智能控制技術(shù)在車輛工程的應(yīng)用研究

郭康龍 賈思凡 姚福康 李鳴灝 李思遠(yuǎn)

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和居民生活水平的提高，汽車進(jìn)入到大多數(shù)居民的生活中，人們對(duì)于汽車安全性的要求也越來(lái)越高，而電子控制技術(shù)的發(fā)展可以在一定程度上滿足人們的需求，加強(qiáng)車輛中各個(gè)控制器之間的監(jiān)管和通訊，進(jìn)而在一定程度上確保車輛整體之間的穩(wěn)定性。因此，要大力發(fā)展電子控制技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)車輛的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能控制技術(shù);車輛工程;應(yīng)用

一、智能控制的內(nèi)涵

在自動(dòng)化的初期階段，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，控制規(guī)律也不復(fù)雜，采用我們前面介紹的常規(guī)控制方法就能完成任務(wù)。然而，隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化、現(xiàn)代軍事裝備的控制以及航海、航空、航天事業(yè)的迅速發(fā)展，都對(duì)控制系統(tǒng)的快速性和準(zhǔn)確性提出了愈來(lái)愈高的要求。對(duì)于各種規(guī)摸龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大系統(tǒng)，僅僅采用常規(guī)的控制措施是無(wú)法完成綜合自動(dòng)化的。不過(guò)人們發(fā)現(xiàn)，如果把人的智能和自動(dòng)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，卻能收到令人滿意的效果。

二、智能控制技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用分析

（一）智能控制技術(shù)應(yīng)用于車身

系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際的行駛狀況需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)懸掛設(shè)置。主動(dòng)控制系統(tǒng)使駕駛變得“十分舒適”，且“ 富于動(dòng)感體驗(yàn)”。智能車身控制系統(tǒng) （MAGIC BODYCONTROL）使得駕駛員可通過(guò)按鈕在兩種性能之間進(jìn)行選擇。主動(dòng)懸掛控制系統(tǒng)的主要功能是由液壓可控操縱缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們與主動(dòng)減震器和螺旋彈簧一同進(jìn)行懸掛控制。減震器彈簧元件能夠主動(dòng)抑制5赫茲以下的車身震動(dòng)。因特殊路況而發(fā)生縱向和側(cè)傾運(yùn)動(dòng)時(shí)、因極限側(cè)傾角而轉(zhuǎn)彎時(shí)、因制動(dòng)車體傾斜時(shí)將產(chǎn)生此類震動(dòng)。5赫茲以上的震動(dòng)由主動(dòng)減震器來(lái)抑制。在行駛過(guò)程中，液壓部件驅(qū)動(dòng)活塞移動(dòng)，進(jìn)而會(huì)施加額外的力來(lái)影響螺旋彈簧的效果。根據(jù)車身的俯仰、側(cè)傾或縱向運(yùn)動(dòng)，彈簧座的位移會(huì)改變彈簧的張力，進(jìn)而抵消車身的運(yùn)動(dòng)。壓力等級(jí)和持續(xù)時(shí)間取決于用于收到的當(dāng)前車輛水平高度和車體加速度的傳感器信號(hào)。主動(dòng)車身控制系統(tǒng) （ABC） 控制單元可通過(guò)傳感器和聯(lián)網(wǎng)控制單元接收與駕駛狀態(tài)和駕駛方式相關(guān)的信息。根據(jù)具體情況以及舒適 / 運(yùn)動(dòng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，控制單元會(huì)通過(guò)閥體總成調(diào)節(jié)懸掛減震柱的壓力，以控制車輛減震和車身運(yùn)動(dòng)。智能控制系統(tǒng)也能更好的防盜，當(dāng)有人利用不正當(dāng)手段進(jìn)入車內(nèi)時(shí)，汽車會(huì)發(fā)出警報(bào)聲并且亮起警示燈，自動(dòng)切斷車內(nèi)的電源，讓不法分子無(wú)法偷走汽車。汽車的內(nèi)部都含有基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)和裝置。汽車導(dǎo)航屬于汽車的控制系統(tǒng)，導(dǎo)航的出現(xiàn)為人們的出行提供了極大的便利，它可以自動(dòng)為駕駛員推薦更合適的路線，指引道路方向，確定行駛位置的同時(shí)還能提醒駕駛員保持合適的車距，避免在擁擠的道路上浪費(fèi)更多的時(shí)間。汽車的儀表盤上顯示汽車的行駛速度、行駛路程、耗油量以及剩余油量等重要信息，汽車智能控制系統(tǒng)能自動(dòng)根據(jù)車輛行駛的實(shí)際狀況將重要信息提供給駕駛員，讓駕駛員獲取相關(guān)信息的方式更加便捷、直觀。例如，當(dāng)汽車油量不足時(shí)，智能控制系統(tǒng)會(huì)提醒駕駛員加油并提供最近的加油站的具體位置。另外，行駛在限速路段的汽車超過(guò)限制速度時(shí)，智能控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)告知駕駛員，提醒其減速，當(dāng)駕駛員沒(méi)有做出減速行為時(shí)會(huì)自動(dòng)控制車輛減速，進(jìn)一步保障汽車的行駛安全。

