基于自動控制系統(tǒng)的汽車電子電工應(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，中國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，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，目前人均汽車保有量快速增長，這也成為推動目前汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的動力。汽車制造技術(shù)在不斷提高的同時，為了滿足人們對汽車性能和舒適性的要求，電子電工技術(shù)在汽車行業(yè)中廣泛融入和深入應(yīng)用。而此技術(shù)的應(yīng)用給汽車行業(yè)帶來變革，推動著汽車行業(yè)向電子化方向發(fā)展，也成為汽車發(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)用在汽車行業(yè)，完善著汽車內(nèi)部各個零部件的作用，獨立控制和操作著各個控制系統(tǒng)。但是在汽車行業(yè)中應(yīng)用自動控制系統(tǒng)的同時，也需要在未來汽車行業(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)來推動汽車行業(yè)繼續(xù)變革并滿足其發(fā)展需求的問題。

2 汽車電子電工技術(shù)的優(yōu)勢

自20 世紀(jì)50 年代電子電工技術(shù)應(yīng)用于汽車行業(yè)以來，此技術(shù)的作用也從改善各個零部件向持續(xù)提高汽車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。各項電子電工技術(shù)應(yīng)用在汽車行業(yè)中，在不斷提升汽車整體性能、功能以及控制等方面的同時，也通過與計算機技術(shù)結(jié)合對數(shù)據(jù)起到反饋作用，通過合理改進(jìn)汽車的構(gòu)造來實現(xiàn)對其運行效率的優(yōu)化，起到降低油耗的作用。不斷研究清潔型能源的應(yīng)用來降低汽車尾氣對大氣環(huán)境造成的污染和破壞，并且通過應(yīng)用傳感器技術(shù)來控制和優(yōu)化發(fā)動機的空燃比，在對廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用的同時，降低其中的碳化物。此外，汽車制作過程中應(yīng)用電子電工技術(shù)可以使汽車的各個方面更加符合人體力學(xué)，使汽車在使用過程中更加舒適。同時不斷改善和提升其安全性能，通過提前警示或者對突發(fā)狀況的主動規(guī)避和控制，減少汽車使用過程中出現(xiàn)的交通意外，提升汽車行駛過程中的安全性能。綜上所述，在汽車設(shè)計和制造過程中，應(yīng)用電子電工技術(shù)可以發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)對汽車的全面優(yōu)化，極大地提升其整體性能。

3 制約汽車電子電工發(fā)展的因素

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

4 自動控制系統(tǒng)下的汽車電子電工應(yīng)用

在近年來能源危機以及環(huán)境污染問題逐漸嚴(yán)重的趨勢下，中國加大對新能源的開發(fā)和利用力度，對于汽車行業(yè)來說，各個傳統(tǒng)汽車品牌都在國家優(yōu)惠政策的支持下大力發(fā)展新能源汽車行業(yè)，并且涌現(xiàn)出一系列新興新能源汽車自主品牌。在新能源汽車與傳統(tǒng)汽車行業(yè)齊頭并進(jìn)的同時，也將更加先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)與汽車電子電工技術(shù)結(jié)合來提升汽車的性能、舒適性和駕駛樂趣，改善人們的汽車使用體驗。同時應(yīng)用自動控制系統(tǒng)下的汽車電子電工技術(shù)也對推動技術(shù)創(chuàng)新以及汽車行業(yè)的改革與發(fā)展起著重要作用。

4.1 汽車制動系統(tǒng)的創(chuàng)新研究

無論對于哪種形式的汽車而言，制動系統(tǒng)都是確保汽車安全性能最為關(guān)鍵的組成部分，不僅會對汽車的發(fā)動和停止的可靠性產(chǎn)生影響，還會由于制動系統(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，目前汽車行業(yè)的研究重點、目前電子電工技術(shù)創(chuàng)新的重點之一是通過自動控制系統(tǒng)來對汽車制動系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新。通過上述創(chuàng)新，汽車在各種行駛狀況下，可以結(jié)合駕駛?cè)藛T的要求起到有效停車和緊急制動等作用，滿足不同道路條件下停車和保持下坡時平穩(wěn)運行的制動要求。通過應(yīng)用主動安全控制系統(tǒng)，人們可以在遇到緊急情況采取主動反應(yīng)之前，采取主動制動措施來輔助駕駛?cè)藛T規(guī)避障礙物，進(jìn)一步提升汽車行駛過程中的安全性能。

