客車電源開關(guān)延時控制的應(yīng)用

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機械斷電開關(guān)。但車輛實際使用時司機離開車輛因多種原因未將手動機械式電源開關(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)延時控制一種設(shè)計案例，通過主動安全設(shè)計減少安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：客車；電源開關(guān)延時控制；控制原理

中圖分類號：TM502 文獻標(biāo)識碼：A

1.概述

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，客車電路設(shè)計更安全、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122個，進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，一些個性需求也挺具有人性化的。雖然蓄電池附近處安裝有手動機械斷電開關(guān)，但在車輛實際使用時司機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，將會產(chǎn)生安全隱患。為了避免這個問題，金龍出口沙特XMQ6127GS公交車，當(dāng)點火開關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF未能及時關(guān)閉電池艙手動機械斷電開關(guān)，兩分鐘后可自動將整車用電設(shè)備會自行斷電確保用電安全?，F(xiàn)以XMQ6127GS電路控制為例，對其原理進行介紹。

2.控制原理

2.1 設(shè)計電路中關(guān)鍵電器件為延時繼電器

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

先對該延時繼電器原理及性能說明如下：

（1）延時繼電器接線圖如圖1所示。

（2）延時繼電器邏輯控制圖如圖2所示。

（3）延時繼電器工作原理：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會延遲斷開，以實現(xiàn)車輛電源延時控制。

（4）延時繼電器延時時間確認(rèn)

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

2.2 CAN總線I/O模塊

該I/O模塊與發(fā)動機ECU之間按照SAEJ1939通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，通常選用當(dāng)轉(zhuǎn)速大于350RPM時模塊中A管腳輸出2A電流來控制繼電器1線圈端，可以確保發(fā)動機運行時避免將電磁式電源總開關(guān)切斷，避免了由于發(fā)電機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復(fù)位式。機械斷電開關(guān)14閉合后，將儀表臺開關(guān)3由OFF向Ⅰ檔接通后，電源通過二極管D1單向?qū)▽⒀訒r繼電器4控制端I接電后，延時繼電器輸出端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)動機ECU、點火開關(guān)在滿足條件后工作。

（2）點火開關(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繼電器4控制端I始終通電，可以保證延時繼電器一直在工作；同時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）點火開關(guān)旋到STAR起動檔且發(fā)動機啟動正常運行，CAN總線I/O模塊管腳A輸出電源將繼電器1常閉觸點87a斷開。即使司機誤操作將電源開關(guān)從中間檔位OFF推向Ⅱ，也不會將繼電器2線圈導(dǎo)通。延時繼電器正常工作，可以有效避免發(fā)動機在運行時誤將整車電源與蓄電池連接斷開，以保護用電設(shè)備B。

（4）￥將點火開關(guān)旋到OFF檔發(fā)動機停止運行，CAN總線I/O模塊A和B管腳都會停止輸出，兩分鐘后延時繼電器斷開，即使未將手動電源總開關(guān)14未斷開，整車用電設(shè)備A和用電設(shè)備B在兩分鐘后也會停止工作；此時，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驗和營運驗證，通過主動安全設(shè)計降低司機勞動強度，同時此控制系統(tǒng)故障率低，維修方便，性價比高。

參考文獻

[1] GB 7258-2012，機動車運行安全技術(shù)條件[S].

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