淺析數字信號處理器在汽車電子控制中的應用

【摘要】從分析現代汽車生產技術數字化發展趨勢著眼，指出汽車電子控制裝置與系統日趨微型化，汽車各類裝備與設施日益數字化和信息化，汽車內部設備設施數據通訊日趨網絡化。對數字信號處理器在汽車電子控制中的應用進行了探討。

【關鍵詞】數字信號處理器汽車電子控制應用

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）05B-0107-02

自從20世紀90年代以來，信息革命浪潮在全球范圍內席卷而上，計算機技術、網絡技術、移動通信技術等各類數字化技術在突飛猛進地發展，信息技術深入滲透到各個行業各個領域。在汽車制造技術中也得到很好的應用，為汽車工業的創新發展帶來了生機，汽車電子化、數字化、自動化、智能化已經成為汽車技術發展的主導方向，從而要求應用于汽車的各類電子產品必須有更加輕的質量、更加微小的體積、更加快速的信息處理能力、更加精確的靈敏度、更加敏銳的傳感功能，以及更加巨大的信息容量。同時對汽車的動力性能、舒適度性能、生態環保性能、燃油經濟性和安全性等諸多方面提出了新的要求，為了更加有效地應對這些發展需求，電子化是其必然選擇。從某種程度上來說，應用于汽車之中的電子化設備先進程度已經成為衡量汽車生產技術水平高低的核心標志。

一、現代汽車生產技術數字化發展趨勢

隨著人們生活水平的不斷提升，對物質的需求層次也在不斷提升，為更加有效地滿足人們日益增長的物質需求，加強技術力量攻關，尋求更為先進的技術應用于汽車生產是歷史的必須趨勢，也是信息化社會的必須要求，同時也是更加有效地提升人類的物質文明程度的必然要求。在這樣的發展形勢下，信息技術激發了汽車專業學生學習的主動性、積極性、能動性與創新性。為了更好地指導學生應用好信息新技術，筆者綜合分析當前汽車生產技術發展的趨勢，發現有以下幾個顯著特點。

1．汽車電子控制裝置與系統日趨微型化。為了更加有效地滿足人們對汽車多樣性功能的需求，最大限度地為駕駛員以及汽車乘坐人員提供個性化的服務，促使汽車使用的舒適度、實用性、便捷性、安全性得到有效保障，必須把汽車電子控制裝置與系統進行微型化選擇，除此外找不到更好的途徑。由此可見，只有不斷提升汽車電子控制技術的集成度，才能實現控制裝置體積微小化、質量輕便化、綜合性最優化。例如，當前許多新興的新型汽車的安全氣囊、防抱死制動裝置等部件電子控制單元的體積大小，相對于傳統的汽車應用技術，它的空間大小縮小了很多，許多電子控制單元已經做到了微型化、精確化與兼容化。在未來的汽車產品中，汽車電子控制裝置繼續向這個方向發展，以保證汽車良好的實時性處理能力，減少時滯性、安全性，提高舒適度。

2．汽車各類裝備與設施日益數字化和信息化。隨著社會信息化的不斷向前推進，與我們日常生產、生活、工作、學習、娛樂緊密相關的各類物件都逐步由傳統的“模擬化”轉變為“數字化”，比如，傳統的模擬電視已經逐步被淘汰，取而代之的是數字電視或高清數學電視。又如，傳統的模擬信號手機已經絕跡，取而代之的是數字化的新型手機。數字化信號相對于模擬化信號來說更具有良好的保密性、抗干擾性，可以更加有效地保障產品運行的精確控制和一些個性化需求。數字化的這些良好特性正是現代汽車發展所需要的，不管是從汽車的外部環境需求，還是從汽車內在實用性來說，加強汽車各類裝備與設施的日益數字化和信息化已經成為必然趨勢，越來越多的汽車控制電子器件進行了數字化更新，全面地把信息技術的優良性能應用于汽車，向最終實現汽車整體性數字化與信息化發展。

