CN116125858A - 一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，包括包括：多个压力传感器，用于检测柴油机的机油、燃油、空气、冷却水的压力信息；多个隔离模块，分别接收每个压力传感器传送的压力信号以及工作状态信号，所述隔离模块根据接收到的信息判断各个传感器及对应电路是否工作异常并对异常传感器及对应电路进行隔离并使用替代信号处理；接收所述多个隔离模块传送的传感器信号处理情况的电控系统，所述电控系统对柴油机的运行状态进行监控和保护。该系统能够对各自传感器信号进行监测，对于异常传感器信号进行隔离，并提供传感器信号替代值以维持电控系统的持续运行，防止传感器故障造成重大事故；方案具备手动复位功能，排除故障后，能够在不停止电控系统情况下，恢复传感器正常工作。

Description

一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统

技术领域

本发明涉及电喷柴油机控制领域，尤其涉及一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统。

背景技术

随着柴油机技术和电子控制技术的进步，以及对柴油机性能、排放等综合性能的需求不断提升，柴油机电控技术在柴油机领域的应用越来越普及，要求柴油机的感知能力不断增强，使用的传感器数量、种类不断增加。尤其在铁路、舰船、固定电站等领域使用的大功率柴油机，正在逐渐实现电控化，而机车、柴油机传感器及配套线束在恶劣工作环境下，容易出现断路、短路现象。尤其是多路传感器共享电源的设计模式(例如5V供电的压力传感器)，更容易造成整个感知系统的瘫痪。目前铁路领域存在的大量既有机车，很多使用了国外技术和产品，无法通过整体升级电控硬件进行改造、升级。

另外，通常电控系统具有传感器对应物理变量的保护机制，物理变量超过保护限值范围后触发保护机制，导致整个电控系统停止工作。因此，个别传感器的故障可能导致整个系统、柴油机、机车无法运用，导致故障扩大。因此，有必要开发一种针对传感器及配套线束电路进行隔离保护的方法和设备，能够灵活接入既有电控系统、电路，并能够识别传感器、电路故障，并提为电控系统供替代的传感器对应物理变量，以确保电控系统的临时性应用，防止故障扩大，从而提高系统的可靠性、可用性。然而现有技术中重新设计电控硬件对传感器进行故障检测，需要重新设计开发电控硬件、成本高昂，开发周期长，代价巨大，且需要对新电控系统进行重新的认证与考核。还有可能需要对整个电控系统、相关系统进行设计改造，这样浪费更多的时间成本。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，包括：

多个压力传感器，用于检测柴油机的机油、燃油、空气、冷却水的压力信息；

多个隔离模块，分别接收每个压力传感器传送的压力信号以及工作状态信号，所述隔离模块根据接收到的信息判断各个传感器及对应电路是否工作异常并对异常传感器及对应电路进行隔离并使用替代信号处理；

接收所述多个隔离模块传送的传感器信号处理情况的电控系统，所述电控系统对柴油机的运行状态进行监控和保护。

进一步的，所述隔离模块包括异常检测单元和替代信号发生单元，所述异常检测单元进行电源过流检测和传感器信号异常判定，并对异常部件进行复位处理，所述替代信号发生单元生成基准信号、并根据手动调整的预先设置信息，生成能够保证电控系统、以及该电喷柴油机控制系统维持运行的传感器替代信号，以备隔离模块选用。

进一步的，所述异常检测单位包括过流检测电路，所述过流检测电路检测供电电源的异常状态信号和传感器异常状态信号，并根据检测到的异常状态信号进行状态锁定，并驱动继电器线圈、进而驱动继电器动作。

进一步的，所述异常检测单位检测到异常信号后进行光电指示。

进一步的，在供电电源或传感器异常情况下，所述电控系统控制继电器动作，常开触点接通，达成断开传感器电源目的，并将传感器信号切换成替代信号，以维持整个控制系统持续运行。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，该系统在不改变现有电控系统硬件的情况下，解决在机车、柴油机电控系统中的个别传感器故障导致整个传感系统瘫痪问题，以及个别传感器故障导致的整车、整机无法运行的问题，因此保证机车、柴油机的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，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为本发明基于隔离模块的电喷柴油机控制系统的结构框图；

