整車控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整車控制裝置，屬于機車【技術(shù)領(lǐng)域】，該整車控制裝置具有更小的體積。該整車控制裝置，包括對合的底板件和前板件；所述底板件與所述前板件之間形成封閉空間，所述封閉空間內(nèi)設(shè)置有中央處理器；所述前板件上設(shè)置有容納連接器的開口，所述中央處理器通過所述連接器與外部設(shè)備相連。本發(fā)明可用于內(nèi)燃機車的舊車改造和維修。
【專利說明】整車控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種整車控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機車是一種應(yīng)用廣泛的機車，整車控制裝置是內(nèi)燃機車中的重要組成部分，用于監(jiān)控、調(diào)整內(nèi)燃機車的運行狀況。
[0003]目前，整車控制裝置通常采用機箱式結(jié)構(gòu)或柜體式結(jié)構(gòu)，放置在機車的電氣室中。在該整車控制裝置的機箱(或柜體)內(nèi)部安裝有多個插槽，用于插放各種功能插件，其中主要包括電源插件、中央處理器插件、開關(guān)量輸入插件、開關(guān)量輸出插件、模擬量采集插件、頻率量采集插件、通信插件、柴油機控制插件以及其他特定功能插件等。機箱(或柜體)和插槽的結(jié)構(gòu)是相對固定的，并且各功能的單板本身的空間預(yù)留量很大，即使要實現(xiàn)很簡單的整車控制，也需要多種插件的組合來完成?，F(xiàn)有的整車控制裝置由于其內(nèi)部空間預(yù)留量很大，因此存在體積過大的技術(shù)問題，難以靈活選擇安裝位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種整車控制裝置，該整車控制裝置具有更小的體積。
[0005]本發(fā)明提供一種整車控制裝置，包括對合的底板件和前板件；
[0006]所述底板件與所述前板件之間形成封閉空間，所述封閉空間內(nèi)設(shè)置有中央處理器；
[0007]所述前板件上設(shè)置有容納連接器的開口，所述中央處理器通過所述連接器與外部設(shè)備相連。
[0008]優(yōu)選的，所述底板件呈平板狀，所述前板件呈一側(cè)開放的盒狀。
[0009]進(jìn)一步，該整車控制裝置還包括設(shè)置于所述開口處的接口板件，所述連接器安裝在所述接口板件中。
[0010]優(yōu)選的，所述底板件、所述前板件和所述接口板件均由鋁合金制成。
[0011]優(yōu)選的，所述連接器包括若干矩形連接器和若干M12連接器。
[0012]進(jìn)一步，所述封閉空間內(nèi)還設(shè)置有邏輯處理器，所述邏輯處理器通過接口電路與所述中央處理器相連。
[0013]優(yōu)選的，所述接口電路包括數(shù)字開關(guān)量采集電路、數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路、模擬量采集電路、頻率量采集電路和柴油機調(diào)節(jié)電路。
[0014]優(yōu)選的，所述中央處理器和所述邏輯處理器別設(shè)置在兩個電路板上，且所述兩個電路板疊層設(shè)置。
[0015]進(jìn)一步，所述封閉空間內(nèi)還設(shè)置有二次電源模塊，用于對外部電源進(jìn)行變壓，并為所述中央處理器和所述邏輯處理器供電。
[0016]優(yōu)選的，所述二次電源模塊通過導(dǎo)熱墊貼在所述底板件或所述前板件上。
[0017]本發(fā)明帶來了以下有益效果:本發(fā)明提供的整車控制裝置由對合的底板件和前板件形成封閉空間，將中央處理器設(shè)置于該封閉空間內(nèi)。在前板件上設(shè)置開口，通過開口中的連接器使中央處理器與外部設(shè)備相連。因此，本發(fā)明提供的整車控制裝置的整體結(jié)構(gòu)更為緊湊，具有更小的體積，從而能夠更為靈活的選擇整車控制裝置的安裝位置。
[0018]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0020]圖1是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置的示意圖；
[0021]圖2是圖1中沿A-A方向的剖面圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中對外接口的示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中二次電源模塊的示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中數(shù)字開關(guān)量采集電路的示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路的示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中模擬量采集電路的示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中頻率量采集電路的示意圖；