3．汽車內部設備設施數據通訊日趨網絡化。信息技術的發展，特別是網絡技術突飛猛進的發展，人類生活正在從一般的網絡生活向信息化、智能化、個性化更高的互聯網時代邁進，汽車的各種電子控制件也不可避免地接入網絡化控制系統之中。從近幾年的汽車發展趨勢來看，隨著人們對其各項功能需求的不斷增多，汽車電子控制設備的種類與數量明顯增加，由此帶來汽車內部設備、設施的電子信號數據通訊應用更為普遍，汽車內部設備、設施數據通訊、控制系統網絡化勢在必行。

二、數字信號處理器在汽車電子控制中的幾個應用

數字信息處理器（digital signal processor，簡稱為DSP）具有功能高度集成，占用空間狹小、運算能力高速、網絡通信接口豐富、費用成本較低，以及具有提升自定義編程功能等特點，將其嵌入汽車電子控制系統，可以促使系統響應更加快速，從而有效地縮短時間遲滯的長度，因此，它在汽車電子控制中的應用具有得天獨厚的優勢，有（下轉第125頁）（上接第107頁）效提升汽車的安全性、智能性、穩定性與可靠性。在歐洲與美國等發達國家的汽車生產業中，將DSP芯片廣泛應用于汽車生產，并以年2％的速度增長。

1．DSP在汽車發動機上的應用。汽車發動機的點火控制和空燃比控制是影響發動機性能的兩個關鍵點，不斷優化最佳點火時刻與追求最佳空燃比是汽車發動機設計師不斷深入研究的課題。研究發現，將DSP應用于其中，可以更加有效地提升汽車發動機的性能。在控制系統中嵌入DSP，可以及時獲取到發動機的運行信息，并把汽車發動機的具體工作狀態信息反饋到DSP閉合環路控制系統來調整和改善發動機的運行狀態，使其保持在最佳的工作狀態。具體來說，就是通過及時獲取發動機的缸內的壓力數據來準確判斷每次循環中各氣缸的工作狀態，從而更好地調整并控制好最佳的點火時刻和最佳的空燃比，促使汽車發動機的效能得到充分發揮。

2．DSP在汽車底盤控制上的應用。DSP在汽車底盤控制上的應用主要集中于汽車的主動懸架控制、制動防抱死控制系統、電動轉向系統等方面的應用，其中將其應用于主動懸架控制中，可以更加高效地獲取主懸架系統的動態數據，從而對相應的液力作動器實施及時調整與控制，使其達到理想的工作狀態，進而獲得更好的舒適度。將DSP應用于制動防抱死控制系統（ABS），可以提高ABS的各項性能參數，促使汽車的穩定性、可靠性和安全性得到進一步提高。將DSP應用于電動轉向系統，可以促使汽車的電動轉向系統性能更加優良。

3．DSP在汽車安全性與個性化上的應用。DSP在汽車安全性與個性化上的應用主要表現在防撞警示雷達、數字化音頻和視頻設備、區域網絡通信等方面，在防撞警示雷達上的應用中，無論是通過超聲波、紅外線，還是通過攝像機拍攝獲得的數據，都可以通過DSP進行實時的采集、分析、處理與反饋，為駕駛人員和乘坐人員給出安全警報信息，更加有效地保障車輛與人員的安全。在其個性化方面的應用，有助于汽車的整體性提升。

當前，汽車制造技術和信息技術同步得到快速發展，汽車工業也面臨著信息化裝配的巨大變革，DSP應用于汽車電子控制之中是一種必然的趨勢，應用DSP技術可以較大地提升汽車電子設備控制的精確度，增強汽車的動力性能，改善燃油經濟性，提升可靠性、舒適性與安全性。

【參考文獻】

［1］王玉堅，淺談數字信號處理器在汽車電子控制中的應用［J］，汽車電器，2013（11）

［2］李洪英，數字信號控制器在汽車設計中的應用［J］，中國科教創新導刊，2013（6）

［3］劉梅秋，關于數字信號控制器在汽車設計中的應用［J］，汽車電器，2012（11）

（責編盧建龍）