吳顯能

摘 要：按GB7258要求，車長大于等于6m的客車，應(yīng)設(shè)置能切斷蓄電池和所有電路連接的手動(dòng)機(jī)械斷電開關(guān)。但車輛實(shí)際使用時(shí)司機(jī)離開車輛因多種原因未將手動(dòng)機(jī)械式電源開關(guān)斷開，如車輛上還有用設(shè)備在工作，存在安全隱患。本文介紹對電源開關(guān)延時(shí)控制一種設(shè)計(jì)案例，通過主動(dòng)安全設(shè)計(jì)減少安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：客車；電源開關(guān)延時(shí)控制；控制原理

中圖分類號(hào)：TM502 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.概述

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，客車電路設(shè)計(jì)更安全、合理、更具科學(xué)性。現(xiàn)代客車上用電設(shè)備的數(shù)量較多，耗電量較大，因此電源的供電能力和工作性能對車輛的運(yùn)行及用電設(shè)備的工作有非常重要的影響。

金龍客車出口國家和地區(qū)達(dá)122個(gè)，進(jìn)行批量銷售已有十幾年歷史，其中沙特也是金龍的傳統(tǒng)市場。沙特客戶對車輛使用要求與國內(nèi)有較大差異，除了要滿足當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)外，一些個(gè)性需求也挺具有人性化的。雖然蓄電池附近處安裝有手動(dòng)機(jī)械斷電開關(guān)，但在車輛實(shí)際使用時(shí)司機(jī)因多種原因未將該電源開關(guān)斷開而離開車輛，糟糕的是如車輛上仍有設(shè)備在工作，將會(huì)產(chǎn)生安全隱患。為了避免這個(gè)問題，金龍出口沙特XMQ6127GS公交車，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF未能及時(shí)關(guān)閉電池艙手動(dòng)機(jī)械斷電開關(guān)，兩分鐘后可自動(dòng)將整車用電設(shè)備會(huì)自行斷電確保用電安全?，F(xiàn)以XMQ6127GS電路控制為例，對其原理進(jìn)行介紹。

2.控制原理

2.1 設(shè)計(jì)電路中關(guān)鍵電器件為延時(shí)繼電器

延時(shí)繼電器是一種利用脈沖延時(shí)原理來實(shí)現(xiàn)延時(shí)通斷功能的繼電器，常用于繼電保護(hù)和自動(dòng)化電路中，作為交流瞬時(shí)動(dòng)作斷電后延時(shí)返回的時(shí)間元件。常用的延時(shí)繼電器通常分為鐘表式、電子式、氣囊式：鐘表式延時(shí)繼電器，利用鐘表的擒縱裝置來控制類似發(fā)條彈簧的釋放時(shí)間，時(shí)間控制精度較高；電子式延時(shí)繼電器通過電子電路執(zhí)行延時(shí)指令；氣囊式延時(shí)繼電器是在利用電磁鐵啟動(dòng)后氣囊中的氣體經(jīng)由小孔放氣來延時(shí)執(zhí)行指令。

先對該延時(shí)繼電器原理及性能說明如下：

（1）延時(shí)繼電器接線圖如圖1所示。

（2）延時(shí)繼電器邏輯控制圖如圖2所示。

（3）延時(shí)繼電器工作原理：通用繼電器85腳為電源負(fù)極，86腳為電源正極，當(dāng)控制管腳86與85壓差滿足吸合電壓后，普通繼電器30腳和87腳會(huì)立即吸合；而本控制電路中只有當(dāng)控制腳I有高電平后輸出腳30和87腳才接通；當(dāng)控制線高電平斷開后，輸出腳30和87會(huì)延遲斷開，以實(shí)現(xiàn)車輛電源延時(shí)控制。

（4）延時(shí)繼電器延時(shí)時(shí)間確認(rèn)

延時(shí)繼電器延時(shí)控制時(shí)間既不能太長也不能太短，經(jīng)測試及與客戶確認(rèn)，將時(shí)間設(shè)置為兩分鐘比較合適。同時(shí)切斷延時(shí)繼電器85腳可以實(shí)現(xiàn)快速使延時(shí)繼電器停止工作。

2.2 CAN總線I/O模塊

該I/O模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU之間按照SAEJ1939通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通常選用當(dāng)轉(zhuǎn)速大于350RPM時(shí)模塊中A管腳輸出2A電流來控制繼電器1線圈端，可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)避免將電磁式電源總開關(guān)切斷，避免了由于發(fā)電機(jī)失控而造成電壓過高現(xiàn)象。

2.3 電源控制電路原理

（1）儀表臺(tái)上有設(shè)置電源總開關(guān)，該開關(guān)結(jié)構(gòu)形式為翹板式，檔位形式為雙向自動(dòng)復(fù)位式。機(jī)械斷電開關(guān)14閉合后，將儀表臺(tái)開關(guān)3由OFF向Ⅰ檔接通后，電源通過二極管D1單向?qū)▽⒀訒r(shí)繼電器4控制端I接電后，延時(shí)繼電器輸出端30與87接通，繼而繼電器8的控制電源接通，車輛上用電設(shè)備A得電后發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、點(diǎn)火開關(guān)在滿足條件后工作。

（2）點(diǎn)火開關(guān)旋到Ⅱ檔后，給CAN總線I/O模塊管腳C提供喚醒信號(hào)ACC電源，CAN總線I/O模塊B管腳輸出電源經(jīng)二極管D2單向?qū)ㄊ寡訒r(shí)繼電器4控制端I始終通電，可以保證延時(shí)繼電器一直在工作；同時(shí)CAN總線I/O模塊管腳G輸出電源使電磁式電源總開關(guān)工作，用電設(shè)備B在滿足條件下可以工作。

（3）點(diǎn)火開關(guān)旋到STAR起動(dòng)檔且發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正常運(yùn)行，CAN總線I/O模塊管腳A輸出電源將繼電器1常閉觸點(diǎn)87a斷開。即使司機(jī)誤操作將電源開關(guān)從中間檔位OFF推向Ⅱ，也不會(huì)將繼電器2線圈導(dǎo)通。延時(shí)繼電器正常工作，可以有效避免發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)誤將整車電源與蓄電池連接斷開，以保護(hù)用電設(shè)備B。

（4）￥將點(diǎn)火開關(guān)旋到OFF檔發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，CAN總線I/O模塊A和B管腳都會(huì)停止輸出，兩分鐘后延時(shí)繼電器斷開，即使未將手動(dòng)電源總開關(guān)14未斷開，整車用電設(shè)備A和用電設(shè)備B在兩分鐘后也會(huì)停止工作；此時(shí)，如將翹板式電源開關(guān)從OFF檔推向位置Ⅱ，可以快速將整車電源斷開。

結(jié)語

本文介紹的控制方式所采用的元件都是成熟、簡單、可靠的電器元件，能達(dá)到理想的控制方式，且通過批量生產(chǎn)的XMQ6127GS車型在沙特市場三年的實(shí)驗(yàn)和營運(yùn)驗(yàn)證，通過主動(dòng)安全設(shè)計(jì)降低司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)此控制系統(tǒng)故障率低，維修方便，性價(jià)比高。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 7258-2012，機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件[S].

[2]羅峰.汽車CAN總線系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.