CN109656128A - 具有冗余功能的电子控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冗余功能的电子控制装置，电子控制装置包括主电子控制单元、备用电子控制单元、切换控制单元以及安装箱体。主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此相互独立地集成设置在安装箱体内；其中主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此之间通过线束连接实现数据互通。本发明的具有冗余功能的电子控制装置，其内部的各个控制单元高度集成且相互独立，占用空间小，且容易维修和更换。

Description

具有冗余功能的电子控制装置

技术领域

本发明是关于发动机制造领域，特别是关于一种具有冗余功能的电子控制装置。

背景技术

电控柴油机的控制核心为电子控制单元，一旦电子控制单元失效，发动机将无法正常工作，在某些应用场合下将对用户的生命、财产安全造成致命损害。

在船舶应用领域，若想避免电控发动机的电子控制单元损坏对用户带来的生命、财产安全隐患，通常有两种做法：

1、在船舶上配置两台发动机：一台作为主推进动力，一台作为备用推进动力，一旦主推动力因电子控制单元失效而无法正常工作时，备用动力启动工作。

2、在船舶上配置一台发动机，发动机上设置有两套独立电控系统(主电子控制单元及备用电子控制单元)及一套切换控制单元，切换控制单元需与主控制单元及备用控制单元进行通讯，根据发动机的实际运行状况及主、备用控制单元的运行状况进行监控及控制。该方案的控制系统结构较为复杂，控制原理复杂。

由于方案2的控制系统中所用零件较多，布置复杂，控制原理较为复杂，目前应用比较多的是方案1。但这无形中增加的用户的造船成本，限制了发动机的适配范围(配置单电子控制单元的发动机仅能配套具有双推进动力的船舶)，方案2应为电控发动机的发展方向(船舶应用领域)

现有技术存在下列缺陷：

配置单控制单元的电控发动机(方案1)仅能配套配置双推进动力的船舶，配套范围受限；一条船舶同时配置两台具有单控制单元的电控发动机，造船成本较大。

配置有主控制单元、备用控制单元、切换控制单元的电控发动机(方案2)即可配套具有单推进动力的船舶，也可配套具有双推进动力的船舶，配套范围不受限，但该方案控制系统中涉及的各类传感器、线束、控制单元支架、控制单元冷却管路等零件较多，在有限的空间中布置难度大，连接管路及线路凌乱。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有冗余功能的电子控制装置，其将主控制单元、备用控制单元以及切换控制单元相互独立地集成在安装箱体内，极大的简少了控制系统中的零件数量，减小了控制系统的占用空间，简化了控制系统中的连接管路及连接线束，布置更为美观。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有冗余功能的电子控制装置，电子控制装置包括主电子控制单元、备用电子控制单元、切换控制单元以及安装箱体。主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此相互独立地集成设置在安装箱体内；其中主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此之间通过线束连接实现数据互通。

在一优选的实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括备用发动机线束接口、主发动机线束接口以及整车线束接口。备用发动机线束接口设置在安装箱体的一侧壁外侧，备用发动机线束接口用以通过线束连接并控制备用发动机；主发动机线束接口设置在安装箱体的一侧壁外侧，主发动机线束接口用以通过线束连接并控制主发动机；整车线束接口设置在安装箱体的一侧壁外侧，整车线束接口用以通过线束连接并控整车的制仪表、控制柜以及数据采集单元。

在一优选的实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括电源指示灯以及控制单元指示灯。电源指示灯设置在安装箱体的另一侧壁外侧，电源指示灯用以显示电子控制装置的通电运行状态；控制单元指示灯设置在安装箱体的另一侧壁外侧，控制单元指示灯包括主电子控制单元指示灯、备用电子控制单元显示灯以及切换控制单元显示灯，其分别用以通过不同颜色显示主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元的运行状态。

在一优选的实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括盖板以及垫片，其通过螺钉设置在安装箱体的正面开口上，盖板以及垫片用以使电子控制装置处于密闭状态。

