張正軒，龔鈴

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

商用車組合開關介紹及趨勢分析

張正軒，龔鈴

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

詳細介紹商用車組合開關結構形式，觸點動作原理以及組合開關的控制方式的優(yōu)缺點，結合這些特點對組合開關的發(fā)展趨勢進行了分析。

組合開關；觸點形式；控制方式

CLC NO.: U463.6 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2014)09-04-04

前言

組合開關作為人機操作中最為方便、舒適的操作開關，其承載著駕駛過程中操作最頻繁，安全強相關的一些功能，如燈光、雨刮、輔助制動，甚至目前一些高端商用車上將手自一體變速器（AMT）的操作也放在了組合開關上。本文將結合組合開關的應用現狀，詳細介紹其功能、原理的優(yōu)缺點，分析組合開關發(fā)展趨勢。

1、組合開關的結構形式

組合開關的結構形式，一般可分為：

a.一體式組合開關 （圖1）這種開關一般也稱為日系風格組合開關，乘用車普遍采用這種形式，商用車市場上如日野、五十鈴、日產、歐曼、二汽天龍等也在采用；為了拆卸維修方便性，組合開關的本體多采用尼龍材料，并與左右手柄裝配，有的車型上將時鐘彈簧和轉角傳感器也集成在開關本體上，集成性好，有較高的成本優(yōu)勢；

b.分體式組合開關（圖2） 這種開關一般也稱為歐系風格組合開關，如奔馳、曼恩、沃爾沃、斯堪尼亞、依維柯、陜汽德龍等；一般轉向管柱預留組合開關安裝支架，組合開關左右手柄分別安裝在轉向管柱上，底座多采用壓鑄鋅鋁合金材料，適合工況惡劣，可靠性要求較高的車型。

2、組合開關的功能介紹

組合開關布置在方向盤下方，是人機操作最為方便舒適的位置，一般將一些操作比較頻繁的功能如轉向、超車集成左操縱桿上（右手主要用于換擋、操作中控臺電器），將排氣輔助制動、緩速器、手自一體變速器的操作集成在右操縱桿上。

表1 典型的組合開關功能

3、組合開關原理

3.1 機械原理

3.1.1 傳統(tǒng)觸點形式

一般將一側觸點固定，而另一側觸點通過滑動或拍合來進行開閉，即滑動式觸點或對置式觸點。

滑動式觸點（圖3）易實現復雜電路的通斷關系，對于防塵要求相對較低。采用多點接觸可減少信號時間。但觸點機械磨損明顯；不易實現快速通斷，電弧損傷明顯。為實現較復雜的電路關系，滑動式觸點常被用于大電流開關中，如：轉向燈開關、雨刮高低檔開關。觸點的承載能力及耐久性有一定的限制。

對置式觸點（圖4）易實現快速通斷減小電弧傷害，觸點機械磨損小，可設計較大接觸壓力，所以承載能力相對較好；但是觸點接觸時有抖動不適合用于對跳變時間有要求的信號量開關設計。防塵要求高，不使用滅弧脂。

3.1.2 微動開關

操作手柄通過傳動機構（按銷、滾輪、杠桿等）將力作用在微動開關的動作簧片上，使動作簧片末端的動觸點與定觸點快速接通或斷開。微動開關具有觸點間距小，動作行程短，動作力小、清晰，通斷迅速的特點。

微動開關的種類繁多，汽車組合開關一般應用標準型微動開關和定制型微動開關，標準型的如歐姆龍、阿爾卑斯等，適用于小電流控制電路，壽命一般為10W～50W次，普遍用在組合開關端部按壓結構上，如噴淋開關、喇叭開關等；定制型微動開關一般多為組合開關廠商自己生產的標準產品，壽命可達上幾十萬次，主要應用在轉向、變光、超車等功能上。代表產品為歐系的組合開關較多，如紅巖杰獅、MAN、BENZ等車型。全部采用微動開關來接通電路，甚至在手柄中也埋設微動開關，其好處就在于接通斷開迅速，可靠性高，可承受較大負載，由于微動開關為一個密閉的小型開關總成，使得其在各種工程車中表現較好。同時也因為其結構限制，產品的體積較大，成本稍高。

