CN109541934A - 一种电控油器冗余控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种电控油器冗余控制方法及系统。其中，所述系统包括：第二ECU、第一ECU、继电器、喷油器、控制电路和外围电气元件；其中，所述第二ECU的通讯端和第一ECU的通讯端通过总线连接；所述第二ECU的控制端通过二极管与所述继电器的第二输出端以及所述喷油器连接；所述第一ECU的信号输出端通过控制电路与继电器的负向输入端连接，所述第一ECU的控制端与所述继电器的第一输出端连接。所述方法包括：当所述第二控制器在设定周期内未接收到来自第一控制器发送的报文时，则发送对应电位信号使得继电器输出导通，从而切断第一控制器的控制喷油线束并接通第二控制器的控制喷油线束。本发明解决了电喷油器冗余设计的需求，且电路结构简单。

Description

一种电控油器冗余控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电控喷油领域，具体涉及了一种电控油器冗余控制方法及系统。
背景技术
目前，船机为满足船规要求，控制系统需要冗余设计，而喷油器作为关键零部件且每缸只能安装一个，两个控制系统同时连接喷油器继电器时会导致控制器之间相互干扰，所以喷油器每次只能由一个控制器进行控制；现在用一个固态继电器将喷油器控制线路分为两路，每次只能连通其中一路，解决了同时连接时控制器之间相互干扰问题，以便实现喷油器冗余控制。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种电控油器冗余控制方法及系统，其中，根据本发明的一个方面公开了一种电控油器冗余控制方法，包括：第二控制器每隔设定周期检测是否接收到来自第一控制器的发送报文，如果为否，则第二控制器向继电器发出高电位信号；继电器输出导通，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开，第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束导通，由第二控制器控制喷油；如果为是，则第二控制器向继电器发送低电位信号；继电器输出截止，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束继续导通，由第一控制器控制喷油。
进一步的，所述第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开，包括：第一控制器与喷油器之间的二级管被施加反向电压而截至导通，从而使得第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开。
进一步的，继电器输出截止后，还包括：第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开。
进一步的，所述继电器为固态继电器。
进一步的，所述第二控制器和第一控制器分别包括：ECU、单片机或MCU中的一种。
根据本发明的另一个方面公开了一种电控油器冗余控制系统，该系统使用所述电控油器冗余控制方法，包括：第二ECU、第一ECU、继电器、喷油器、控制电路和外围电气元件；其中，所述第二ECU的通讯端和第一ECU的通讯端通过总线连接；所述第二ECU的控制端通过二极管与所述继电器的第二输出端以及所述喷油器连接；所述第一ECU的信号输出端通过控制电路与继电器的负向输入端连接，所述第一ECU的控制端与所述继电器的第一输出端连接。
优选的，所述外围电气元件还包括：限流电阻，所述限流电阻耦合在工作电压端和继电器的正向输入端之间。
优选的，所述控制电路包括：串行连接的第一电阻和第二电阻，以及第一电阻和第二电阻的连接端通过门极端相连接的三极管。
更优选的，所述串行连接的第一电阻和第二电阻耦合在第一ECU的控制端与地电势端之间；所述三级管的集电极端连接到继电器的负向输入端；所述三极管的发射极端与地电势端连接。
优选的，所述继电器输出导通时，所述二极管被施加反向电压而截止导通，从而断开所述第二ECU的控制端与喷油器之间的连接。
本发明的优点在于：本发明解决了电喷油器冗余设计的需求，当控制喷油器的主控单元故障时快速由备用控制单元继续控制喷油；本发明具有电路结构简单、工作稳定可靠以及造价成本低等特点。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了根据本发明实施方式的电控油器冗余控制方法流程图。
附图2示出了根据本发明实施方式的电控油器冗余控制系统电气原理示意图。
附图3示出了根据本发明方法的实施另一种电控油器冗余控制系统电气原理示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明通过第二控制器是否接收到来自第一控制器的发送报文，从而发出高电位信号或低电位信号，使得继电器的输出导通或输出截止，进而控制由第二控制器或第一控制器中的一个控制喷油工作。具体过程如图1所示。
如图1所示，为根据本发明实施方式的电控油器冗余控制方法流程图。其中，所述冗余控制方法包括：第一控制器按照设定周期每隔t时间通过总线向第二控制器发送报文；第二控制器判断是否定期从所述总线中获得所述报文；当第二控制器在设定周期内接收到所述报文，则发送低电位信号；继电器输出截止，第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束继续导通，由第一控制器继续控制喷油器的喷油工作；当第二控制器在设定周期内未接收到所述报文，则发送高电位信号；继电器输出导通，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开；第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束导通，从而由第一控制器切换到由第二控制器控制喷油工作。
具体的，所述继电器为固态继电器，用于保证开关速度；所述第一控制器利用PWM方法向继电器发出高电位或低电位信号；所述第二控制器和第一控制器分别包括：ECU、单片机或MCU中的一种。根据所述冗余控制方法，本发明还公开了对应的冗余控制系统：
