CN111708300A - 一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统 - Google Patents

一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统，多个执行单元级联可组成信号跨单元传递结构。第一个执行单元接收主控单元发送的所有执行单元的控制信号，并从控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余执行单元的控制信号输出；剩余的每个执行单元均接收上一级执行单元发送的控制信号，并从控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将后续剩余执行单元的控制信号输出，直至最后一个执行单元执行完信号跨单元传递结束。可见，本申请的结构减少了连接器数量及主控单元尺寸；且使走线更简洁，较适用于执行单元较多且距离主控单元较远的场景，避免了因走线复杂交错产生的一系列问题，提高了电气系统的安全可靠性。

Description

一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统
技术领域
本发明涉及信号传递领域，特别是涉及一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统。
背景技术
目前，电气系统一般由主控单元、执行单元及线缆组成。当电气系统中执行单元为多个时，其与主控单元的常用连接结构如图1所示，即对于任一执行单元，主控单元均通过一组控制线缆与其连接，也就是说，电气系统中有多少个执行单元，就有多少组控制线缆。但这种连接结构存在如下问题：1)主控单元所连接的控制线缆组数较多，即在主控单元上为各组控制线缆一一设置的连接器数量较多，导致主控单元尺寸较大；2)当执行单元较多且距离主控单元较远时，系统内的控制线缆很长且走线复杂，系统走线很容易交织在一起，产生信号干扰等问题，从而降低了电气系统的安全性及可靠性。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统，主控单元与第一个执行单元之间只需设计一组控制线缆，从而减少了连接器的数量及主控单元的尺寸；而且，本申请的连接结构使系统走线更加简洁，尤其适用于执行单元较多且距离主控单元较远的应用场景，避免了因走线复杂交错产生的一系列问题，从而提高了电气系统的安全性及可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了执行单元，包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+1个输入引脚至第S个输入引脚一一对应与第c个输出引脚至第S+c-a-1个输出引脚连接；当系统中两两执行单元之间不移位直连时，c＝1；当系统中两两执行单元之间移位a位连接时，c＝a+1；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；且S、a均为正整数。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种信号跨单元传递结构，包括：
与主控单元连接的第一执行单元，用于接收所述主控单元发送的系统中所有执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-1个执行单元的控制信号输出；
与第M执行单元连接的第M+1执行单元，用于接收所述第M执行单元发送的剩余N-M个执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-M-1个执行单元的控制信号输出；
其中，N为系统中所有执行单元的总个数；M∈[1，N-1]且N、M均为正整数。
优选地，系统中各执行单元均预先根据系统线路连接关系确定自身输入引脚一一对应的控制信号，以在接收到控制信号后，将自身所需执行的控制信号对应的目标输入引脚输入的控制信号进行执行，并将剩余输入引脚输入的控制信号输出。
优选地，第M执行单元与所述主控单元的距离＜第M+1执行单元与所述主控单元的距离。
优选地，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚连接；
本执行单元的输出引脚与后一执行单元的输入引脚不移位直连；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
优选地，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚连接；
本执行单元的第a+b个输出引脚与后一执行单元的第b个输入引脚连接；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电气系统，包括主控单元，还包括上述任一种信号跨单元传递结构。
优选地，所述主控单元为三相逆变器的主控板；相应的，系统中各执行单元包括配置相同的U相驱动板、V相驱动板及W相驱动板。
