車載香氛系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計

彭時翔　張小西　胡孫杰　曹德友

中圖分類號：U463.851? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）09-0056-02

作者簡介

彭時翔，男，工程師，從事汽車空調(diào)面板類硬件、軟件、測試驗證等工作；張小西，女，工程師，從事汽車空調(diào)開關(guān)類硬件、軟件、測試驗證等工作；胡孫杰，男，工程師，從事汽車零部件測試設(shè)備研發(fā)工作。

隨著汽車行業(yè)快速發(fā)展，汽車已經(jīng)從單純交通工具往移動家方向發(fā)展。當(dāng)前汽車應(yīng)用有聲音方面應(yīng)用、視覺方面應(yīng)用、觸覺方面應(yīng)用，只有在極少高端車型對嗅覺方面有應(yīng)用。

1? 應(yīng)用場景

1）車載沉浸式4D影院（圖1）：搭載汽車智能座椅、電子懸架、車載音影、車載空調(diào)系統(tǒng)、車載4D眼鏡，配合香氛控制器可以根據(jù)電影場景，空氣懸架調(diào)節(jié)傾斜振動、吹風(fēng)、氣味、座椅傾斜振動達(dá)到專業(yè)影院級別，模擬沉浸式4D觀影效果。

2）疲勞駕駛提神醒腦：運用中國傳統(tǒng)中醫(yī)理論，全車配置提神醒腦香氛瓶，當(dāng)車輛系統(tǒng)識別到駕駛員處于疲勞狀態(tài)，啟動香氛，確保駕駛員精神清醒，保證行車安全。

2? 設(shè)計要求

車載香氛控制器主要受空調(diào)控制模塊通過LIN或者CAN進行通信控制。安裝在手套箱內(nèi)部，在整車設(shè)計時需要考慮電磁兼容性與DV環(huán)境試驗，選用汽車級元件與物料進行設(shè)計。軟件要采用AUTOSAR軟件架構(gòu)進行開發(fā)，確保軟件可靠性，要具備OTA升級功能為后續(xù)固件升級預(yù)留空間。設(shè)計時需要考慮維修拆卸方便、香氛盒更換方便、運行噪聲、使用壽命、硬件設(shè)計最壞情況分析，確保在車輛規(guī)定使用壽命時間內(nèi)產(chǎn)品不會發(fā)生故障。香氛料盒需要采用時尚造型，具備NFC讀取和安全加密，防止第三方仿制擾亂售后市場，造成品牌價值下降。

3? 設(shè)計實現(xiàn)

1）香氛料盒（圖2）：蓋子和瓶身采用浸染工藝，提升時尚感，香氛條采用進口陶瓷，保證60%以上鎖香性，在使用過程中體積不會變化、工作溫度范圍-40～1000℃，滿足汽車級工況要求。采用國內(nèi)一線品牌汽車級磁鐵，退磁溫度需要選用＞150℃。

2）控制器主體（圖3）：控制器運動組件和風(fēng)道連接處均采用汽車級膠墊保證減振同時兼容氣密性，防止香氛串味和關(guān)閉時防止泄漏香氛到座艙內(nèi)部。同時風(fēng)道還要采用空氣流體仿真進行仿真設(shè)計，防止空氣中的顆粒物在風(fēng)道內(nèi)部堆積，從而造成風(fēng)道堵塞。主體機械結(jié)構(gòu)采用汽車級PC材料，滿足汽車環(huán)境試驗要求。通過導(dǎo)風(fēng)軟管將香氛輸入到汽車空調(diào)風(fēng)道中均勻散發(fā)到汽車每個角落。采用表面發(fā)黑防銹處理的磁鐵片，保證主體與香氛料盒可靠吸附。

3）線路板硬件設(shè)計（圖4）：負(fù)責(zé)中央控制芯片為國產(chǎn)復(fù)旦威FM33LG025A單片機，具備1路CAN（預(yù)留）、1路LIN、20路GPIO、2路AD、1路PWM、1路CCP、1路UART通信、1路SPI通信。工作溫度范圍-40～105℃，符合AEC-Q100要求。負(fù)責(zé)CAN網(wǎng)絡(luò)通信芯片為國產(chǎn)川土微CA-IF1042 CAN收發(fā)器，支持5Mbit/s，符合ISO 11898-2和AEC-Q100要求。負(fù)責(zé)電源管理和LIN收發(fā)器為國產(chǎn)品牌川土微CA-IF1021S芯片（LD0+LIN），支持20kbit/s，符合17987-4：2016要求。NFC讀卡芯片采用復(fù)旦威NFC芯片，同時采用選擇芯片進行一拖三分時檢測，以起到降低成本的作用。電源電壓檢測電路采用電阻分壓形式（低成本分立元件搭建），檢測電壓能達(dá)到5.5～19V范圍。鼓風(fēng)機電路利用三極管開關(guān)特性輸出PWM控制并且采集鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，滿足在任何工況下都能達(dá)到預(yù)計的轉(zhuǎn)速要求。

4）線路板軟件設(shè)計（圖5）：軟件采用第三方軟件公司開發(fā)的AUTOSAR基礎(chǔ)軟件工具生成AUTOSAR軟件架構(gòu)和BSW、RTE相應(yīng)代碼，根據(jù)整車客戶要求編寫APP層內(nèi)容，實現(xiàn)完整軟件。采用完整AUTOSAR軟件架構(gòu)能有效提升軟件品質(zhì)和后期軟件可維護性。

4? 結(jié)束語

經(jīng)過市場和各個主機廠調(diào)研，車載香氛將會是各車廠未來車型較為普及的功能。同時考慮當(dāng)前國際缺芯風(fēng)波，設(shè)計控制器時應(yīng)確保產(chǎn)品可靠性的前提下使用國產(chǎn)芯片方案去實現(xiàn)功能，確保后期供貨的穩(wěn)定性，同時也為中國芯片崛起貢獻(xiàn)一份力量。

（編輯? 楊? 景）