汽车自动化安全控制技术发展及应用研究

邓彦波

摘要：自动化控制技术在汽车的发展中起着重要的作用，与手动操作系统相比，汽车的自动控制更安全、更稳定。在此过程中，可以节省大量的人力和财力。自动化安全控制技术的发展不仅影响汽车的质量，而且对使用者的生命和财产安全也具有重要影响。基于此，本文以自动化安全控制技术为研究对象，主要分析了国内汽车自动安全控制系统的发展，指出了当前存在的问题，为自动化安全控制技术的发展提供了理论依据。

关键词：汽车自动化;安全控制;技术;应用

0  引言

随着中国经济的飞速发展，人们的生活质量不断提高，汽车逐渐进入千家万户的生活，人们对汽车安全性能的要求越来越高，这就要求汽车企业不断加强汽车自动化安全控制技术研究，不断提升企业核心实力。汽车自动化安全控制技术的发展主要体现在两方面，即汽车硬件系统和软件系统研发，特别是在汽车的装配过程中。

1  自动化安全控制技术内涵

自动化安全控制技术是指在汽车行驶或停止时为汽车设备提供安全保护的技术。 该技术可以在设备处于危险中或驾驶员处于危险中时迅速做出正确响应，从而可以安全地停放车辆，避免发生危险事故或减少危险事故的危险。它的工作包括现场安全信息、逻辑控制系统和输出控制系统等。

2  自动化技术在汽车安全系统中作用

自动化技术在汽车安全系统中作用主要体现在两方面：一是汽车故障分析与处理;二是保障行驶安全，具体分析如下：

2.1 汽车故障分析与处理

随着汽车使用寿命的增加，汽车故障将逐渐增加，自动化技术可以快速诊断和分析汽车故障，然后对其进行有效处理。随着我国互联网技术的飞速发展，它也促进了我国汽车自动化技术系统的完善，使得自动化系统可以在控制系统中得到广泛应用。新一代自动控制技术有效地结合了计算机智能的优势，分析了车辆的内部数据并执行了程序来诊断汽车系统的故障原因，然后提示车主检查并修理汽车的内部。通过汽车自动化技术对汽车故障功能进行诊断，可以有效避免汽车行驶过程中二次损坏的危险。

2.2 保障行驶安全

汽车机械自动化控制系统的核心功能就是保证车辆行驶的安全性，其利用自动化技术进行主动安全设定，以主动采取措施预防各类车辆安全事故。汽车的制动系统、车速控制系统、预警监测系统等均需要用到自动化持术。在汽车制动系统中，汽车制动防抱死装置可缩短刹车距离，并在车辆急速刹车时能够起到稳定车辆的作用，避免车辆失去控制;并且在汽车处于加速阶段时利用自动化技术可以将滑动率控制在安全范围内，避免汽车驱动轮快速打滑。在车速控制系统中，利用自动化技术驾驶员无需踩踏加油踏板就可以控制车辆保持稳定、核定的速度行驶，适用于在高速公路行驶的状态。在预警监测系统中，可以应用自动化技术在汽车保险杠部位设置超声波传感器，传感器在发现道路上有行人横穿马路时会发出警报，提醒驾驶员小心驾驶;自动化技术不仅可以监测行驶道路的路况，还会对驾驶员、车辆进行监测，很多车型都采用了碰撞预警技术，其将激光雷达设置于汽车前保险杠，以监测行人、车辆的行驶情况。

汽车自动化安全控制技术在控制系统中的应用，可以在汽车行驶过程中及时有效地收集数据，并将数据与汽车出厂时的设计参数进行比较，从而可以对行驶情况进行持续监控，确保汽车的行驶安全。例如，当新手正在驾驶汽车时，如果此时存在非标准操作或操作错误，安全控制系统将发出警告消息并提示正确操作。自动化控制技术可以有效地保证汽车行驶的安全性，从而减少交通事故的发生频率。

3  自动化安全控制技术在汽车系统中运用

3.1 主动安全技术

首先主动安全技术指的是利用自動化方法在汽车行驶中实施安全监控，当监测系统监测到安全问题时会自动启动相关解决措施，确保车内人员的生命财产安全。主动安全技术是多种多样的，包括制动和预警等系统。

第二，当遇到路面湿滑的雨雪天气时，主动安全技术是确保车轮在急速旋转时滑动率控制在标准区域内，防止由于驱动轮速度原因导致汽车出现失控问题。

第三，自动化控制技术能稳定行驶速度，确保车速的稳定性，降低了行车人多次调节车速发生交通事故的风险。主动安全技术应用于制动技术衍生出了很多种类的装置，能够在急刹车时保持汽车的平衡。预警系统能够在行驶过程中对行车人和周围路况实施数据的收集，随后对收集到的数据进行分析处理，在意外情况发生前借助预警装置对行驶人进行提示。

例如，由于行驶人驾驶疲劳未能及时发现前方的路障，保险杠传感器能够迅速检测前方的危险，随后发出警告提醒。

3.2 发动机自动控制技术

发动机对汽车性能的好坏有着至关重要的作用，汽车自动化安全控制技术中利用发动机自动控制技术能够实现发动机的自由调控，从而有效较少能耗，合理避免爆震情况，不仅能够实现节能减排的目的，同时还可以为行驶者带来更好的体验感。