本发明提供了一种执行单元，多个执行单元级联可组成信号跨单元传递结构。第一个执行单元接收主控单元发送的系统中所有执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余执行单元的控制信号输出；剩余的每个执行单元均接收上一级执行单元发送的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将后续剩余执行单元的控制信号输出，直至最后一个执行单元接收上一级执行单元发送的控制信号并执行，信号跨单元传递结束。可见，本申请的主控单元与第一个执行单元之间只需设计一组控制线缆，从而减少了连接器的数量及主控单元的尺寸；而且，本申请的连接结构使系统走线更加简洁，尤其适用于执行单元较多且距离主控单元较远的应用场景，避免了因走线复杂交错产生的一系列问题，从而提高了电气系统的安全性及可靠性。
本发明还提供了一种信号跨单元传递结构及电气系统，与上述执行单元具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种电气系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电气系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种同功能执行单元的级联示意图；
图4为本发明实施例提供的第一种同功能执行单元的具体级联示意图；
图5为本发明实施例提供的一种三相逆变器的同功能执行单元的级联示意图；
图6为本发明实施例提供的第二种同功能执行单元的具体级联示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种执行单元、信号跨单元传递结构及电气系统，主控单元与第一个执行单元之间只需设计一组控制线缆，从而减少了连接器的数量及主控单元的尺寸；而且，本申请的连接结构使系统走线更加简洁，尤其适用于执行单元较多且距离主控单元较远的应用场景，避免了因走线复杂交错产生的一系列问题，从而提高了电气系统的安全性及可靠性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种执行单元，包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+1个输入引脚至第S个输入引脚一一对应与第c个输出引脚至第S+c-a-1个输出引脚连接；当系统中两两执行单元之间不移位直连时，c＝1；当系统中两两执行单元之间移位a位连接时，c＝a+1；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；且S、a均为正整数。
具体地，多个执行单元级联可组成信号跨单元传递结构，关于信号跨单元传递结构将在后续详细介绍，二者相互参照即可，本申请在此不多做叙述。
请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种电气系统的结构示意图。
该电气系统的信号跨单元传递结构包括：
与主控单元连接的第一执行单元，用于接收主控单元发送的系统中所有执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-1个执行单元的控制信号输出；
与第M执行单元连接的第M+1执行单元，用于接收第M执行单元发送的剩余N-M个执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-M-1个执行单元的控制信号输出；
其中，N为系统中所有执行单元的总个数；M∈[1，N-1]且N、M均为正整数。
具体地，本申请的信号跨单元传递结构包括N个级联的执行单元，其工作原理为：
主控单元将系统中所有执行单元的控制信号都发送至第一执行单元，第一执行单元在接收到所有执行单元的控制信号后，从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，并将剩余N-1个执行单元(即第二执行单元直至第N执行单元)的控制信号发送至第二执行单元。第二执行单元在接收到剩余N-1个执行单元的控制信号后，从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，并将剩余N-2个执行单元(即第三执行单元直至第N执行单元)的控制信号发送至第三执行单元。同样地，对于剩余的任一执行单元(除了第N执行单元，即最后一个执行单元)来说，第M+1执行单元在接收到第M执行单元发送的剩余N-M个执行单元的控制信号后，从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-M-1个执行单元(即第M+2执行单元直至第N执行单元)的控制信号输出，如此传递下去，直至信号传递到第N执行单元，对于第N执行单元来说，第N执行单元在接收到第N-1执行单元发送的第N执行单元的控制信号后，执行所接收的控制信号，信号跨单元传递结束。
本发明提供了一种信号跨单元传递结构，包括多个级联的执行单元。第一执行单元接收主控单元发送的系统中所有执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余执行单元的控制信号输出；剩余的每个执行单元均接收上一级执行单元发送的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将后续剩余执行单元的控制信号输出，直至最后一个执行单元接收上一级执行单元发送的控制信号并执行，信号跨单元传递结束。可见，本申请的主控单元与第一执行单元之间只需设计一组控制线缆，从而减少了连接器的数量及主控单元的尺寸；而且，本申请的连接结构使系统走线更加简洁，尤其适用于执行单元较多且距离主控单元较远的应用场景，避免了因走线复杂交错产生的一系列问题，从而提高了电气系统的安全性及可靠性。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选的实施例，系统中各执行单元均预先根据系统线路连接关系确定自身输入引脚一一对应的控制信号，以在接收到控制信号后，将自身所需执行的控制信号对应的目标输入引脚输入的控制信号进行执行，并将剩余输入引脚输入的控制信号输出。
