浅谈计算机控制在汽车行业的发展应用

1、 浅谈计算机控制在汽车行业的发展应用 赫玉莹 边疆中南大学信息科学与工程学院 湖南长沙 410083【摘要】随着电子技术和计算机领域的飞速发展，计算机控制在汽车行业占据着举足轻重的作用。本文简要介绍了计算机控制技术和汽车行业的发展，指出了两者相结合的具体应用，并围绕发展现状，对其未来进行展望。【关键词】计算机控制; 汽车; 智能控制；无人驾驶车引言随着现代科学技术的飞速发展和不断融入，以计算机应用为核心的信息处理、控制与管理相结合的系统成为主流。计算机控制因其高可靠性、高性能价格比、高效率等优点，在工业控制、航空航天、农业发展等占据一席之地，并已走进家庭、企业，融入到日常生活的各个角落。本文将

2、围绕计算机控制在汽车行业的应用展开。1、计算机控制技术概述从1954 年到1962 年，计算机控制系统从无到有，并得到迅猛发展。所谓计算机控制技术，简单来说，就是由计算机代替常规控制设备对动态系统进行控制的技术。其控制过程主要包括：数据采集、数据处理、实时控制三个部分1。首先，系统对被控对象进行实时监测，并采集相应的数据传送到计算机系统，对数据进行处理，并按照已经设计的控制规律计算出空置量，实时发出控制信号，以保证被控对象安全、稳定地运行。伴随着现代微电子技术的提高，依托先进的计算机技术、强大的自动化控制、精密的电子电气元件，计算机控制技术在向着复杂系统工程的智能化自动处理和控制自动化并行处理

3、的进程迈进。2、汽车行业发展现状从19 实际后半叶开始，围绕汽车技术的改进和发明层出不穷。在这一阶段，无论从动力到结构、从外形的气动设计到内部的功能配置、还是从安全性到舒适性，汽车技术都有了很大的进步2。从20 世纪60 年代开始，随着半导体电子技术的发展，电子技术与汽车技术的融合已成为一种必然的发展趋势，而汽车实现智能化是汽车工业发展的必然结果。经过长期的发展和不断完善，机械结构几乎已达完美，于是工程师们都转向了汽车电子技术，将其作为开发新车型、改善和提高汽车性能、提高汽车自动化和智能化的最重要措施3。就当前的世界科技水平而言，有些智能化技术已经在汽车上实现，有的将要实现，有的则还是一些概念

4、性技术，尚需科学理论的进一步发展，但前景是相当可观的。3、计算机控制技术与汽车行业的结合3.1 安全保障安全性是汽车驾驶中考虑的最首要因素和汽车技术发展的关注热点，计算机的发展在汽车安全技术的研发中产生着至关重要的影响。汽车的安全性分为主动安全性和被动安全性两类，主动安全性是通过优化车辆驾驶操纵系统的人际环境，主动防御事故的发生；被动安全性是将事故发生所带来的伤害降到最低4。目前主动安全控制系统主要包括：汽车防抱制动系统（abs）、汽车驱动防滑系统（tcs/asr）、汽车稳定性控制系统（esp）、汽车主动车身控制（abc）、汽车四轮转向（4ws）以及先进汽车控制与安全系统（avcss）等等。其

5、基本原理可简单描述为：传感器感知汽车状态，由ecu 根据采集到的信息做出控制决策，随后控制执行季后采取相应措施，以影响车轮滑转率、侧偏角和垂向运动以提高汽车的机动性、安全性和舒适性。比如esp，稳定性控制系统，它由控制单元及转向传感器（检测方向盘）、车轮传感器（检测车轮速度传动）、侧滑传感器（检测车体状态）、横向加速度传感器（检测离心力）等组成，传感器信号将车辆运行状态传给控制单元，如汽车在路滑时左转过度，产生右侧甩尾，传感器感觉到滑动，控制器件迅速制动右前轮，产生一种相反的转矩，使汽车保持在原来的车道。esp 系统包含abs 和asr，可以说是当前汽车防滑装置中的高级技术。被动安全控制系统的

6、典范是安全气囊防护系统（ars），其工作原理可用下图1 表述：除此之外，伴随更先进的技术，现今对汽车驾驶的安全检控系统更趋向于智能化，比如：监控双手脱离方向盘驾车的智能技术、疲劳驾驶智能识别技术、急刹车误踩识别技术、车道偏离预警等。3.2 传动控制传动控制无疑是整个汽车系统的核心。计算机控制在此突出表现为发动机和传动系统的智能控制，比如，通过检测汽车的工作状态，控制燃油和空气比例，将能够很好地节约能源，提高汽车的经济性；更为突出的是采用模糊控制器控制汽车的变速和防抱死制动系统的压力调制技术，以及现今的动力与传动系统监控的智能异常识别。3.3 智能导航智能导航是近年来的热门话题，也是近几年迅猛发

7、展的一项课题。在此可将其分为两部分，一是基于图像信息的智能识别，如对前方障碍物和深坑的识别，对交通标志的智能识别，安全车距的稳定监控以及智能后视等。此项在很大程度上提高了驾驶的安全性和自动化，不再是机械传统地依靠驾驶员的直观反应，更加精准，更加有效。二是基于gps来定位汽车当前位置，提供合适的行驶路线，实现导航，解决了众多用户身处陌生城市面临的棘手问题。3.4 辅助控制5除上述计算机控制在汽车上的主要应用之外，还有一些满足用户舒适度和便捷性的辅助控制，比如车门的智能开关，智能雨刷等等。4、前景展望给汽车装上“大脑”，让汽车学会“思考”，这是汽车行业发展的必然趋势，也面临着很大的发展空间。继20

8、04 年美国国防高级研究计划局（darpa）举办无人车大奖赛之后，无人驾驶车持续升温，吸引了众多研究者的眼球，2007 年，美国首届无人车城市挑战赛（urbanchallenge）中，6 所高校改装的无人驾驶、无人遥控的智能汽车，完全依靠计算机控制系统，在遵守了交通法规的前提下，征服了障碍重重的城市交通，展示了无人车广阔的应用前景。但由于复杂的道路人为因素，我们对无人驾驶车的安全性依旧心有余悸，现如今，无人驾驶车已在技术上有了进一步的突破，有些在国外已允许上路。因此，伴随着技术和人为问题的进一步解决，无人驾驶车有望成为未来的汽车风向。参考文献1 许勇.计算机控制技术m. 机械工业出版社,2008.(1):45-47.2 张秀彬, 应俊豪.汽车智能化技术原理m. 上海交通大学出版社,2011(3):56-783 中国科学技术协会, 中国汽车工程学会.车辆工程学科发展报告m.