例如，采用智能点火装置能够减少能源的消耗，对点火转速和水温情况进行分析后自动控制点火过程，便能合理有效的较少能源消耗。爆震传感器的安装能够有效防止爆震问题发生，其工作原理为对发动机震动频率实施监测，根据不同条件进行分析，从而对点火实施灵活的调节，避免爆震的产生。

3.3 底盘自动控制

汽车底盘的自动控制是汽车自动化安全控制技术在汽车控制系统重要地位的体现，底盘控制工作原理是对轮胎和路面间相互关系进行分析，从而提升汽车运行的安全性和体验感。底盘控制包括汽车纵向动态和垂直动态分析。目前我国汽车系统已经普及了半主动悬架系统。汽车底盘中自动化控制技术的应用体现在多个方面，以防抱死装置（ABS）为例，ABS的作用是确保车辆在紧急制动期间获得瞬态控制。

目前，大多数汽车都配备了ABS系统，可有效降低车辆制动过程中打滑的风险。通常，ABS由轮速传感器，制动压力调节器和电子控制设备组成。当车辆制动时，如果某个车轮发出锁定信号，则电子控制装置将接收该信号并判断该信号，然后向电磁阀发出命令以减慢制动力的增长，并防止车轮抱死。

3.4 防侧翻技术

防侧翻技术对于加强汽车安全具有重要作用，大部分防侧翻技术采用陀螺仪进行检测汽车转弯速度，以此判断汽车发生侧翻的概率。当系统监测到侧翻问题发生时，会自动利用牵引力保持车身稳定，同时切断油门。在侧翻系统启动同时，车内的安全气囊也会弹出，较大面积的安全气囊，能够充分覆盖乘车人的头部，对乘车人和驾驶人进行保护。

3.5 信息通讯系统

3.5.1 定位导航系统

导航系统的功能包括轨迹计算、地图匹配和GPS（全球定位系统）接收等。通过在汽车中应用定位导航系统，可以通过轨道轨迹计算汽车的相对位置和方向;它可以与地图匹配，并且可以根据汽车行驶的路线定位在地图上;它还可以使用GPS通过纬度和经度确定特定的位置信息。汽车可利用生成的地图来确定其在地图上的位置，预测即将到来的障碍，或者在传感器检测到路面信号之前，做好限速准备。可以说，定位导航系统对于保证汽车安全行驶具有重要作用。实际上，這也是汽车向智能化发展的方向，未来随着科技的不断发展和进步，它还可能成为无人驾驶汽车。对于新一代的自动驾驶汽车来说，定位导航系统及数字地图至关重要。导航系统及地图绘制不再仅仅是一项便利功能，因为它必须足够精确，以确保在无人驾驶的情况下能够安全引导车辆。

3.5.2 语音系统（VS）

该系统包括两种类型：语音警报和语音控制。语音警报是指汽车处于异常状态，例如车门，燃油量，制动系统等异常状态时，计算机会根据逻辑判断将信息输出到扬声器或警报器。语音控制是使用驾驶员的声音来指挥和控制汽车的某些零件和设备以执行动作。

3.6 行驶安全系统

3.6.1 自适应前照灯系统（AFS）

该系统可以根据前灯照明范围内的车身动态变化和转向机构的操作特性等综合因素进行计算和判断，从而确定汽车的当前行驶状态并相应地调整前灯近光。它可以有效减轻驾驶员在夜间在弯路上行驶时的疲劳，使驾驶员能够在转弯时查看实际道路状况，并让驾驶员有足够的时间进行转向和紧急情况处理，从而提高汽车夜晚弯路上行驶的安全性。

3.6.2 汽车夜视系统（NVS）

该系统使用红外技术通过传感器检测物体前方的热量，然后将其集中到可以通过各种红外波长的检测器中，并被检测器的红外敏感元件吸收，然后将辐射依次转换为电信号和数字信号，然后通过HUD或车载显示器向驾驶员显示图像。该系统可以很好地扩大驾驶员的视野范围，使视野范围达到近光照射距离的3到5倍，可以大大提高驾驶安全性。

4  结语

汽车行业内部竞争愈发激烈，自动化安全控制技术已经成为企业竞争的主要区域，伴随我国信息技术、云计算等快速发展，自动化安全控制技术也在不断提升，已有不少汽车企业在自动化安全控制技术上取得较高成就，提升本企业实力同时，推动了市场的发展。汽车自动化安全控制技术发展离不开生产车间自动化安全控制技术的提升，其技术主要依靠系统的硬件和软件技术，当前广泛应用的集中控制管理方法能够有效提升安全生产自动化技术，为实现集成控制目的奠定稳固基础。

参考文献：

[1]孙京，谭惠方，赵阳辉.汽车自动化安全控制技术研究[J].艺术科技，2016，29（11）：422.

[2]邱爽，于心波.研究汽车自动化安全控制技术[J].科技资讯，2014，12（15）：6，8.

[3]康佳琦.汽车自动化安全控制技术研究进展[J].现代制造技术与装备，2019（02）：30，32.

[4]梁维泽.自动化技术在汽车机械控制系统中的应用[J].南方农机，2019，50（24）：31.

[5]汽车自动化系统和网关的安全及保障[J].中国电子商情（基础电子），2019（10）：23-26.

[6]米燕，于正永.基于嵌入式微控制器的汽车自动化安全控制[J].电脑知识与技术，2011，7（15）：3716-3718.