[0028]圖9是本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中柴油機調(diào)節(jié)電路的示意圖。

【具體實施方式】
[0029]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0030]本發(fā)明實施例提供一種用于內(nèi)燃機車中的整車控制裝置。如圖1和圖2所示，該整車控制裝置包括對合的底板件I和前板件2，本實施例中，底板件I呈平板狀，前板件2呈一側(cè)開放的盒狀，通過螺釘3固定，使底板件I與前板件2之間形成一封閉空間，該封閉空間內(nèi)設(shè)置有中央處理器(圖中未示出)。前板件2上設(shè)置有容納連接器4的開口，中央處理器(CPU)通過連接器4與外部設(shè)備相連。
[0031]進(jìn)一步，該整車控制裝置還包括設(shè)置于開口處的接口板件5，接口板件5通過螺釘6固定在前板件2上，連接器4安裝在接口板件5中，以便于固定連接器4。連接器4可包括若干矩形連接器和若干Ml2連接器，本實施例中為4個矩形連接器41和2個M12連接器42。在其他實施方式中，也可以使用其他類型的連接器，例如排針式矩形連接器可以替換為軟連線，M12連接器可以替換為DB9插頭或RJ45插頭。
[0032]連接器4用于采集內(nèi)燃機車的各種傳感器數(shù)據(jù)、觸電接入、斷開開關(guān)量，以及同其它機車部件之間的數(shù)據(jù)交換,轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收、分析的數(shù)據(jù),達(dá)到對整車的繼電器、電磁閥的控制、柴油機的調(diào)節(jié)、內(nèi)燃機車的故障診斷效果。如圖3所示，連接器的對外接口具體可包括外部電源輸入、10個+15V輸出、10個-15V輸出、24個開關(guān)量輸入、12個開關(guān)量輸出、I個勵磁大電流輸出、12個頻率量輸入、20個電壓傳感器輸入、8個電流傳感器輸入、8個溫度傳感器輸入、3個O?1V直流電壓輸出、2個4?20mA電流輸出、I個PWM脈沖輸出、RS232接口、RS422接口、RS485接口、2路CAN接口、以太網(wǎng)接口等。
[0033]作為一個優(yōu)選方案，底板件1、前板件2和接口板件5均由鋁合金材料經(jīng)折彎、開孔等工藝制成，底板件2、前板件3和接口板件5組裝成的整車控制裝置可形成密封的封閉空間，具有很好的電磁屏蔽效果，并且采用鋁合金材料能夠節(jié)省整車控制裝置的制造成本。
[0034]進(jìn)一步，本發(fā)明實施例中，底板件2與前板件3之間形成的封閉空間內(nèi)還設(shè)置有邏輯處理器(圖中未示出)，邏輯處理器通過接口電路與中央處理器相連。優(yōu)選的，中央處理器和邏輯處理器分別設(shè)置在兩個電路板上，且兩個電路板疊層設(shè)置，使整車控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，以減小整車控制裝置的體積。
[0035]本實施例中，中央處理器可以采用數(shù)字信號處理器(Digital SignalProcessing，簡稱，DSP)等芯片，邏輯處理器可以采用復(fù)雜可編程邏輯器件(ComplexProgramable Logic Device,簡稱 CPLD)或者現(xiàn)場可編程邏輯陣列(Field ProgrammableGate Array,簡稱FPGA)等器件實現(xiàn)邏輯控制功能。
[0036]進(jìn)一步，本發(fā)明實施例中，封閉空間內(nèi)還設(shè)置有二次電源模塊(圖中未示出)，優(yōu)選的，二次電源模塊通過導(dǎo)熱墊貼在底板件I或前板件2上，以增加二次電源模塊的散熱面積，提高整車控制裝置整體的散熱效率。
[0037]本實施例中，整車控制裝置采用常用的IlOV蓄電池作為外部電源的輸入，并利用二次電源模塊來完成直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換，對外部電源進(jìn)行變壓，從而既能滿足整車控制裝置內(nèi)部電路的需求，為中央處理器和邏輯處理器供電，又能滿足為內(nèi)燃機車上的各個傳感器供電的要求。其工作原理如圖4所示，外部電源輸入的IlOV直流電首先經(jīng)過一個DC/DC模塊轉(zhuǎn)換為+24V直流電和-24V直流電，然后經(jīng)過另一個DC/DC模塊將+24V直流電轉(zhuǎn)換為+5V直流電、+15V直流電和-15V直流電，再經(jīng)過兩個低壓差線性穩(wěn)壓器(Low DropoutRegulator,簡稱LD0)將+5V直流電分別轉(zhuǎn)換為+1.2V直流電和+3.3V直流電。
