研究汽車機械控制系統中自動化技術的應用

郭杏莉

摘要：針對汽車機械控制系統中自動化技術應用問題，展開具體的論述，提出自動化控制優化的策略，共享給相關人員參考借鑒。首先，概述了自動化技術的基本情況。其次，結合汽車機械控制系統實際，分析自動化控制技術的實際應用。最后，提出自動化技術的運用策略。隨著自動化技術水平的不斷提高，未來汽車機械控制系統的性能更加完善。

關鍵詞：汽車機械控制系統;自動化技術;應用

中圖分類號：U463.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）14-0204-02

0? 引言

現階段，汽車領域快速發展，自動化控制為發展的主要方向，無人駕駛技術為研究的重點，各個國家都在積極制定自動駕駛普及路線圖。根據中商產業研究院發布的研究報告顯示，到2021年，預計全球無人駕駛汽車市場規模將會達到70.3億美元。截止到2035年，預計全球無人駕駛汽車銷量將會達到2100萬輛。在推動汽車自動化與現代化發展方面，自動化控制技術應用發揮著重要的作用。

1? 自動化控制技術的概述

從整車機械控制系統分析，網絡化控制系統占據著重要的地位，通過接收微控制單元信號，利用控制器進行相應的處理，完成后存儲到控制系統的服務器內，進而保障信息的完整性。利用整車控制器裝置，能夠將信號傳輸到系統的控制節點，最終利用通訊系統，將采集和信號與信息傳輸到局域網，實現遠程控制。簡單來說，自動化技術的應用，通過數據信息的采集與分析以及通訊，借助整車控制器處理與傳輸，發送到調度端，支持汽車的自動化控制。汽車機械控制系統采用的關鍵自動化控制技術如下：①通訊系統。采用自動化技術，支持對汽車運行狀態的實時化監測，獲得各類數據信息，為機械控制提供支持，并且減少冗雜的線路。若想實現自動化技術的應用價值，離不開通訊系統的支持。一般來說，主要分為按照時間節點的信號傳輸模式與頻分制模式。實際應用中頻分制信號傳輸模式的具體應用，不同信號的頻率差異，所以不會產生信號干擾，防范信號紊亂的出現，同時可降低故障的發生。②整車控制器。使用的控制器，主要由控制器主芯片和控制器硬件組成，利用CAN總線控制系統以及汽車其余控制節點協調控制，形成綜合性功能系統，具有處理數據速度快的優勢，機械控制的準確度比較高，同時擁有豐富的功能。采用自動化技術手段，促使汽車整體性能得到優化，運行效率也得到顯著提高。

2? 汽車機械控制系統中采用的自動化控制技術

2.1 案例概述

以長城DHT混合動力總成系統為例，混動技術的特點可以概括為：1套DHT高集成度油電混合系統;2種動力形式;3套動力總成。其擁有“七合一”高效能多?；靹涌偝?，實現對1.5L/1.5T混動專用發動機、雙電機控制器以及集成DCDC等。整個系統的構建，選擇的是雙電機混聯拓撲結構，能夠實現EV行駛模式、混聯驅動模式與串聯驅動等，利用控制系統智能化切換不同駕駛場景下的動力和油耗的平衡。圖1為結構圖。

2.2 自動化控制技術

發動機自動化控制。基于自動化技術實現發動機的智能化控制，可利用智能化點火裝置來實現，可自動化啟動裝置，同時能夠實現對轉速與水溫度的實時化監控。除此之外，還可以利用燃油噴射裝置，借助傳感器獲得數據信息，展開具體的分析，判斷混合氣體的濃度，進而實施相應的控制，促使發動機保持良好的水平，降低油耗。從案例車型分析，采用DHT混合動力系統，能夠滿足長時間的交由電動機直接驅動汽車的需求。根據車型的差異，此系統提供三種配置方案，即1.5L+DGT100、1.5T+DHT130、1.5T+DHT+P4電機。實際應用方面，100千瓦與130千瓦的電動機輸出功率對驅動很多乘用車，基本可以達到需求。當在市區行駛環境下，DHT系統能力通過電動機來驅動車輛，同時支持實現串聯模式利用發動機為發電機供電，之后由發電機驅動電動機行駛。當處于中高速運行狀態下，發動機利用定軸式變速箱能夠直接驅動車輪，并且可以為發電機提供能量，電動機可以同時驅動車輛，形成混聯模式。當處于全速大負荷狀態下，發動機與電動機會進入全力直驅的模式，能夠獲得不錯的動力響應。這其中自動化控制技術的應用，融入到發動機中支持各項功能的實現，實現車輛的驅動和運行。圖2為結構圖。

汽車底盤控制系統。整個汽車機械系統中底盤系統占據著重要地位，為自動化控制的研究和技術應用重點。從實際應用分析，底盤控制系統為重點控制部分，系統能夠利用輪胎和路面產生的力，增強汽車的動態性能。案例車型使用的HEV車型動力架構，選擇的是雙電機HEV架構，根據試驗顯示性能表現0-100km/h加速僅需要7.5s。除此之外，架構的超強續航能力，實現了純電動車的駕駛感受，百公里加速可以達到7.2s。除此之外，PHEV四驅車型動力架構中，前后橋電機同時輸出動力，系統總功率可以達到320kW，前后橋扭矩0：100-100：0智能化動態調節，借助抓地力，增強整車操控的穩定性。上述功能的實現，自動化技術的應用起到重要的作用，利用系統采集的數據信息，為控制的實現提供支持，保障車輛運行的安全穩定性。

