客車機械斷電開關(guān)智能控制研究

曹志博， 魏 濤， 宋 朋， 李士廷， 王睿智

（1.中通客車股份有限公司， 山東 聊城 252000；2.天海汽車電子集團股份有限公司， 河南 鶴壁 458000）

GB 7258要求， 車長≥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)。 同時， 為滿足實際應(yīng)用場景， 多數(shù)主機廠在車輛電源的設(shè)計過程中， 將自動滅火器、 擊窗器、 發(fā)動機OEM電源等直接接在機械斷電開關(guān)之后。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展， 現(xiàn)代客車上用電設(shè)備的數(shù)量較多， 耗電量較大， 而且車上此類電源會越來越多。 因此， 多數(shù)主機廠會要求每天車輛收車時， 駕駛員應(yīng)手動關(guān)閉機械斷電開關(guān)， 以確保蓄電池有充足的電量用于第2天或之后某一天車輛的啟動。 然而， 經(jīng)調(diào)研， 在車輛實際應(yīng)用過程中， 因各種原因， 駕駛員不關(guān)、 忘關(guān)、 不愿關(guān)的現(xiàn)象眾多， 車輛蓄電池虧電的情況也時有發(fā)生。 客車蓄電池虧電是客車電氣故障中的常見現(xiàn)象， 具體指客車行駛中蓄電池逐漸失去電量， 以致客車起動困難或電器工作不正常的現(xiàn)象。 為從根本上解決這一問題， 本文介紹一種控制方法， 在不違背標準和駕駛員習慣的基礎(chǔ)上， 收車時不再需要關(guān)閉機械斷電開關(guān)。

1 控制系統(tǒng)組成及作用

控制系統(tǒng)由蓄電池、 CAN總線模塊、 一鍵啟動主機或遙控鎖主機、 低壓PDCU、 雙閃開關(guān)共同配合實現(xiàn)。 低壓PDCU含機械斷電開關(guān)、 應(yīng)急開關(guān)、 喚醒繼電器、 常火繼電器、 二極管等。 CAN總線模塊作用為進行時間計時， 發(fā)出電源自動切斷的控制指令； 一鍵啟動主機作用為發(fā)出電源喚醒控制指令， 低壓PDCU作用為執(zhí)行CAN總線模塊和一鍵啟動主機發(fā)出的控制指令。

2 斷電控制原理

收車時， 車輛在駕駛區(qū)關(guān)掉電磁式電源總開關(guān)后， 無需再關(guān)閉機械斷電開關(guān)， 具體控制原理如圖1所示。

圖1 控制原理圖

1） 車輛關(guān)閉電磁式電源總開關(guān)， 電磁電源輸入b懸空。

2） CAN總線模塊檢測到電磁電源輸入b懸空后， 立即計時5min， 5min后控制電源輸出a腳停止24V+輸出。

3） 因喚醒繼電器處于常開狀態(tài)， 固此時， 常火繼電器斷電， 車輛上接在此繼電器之后的電源全部切斷。

4） 同時， 一鍵啟動主機進入休眠狀態(tài)， 休眠工作電流＜10mA， 是唯一的耗電部件， 且耗電非常小。

3 喚醒控制原理

為適應(yīng)多種場景下的喚醒需求， 本文共研究了車外遙控鎖喚醒、 車內(nèi)一鍵啟動按鈕、 機械斷電開關(guān)、 雙閃開關(guān)、 應(yīng)急開關(guān)5種喚醒模式， 滿足車輛在不同狀態(tài)下均可正常喚醒。

3.1 遙控鎖喚醒策略

1） 當車輛常火繼電器斷開時， 按下遙控鎖上前門開按鈕。

2） 前門開信號給到一鍵啟動主機， 主機立即判斷常火輸入d， 若有24V+信號輸入， 則立即執(zhí)行前門開關(guān)指令輸出； 若無24V+信號輸入， 則主機喚醒輸出c腳位立即持續(xù)輸出10s低電平。

3） 此時喚醒繼電器線圈接通， 繼電器吸合； 喚醒繼電器吸合后， 常火繼電器線圈接通， 常火繼電器吸合。

4） CAN總線模塊檢測到常火輸入f有24V+后， 控制電源輸出a立即輸出； 若此時電磁電源輸入b懸空， 則執(zhí)行2中的2）-3）-4）。

5） 若在5min內(nèi)操作一次一鍵啟動按鈕， 則電磁式電源開關(guān)接通， CAN總線模塊檢測到電磁電源輸入b有24V+后，控制電源輸出a立即停止計時， 改為常輸出維持當前狀態(tài)，直至再次檢測到電磁電源輸入b懸空后， 重新計時。

3.2 一鍵啟動喚醒策略

1） 當車輛常火繼電器斷開時， 按下一鍵啟動按鈕。

2） 主機收到按鈕信號后， 立即判斷常火輸入d， 若有24V+信號輸入， 則立即執(zhí)行前門開關(guān)指令； 若無24V+信號輸入， 則主機喚醒輸出c腳位立即持續(xù)輸出10s低電平， 之后執(zhí)行3.1中的3）-4）-5）。

3.3 機械斷電開關(guān)喚醒策略

1） 若機械斷電開關(guān)處于斷開狀態(tài)， 重新閉合。

2） 一鍵啟動主機檢測到電源輸入e有重新上電的變化后， 喚醒輸出c腳位立即持續(xù)輸出10s低電平， 之后執(zhí)行3.1中的3）-4）-5）。

3.4 雙閃開關(guān)喚醒策略

1） 當車輛常火繼電器斷開， 且車輛出現(xiàn)故障， 需要打開雙閃開關(guān)時。

2） 按下雙閃開關(guān)， 雙刀閉合， 一路接到CAN總線模塊， 一路接通喚醒繼電器， 之后執(zhí)行3.1中的3）-4）-5）。

3.5 應(yīng)急開關(guān)喚醒策略

1） 當車輛常火繼電器斷開， 車輛有常電持續(xù)接通且斷開電磁電源開關(guān)需求時。

2） 按下應(yīng)急開關(guān)， 之后執(zhí)行3.1中的3）-4）-5）。

4 結(jié)束語

本文詳細介紹客車機械斷電開關(guān)的一種智能控制方法，以最小的成本實現(xiàn)最大的功能。 對標了乘用車的操作， 又未脫離客車的實際情況。 基于此技術(shù)， 為開發(fā)客車迎賓、伴您回家、 一鍵收車功能提供了技術(shù)基礎(chǔ)， 根本上解決了目前客車收車過程中復(fù)雜操作的困擾， 助力客車智能化發(fā)展。