淺析車(chē)身域控制器BDU集成空調(diào)的應(yīng)用

隨著汽車(chē)配置復(fù)雜度的增加，電子系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。過(guò)多的ECU加上相應(yīng)的線(xiàn)束，增加了空間布置的難度，眾多分散的運(yùn)算控制單元也在一定程度上造成算力的浪費(fèi)。針對(duì)以上問(wèn)題，功能域在一定程度上解決了分布式架構(gòu)單系統(tǒng)算力浪費(fèi)以及控制器的數(shù)量過(guò)多等問(wèn)題，同時(shí)在成本上也有明顯的降低。

車(chē)身域控制器BDU是集成了門(mén)鎖、PEPS、雨刮、內(nèi)外燈、座椅、TPMS等所有車(chē)身電子的，一個(gè)集成度高且功能強(qiáng)大的車(chē)身域控制器。空調(diào)負(fù)責(zé)乘客艙內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)、除霜除霧、以及車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量?jī)艋?，是?chē)內(nèi)舒適性控制器（見(jiàn)圖一）。本文將從車(chē)身域控制器BDU集成空調(diào)的應(yīng)用實(shí)例，來(lái)介紹功能域集成空調(diào)的實(shí)際應(yīng)用。

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硬件布置

空調(diào)控制模塊分為集成式自動(dòng)空調(diào)控制器ATC和空調(diào)面板CCP+空調(diào)模塊CCM兩種形式（見(jiàn)圖二），這兩種形式均由按鍵模塊、顯示模塊及功能模塊組成。

其中，按鍵和LCD/LED顯示部分屬于外觀件，用戶(hù)對(duì)按鍵間的間隙、手感，以及顯示的亮度和均勻性等都有著嚴(yán)格的要求。隨著OEM車(chē)型平臺(tái)的擴(kuò)展升級(jí)和用戶(hù)對(duì)內(nèi)飾需求的不斷改變，這些都造成了空調(diào)面板造型的不斷改變，從而要求按鍵模塊及顯示模塊做相應(yīng)的更改。

■ 集成式自動(dòng)空調(diào)控制器ATC是將按鍵模塊、顯示模塊及功能模塊高度集成的，無(wú)法快速滿(mǎn)足上述迭代需求對(duì)空調(diào)面板部分的頻繁升級(jí)，且這種升級(jí)都是對(duì)功能模塊部分做無(wú)意義的消耗。

■ 空調(diào)面板CCP+空調(diào)模塊CCM模式，是將空調(diào)控制模塊一分為二，兩個(gè)部分之間通過(guò)LIN進(jìn)行通信。顯示和按鍵部分做成空調(diào)面板CCP，功能部分做成空調(diào)模塊CCM。上述迭代需求僅在造型和外觀進(jìn)行升級(jí)，只需要更新空調(diào)面板CCP部分，空調(diào)模塊CCM功能并不受影響?？照{(diào)模塊CCM除了在尺寸上遠(yuǎn)小于車(chē)身控制器，外觀和結(jié)構(gòu)上的要求和車(chē)身控制器是完全一樣的，這也為集成到BDU的應(yīng)用提供了條件。

BDU在硬件上除了增加配置步進(jìn)電機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)芯片外、還增加了有刷電機(jī)類(lèi)的鼓風(fēng)機(jī)LPM電路。此外，空調(diào)模塊所需的直流風(fēng)門(mén)電機(jī)的H橋驅(qū)動(dòng)，傳感器的模擬采樣和PWM輸入捕獲，CAN/LIN收發(fā)器，以及高低邊驅(qū)動(dòng)等，都可以在BDU上找到可以共用或相似的電路。

因此，在BDU原有的產(chǎn)品基礎(chǔ)上增加上述的電路和相應(yīng)的產(chǎn)品尺寸，就可以實(shí)現(xiàn)BDU集成空調(diào)的應(yīng)用，空調(diào)面板CCP仍作為L(zhǎng)IN的子節(jié)點(diǎn)與BDU進(jìn)行按鍵和顯示的交互。

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功能實(shí)現(xiàn)

空調(diào)模塊功能在本質(zhì)上是溫度的控制，而任何溫度的變化，對(duì)傳感器和空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是需要經(jīng)過(guò)時(shí)間才能被響應(yīng)。

所以，自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)屬于實(shí)時(shí)性要求不高的延遲系統(tǒng)，這樣從功能調(diào)度上來(lái)說(shuō)10ms的運(yùn)行周期基本可以滿(mǎn)足空調(diào)的功能軟件需求。由于空調(diào)模塊CCM的低時(shí)效性，不會(huì)占用BDU過(guò)大的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)而影響B(tài)DU其它功能的正常運(yùn)行，是非常適合集成在BDU中。

從功能具體實(shí)現(xiàn)上來(lái)說(shuō)，空調(diào)的功能通過(guò)MATLAB的Simulink/Stateflow實(shí)現(xiàn)，主要分為以下四個(gè)部分：

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HMI用于識(shí)別來(lái)自用戶(hù)的按鍵，語(yǔ)音輸入仲裁和執(zhí)行，并將運(yùn)行狀態(tài)輸出用于顯示；

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Input主要用于采集傳感器的輸入，傳感器的補(bǔ)償和修正，起霧風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算等；

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控制算法負(fù)責(zé)計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)在當(dāng)前工況下所需要的輸出和舒適性修正；

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Output驅(qū)動(dòng)根據(jù)計(jì)算的輸出驅(qū)動(dòng)相關(guān)負(fù)載進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，空氣凈化等。

上述的這些功能作為一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用層軟件ASW集成在BDU中，這種集成的應(yīng)用從底層、架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信等方面來(lái)說(shuō)，大量冗余的軟件開(kāi)發(fā)工作量被大幅度的縮減。

在新的電子電氣架構(gòu)下，新一代的車(chē)身域控制器不斷的開(kāi)發(fā)和拓展，BDU集成空調(diào)是其中的一個(gè)小實(shí)例，將會(huì)有更多模塊功能集成到BDU，打造更加功能強(qiáng)大的車(chē)身域控制器。

編輯：jq