[0038]在其他實施方式中，也可以利用分離器件來搭建，以實現(xiàn)二次電源模塊的功能。
[0039]本實施例中，接口電路包括數(shù)字開關(guān)量采集電路、數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路、模擬量采集電路、頻率量采集電路和柴油機調(diào)節(jié)電路。此外，還可以根據(jù)實際需要，增加其他的功能電路。
[0040]數(shù)字開關(guān)量采集電路和數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路主要完成內(nèi)燃機車上各個繼電器、斷路器、接觸器、電磁閥等開關(guān)器件的采集，通過采集各個觸點的電壓信號來判斷這些開關(guān)器件的關(guān)閉、開通狀態(tài)。同時，中央處理器根據(jù)內(nèi)燃機車的狀態(tài)給出指令驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)器件關(guān)閉或者開通。
[0041]如圖5所示，數(shù)字開關(guān)量采集電路的工作原理為，首先對開關(guān)量輸入信號進(jìn)行限流降壓，再依次經(jīng)過光電隔離、RC濾波和整形，由邏輯處理器接收。如圖6所示，數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路的工作原理為，由邏輯處理器驅(qū)動電流源輸出電流信號，再經(jīng)過光電隔離和RC濾波，由開光管輸出一開關(guān)量信號，最后經(jīng)過抑制保護即可進(jìn)行開關(guān)量輸出。
[0042]模擬量采集電路主要完成內(nèi)燃機車上各種電流、電壓、壓力、溫度等信號的采集，各個傳感器采集到的模擬信號，經(jīng)過濾波、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、邏輯處理后轉(zhuǎn)換為中央處理器能夠接收的數(shù)字信號，來參與內(nèi)燃機車的控制。
[0043]不同類別的模擬信號要采用不同的采集電路來完成，具體工作過程如圖7所示，電壓型傳感器輸出O?1V的電壓，經(jīng)過RC濾波和信號放大，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器；電流型傳感器輸出4?20mA的電流，經(jīng)過電阻采樣、RC濾波和信號放大，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器；溫度傳感器采用熱阻式傳感器，溫度信號以電阻形式輸出，經(jīng)過分壓采樣和信號放大，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器對采集到的電壓、電流、溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號之后輸入邏輯處理器，再經(jīng)邏輯處理器處理之后輸入中央處理器。
[0044]頻率量采集電路主要用于采集內(nèi)燃機車上的各種速度傳感器的輸出信號，例如柴油機轉(zhuǎn)速傳感器、電機轉(zhuǎn)速傳感器、各冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速傳感器等。傳感器本身輸出信號為不同幅值、不同頻率的正弦波、脈沖方波等，通過頻率量采集電路的處理，轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收的數(shù)字信號，用于機車故障診斷、保護、界面的顯示等功能。
[0045]頻率量采集電路的具體工作過程如圖8所示，頻率輸入信號的波形依次經(jīng)過RC濾波、比較、光電隔離和整形，形成脈沖方波，再經(jīng)邏輯處理器處理之后輸入中央處理器。
[0046]柴油機調(diào)節(jié)電路主要是完成內(nèi)燃機車與柴油機之間的數(shù)據(jù)交換、柴油機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制。內(nèi)燃機車與柴油機之間通過CAN通信接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，遵循通用的J193.9協(xié)議；柴油機的轉(zhuǎn)速可以通過PWM波的占空比、PWM波的頻率值和4?20mA電流三種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中，集成了不同廠家、不同型號柴油機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式，因此可以根據(jù)實際情況的需求靈活選用。
