[發明專利]PWM編碼器、編碼方法

有效

• 申請號: 202110289232.3
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113022649B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 蓋猛;郝玉福;林曉辰;秦姣梅
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: B61L15/00
• 分類號: B61L15/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明涉及一種PWM編碼器，包括：信號采集電路、CPU電路、PWM輸出電路；CPU電路包括控制CPU電路、監控CPU電路，信號采集電路采集列車的模式開關量信號、模式級位模擬量信號并傳輸至控制CPU電路，采集的模式級位模擬量信號以及預設的模式級位模擬量信號，生成PWM輸出信號；監控CPU電路根據控制CPU電路輸出的PWM輸出信號、及PWM輸出電路反饋的PWM輸出反饋信號，監控控制CPU電路、PWM輸出電路的工作狀態，并在判斷為正常工作狀態時有效輸出PWM輸出控制信號。本發明采用控制CPU+監控CPU的架構，將控制邏輯與監控邏輯分開，有效提高了PWM編碼器的設計安全性。同時，本發明還提供了一種PWM編碼方法。

技術領域

本發明屬于軌道車輛控制領域，尤其涉及一種PWM編碼器、編碼方法。

背景技術

在動力分散型軌道車輛中，將來自司機控制器或自動列車控制(ATO)的信號可靠地傳送至列車各節車的牽引和制動系統中。出于“硬線優先”的可靠性原則，通常采用脈沖寬度調制的方式進行信號傳遞。PWM編碼器正是在動車組、地鐵車輛中擔負著牽引、制動指令傳輸重要任務的電子設備，其對列車的運行安全至關重要，其工作原理是通過采集開關量信號和模擬量信號，經由內部邏輯運算與判斷，最終輸出占空比可調的PWM信號并提供給車輛牽引和制動系統。

隨著技術的不斷進步和軌道交通系統對電子設備的安全性和可靠性要求的不斷提高，PWM編碼器的安全性和可靠性顯得尤為重要，而現有的PWM編碼器在安全性與可靠性方面仍有不足之處。

發明內容

本發明在上述現有編碼器不足的基礎上改進，提供了一種PWM編碼器、編碼方法，采用控制CPU+監控CPU的架構，將控制邏輯與監控邏輯分開，有效提高了PWM編碼器的設計安全性。

為了實現上述目的，本發明提供了一種PWM編碼器，包括：信號采集電路、CPU電路、PWM輸出電路；

所述CPU電路包括控制CPU電路、監控CPU電路，所述控制CPU電路和所述監控CPU電路通過硬線交互數據；

所述信號采集電路采集列車的模式開關量信號、模式級位模擬量信號并傳輸至所述控制CPU電路，所述控制CPU電路根據采集的模式開關量信號判斷列車的當前工作模式，并根據采集的模式級位模擬量信號以及預設的模式級位模擬量信號，生成PWM輸出信號；

所述監控CPU電路根據所述控制CPU電路輸出的PWM輸出信號、及所述PWM輸出電路反饋的PWM輸出反饋信號，監控所述控制CPU電路、所述PWM輸出電路的工作狀態，并在判斷為正常工作狀態時有效輸出PWM輸出控制信號。

優選的，所述信號采集電路包括開關量采集電路；

所述開關量采集電路包括開關量自檢測電路，以及多路開關量隔離采集電路；

每一個模式開關量信號由多路開關量采集電路進行采集后輸出至所述控制CPU電路；

所述開關量自檢測電路對所述開關量采集電路進行自檢測；

當采集的開關量信號有效且自檢測信號無效時，輸出采集的開關量信號；當采集開關量信號無效且自檢測信號有效時，輸出自檢測信號。

優選的，所述信號采集電路還包括模擬量采集電路，所述模擬量采集電路包括依次連接的模擬量自檢測電路、控制選擇開關、多路模擬量采集電路；

所述模擬量自檢測電路生成多路基準信號，通過所述控制選擇開關對模式級位模擬量信號和多路基準信號進行選通控制；

每一個模式級位模擬量信號由多路模擬量采集電路進行采集后輸出至所述控制CPU電路。

優選的，當PWM編碼器初上電時，所述控制選擇開關分別選通所有路基準信號進行模擬量采集電路的校驗檢查，在校驗檢查結果正確時，PWM編碼器進入正常工作狀態，所述控制選擇開關選通至模式級位模擬量信號。