在一优选的实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包冷却管路设置在安装箱体内部，冷却管路与主电子控制单元的冷却道以及备用电子控制单元的冷却道相连通；以及冷却液进口接头以及冷却液出口接头，其均设置在安装箱体的侧壁外侧，且冷却液进口接头以及冷却液出口接头均与主电子控制单元的冷却道、备用电子控制单元的冷却道以及切换控制单元的冷却道相连通。

在一优选的实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括安装孔，其设置在安装箱体的底部的边缘处，安装孔用以通过螺栓将安装箱体的安装固定。

与现有技术相比，本发明的具有冗余功能的电子控制装置具有以下有益效果：其将主电子控制单元、备用电子控制单元及切换控制单元集成在一起，且能够实现任意控制单元损害时能够单独更换。其在功能上能实现冗余功能，即默认状态使用主电子控制单元控制发动机的工作，当主电子控制单元发生故障时由切换控制单元控制进入备用电子控制单元控制发动机的工作状态。该电子控制装置中的切换控制单元若发生故障时，默认采用主电子控制单元控制发动机工作。该电子控制装置采设置有冷却液的进出口接头，可以采用燃油进行冷却，降低控制器电子元件的工作温度，延长控制器的使用寿命。其安装箱体的表面设置有指示灯，能够指示控制器的运行状态。各电子控制单元都密封在安装箱体内，采用盖板和垫片密封，具有一定的防水效果，便于用户做发动机整机冲洗、清洁。该电子控制装置结构紧凑、便于安装，减少连接线束，有降成本效益。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的电子控制装置的立体结构示意图。

图2是根据本发明一实施方式的电子控制装置的主视示意图。

主要附图标记说明：

1-盖板，2-垫片，3-安装箱体，4-备用发动机线束接口，5-整车线束接口，6-主发动机线束接口，7-安装孔，8-电源指示灯，9-控制单元指示灯，10-主电子控制单元、备用电子控制单元及切换控制单元，11-冷却液进口接头，12-冷却液出口接头。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，图1是根据本发明一实施方式的电子控制装置的立体结构示意图。图2是根据本发明一实施方式的电子控制装置的主视示意图。根据本发明优选实施方式的一种具有冗余功能的电子控制装置，电子控制装置包括主电子控制单元、备用电子控制单元、切换控制单元以及安装箱体3。主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此相互独立地集成设置在安装箱体3内；其中主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元彼此之间通过线束连接实现数据互通。

在一些实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括备用发动机线束接口4、主发动机线束接口5以及整车线束接口6。备用发动机线束接口4设置在安装箱体3的一侧壁外侧，备用发动机线束接口4用以通过线束连接并控制备用发动机；主发动机线束接口5设置在安装箱体3的一侧壁外侧，主发动机线束接口5用以通过线束连接并控制主发动机；整车线束接口6设置在安装箱体3的一侧壁外侧，整车线束接口6用以通过线束连接并控整车的制仪表、控制柜以及数据采集单元等其他设备。

在一些实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括电源指示灯8以及控制单元指示灯9。电源指示灯8设置在安装箱体3的另一侧壁外侧，电源指示灯8用以显示电子控制装置的通电运行状态；控制单元指示灯9设置在安装箱体3的另一侧壁外侧，控制单元指示灯9包括主电子控制单元指示灯9、备用电子控制单元显示灯以及切换控制单元显示灯，其分别用以通过不同颜色显示主电子控制单元、备用电子控制单元以及切换控制单元的运行状态。例如是显示灯绿色表示运行正常；黄色表示运行不稳定有故障危险；红色表示出现故障等。便于工作人员比较直观地判断设备运行情况以及及时检查维修。

在一些实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括盖板1以及垫片2，其通过螺钉设置在安装箱体3的正面开口上，盖板1以及垫片2用以使电子控制装置处于密闭状态。这样设计便于冲洗保养以及恶略天气内部的控制单元不受影响。

