虚拟ECU：汽车空调压缩机控制系统

2024年是“十四五”的“关键一年”，在中国居民生活水平不断上升的趋势下，人们对汽车的需求已不再局限于简单的代步工具，而对其整体的舒适度和体验度也有着越来越高的要求。作为提升驾车与乘车体验的重要部分，汽车的空调系统在电动汽车和中高端燃油车的众多系统中扮演了重要角色。

▲图源网络

 

汽车空调系统相对家用空调更为小巧，很多零件也更为精细，其体积通常占汽车整车7%-10%，涉及种类较多的零部件，对汽车空调技术的研究能够使车内温湿度、风量控制在最佳状态，对汽车档次几乎有着决定性的影响。空调压缩机控制器作为汽车空调系统的核心，其质量和安全性更是受到汽车厂商和消费者的广泛关注。 

然而，目前国内对汽车空调系统的测试工作仍存在一定空白，研究工作与业界需求仍有一定差距，如现有测试系统无法在前期的生产制造环节就开始测试产品，也存在控制单元的性能测试项目不完备、测试工艺冗长、平台兼容性差等诸多问题。因此，研制一套功能齐全的汽车空调压缩机虚拟ECU对于提升汽车空调系统的研发与测试效率有着重要意义。

汽车空调压缩机ECU主体为一个集成电路板，外部由壳体封装保护，集成了微处理器、输入输出接口、存储器、模数转化器、驱动电路、稳压器等多个部分。其硬件组成部分包括电源管理单元、数据采集卡、CAN通信板卡、信号调理单元和负载仿真单元，各部分连接图如下图所示：

▲汽车空调压缩机硬件部分连接图

 

汽车空调压缩机的电动控制单元负责对外部传感器采集到的各类信号进行处理，如将压力传感器和鼓风机反馈的数字量信号直接传递给控制器进行逻辑运算，而压缩机和鼓风机的驱动信号需经过A/D变换为数字量信号后，将被控制器采集处理。

天目全数字实时仿真软件SkyEye作为国产自主可控的硬件行为级仿真平台，支持用户通过拖拽的方式对汽车空调压缩机控制系统进行建模和仿真，可在无需二次开发的情况下运行二进制可执行文件，切实解决当前汽车空调系统优化的实际工程中存在的问题。基于SkyEye的汽车空调压缩机虚拟ECU能够在早期阶段与汽车其他多个控制单元进行集成仿真，更早地进行复杂系统级任务，减少集成风险，有助于缩短产品整体上市时间。

▲基于SkyEye的汽车空调压缩机虚拟ECU联合仿真示意图

 

基于汽车空调压缩机工作原理和结构特点的虚拟ECU能够使测试人员从繁琐的机械化流程中解放出来，有效提高检测质量，优化测试流程，提高测试效率，使产品的质量和安全性得到有效保证。

 

参考文献

[1] 赵二庆.现代汽车空调压缩机工作性能与制冷作用试验研究[J].内燃机与配件,2023,(14):97-99.DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2023.14.034.

[2] 丛宪冬,李秋实.车用电动空调压缩机ECU测试方法研究[J].自动化与仪表,2024,39(01):160-164.DOI:10.19557/j.cnki.1001-9944.2024.01.035.