[發明專利]船用多缸柴油機雙冗余控制系統

在審

• 申請號: 202210549752.8
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114738134A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 祝軻卿;徐權奎;韋雄;張斌;白小勁
• 申請（專利權）人: 上海海能汽車電子有限公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種發動機技術領域的船用多缸柴油機雙冗余控制系統，包括主控制器、冗余控制器、冗余切換裝置、ECU切換開關，主控制器、冗余控制器的控制電路板均包括模擬信號處理模塊、數字信號處理模塊、頻率信號處理模塊、ECU識別電路、低壓電源模塊、Boost電源模塊、存儲模塊、CAN通訊模塊、模擬信號輸出模塊、H橋驅動電路、低邊驅動電路、高邊驅動電路、噴油電磁閥驅動電路、中央處理器；切換裝置電路板包括ECU切換控制電路、ECU狀態識別電路和噴油驅動切換電路。本發明將ECU系統識別和噴油驅動切換集成于冗余切換裝置，這使得主控制器和冗余控制器可作為獨立的系統工作，互不影響，可保證系統故障時刻不間斷運行，可滿足船用多缸柴油機系統實時工作要求。

技術領域

本發明涉及的是一種發動機技術領域的控制系統，特別是一種帶有雙ECU和冗余切換裝置的船用多缸柴油機雙冗余控制系統。

背景技術

隨著自動化技術的發展，對柴油機安全性和可靠性的需求變的越來越高。冗余技術就是通過增加同等功能的冗余部件，使得當系統出現故障時，其冗余部件可以接替工作，減少系統停機時間，保證系統正常工作。現有的柴油機儀表監測控制系統體積大，集成度低，安裝繁瑣，最重要無法對柴油進行故障診斷，也無法對柴油機的狀態進行有效的監測與管理。導致柴油發動機可靠性低，故障率高，加大了柴油機的調試和故障診斷與排除。

目前市場上柴油機控制器大都不具備冗余控制功能，或切換系統切換后影響噴油驅動性能，亦或是無法滿足驅動故障發生時刻正常切換。比如大多場合柴油機發動機只配一套ECU，當發生故障時只能停機檢查，等待配套服務站更換或維修，其效率低，成本高，耽誤系統工作，且花費成本高昂。

因此，有必要開發一套時效性高、響應快且滿足實時監測故障便于切換的柴油機雙ECU冗余控制系統。

發明內容

本發明提出一種船用多缸柴油機雙冗余控制系統，創新地使用主控制器、冗余控制器和冗余切換裝置組合的方案，形成船用多缸柴油機雙冗余控制單元，可在發生故障或者性能偏差時實時切換電路，保證發動機的不間斷運行。

本發明是通過以下技術方案來實現的，本發明包括主控制器、冗余控制器、冗余切換裝置、ECU切換開關，主控制器、冗余控制器均包括控制器上蓋板、控制器下蓋板、控制器控制電路板，控制器控制電路板布置在控制器上蓋板、控制器下蓋板所構成的空腔內；冗余切換裝置包括切換裝置上蓋板、切換裝置下蓋板、切換裝置控制電路板，切換裝置控制電路板布置在切換裝置上蓋板、切換裝置下蓋板所構成的空腔內；主控制器、冗余控制器的控制器控制電路板均包括模擬信號處理模塊、數字信號處理模塊、頻率信號處理模塊、ECU識別電路、低壓電源模塊、Boost電源模塊、存儲模塊、CAN通訊模塊、模擬信號輸出模塊、H橋驅動電路、低邊驅動電路、高邊驅動電路、噴油電磁閥驅動電路、中央處理器；切換裝置控制電路板包括ECU切換控制電路、ECU狀態識別電路和噴油驅動切換電路；冗余切換裝置把接入的水溫信號、電子油門信號、燃油溫度信號同時輸入給主控制器、冗余控制器；主控制器的輸入信號還包括第一凸輪軸信號、第一曲軸轉速信號、第一增壓壓力信號、第一機油壓力信號和第一機油溫度信號，以及冗余切換裝置中ECU切換控制電路、ECU狀態識別電路輸出的主控制器ECU控制信號；冗余控制器的輸入信號還包括第二凸輪軸信號、第二曲軸轉速信號、第二增壓壓力信號、第二機油壓力信號，以及冗余切換裝置中ECU切換控制電路、ECU狀態識別電路輸出的冗余控制器ECU控制信號；冗余切換裝置中噴油驅動切換電路的輸入信號為主控制器輸出的第一噴油驅動信號和冗余控制器輸出的第二噴油驅動信號，噴油驅動切換電路的輸出連接到噴油器上，驅動噴油器工作；

控制器、冗余控制器之間通過CAN0通訊信號相通訊；ECU切換開關通過線束與冗余切換裝置中的ECU切換控制電路相連接。