如图2所示，为根据本发明实施方式的电控油器冗余控制系统电气原理示意图。其中，所述冗余控制系统包括：第二ECU、第一ECU、继电器、喷油器、控制电路和外围电气元件；其中，所述第二ECU的通讯端和第一ECU的通讯端通过总线连接；所述第二ECU的控制端通过二极管与所述继电器的第二输出端以及所述喷油器连接；所述第一ECU的信号输出端通过控制电路与继电器的负向输入端连接，所述第一ECU的控制端与所述继电器的第一输出端连接。
具体的，所述继电器为固态继电器。所述外围电气元件除二极管外还包括：限流电阻，所述限流电阻耦合在工作电压端和继电器的正向输入端之间。所述控制电路包括：串行连接的第一电阻和第二电阻，以及与第一电阻和第二电阻的连接端通过门极端相连接的三极管。所述串行连接的第一电阻和第二电阻耦合在第一ECU的控制端与地电势端之间；所述三级管的集电极端连接到继电器的负向输入端；所述三极管的发射极端与地电势端连接。
更具体的，当所述第二ECU发出高电位时，所述三极管导通，所述固态继电器的负极输入端与地电势端导通连接，固态继电器输出导通；所述二极管被施加反向电压而截止导通，从而断开所述第一ECU的控制端与喷油器之间的连接(通过喷油控制线束导通连接)；此时由于固态继电器输出导通，第二ECU的控制端与喷油器之间通过喷油控制线束导通连接；从而由第一ECU切换为由第二ECU的控制喷油工作。当所述第二ECU发出低电位时，所述三极管截止，进而使得所述固态继电器输出截止，从而断开第二ECU控制端与喷油器之间的连接(通过喷油控制线束导通连接)；此时由第一ECU控制喷油工作。
具体实施例(控制电路课替换为光耦合器)
如图3所示，为根据本发明方法的实施另一种电控油器冗余控制系统电气原理示意图。其中，所述冗余系统包括：第二ECU、第一ECU、固态继电器、喷油器、光耦合器以及限流电阻。其中所述光耦合器的发光端耦合在电源端与第一ECU的第一输出端之间；所述光耦合器的感光端并联的耦合在工作电压端/固态继电器(SSR)的负向输入端与地电势端之间。
当第一ECU正常工作时，向第二ECU发送报文；第二ECU根据接收到的报文输出高电位信号，此时光耦合器的发光二极管截止导通不发光，固态继电器输出截止，第二ECU与喷油器之间的控制线束断开，第一ECU与喷油器之间的控制线束导通，此时，由第一ECU控制喷油工作。当第二ECU在设定周期内未接收到第一ECU发送的报文时，输出低电位信号，此时发光二极管导通发光，光耦合器的感光端导通接地，固态继电器输出导通，第一ECU与喷油器之间的控制喷油线束断开，第二ECU与喷油器之间的控制喷油线束导通，由第一ECU切换为由第二ECU控制喷油工作。
最后，需说明的是，本发明中的第二控制器和第一控制器不限于同一种类型的控制器，也不限于ECU，其它可以实现本发明中所述ECU功能的控制器皆在本发明的保护范围之内，如单片机、ARM以及MCU等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电控油器冗余控制方法，其特征在于，包括：
第二控制器每隔设定周期检测是否接收到来自第一控制器的发送报文，
如果为否，则
第二控制器向继电器发出高电位信号；
继电器输出导通，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开，第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束导通，由第二控制器控制喷油；
如果为是，则
第二控制器向继电器发送低电位信号；
继电器输出截止，第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束继续导通，由第一控制器控制喷油。
2.根据权利要求1所述一种电控油器冗余控制方法，其特征在于，所述第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开，包括：
第一控制器与喷油器之间的二级管被施加反向电压而截至导通，从而使得第一控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开。
3.根据权利要求1所述一种电控油器冗余控制方法，其特征在于，继电器输出截止后，还包括：第二控制器与喷油器之间的控制喷油线束断开。
4.根据权利要求1所述一种电控油器冗余控制方法，其特征在于，
所述继电器为固态继电器。
5.根据权利要求1所述一种电控油器冗余控制方法，其特征在于，所述第二控制器和第一控制器分别包括：ECU、单片机或MCU中的一种。
6.一种电控油器冗余控制系统，该系统使用权利要求1～5任一项的电控油器冗余控制方法，其特征在于，包括：
第二ECU、第一ECU、继电器、喷油器、控制电路和外围电气元件；其中，
所述第一ECU的通讯端和第二ECU的通讯端通过总线连接；
所述第二ECU的控制端通过二极管与所述继电器的第二输出端以及所述喷油器连接；
所述第一ECU的信号输出端通过控制电路与继电器的负向输入端连接，所述第一ECU的控制端与所述继电器的第一输出端连接。
7.根据权利要求6所述的一种电控油器冗余控制系统，其特征在于，所述外围电气元件还包括：限流电阻，
所述限流电阻耦合在工作电压端和继电器的正向输入端之间。
8.根据权利要求6所述的一种电控油器冗余控制系统，其特征在于，所述控制电路包括：
串行连接的第一电阻和第二电阻，以及与所述第一电阻和第二电阻的连接端通过门极端相连接的三极管。
9.根据权利要求8所述的一种电控油器冗余控制系统，其特征在于，
所述串行连接的第一电阻和第二电阻耦合在第一ECU的控制端与地电势端之间；
所述三级管的集电极端连接到继电器的负向输入端；
所述三极管的发射极端与地电势端连接。
10.根据权利要求6所述的一种电控油器冗余控制系统，其特征在于，
所述继电器输出导通时，所述二极管被施加反向电压而截止导通，从而断开所述第二ECU的控制端与喷油器之间的连接。
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