CN104121079A - 主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器 - Google Patents

主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器 Download PDF

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朱庆
朱弢
朱志强
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Abstract

本发明公开的一种主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，包括电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元，电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元都和第一单片机连接，电源单元还与驱动单元连接，驱动单元还与显示单元连接。电源单元为整个控制器提供安全的电源，数据采集单元收集柴油颗粒物捕集***传感器的一切信息，以便决定捕集***是否进行捕集抑或再生，以及再生过程状态控制。驱动单元用于驱动外部捕集执行部件工作，显示单元用于上述各状态过程状况显示，便于处理人员了解各过程状况，以便良好控制整个捕集处理过程。本发明有效及时发现故障所在部位，以便及时诊断故障并排除故障，确保***安全工作。

Description

主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器
技术领域
本发明涉及车辆、船舶等柴油机尾气颗粒处理技术领域，特别是涉及一种主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器。
背景技术
对于主动再生式物理燃烧法消除柴油机尾气颗粒物方式，***需要采集相关信息，综合采集的信息判断是否需要进行燃烧。如需燃烧，就进入燃烧过程，需要驱动外部的执行器以完成整个燃烧过程。在实际的应用中，常常因外部执行器件出现各种故障，导致整个处理过程不能正常进行。同时一旦出现故障处理过程不能正常进行，处理人员不能及时知道故障所在点，因此，无法及时有效排除故障，造成柴油尾气颗粒物处理失败。本控制器设有OBD故障检测功能以及液晶显示功能，液晶显示能实时显示***的工作状态，并在需要的时候为使用人员进行操作指示，并有效及时发现故障所在部位，以便及时诊断故障并排除故障，确保***安全工作，避免因故障而使车辆不能正常运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的问题而设计的一种主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，包括四大部分：电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元，电源单元接受用于为整个控制器供电并控制，数据采集单元控制传感器收集柴油尾气颗粒物捕集的一切信息，以便决定捕集执行部件是否进行捕集以及捕集过程状态控制盒捕集最终效果状况，驱动单元用于驱动外部捕集执行部件工作，显示单元用于上述各状态过程状况显示，便于处理人员了解各过程状况，以便良好控制整个捕集处理过程。
本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
    一种主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，包括电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元，所述电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元都和第一单片机连接，所述电源单元还与驱动单元连接，所述驱动单元还与显示单元连接；
   所述电源单元包括第一DC/DC降压模块、钥匙开关信号检测模块、电源驱动模块和内部电源，所述第一DC/DC降压模块后连接内部电源，所述钥匙开关信号检测模块后连接电源驱动模块和第一单片机，所述电源驱动模块连接DC/DC降压模块，所述第一单片机也连接电源驱动模块；
所述数据采集单元包括电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块，所述电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块均连接第一单片机；
所述驱动单元包括H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块，所述H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块一端均连接第一单片机，所述高端驱动显示模块另一端连接显示单元，所述电源单元连接H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块组成的部分；
所述显示单元包括第二DC/DC降压模块、第二单片机、显示模块、蜂鸣报警模块和LED灯指示模块，所述显示模块、蜂鸣报警模块和LED灯指示模块与第二单片机连接，所述显示模块、蜂鸣报警模块、LED灯指示模块与第二单片机组成的部分与第二DC/DC降压模块连接，所述第二DC/DC降压模块与驱动单元连接。
    所述电源单元还包括防护模块和滤波模块，防护模块和滤波模块依次连接，所述滤波模块后连接驱动单元和第一DC/DC降压模块，所述第一DC/DC降压模块后连接DC/DC升压模块，所述第一DC/DC降压模块和DC/DC升压模块均连接电源输出保护模块，所述电源输出保护模块连接第一单片机。
    所述电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块前均连有信号异常保护模块。
    所述第一单片机还连接限位信号检测模块和防倒灌驱动模块，所述防倒灌驱动模块还连接电流检测模块，所述电流检测模块在第一单片机和防倒灌驱动模块间。
    所述电源单元、数据采集单元、驱动单元和第一单片机位于一主控板内，所述显示单元在主控板外，所述显示单元与主控板的第一单片机通过RS422或CAN总线连接。
    显示单元的显示模块是TFT液晶显示模块。
由于采用了如上技术方案，本发明具有如下特点：
本控制器设有OBD故障检测功能以及液晶显示功能，液晶显示能实时显示***的工作状态，并在需要的时候为使用人员进行操作指示，并有效及时发现故障所在部位，以便及时诊断故障并排除故障，确保***安全工作，避免因故障而使车辆不能正常运行。
