出汽車系統故障的原因，隨后提示車主對汽車內部進行檢查維修。

例如，輪胎如果安裝傳感器系統，系統在監測到輪胎壓力下降時，會將相關數據傳遞到安全服務系統，智能計算機對數據進行分析比對后，對車主進行爆胎警告的提示。汽車自動化技術對汽車故障功能的診斷，能夠有效避免汽車行駛中二次破壞的危險。

2.2 保障行駛安全

汽車自動化安全控制技術在控制系統中應用，能夠及時有效收集到汽車行駛過程中的數據，將數據與汽車出廠時的設計參數進行對比分析，便能夠達到對行駛狀況的時時監測，確保汽車行駛過程中的安全性。例如，新手在操作汽車時，如果這時出現操作不規范或者操作錯誤的情況，安全控制系統便會發出警告語并給出正確操作提示。自動化控制技術能夠有效保障汽車行駛的安全性，進而降低交通事故發生的頻率。

3 ?汽車自動化安全控制硬件技術

汽車生產過程中需要具有連續性，保障汽車自動化安全控制技術處于較高水平。焊裝車間對于汽車的零件組裝具有極其重要的作用，焊裝質量的好壞同時還決定汽車的使用壽命。因此，焊接技術對于汽車自動化安全控制具有十分重要的作用。目前我國汽車企業有兩種安全控制模式，分為分散式和集中式，這兩種技術的使用，保障了我國汽車的智能化水平，使得汽車安全系統得到不斷提升。汽車自動化安全控制系統可以根據控制類型，將汽車焊接切割分為多部分，同時確保切割部分間的緊密聯系。汽車生產車間有監控、控制和管理部分，共同保障汽車自動化的安全。

3.1 車間監控

車間的控制部分，焊接控制室主要由ANDON服務器、控制管理服務器以及生產管理器等構成，負責車間的監督和管理。汽車生產過程中MES系統能直接對服務器下達操作命令，對每條生產線車輛實施嚴格監控，保障其焊接任務完成的質量。車間內部的操作情況可通過控制器傳至總系統，總系統服務器對數據實施歸納和總結，以此提升工作效率。服務器在監測同時對生產線進行時時管控，確保生產線的連貫性和穩定性，進而提升組裝車間的生產質量。

3.2 車間設備

汽車的電器設備包括閥島、變頻器以及自動控制系統等，這些設備均是PLC控制系統組成要素。隨著自動化安全控制技術的不斷發展，集成設備已經具備實現網絡化且高度管理的功能，自動化技術水平也不斷實現突破，比如總線布設時，可以采用Profibus等方法實施控制，使得自動化技術運行效果得到明顯提升。但是，我國在自動化安全控制技術發展上同發達國家相比仍然有很大欠缺，比如，汽車生產時需要加裝安全繼電器或者PLC技術進行技術彌補，是我國汽車自動化安全控制技術發展過程受到限制的主要原因。因此想要提升汽車硬件應用效果，需要不斷加強PLC技術的研究。SICK等技術通常應用于汽車焊接總線控制中，其兼容性較好，同時開放程度相對較高，能夠在多個監測系統中使用。自動化安全控制技術利用總線控制能夠有效將PLC同安全類型放置于一個操控系統，僅利用一個總線便能滿足制造需求，實現了在同一安全級別且成本較低的目的。

4 ?自動化安全控制軟件研究

與硬件系統相比軟件系統對于汽車的質量和效率起著更為重要的作用。實際設計中可以利用結構耦合模塊化的方法提升PLC操作的一致性。

4.1 編程方法研究

汽車在焊接時技術操作人員根據不同的結構和不同焊接要求，研究出結構化編程方法，以此保持操作程序和流程具有較高的一致性和連貫性，進而使得PLC系統的可行性得到大大提升，降低了運行中的成本。該方法簡單，汽車制造企業能夠根據本企業的發展要求，主動對內部程序進行調整，實現真正意義上的管理和控制互相融合，提升了自動化的效率。

4.2 模塊編程

與結構化編程不同模塊化編程能夠以生產焊接裝線實際情況為基礎，在焊接組裝過程中截斷接通的氣源[1]。其工作原理主要有兩部分：第一部分為機械。門的動力傳遞形式為，電機傳輸到絲桿再到直線軸承，隨后傳輸至攜門架最終到達門板上部。而門板的重力傳遞形式為，門板傳送至攜門架再傳輸到直線軸承，由直線軸承傳輸至承載導柱，通過機構安裝架最終到達車體鋼結構;第二部分為氣路系統，在通電和有氣條件下下，開門原理為Y3解鎖閥。而電控系統的塞拉門則是通過門控系統和車實施網絡通信，在接收控制信號后輸出控制門系統，進行實施相關動作。

4.3 自定義處理

用戶對數據實施自定義能夠有效的解決對象變量差異帶來的影響。當程序中間出現較多變量，會導致程序的運行效率不斷降低，同時會增加編程過程中很多不必要環節，無形中提高了運行成本[2]。因此，需要依據工作量需求情況使用戶對數據實施自定義的處理，既提升了作業自動化能力，同時簡化了操作流程。比如汽車實施自動化生產中利用PLC系統，每個系統能夠操控30個機器人，每個機器人又有100個變量，每個變量實施單獨定義，需要定義3000多次，工作繁瑣，如果用戶能夠自己定義，利用建立的數據類型實施選擇，先對30個變量類型實施定義，再對100個自變量實施定義，利用時進行組合，只需要定義130次，降低了工作的復雜性。在系統的內部也可以利用內部模塊化編程方法，減少程序間的編輯量，提升系統操作準確性，提升了控制系統操作的一致性。

5 ?自動化安全控制技術在汽車系統中運用

5.1 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[3]。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。

5.2 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。

5.3 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[4]。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。

5.4 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。

6 ?結論

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。

參考文獻：

[1]米燕，于正永.基于嵌入式微控制器的汽車自動化安全控制[J].電腦知識與技術，2014（15）.

[2]白文亭.汽車自動化迎來集成化時代西門子Transline解決方案為長城發動機加速[J].電氣時代，2009（10）.

[3]張德虎.長安福特馬自達汽車沖壓生產線安全風險評價研究[D].重慶大學，2012.

[4]汪庭弘，王強.淺談電氣自動化在汽車領域中的應用[J].科技創新與應用，2015（11）：134.