图2为本发明中隔离模块原理图；

图3为本发明中异常检测单元的电路原理图；

图4为本发明中替代信号发生单元的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：

如图1所示的一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，该系统在电控系统和各个传感器电路中间，增加图2所示的隔离模块，隔离模块的主要作用是：使既有系统的集群传感器电路拓扑，转化为各自独立的传感器电路；隔离模块具有异常检测单元、替代信号发生单元，对各传感器电路进行独立控制；异常检测单元具有检测电源过流、传感器信号异常功能，并具有手动复位能力；替代信号发生单元具有传感器替代信号发生功能和手动调整功能。

进一步的，隔离模块在工作时替代信号发生单元生成基准信号，并根据手动调整的预先设置，生成能够保证电控系统、整体系统维持运行的传感器替代信号，以备隔离模块选用；异常检测单元的过流检测电路，能够检测出供电电源的异常状态；能够根据正常传感器信号范围，检测出传感器信号异常状态；检测到上述异常状态后，进行状态锁定，并驱动继电器线圈，进而驱动继电器动作；检测到异常后，能够进行光电指示。另外，该单元还具有手动复位功能，以便在故障处理完成后，使之恢复正常工作状态。在异常状态下，继电器动作，常开触点接通，达成断开传感器电源目的，并将传感器信号切换成替代信号，以维持整个电控系统持续运行。

本发明公开的一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，该系统能够在不改动既有电控系统硬件、软件的情况下，通过引入隔离模块，快速实现网络优化，能够在个别传感器故障，尤其是传感器供电短路情况下，通过硬件电路隔离并锁定该传感器供电电路，可以提供传感器信号替代值，以维持电控系统的持续运行，防止传感器故障造成重大事故。能够对各自传感器信号进行监测，对于异常传感器信号进行隔离，并提供传感器信号替代值以维持电控系统的持续运行，防止传感器故障造成重大事故；方案具备手动复位功能，排除故障后，能够在不停止电控系统情况下，恢复传感器正常工作。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，其特征在于包括：

多个压力传感器，用于检测柴油机的机油、燃油、空气、冷却水的压力信息；

多个隔离模块，分别接收每个压力传感器传送的压力信号以及工作状态信号，所述隔离模块根据接收到的信息判断各个传感器及对应电路是否工作异常并对异常传感器及对应电路进行隔离并使用替代信号处理；

接收所述多个隔离模块传送的传感器信号处理情况的电控系统，所述电控系统对柴油机的运行状态进行监控和保护。

2.根据权利要要求1所述的基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，其特征在于：所述隔离模块包括异常检测单元和替代信号发生单元，所述异常检测单元进行电源过流检测和传感器信号异常判定，并对异常部件进行复位处理，所述替代信号发生单元生成基准信号、并根据手动调整的预先设置信息，生成能够保证电控系统、以及该电喷柴油机控制系统维持运行的传感器替代信号，以备隔离模块选用。

3.根据权利要要求2所述的基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，其特征在于：所述异常检测单位包括过流检测电路，所述过流检测电路检测供电电源的异常状态信号和传感器异常状态信号，并根据检测到的异常状态信号进行状态锁定，并驱动继电器线圈、进而驱动继电器动作。

4.根据权利要要求3所述的基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，其特征在于：所述异常检测单位检测到异常信号后进行光电指示。

5.根据权利要要求3所述的基于隔离模块的电喷柴油机控制系统，其特征在于：在供电电源或传感器异常情况下，所述电控系统控制继电器动作，常开触点接通，达成断开传感器电源目的，并将传感器信号切换成替代信号，以维持整个控制系统持续运行。

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