[0047]柴油機調(diào)節(jié)電路的具體工作過程如圖9所示，邏輯處理器輸出的脈沖方波信號經(jīng)過整形和光電隔離輸入PWM驅(qū)動器，然后由PWM驅(qū)動器輸出PWM脈沖波，以調(diào)節(jié)PWM波的占空比或頻率值，從而調(diào)節(jié)柴油機的轉(zhuǎn)速。另一方面，邏輯處理器還可以輸出電信號，經(jīng)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過RC濾波、信號放大、隔離、電壓電流(V/I)轉(zhuǎn)換，輸出4?20mA電流，從而調(diào)節(jié)柴油機的轉(zhuǎn)速。
[0048]本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置中，由對合的底板件和前板件形成封閉空間，將中央處理器和邏輯處理器設(shè)置于該封閉空間內(nèi)。在前板件上設(shè)置開口，并在開口處固定接口板件，通過安裝在接口板件中的連接器使中央處理器及邏輯處理器與外部設(shè)備相連。因此，本發(fā)明提供的整車控制裝置的整體結(jié)構(gòu)更為緊湊，具有更小的體積，其整體尺寸可達(dá)到280mmX256mmX40mm，從而能夠更為靈活的選擇整車控制裝置的安裝位置。
[0049]另外，由于目前內(nèi)燃機車的新造項目較少，而舊車的保有量較大，所以每年有相當(dāng)大數(shù)量的內(nèi)燃機車需要改造、維修，但內(nèi)燃機車技改的經(jīng)費有限。本發(fā)明實施例提供的整車控制裝置技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)輕巧，成本經(jīng)濟，維護和更換成本也較低，因此更為適合在內(nèi)燃機車的小型調(diào)車、舊車技改車上大批量的推廣應(yīng)用。
[0050]雖然本發(fā)明所公開的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種整車控制裝置，其特征在于，包括對合的底板件和前板件； 所述底板件與所述前板件之間形成封閉空間，所述封閉空間內(nèi)設(shè)置有中央處理器； 所述前板件上設(shè)置有容納連接器的開口，所述中央處理器通過所述連接器與外部設(shè)備相連。
2.如權(quán)利要求1所述的整車控制裝置，其特征在于，所述底板件呈平板狀，所述前板件呈一側(cè)開放的盒狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的整車控制裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述開口處的接口板件，所述連接器安裝在所述接口板件中。
4.如權(quán)利要求3所述的整車控制裝置，其特征在于，所述底板件、所述前板件和所述接口板件均由鋁合金制成。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的整車控制裝置，其特征在于，所述連接器包括若干矩形連接器和若干M12連接器。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的整車控制裝置，其特征在于，所述封閉空間內(nèi)還設(shè)置有邏輯處理器，所述邏輯處理器通過接口電路與所述中央處理器相連。
7.如權(quán)利要求6所述的整車控制裝置，其特征在于，所述接口電路包括數(shù)字開關(guān)量采集電路、數(shù)字開關(guān)量驅(qū)動電路、模擬量采集電路、頻率量采集電路和柴油機調(diào)節(jié)電路。
8.如權(quán)利要求6或7所述的整車控制裝置，其特征在于，所述中央處理器和所述邏輯處理器別設(shè)置在兩個電路板上，且所述兩個電路板疊層設(shè)置。
9.如權(quán)利要求6至8任一項所述的整車控制裝置，其特征在于，所述封閉空間內(nèi)還設(shè)置有二次電源模塊，用于對外部電源進(jìn)行變壓，并為所述中央處理器和所述邏輯處理器供電。
10.如權(quán)利要求9所述的整車控制裝置，其特征在于，所述二次電源模塊通過導(dǎo)熱墊貼在所述底板件或所述前板件上。
【文檔編號】B61C17/00GK104340235SQ201410616159
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】代宏澤, 班立權(quán), 馮炳, 劉松柏, 趙軍偉, 劉鍶宇, 郜永濤 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司