（二）智能控制技術(shù)在防撞系統(tǒng)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)芯片對(duì)兩車距離以及兩車的瞬時(shí)相對(duì)速度進(jìn)行處理后，判斷兩車的安全距離，如果兩車車距小于安全距離，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出指令;另外一種是計(jì)算機(jī)芯片計(jì)算兩車碰撞時(shí)間（TTC）來(lái)計(jì)算危險(xiǎn)程度，進(jìn)而做出報(bào)警及剎車指令。自動(dòng)防撞前方障礙物的性能：當(dāng)汽車行使前方出現(xiàn)障礙物并對(duì)本車行使安全構(gòu)成威脅時(shí)，汽車自動(dòng)防撞器能實(shí)施自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)減速、自動(dòng)制動(dòng)，最終使汽車與障礙物避免相撞。

（三）智能控制技術(shù)在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

車輛發(fā)動(dòng)機(jī)作為整個(gè)車輛行駛的重要核心，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，則很容易導(dǎo)致汽車行駛受到影響，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時(shí)，電子計(jì)算機(jī)就自動(dòng)地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對(duì)于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn)，從而改變進(jìn)氣門開(kāi)啟的時(shí)刻，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的目的。通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)噴射裝置的反應(yīng)，也能夠最大程度上減少燃料的消耗，節(jié)約能源資源，而且還可以保證車輛的平穩(wěn)行駛，避免因?yàn)閯?dòng)力系統(tǒng)的頻繁啟動(dòng)而引發(fā)的故障，另外通過(guò)智能控制系統(tǒng)可以針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障問(wèn)題就能夠及時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行報(bào)警，保證整個(gè)故障系統(tǒng)運(yùn)行的合理性。

（四）智能控制技術(shù)應(yīng)用于輪胎和車燈

所謂智能輪胎，是指胎內(nèi)裝有計(jì)算機(jī)芯片，或?qū)⒂?jì)算機(jī)芯片與胎體相連接的數(shù)字化輪胎。它能自動(dòng)監(jiān)控并調(diào)節(jié)輪胎的行駛溫度和氣壓，提高安全性和便利性。目前，在各大輪胎企業(yè)的創(chuàng)新研發(fā)下，卡客車智能輪胎已呈現(xiàn)“百家爭(zhēng)鳴”之勢(shì)。另外，如果行駛中的汽車輪胎氣壓不足，智能控制系統(tǒng)也會(huì)立即提醒駕駛員，防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。如果將智能控制系統(tǒng)應(yīng)于于車燈，就能實(shí)現(xiàn)汽車車燈的自動(dòng)化控制，如駕駛車輛倒車時(shí)汽車尾燈自動(dòng)開(kāi)啟，提醒周邊人員進(jìn)行避讓。夜間行車或駛?cè)胨淼纼?nèi)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)周圍光線自動(dòng)開(kāi)啟車燈，并根據(jù)行駛周邊的實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)、近光燈的自由切換。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將智能控制技術(shù)應(yīng)用于車輛工程中可以更好的推動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，在方便人們操作的同時(shí)極大地提高了汽車的安全性能，智能控制能夠?qū)⑤^為抽象化的非數(shù)字模型轉(zhuǎn)換為知識(shí)表示，我們可以將較為復(fù)雜、抽象的已知算法的非數(shù)字過(guò)程通過(guò)實(shí)際的知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)核算推理，以便啟發(fā)和引導(dǎo)求解。當(dāng)前階段在許多的發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)中都已經(jīng)開(kāi)始使用專家控制系統(tǒng)為智能汽車提供輔助性的幫助，依靠此類系統(tǒng)能夠?qū)τ谥苓咇{駛情況進(jìn)行精準(zhǔn)的判定，從而給出更為可靠的駕駛策略，進(jìn)一步降低事故發(fā)生的概率。

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