在一些实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包冷却管路设置在安装箱体3内部，冷却管路与主电子控制单元的冷却道以及备用电子控制单元的冷却道相连通；以及冷却液进口接头11以及冷却液出口接头12，其均设置在安装箱体3的侧壁外侧，且冷却液进口接头11以及冷却液出口接头12均与主电子控制单元的冷却道、备用电子控制单元的冷却道以及切换控制单元的冷却道相连通。本实施例采用的是燃油冷却，但本发明并不以此为限，同样可以采用其他的冷却介质进行冷却。

在一些实施方式中，具有冗余功能的电子控制装置还包括安装孔7，其设置在安装箱体3的底部的边缘处，安装孔7用以通过螺栓将安装箱体3的安装固定。例如是将安装箱体3固定在发动机的壳体上等。

综上所述，本发明的具有冗余功能的电子控制装置具有以下优点：

1、具有冗余控制功能，即主电子控制单元发生故障时能自动或手动切换至备用电子控制单元控制的工作状态。

2、该电子控制装置的核心零件发生损坏时能够单独更换，同时兼顾了零件的集成度要求及低维护保养的成本要求。

3、该电子控制元件可采用燃油冷却，降低核心电子元件的工作温度，延长控制器的使用寿命。

4、该电子控制装置具有防水效果，能够满足日常清洁、保养时的防水需求。

5、该电子控制装置具有控制单元运行状态指示灯，使用户了解、掌握电子控制单元的运行状态。

6、该电子控制装置对外结构简单，减少安装难度，减少安装支架、连接线束、连接管路的数量，降低成本，提高生产节奏，布置紧凑。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，所述电子控制装置包括：

主电子控制单元、备用电子控制单元和切换控制单元；以及

安装箱体，所述主电子控制单元、所述备用电子控制单元以及所述切换控制单元彼此相互独立地集成设置在所述安装箱体内；

其中所述主电子控制单元、所述备用电子控制单元以及所述切换控制单元彼此之间通过线束连接实现数据互通。

2.如权利要求1所述的具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，还包括：

备用发动机线束接口，其设置在所述安装箱体的一侧壁外侧，所述备用发动机线束接口用以通过线束连接并控制备用发动机；

主发动机线束接口，其设置在所述安装箱体的一侧壁外侧，所述主发动机线束接口用以通过线束连接并控制主发动机；以及

整车线束接口，其设置在所述安装箱体的一侧壁外侧，所述整车线束接口用以通过线束连接并控整车的制仪表、控制柜以及数据采集单元。

3.如权利要求1所述的具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，还包括：

电源指示灯，其设置在所述安装箱体的另一侧壁外侧，所述电源指示灯用以显示所述电子控制装置的通电运行状态；以及

控制单元指示灯，其设置在所述安装箱体的另一侧壁外侧，所述控制单元指示灯包括主电子控制单元指示灯、备用电子控制单元显示灯以及切换控制单元显示灯，其分别用以通过不同颜色显示所述主电子控制单元、所述备用电子控制单元以及所述切换控制单元的运行状态。

4.如权利要求1所述的具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，还包括盖板以及垫片，其通过螺钉设置在所述安装箱体的正面开口上，所述盖板以及所述垫片用以使所述电子控制装置处于密闭状态。

5.如权利要求4所述的具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，还包括：

冷却管路，其设置在所述安装箱体内部，所述冷却管路与所述主电子控制单元的冷却道以及所述备用电子控制单元的冷却道相连通；以及

冷却液进口接头以及冷却液出口接头，其均设置在所述安装箱体的侧壁外侧，且所述冷却液进口接头以及所述冷却液出口接头均与所述主电子控制单元的冷却道、所述备用电子控制单元的冷却道以及所述切换控制单元的冷却道相连通。

6.如权利要求4所述的具有冗余功能的电子控制装置，其特征在于，还包括安装孔，其设置在所述安装箱体的底部的边缘处，所述安装孔用以通过螺栓将所述安装箱体的安装固定。