淺析車身域控制器BDU集成空調(diào)的應(yīng)用

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

車身域控制器BDU是集成了門鎖、PEPS、雨刮、內(nèi)外燈、座椅、TPMS等所有車身電子的，一個集成度高且功能強(qiáng)大的車身域控制器。空調(diào)負(fù)責(zé)乘客艙內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)、除霜除霧、以及車內(nèi)空氣質(zhì)量凈化，是車內(nèi)舒適性控制器（見圖一）。本文將從車身域控制器BDU集成空調(diào)的應(yīng)用實例，來介紹功能域集成空調(diào)的實際應(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，用戶對按鍵間的間隙、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車型平臺的擴(kuò)展升級和用戶對內(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，無法快速滿足上述迭代需求對空調(diào)面板部分的頻繁升級，且這種升級都是對功能模塊部分做無意義的消耗。

■ 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部分之間通過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，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。空調(diào)模塊CCM除了在尺寸上遠(yuǎn)小于車身控制器，外觀和結(jié)構(gòu)上的要求和車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)動芯片外、還增加了有刷電機(jī)類的鼓風(fēng)機(jī)LPM電路。此外，空調(diào)模塊所需的直流風(fēng)門電機(jī)的H橋驅(qū)動，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，就可以實現(xiàn)BDU集成空調(diào)的應(yīng)用，空調(diào)面板CCP仍作為LIN的子節(jié)點與BDU進(jìn)行按鍵和顯示的交互。

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功能實現(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，對傳感器和空調(diào)系統(tǒng)來說都是需要經(jīng)過時間才能被響應(yīng)。

所以，自動空調(diào)控制系統(tǒng)屬于實時性要求不高的延遲系統(tǒng)，這樣從功能調(diào)度上來說10ms的運行周期基本可以滿足空調(diào)的功能軟件需求。由于空調(diào)模塊CCM的低時效性，不會占用BDU過大的系統(tǒng)開銷而影響B(tài)DU其它功能的正常運行，是非常適合集成在BDU中。

從功能具體實現(xiàn)上來說，空調(diào)的功能通過MATLAB的Simulink/Stateflow實現(xiàn)，主要分為以下四個部分：

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HMI用于識別來自用戶的按鍵，語音輸入仲裁和執(zhí)行，并將運行狀態(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)險計算等；

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控制算法負(fù)責(zé)計算空調(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)動根據(jù)計算的輸出驅(qū)動相關(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單獨的應(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)通信等方面來說，大量冗余的軟件開發(fā)工作量被大幅度的縮減。

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

編輯：jq