具体地，系统中各执行单元从所接收的控制信号中选择出自身所需执行的控制信号的原理具体为：
考虑到在系统线路连接好后，每个执行单元的各输入端所输入的控制信号便确定下来，所以本申请对于任一执行单元，均提前根据系统线路连接关系确定自身输入引脚一一对应的控制信号，目的是在后续接收到上一级执行单元发送的控制信号后，将自身所需执行的控制信号对应的目标输入引脚输入的控制信号进行执行，并将剩余输入引脚输入的控制信号输出，从而实现从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将后续剩余执行单元的控制信号输出。
作为一种可选的实施例，第M执行单元与主控单元的距离＜第M+1执行单元与主控单元的距离。
具体地，在多个执行单元中选择第M执行单元和第M+1执行单元时，需满足于第M执行单元与主控单元的距离＜第M+1执行单元与主控单元的距离，从而较合理规划走线长度。
请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种同功能执行单元的级联示意图。
作为一种可选的实施例，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚连接；
本执行单元的输出引脚与后一执行单元的输入引脚不移位直连；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
具体地，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元(单个执行单元的控制信号个数相同)时，各执行单元的结构设计为配置相同的结构，以减少物料种类。基于此，系统中各执行单元的信号传递结构具体为(参照图4)：
每个执行单元均包括至少S(S＝系统中所有执行单元的控制信号的总个数)个输入引脚和输出引脚(各输入引脚组成输入端子，各输出引脚组成输出端子)，供各执行单元的控制信号跨单元传递。以包含S个输入引脚和S个输出引脚的执行单元为例，第一执行单元的S个输入引脚按照执行单元的传递顺序一一输入各执行单元对应的控制信号，则第一执行单元的第一个输入引脚至第a(单个执行单元的控制信号的总个数)个输入引脚输入的控制信号为第一执行单元所需执行的控制信号。在第一执行单元内部，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚移位连接，即将剩余N-1个执行单元的控制信号移位向后传递。第一执行单元的输出引脚与第二执行单元的输入引脚不移位直连，即PIN to PIN直连，即第一执行单元的第b个输出引脚与第二执行单元的第b个输入引脚连接。同样地，在第二执行单元内部，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚移位连接，即将剩余N-2个执行单元的控制信号移位向后传递。对于剩余的任一执行单元来说，第M执行单元的输出引脚与第M+1执行单元的输入引脚PIN to PIN直连，在第M执行单元内部，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚移位连接，即将剩余N-M个执行单元的控制信号移位向后传递，如此传递下去，直至信号传递到第N执行单元。
比如，主控单元具体为三相逆变器的主控板；相应的，系统中各执行单元包括配置相同的U相驱动板、V相驱动板及W相驱动板，其信号传递结构如图5所示：
三相驱动信号U、V、W和三相电流采样信号Iu、Iv、Iw等控制信号通过线缆1从主控板传递到U相驱动板，驱动信号U和电流采样信号Iu在U相驱动板进行信号调理，同时，剩余控制信号在U相驱动板上从输入引脚到输出引脚进行移位传递，再通过线缆2从U相驱动板传递到V相驱动板，此时驱动信号V和电流采样信号Iv在V相驱动板上已经位于类似U相驱动板的驱动信号U和电流采样信号Iu的位置，采用同样的级联方式，驱动信号W和电流采样信号Iw在W相驱动板上已经位于类似U相驱动板的驱动信号U和电流采样信号Iu的位置，这样使得V相驱动板和W相驱动板可以使用和U相驱动板完全相同的驱动板，而V相驱动板和W相驱动板上的信号调理电路处理的恰好分别是V相信号和W相信号，线缆1、线缆2及线缆3也可以使用完全相同的线缆或者采用PIN to PIN直连。
可见，采用如图4所示的信号传递结构，执行单元和线缆可实现更加归一化的设计，系统成本更低。
作为一种可选的实施例，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚连接；
本执行单元的第a+b个输出引脚与后一执行单元的第b个输入引脚连接；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
具体地，在系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，除了采用如图4所示的信号传递结构，系统中各执行单元的信号传递结构也可为具体为(参照图6)：
