一种双头车主副控制权切换装置

摘要

本发明涉及一种双头车主副控制权切换装置，主要应用于主副双头型医疗救护车或者同类型救援车辆，解决了普通救援车辆进入狭窄隧道无法顺利退出的难题。该装置主要由机械壳体(1)、盖板(2)、用户接口(3)、电源板(4)、核心控制板(5)组成；本发明通过分别采样主副车头内驻车、车速、发动机转速、控制权切换开关等信息，然后进行合理分配15电、30电等供电输出以及主副油门切换，最终实现某一时间段内整车动力系统只允许一个车头拥有控制权，从而完成在一些诸如隧道或者窄巷里执行急救任务车辆的快速进入与退出。

说明书

技术领域

本发明属于车辆动力系统控制技术领域，具体涉及一种双头车主副控制权切换装置，应用于具有主副双头型救援车、医疗救护车或者同类型车。

背景技术

随着现代化建设进程的加快，我国隧道逐步增多，某些小区内也越来越多的存在较窄的巷子，在这种情况下，如果发生火宅或者其他紧急情况时，由于救援车量体积较大，在有限空间内完成掉头、转弯等动作较为困难，因此市场迫切需要一些能够前后进退自如的应急车辆。现有市场上的双头救援车多为进口车，售价每台近千万。

发明内容

本发明提供一种双头车主副控制权切换装置，要解决的技术问题是：解决了普通救援车辆进入狭窄隧道无法顺利退出的难题。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种双头车主副控制权切换装置，主要由机加壳体、电源板、核心控制板和用户接口组成。本发明通过分别采样主副车头内驻车、车速、发动机转速、控制权切换开关等信息，结合软件逻辑分析，然后进行合理分配15电、30电等供电输出以及主副油门切换，最终实现某一时间段内整车动力系统只允许一个车头拥有控制权，从而完成在一些诸如隧道或者窄巷里执行急救任务车辆的快速进入与退出。

电源板通过LM2576以及TPS7B6933-Q1等稳压芯片将整车DC24V电压转换为本发明系统用电，并且在硬件上通过可恢复保险丝、过压、过流等保护电路配合软件上看门狗等策略来提升系统的抗干扰性和稳定性。

本发明的主控芯片采用STM32F407VGT7单片机作为高速处理器，CAN 总线通信采用隔离芯片ADM3053作为收发器，CPU通过CAN总线采集车速和发动机转速信号，只有车速和发动机转速满足用户设定的某些数值时，才允许进行主副车头之间动力系统的切换。

本发明为了提高抗干扰性，在设计过程中采集的手刹信号、空挡信号等IO信号全部通过光电器件TLP281-4进行隔离处理。15电、30电等配电输出通过带短路保护功能的BTT6050-2EKA电子开关实现，主副油门切换通过高速模拟开关TS5A23157实现。

本发明在主副车头内分别设置有故障报警灯，该报警灯通过NPN三极管控制亮灭，每个故障灯为红绿双色指示灯。用电设备短路通过红色故障灯频率为1Hz的闪烁进行报警反应，断路通过黄色故障灯频率为1Hz的闪烁进行报警，过流通过红色故障灯频率为4Hz的闪烁进行报警。

本发明在系统上电后默认主车具有控制权。

有益效果：本发明分别采样主副车头内驻车、车速、发动机转速、控制权切换开关等信息，然后进行合理分配15电、30电等供电输出以及主副油门切换，最终实现某一时间段内整车动力系统只允许一个车头拥有控制权，从而完成在一些诸如隧道或者窄巷里执行急救任务车辆的快速进入与退出。

附图说明

图1本发明外形图

图2本发明系统构成示意图

图3本发明电器系统接口示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明提出的一种双头车主副控制权切换装置，主要由机械壳体(1)、盖板(2)、用户接口(3)、电源板(4)、核心控制板(5)组成；