2.3 技術實現的功能

實時化監測。將自動化控制技術手段應用到機械控制系統內，利用配置的傳感器與系統等，實現對車輛相關部位的數據信息實時化檢測，為駕駛者提供數據信息，進而安全操作車輛。與此同時，利用汽車智能網聯系統，支持車輛和云端服務器的交流，利用配置的攝像頭和雷達等裝置，獲得各類行駛數據信息，實現對車輛安全運行的有效監管與控制。

故障的準確診斷。利用自動化技術手段，發揮計算機網絡的應用價值，實現對駕駛方式的模式，為駕駛環節的控制提供支持，能夠替代部分人員的操作。舉例來說，根據配置的傳感器，利用系統的算法運算與分析，實現自動化控制，可減少不必要的操作，保障車輛行駛的安全性與效率。基于自動化技術的智能化控制系統，在汽車行駛時可以精準的識別和判斷障礙物，同時有效避開障礙物，避免安全事故的發生[1]。

安全機制。構建的自動化控制系統，構建了安全機制，并且對車輛行駛狀態下的操作人員權限也進行了布置。若沒有權限系統會自動化拒絕操作，以此保障安全性和可靠性，以免非權限操作造成安全事故。借助各類傳感裝置，實時化采集數據信息，為環境監測提供支持[2]。

3? 汽車機械控制系統中自動化技術的應用發展

3.1 面向無人駕駛

從汽車領域的發展分析，無人駕駛是研究和技術應用的重點領域。目前，部分企業已經研發出無人駕駛車輛，例如特斯拉，不過從2020年到2021年5月，國內因為特斯拉車輛失控引發的交通事故累計超過10起，主要為突然加速和剎車失靈或者轉向失靈等，引起人們對自動駕駛技術應用的質疑。對于無人駕駛背景下的自動化控制，為保障安全性，還需要加大自動化技術在復雜路況下的控制研究。目前，國內自動駕駛技術研究不斷獲得突破，以華為為例采用了激光雷達識別技術，通過向四周散射激光并且接收反射信號，同時根據激光返回的飛行時間，來分析車輛周圍是否存在障礙物與位置，并且生成點云圖，實現精準探測與控制，探測精度能夠達到毫米[3]。特斯拉使用的是視覺識別技術，通過模擬人的視覺，借助車身配置的攝像頭采集周圍環境信息，運用算法進行分析實現自動駕駛。從技術運用實際分析，受到皮膚顏色和性別等因素的影響，難以保障自動駕駛的安全。若想推進汽車領域的自動化發展，在進行自動化技術的研究方面，要面向無人駕駛的高要求，結合車輛行駛環境的復雜性特點，加大對自動化技術的應用研究，促使其能夠與其他控制系統相互配合，實現對發動機與底盤系統等的有效控制，促使整車自動化控制水平得到提高[4]。

3.2 面向混合動力

基于節能環保的目標，汽車領域的新能源汽車成為熱點產品。目前，純電動車和混合動力車為主要類型[5]。從汽車機械系統控制的角度來說，采用自動化技術手段，研發高水平的系統。在電動車時代，我國獲得了不錯的成績。從區域分布情況來看，2019年中國是全球最大的新能源汽車市場，2020年歐洲新能源汽車開始發力，我國占據的份額有些降低，不過總體和歐洲市場份額相當。在競爭格局方面分析，2020年新能源乘用車全球銷量的TOP10中，我國占兩席位。為更好的適應電動車時代的發展，圍繞自動化技術的應用與發展，對自動化技術與物聯網技術等的聯合應用，進行相應的分析，實現對技術的高水平集成，促使汽車機械控制水平得到顯著提高[6]。圍繞裝配和控制系統等進行全面的分析，積極探索技術優化方案，促使整車的安全性得到增強。關注到混合動力下的自動化控制需求，例如模式切換下的控制等，結合復雜的工況背景，進行技術的研究，提出汽車機械控制措施[7]。

4? 結語

綜上所述，汽車機械控制系統中自動化技術的應用，對提高汽車控制水平，起到積極的作用。將自動化技術與發動機以及底盤系統等融合，利用現代化裝置和設備，實現對信息的實時化采集和分析，提高自動化控制水平，保障車輛的安全。未來，無人駕駛與電動車等的應用更加廣泛，在進行自動化技術的研究時要結合新形勢和新要求，進行相應的研究，提高汽車機械控制的水平。

參考文獻：

[1]楊飛.汽車機械控制系統中自動化技術的應用[J].內燃機與配件，2021（07）：205-206.

[2]王鑫，王廣宇.汽車機械控制系統中自動化技術的作用與應用[J].內燃機與配件，2021（06）：231-232.

[3]李洋.自動化技術在汽車機械控制系統中的有效應用[J].河北農機，2021（02）：59-60.

[4]梁居正.自動化技術在汽車機械控制系統中的應用探析[J].內燃機與配件，2020（24）：216-217.

[5]王孟.探究自動化技術在汽車機械控制系統中的應用[J].電子世界，2020（18）：166-167.

[6]鄧彥波.自動化技術在汽車機械控制系統中的運用[J].南方農機，2020，51（14）：181-182.

[7]李沛霞.自動化技術在汽車機械控制系統中的應用分析[J].大眾標準化，2020（13）：21-22.