附图说明
图1为本发明总体构成图。
图2为本发明电源单元构成框图。
图3为本发明数据采集单元构成框图。
图4为本发明驱动单元构成框图。
图5为本发明显示单元构成框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明控制器总体结构为方框内部分加上外部的显示单元部分。
控制器电源由电池提供，经过电源单元后为各用电设备供电。传感器通过数据采集单元将信息提供给第一单片机，第一单片机依据这些信息计算是否需要进行燃烧捕集，需要燃烧捕集时便通过驱动单元按照设定的流程驱动外部执行器件完成燃烧再生过程，同时第一单片机将电源单元信息、传感器信息、执行器工作状态信息通过RS422或CAN总线发送给显示单元进行显示。
电源单元的构成如图2中方框内所示，电池经过防护模块、滤波模块处理后分别提供给驱动单元以及经过DC/DC降压模块降压，为传感器和内部电源供电。由于传感器的不同规格，为提高实用性，分别提供了5V电源及由5V电源构成的DC/DC升压电源，该两种电源经过输出保护模块后为传感器供电，同时输出保护模块也将电源输出状态并发给第一单片机，一旦出现诸如短路、过载等情况，单片机将及时关闭输出，并发送给显示单元进行报警显示。钥匙开关信号用于控制控制器是否工作，钥匙开关打开时，驱动5V降压模块工作，第一单片机上电工作，第一单片机检测到钥匙开关信号，对5V降压模块也提供一个驱动，进行自锁，避免钥匙开关关闭或汽车启动时瞬间断电。当钥匙开关关闭时，第一单片机检测到关闭信号，并判断是否能够将控制器断电，在能够断电时，关闭对5V降压模块的驱动，控制器完成断电。
数据采集单元的构成如图3中方框内所示，电池电压信号提供电池电量使用情况，当处于低压时，第一单片机发出低压报警并进行最小负载程序，以免电池过度损耗，电池的寿命降低，当处于高压时，发出高压报警信号并切断电源输出，以保护执行器；油位信号提供油箱供油情况信息，第一单片机根据油位情况进行燃烧处理；腔体压差结合转速信号可为是否燃烧提供准确的判断；点火温度传感器为点火仓点火是否成功提供准确的判断；腔体温度传感器为燃烧仓温度控制提供准确的信息。所有的采集都具有故障诊断报警功能，如A/D采集值异常、PWM频率异常，并送至显示单元进行声光报警。
驱动单元的构成如图4中方框内所示， 2路H桥驱动模块可驱动双向电机，配备限位检测功能，并提供短路、断路、过载、防倒灌保护，故障排除时自恢复；点火塞及风机驱动均为大功率驱动，通过电流检测模块能检测异常电流状态，通过防倒灌驱动模块阻止外部电压进入；高端驱动模块为油泵及显示单元供电，具有PWM驱动及电平驱动能力，并提供短路、断路、过载、防倒灌保护，故障排除时自恢复。所有故障信号送至第一单片机，第一单片机根据信号进行故障检测及报警，并及时关闭输出。
显示单元的构成如图5中方框内所示，DC/DC降压模块为第二单片机、TFT液晶屏等提供多电压电源，以满足供电要求；第二单片机经过RS422或者CAN总线与第一单片机通讯，将需要显示的内容以及故障信息在TFT液晶显示屏上进行显示，必要时还对使用人员进行声光警示或者操作指示，如正在燃烧过程中警示驾驶员不要驶入加油站等易燃易爆场所，发生严重故障时提示使用人员如何操作确保车辆正常行驶等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，包括电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元，所述电源单元、数据采集单元、驱动单元和显示单元都和第一单片机连接，所述电源单元还与驱动单元连接，所述驱动单元还与显示单元连接；
   所述电源单元包括第一DC/DC降压模块、钥匙开关信号检测模块、电源驱动模块和内部电源，所述第一DC/DC降压模块后连接内部电源，所述钥匙开关信号检测模块后连接电源驱动模块和第一单片机，所述电源驱动模块连接DC/DC降压模块，所述第一单片机也连接电源驱动模块；
所述数据采集单元包括电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块，所述电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块均连接第一单片机；
所述驱动单元包括H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块，所述H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块一端均连接第一单片机，所述高端驱动显示模块另一端连接显示单元，所述电源单元连接H桥驱动模块、电流检测模块和高端驱动模块组成的部分；
所述显示单元包括第二DC/DC降压模块、第二单片机、显示模块、蜂鸣报警模块和LED灯指示模块，所述显示模块、蜂鸣报警模块和LED灯指示模块与第二单片机连接，所述显示模块、蜂鸣报警模块、LED灯指示模块与第二单片机组成的部分与第二DC/DC降压模块连接，所述第二DC/DC降压模块与驱动单元连接。
2.如权利要求1所述的主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，所述电源单元还包括防护模块和滤波模块，防护模块和滤波模块依次连接，所述滤波模块后连接驱动单元和第一DC/DC降压模块，所述第一DC/DC降压模块后连接DC/DC升压模块，所述第一DC/DC降压模块和DC/DC升压模块均连接电源输出保护模块，所述电源输出保护模块连接第一单片机。
3.如权利要求1所述的主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，所述电压信号调理模块、PWM信号调理模块和差模信号调理模块前均连有信号异常保护模块。
4.如权利要求1所述的主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，所述第一单片机还连接限位信号检测模块和防倒灌驱动模块，所述防倒灌驱动模块还连接电流检测模块，所述电流检测模块在第一单片机和防倒灌驱动模块间。
5.如权利要求1所述的主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，所述电源单元、数据采集单元、驱动单元和第一单片机位于一主控板内，所述显示单元在主控板外，所述显示单元与主控板的第一单片机通过RS422或CAN总线连接。
6.如权利要求1所述的主动再生式柴油颗粒物捕集***控制器，其特征在于，显示单元的显示模块是TFT液晶显示模块。
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