3.1.3 非接觸式觸點

近年來，手柄集成輔助制動及AMT操縱后，對組合開關的耐久性、可靠性進一步提升，非接觸式觸點結構越來越多的被采用，如曼恩TGX、奔馳Actros、Atego等。這種非接觸式觸點（圖7）多采用霍爾感應原理，操縱桿帶動永磁

鐵滑塊在電路板上滑動，電路板上得霍爾元件通過感應滑塊位置開啟或關閉。其開關速度快、無機械磨損、無瞬問抖動、安全可靠以及壽命長等優(yōu)點。 多與小電流電路、CAN/LIN-BUS電路聯用。目前由于這種開關結構復雜，成本較高，國內還沒有車型采用，但隨著AMT及緩速器的普及，非接觸式觸點的應用必定成為組合開關的結構發(fā)展趨勢。

3.2 電器控制方式

由于整車電氣控制線路結構不同, 因此采取的組合開關控制方式也不同, 主要可分直接控制、間接控制、總線控制三種。

3.2.1 直接控制式

直接控制式（圖8）是電源電壓經過組合開關直接加到負載上，開關承受的電流大，以商用車24V電壓為例，遠光檔電流6A、雨刮高檔電流達到5A，觸點在開閉過程中，拉弧現象嚴重，因此產品的壽命都比較低。另外，如要實現一些邏輯控制，將會導致線束連接復雜，故障點增多，不便于電器故障的檢修。但是直接控制方式無需繼電器、控制器器件，控制簡單，系統(tǒng)成本低。

3.2.2 間接控制式

間接控制式即開關不直接控制負載， 而是控制中間繼電器（圖9）或給相應的控制器（圖10）， 由繼電器或控制器驅動負載。繼電器線圈電流大約200mA左右，而控制器僅為10mA左右， 因此組合開關在設計時，觸點功率對結構的影響較小，一般只需保證機械壽命即可保證組合開關的整體壽命。間接控制減輕了組合開關的負擔，負載的通斷由易于更換的繼電器承擔，降低了維修成本。

3.2.3 總線控制式

基于總線的汽車組合開關（圖11），其特征是：開關總成內裝有開關采集電路、模擬量采集電路、微控制器和收發(fā)器，開關采集電路和模擬量采集電路輸出端分別與微控制器的I／O口連接，微控制器的輸出端與總線收發(fā)器的輸入端連接，總線收發(fā)器與總線網絡連接 。

總線型組合開關線束連接簡單，更有利于線束布置，同時可降低線束重量。開關觸點電流更小，降低了開關的設計難度，減輕開關的負荷，使用壽命大大提高。目前總線型組合開關主要有LIN、CAN兩種形式，由于增加收發(fā)器、電源、MCU以及PCB等相關器件，LIN總線開關所增加的成本約30-40元，CAN總線約50-60元，但是線束及接插件針腳數量的減少也在一定程度上彌補了這一成本的增加。隨著CAN總線技術的普遍應用，與LIN總線的成本差距越來越小， 因此，CAN總線型組合開關將會被越來越多的車型采用。

Introduction of the commercial vehicle combination switch and the trend analysis

Zhang Zhengxuan, Gong ling
(Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd. Institute of Automotive Engineering, Shaanxi Xi’an 710200)

Detailed commercial vehicle combination switch structure form，the contact form as well as the advantages and disadvantages of the combination switch control mode，and combined with the characteristics of the development trend of the combination switch are analyzed.

combination switch；contact form；control mode

U463.6

B

1671-7988(2014)09-04-04

張正軒，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院。