双头车包括两个驾驶室、一套动力系统和一个车体，两个驾驶室分别设置在车体两端，驾驶室内还设有控制权切换开关，双头车主副控制权切换装置通过分别采集主副车头内15电、30电、控制权切换开关、车速和发动机转速的信息，最终实现某一时间段内整车动力系统只允许一个车头拥有控制权，从而完成在一些诸如隧道或者窄巷里的执行急救任务车辆的快速进入与退出。

通过固定孔(100)将壳体固定到整车指定位置，主副驾驶舱内控制权切换开关和驻车信号等数字IO量、总线通信以及电源等信号通过用户接口 (3)引入到壳体内部；用户接口(3)引入的导线分别连接到电源板(4) 和核心控制板(5)，电源板和核心控制板通过螺钉固定于壳体内部指定位置；

整车DC24V电通过电源板(4)转换为核心控制板用电，其中DC24V到DC5V 的转换通过开关型稳压芯片LM2576HV-5实现，用于部分数字器件的供电；主控CPU的DC3.3V供电通过带短路保护功能的线性稳压芯片TPS7B6933-Q1 由DC5V转换实现；

核心控制板(5)包括主控CPU、光耦隔离电路、智能配电电路、报警驱动电路和CAN驱动电路、双通道单刀双掷高速模拟开关；用于采集主副车头内15电、30电、控制权切换开关、车速和发动机转速的信息并进行处理；

智能配电电路用于将整车母线DC24V通过开关切换到具有控制权所在驾驶室的设备；

双通道单刀双掷高速模拟开关用于实现两个驾驶室内油门的同步切换

主控CPU采用STM32F407VGT7，单片机作为主控处理器，与整车CAN总线进行信息交互采用隔离芯片ADM3053作为收发器，所有开关信号通过光耦器件TLP281-4进行隔离处理，配电输出通过带短路保护功能的BTT6050-2EKA 电子开关实现，主副油门切换通过单刀双掷高速模拟开关TS5A23157实现。其上设有外部扩展CAN总线接口、中断输入接口、定时器；

整车的车速脉冲信号通过用户接口(3)的导线连接在核心控制板(5) 上，首先经过光耦隔离电路进行处理，然后再经过由LM139构成的电压比较器，将车速脉冲信号转换输出为低电平0V和高电平3.3V的脉冲信号，该信号接入主控CPU的中断接口，结合主控CPU的定时器，根据单位时间内的车速脉冲数量，进而求取出车速V1，该计算方法依据1939协议执行，属于现有技术。

发动机转速信息通过带光电隔离的CAN驱动电路(采用转换芯片 ADM3053)接入主控CPU的CAN总线接口，依据1939协议即可计算出发动机“实时”转速V2。

当驾驶员按下控制权切换按钮时，CPU首先根据车辆运行方向判断当前控制权所在驾驶室，如果控制权在当前驾驶室内，则不执行任何动作。如果驾驶权在另外一个驾驶室内，则CPU会首先监测车速、发动机转速以及手刹信号，有且只有车速为0、发动机转速小于设定值、驻车信号有效这三个条件全部满足时，方可进行控制权切换动作。

接到控制权切换指令并决定执行切换动作时，CPU首先驱动双通道单刀双掷高速模拟开关(TS5A23157)实现两个驾驶室内油门的同步切换，可以达到微秒级的切换速度，与此同时CPU驱动智能配电电路的单刀双掷电子开关BTT6050-2EKA，实现当前享有控制权的驾驶室的母线DV24到15电、30电等配电输出以供相关设备工作，最后完成动力系统的切换工作。

每一路配电输出都具有短路、断路和过流检测功能，短路通过红色故障灯频率为1Hz的闪烁进行报警反应，断路通过黄色故障灯频率为1Hz的闪烁进行报警，过流通过红色故障灯频率为4Hz的闪烁进行报警。

具有掉电保存状态功能，每次上电以后，系统自动将控制权切换到断电之前所在控制室。

通过上述操作保证了任意时刻发动机供油控制有且只有一路、主副车头只有一个享有整车控制权。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。