4.2 開發(fā)汽車中的電子元件

一部汽車中各種不同類型的電氣元件的數(shù)量非常多而且各個元件都有重要的功能，可以滿足復(fù)雜汽車制造工藝的要求。在汽車行業(yè)發(fā)展中，尤其是電子電工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展中，重點解決的問題之一是通過對電子元件的創(chuàng)新來保證其功能有效發(fā)揮，滿足人們不斷提高汽車操控系統(tǒng)以及娛樂系統(tǒng)等方面的要求。其中自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在通過網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的應(yīng)用來實現(xiàn)不同元件之間連接，減少所需要導(dǎo)線的數(shù)量。通過一個網(wǎng)絡(luò)將所有的元件進(jìn)行串聯(lián)，在保證其獨立功能發(fā)揮的同時，也可實現(xiàn)集中控制，滿足各個獨立元件運行所需要的數(shù)據(jù)。應(yīng)用此技術(shù)后，不僅可以減少導(dǎo)線數(shù)量、簡化汽車裝配和安裝需求，同時也提高了信息傳遞的可靠性和及時性。應(yīng)用此技術(shù)，可及時、快速、準(zhǔn)確掌握汽車運行狀況，便于對汽車的各個性能進(jìn)行自動化和智能化檢修與隱患排查，提高了汽車故障排查和檢修效率，提升了汽車的使用性能。

4.3 改善發(fā)動機系統(tǒng)

汽車的發(fā)動機系統(tǒng)是汽車的心臟，其提供汽車行駛所需要動力的源頭。對于傳統(tǒng)的汽車來說，發(fā)動機通過燃燒汽油或柴油提供行駛動力的同時，不僅消耗了大量的一次能源，同時也會產(chǎn)生較多的環(huán)境污染物質(zhì)，不利于汽車行業(yè)在目前嚴(yán)格環(huán)保要求形勢下的健康發(fā)展。為此，針對汽車發(fā)動機系統(tǒng)，目前通過電子電工技術(shù)在不斷進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。通過天然氣能源的應(yīng)用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油和柴油等燃料，可以從根源上來解決汽車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。但是針對目前應(yīng)用比較多的汽油和天然氣作為燃料的發(fā)動機來說，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出具有較低的充氣效率、較小的有效壓力、較低的動力性以及排放性能居高不下等問題。為此，仍然需要通過基于自動控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)來對汽車發(fā)動機的進(jìn)氣、燃燒以及排放技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善。同時，針對目前的油電混動、增程式以及純電動等新能源汽車類型來說，也存在發(fā)動機或電動機動力性能與電池續(xù)航之間存在矛盾關(guān)系的問題，這也是應(yīng)用上述技術(shù)急需要解決的問題以及目前和未來的研究重點。

4.4 結(jié)合計算機進(jìn)行多媒體技術(shù)創(chuàng)新

在汽車領(lǐng)域中，基于計算機技術(shù)的電子電工技術(shù)的應(yīng)用一直以來都是非常專業(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下，人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)來接觸和學(xué)習(xí)各種信息與技術(shù)，獲取更多的數(shù)據(jù)并對各種操作進(jìn)行模擬，通過計算機模型的建立對汽車各個系統(tǒng)的運行情況進(jìn)行直觀反映。通過此技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新，也為基于自動化控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展提供了優(yōu)勢以及可行性。

5 結(jié)語

在目前各種技術(shù)快速發(fā)展和革新的時代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計算機信息技術(shù)飛速發(fā)展推動著各個行業(yè)快速發(fā)展和進(jìn)步，汽車行業(yè)也是如此，對汽車行業(yè)提出了更高的數(shù)字化、智能化以及自動化和網(wǎng)絡(luò)化等要求。為此，在目前瞬息萬變的汽車行業(yè)中，也需要結(jié)合基于自動化控制系統(tǒng)的電子電工技術(shù)對汽車制動系統(tǒng)和發(fā)動機系統(tǒng)進(jìn)行改善和創(chuàng)新，同時要開發(fā)和應(yīng)用新型的汽車元件，結(jié)合計算機技術(shù)對多媒體技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，推動中國汽車行業(yè)與時俱進(jìn)，滿足現(xiàn)代化汽車行業(yè)的發(fā)展要求。