每个执行单元均包括至少S(S＝系统中所有执行单元的控制信号的总个数)个输入引脚和输出引脚，供各执行单元的控制信号跨单元传递。以包含S个输入引脚和S个输出引脚的执行单元为例，第一执行单元的S个输入引脚按照执行单元的传递顺序一一输入各执行单元对应的控制信号，则第一执行单元的第一个输入引脚至第a(单个执行单元的控制信号的总个数)个输入引脚输入的控制信号为第一执行单元所需执行的控制信号。在第一执行单元内部，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚PIN to PIN直连，在第一执行单元与第二执行单元连接时，第一执行单元的第a+b个输出引脚与第二执行单元的第b个输入引脚移位连接，即将剩余N-1个执行单元的控制信号移位向后传递。同样地，在第二执行单元内部，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚PIN to PIN直连，在第二执行单元与第三执行单元连接时，第二执行单元的第a+b个输出引脚与第三执行单元的第b个输入引脚移位连接，即将剩余N-2个执行单元的控制信号移位向后传递。对于剩余的任一执行单元来说，在第M执行单元内部，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚PIN to PIN直连，在第M执行单元与第M+1执行单元连接时，第M执行单元的第a+b个输出引脚与第M+1执行单元的第b个输入引脚移位连接，即将剩余N-M个执行单元的控制信号移位向后传递，如此传递下去，直至信号传递到第N执行单元。
可见，如图4所示的信号传递结构为执行单元内部移动连接、执行单元之间PIN toPIN直连，而如图6所示的信号传递结构为执行单元内部PIN to PIN直连、执行单元之间移动连接，二者原理类似，均可使执行单元和线缆可实现更加归一化的设计，系统成本更低。
本申请还提供了一种电气系统，包括主控单元，还包括上述任一种信号跨单元传递结构。
作为一种可选的实施例，主控单元具体为三相逆变器的主控板；相应的，系统中各执行单元包括配置相同的U相驱动板、V相驱动板及W相驱动板。
本申请提供的电气系统的介绍请参考上述信号跨单元传递结构的实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种执行单元，其特征在于，包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+1个输入引脚至第S个输入引脚一一对应与第c个输出引脚至第S+c-a-1个输出引脚连接；当系统中两两执行单元之间不移位直连时，c＝1；当系统中两两执行单元之间移位a位连接时，c＝a+1；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；且S、a均为正整数。
2.一种信号跨单元传递结构，其特征在于，包括：
与主控单元连接的第一执行单元，用于接收所述主控单元发送的系统中所有执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-1个执行单元的控制信号输出；
与第M执行单元连接的第M+1执行单元，用于接收所述第M执行单元发送的剩余N-M个执行单元的控制信号，并从所接收的控制信号中选择自身所需执行的控制信号进行执行，且将剩余N-M-1个执行单元的控制信号输出；
其中，N为系统中所有执行单元的总个数；M∈[1，N-1]且N、M均为正整数。
3.如权利要求2所述的信号跨单元传递结构，其特征在于，系统中各执行单元均预先根据系统线路连接关系确定自身输入引脚一一对应的控制信号，以在接收到控制信号后，将自身所需执行的控制信号对应的目标输入引脚输入的控制信号进行执行，并将剩余输入引脚输入的控制信号输出。
4.如权利要求2所述的信号跨单元传递结构，其特征在于，第M执行单元与所述主控单元的距离＜第M+1执行单元与所述主控单元的距离。
5.如权利要求2-4任一项所述的信号跨单元传递结构，其特征在于，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第b个输出引脚连接；
本执行单元的输出引脚与后一执行单元的输入引脚不移位直连；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
6.如权利要求2-4任一项所述的信号跨单元传递结构，其特征在于，当系统中所有执行单元均为同功能的执行单元时，各执行单元的配置相同，且每个执行单元均包括：
至少S个输入引脚和S个输出引脚；其中，执行单元获取第1个输入引脚至第a个输入引脚的控制信号后进行执行，第a+b个输入引脚与第a+b个输出引脚连接；
本执行单元的第a+b个输出引脚与后一执行单元的第b个输入引脚连接；
其中，S为系统中所有执行单元的控制信号的总个数，a为单个执行单元的控制信号的总个数；b∈[1，S-a]且S、a、b均为正整数。
7.一种电气系统，其特征在于，包括主控单元，还包括如权利要求2-6任一项所述的信号跨单元传递结构。
8.如权利要求7所述的电气系统，其特征在于，所述主控单元为三相逆变器的主控板；相应的，系统中各执行单元包括配置相同的U相驱动板、V相驱动板及W相驱动板。
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