客车电源开关延时控制的应用
2017-03-20吴显能
吴显能
摘 要：按GB7258要求，车长大于等于6m的客车，应设置能切断蓄电池和所有电路连接的手动机械断电开关。但车辆实际使用时司机离开车辆因多种原因未将手动机械式电源开关断开，如车辆上还有用设备在工作，存在安全隐患。本文介绍对电源开关延时控制一种设计案例，通过主动安全设计减少安全事故的发生。
关键词：客车；电源开关延时控制；控制原理
中图分类号：TM502 文献标识码：A
1.概述
随着汽车工业的发展，客车电路设计更安全、合理、更具科学性。现代客车上用电设备的数量较多，耗电量较大，因此电源的供电能力和工作性能对车辆的运行及用电设备的工作有非常重要的影响。
金龙客车出口国家和地区达122个，进行批量销售已有十几年历史，其中沙特也是金龙的传统市场。沙特客户对车辆使用要求与国内有较大差异，除了要满足当地法规外，一些个性需求也挺具有人性化的。虽然蓄电池附近处安装有手动机械断电开关，但在车辆实际使用时司机因多种原因未将该电源开关断开而离开车辆，糟糕的是如车辆上仍有设备在工作，将会产生安全隐患。为了避免这个问题，金龙出口沙特XMQ6127GS公交车，当点火开关旋转到OFF未能及时关闭电池舱手动机械断电开关，两分钟后可自动将整车用电设备会自行断电确保用电安全。现以XMQ6127GS电路控制为例，对其原理进行介绍。
2.控制原理
2.1 设计电路中关键电器件为延时继电器
延时继电器是一种利用脉冲延时原理来实现延时通断功能的继电器，常用于继电保护和自动化电路中，作为交流瞬时动作断电后延时返回的时间元件。常用的延时继电器通常分为钟表式、电子式、气囊式：钟表式延时继电器，利用钟表的擒纵装置来控制类似发条弹簧的释放时间，时间控制精度较高；电子式延时继电器通过电子电路执行延时指令；气囊式延时继电器是在利用电磁铁启动后气囊中的气体经由小孔放气来延时执行指令。
先对该延时继电器原理及性能说明如下：
（1）延时继电器接线图如图1所示。
（2）延时继电器逻辑控制图如图2所示。
（3）延时继电器工作原理：通用继电器85脚为电源负极，86脚为电源正极，当控制管脚86与85压差满足吸合电压后，普通继电器30脚和87脚会立即吸合；而本控制电路中只有当控制脚I有高电平后输出脚30和87脚才接通；当控制线高电平断开后，输出脚30和87会延迟断开，以实现车辆电源延时控制。
（4）延时继电器延时时间确认
延时继电器延时控制时间既不能太长也不能太短，经测试及与客户确认，将时间设置为两分钟比较合适。同时切断延时继电器85脚可以实现快速使延时继电器停止工作。
2.2 CAN总线I/O模块
该I/O模块与发动机ECU之间按照SAEJ1939通信协议进行数据传输。当发动机运转时，通常选用当转速大于350RPM时模块中A管脚输出2A电流来控制继电器1线圈端，可以确保发动机运行时避免将电磁式电源总开关切断，避免了由于发电机失控而造成电压过高现象。
2.3 电源控制电路原理
（1）仪表台上有设置电源总开关，该开关结构形式为翘板式，档位形式为双向自动复位式。机械断电开关14闭合后，将仪表台开关3由OFF向Ⅰ档接通后，电源通过二极管D1单向导通将延时继电器4控制端I接电后，延时继电器输出端30与87接通，继而继电器8的控制电源接通，车辆上用电设备A得电后发动机ECU、点火开关在满足条件后工作。
（2）点火开关旋到Ⅱ档后，給CAN总线I/O模块管脚C提供唤醒信号ACC电源，CAN总线I/O模块B管脚输出电源经二极管D2单向导通使延时继电器4控制端I始终通电，可以保证延时继电器一直在工作；同时CAN总线I/O模块管脚G输出电源使电磁式电源总开关工作，用电设备B在满足条件下可以工作。
（3）点火开关旋到STAR起动档且发动机启动正常运行，CAN总线I/O模块管脚A输出电源将继电器1常闭触点87a断开。即使司机误操作将电源开关从中间档位OFF推向Ⅱ，也不会将继电器2线圈导通。延时继电器正常工作，可以有效避免发动机在运行时误将整车电源与蓄电池连接断开，以保护用电设备B。
（4）￥将点火开关旋到OFF档发动机停止运行，CAN总线I/O模块A和B管脚都会停止输出，两分钟后延时继电器断开，即使未将手动电源总开关14未断开，整车用电设备A和用电设备B在两分钟后也会停止工作；此时，如将翘板式电源开关从OFF档推向位置Ⅱ，可以快速将整车电源断开。
结语
本文介绍的控制方式所采用的元件都是成熟、简单、可靠的电器元件，能达到理想的控制方式，且通过批量生产的XMQ6127GS车型在沙特市场三年的实验和营运验证，通过主动安全设计降低司机劳动强度，同时此控制系统故障率低，维修方便，性价比高。
参考文献
[1] GB 7258-2012，机动车运行安全技术条件[S].
[2]罗峰.汽车CAN总线系统原理、设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2010.
