基于多can通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柴油機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的柴油機(jī)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)如圖1所示，具體是通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在柴油機(jī)上的步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制柴油機(jī)聯(lián)合調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的功能，步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)不適用于電控柴油機(jī)，因而已逐漸被電噴控制技術(shù)替代。柴油機(jī)的電噴控制技術(shù)中，是由電噴控制器通過(guò)基于CAN(ControlIer Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))通信協(xié)議與內(nèi)燃機(jī)車中機(jī)車主控制系統(tǒng)等其它部件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來(lái)具體實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的調(diào)速控制，機(jī)車主控制系統(tǒng)只需給出相應(yīng)的控制命令即可。
[0003]CAN通信是柴油機(jī)系統(tǒng)與整車控制系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)交換的主要通信方式，如圖2所示，電控柴油機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中電噴控制是基于一個(gè)CAN內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，由該通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主控系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有子板系統(tǒng)的CAN通信功能。但CAN通信網(wǎng)絡(luò)是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，不同柴油機(jī)所采用的CAN通信協(xié)議可能并不一致，因而采用上述基于電噴控制的柴油機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，無(wú)法對(duì)接各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CAN通信協(xié)議的柴油機(jī)，適用范圍受限，且同時(shí)使得機(jī)車主控制系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)的調(diào)速功能還需要隨CAN通信協(xié)議的變化而進(jìn)行更改設(shè)置，不便于實(shí)際使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、所需成本低、能夠基于多種CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的調(diào)速控制且控制效率高的基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)，包括總線接口單元、含有對(duì)應(yīng)多種CAN通信協(xié)議的多個(gè)協(xié)議模塊的CAN協(xié)議解析單元、以及用于執(zhí)行基于CAN通信協(xié)議通信的CAN通信單元，所述CAN協(xié)議解析單元的一端通過(guò)所述總線接口單元與機(jī)車主控制系統(tǒng)連接，另一端通過(guò)所述CAN通信單元與柴油機(jī)的電噴控制系統(tǒng)連接，所述CAN協(xié)議解析單元調(diào)用所述協(xié)議模塊對(duì)機(jī)車主控制系統(tǒng)與柴油機(jī)的電噴控制系統(tǒng)之間基于CAN通信協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。
[0006]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述總線接口單元包括相互連接的雙口RAM模塊以及總線驅(qū)動(dòng)模塊，所述雙口 RAM模塊通過(guò)雙口 RAM接收、發(fā)送兩路基于CAN通信協(xié)議的通信數(shù)據(jù)。
[0007]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述CAN通信單元包括兩路CAN通信通路，每路所述CAN通信通路均包括相互連接的CAN控制器以及CAN通信接口。
[0008]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):還包括用于根據(jù)機(jī)車主控制系統(tǒng)的控制信號(hào)輸出電流信號(hào)給機(jī)車電噴控制系統(tǒng)的電流信號(hào)輸出單元，所述電流信號(hào)輸出單元與所述CAN協(xié)議解析單元連接。
[0009]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述電流信號(hào)輸出單元包括依次連接的D/A轉(zhuǎn)換模塊、用于執(zhí)行隔離以及運(yùn)算放大的隔離運(yùn)放模塊以及用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的電壓電流轉(zhuǎn)換模塊。
[0010]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):還包括用于根據(jù)機(jī)車主控制系統(tǒng)的控制信號(hào)輸出P麗信號(hào)給機(jī)車電噴控制系統(tǒng)的P麗信號(hào)輸出單元，所述P麗信號(hào)輸出單元與所述總線接口單元連接;所述PWM信號(hào)輸出單元包括依次連接的PWM信號(hào)采集模塊、光耦隔離模塊以及驅(qū)動(dòng)輸出模塊。
[0011]作為本發(fā)明系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn):所述CAN協(xié)議解析單元包括用于執(zhí)行解析的單片機(jī)電路以及用于執(zhí)行邏輯控制的CPLD電路。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供利用上述柴油機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的方法，該方法包括:對(duì)目標(biāo)柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，所述CAN協(xié)議解析單元接收機(jī)車主控制系統(tǒng)輸出的控制數(shù)據(jù)，根據(jù)所需執(zhí)行的CAN通信協(xié)議類型調(diào)用對(duì)應(yīng)的協(xié)議模塊對(duì)接收到的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析得到的控制數(shù)據(jù)發(fā)送至目標(biāo)柴油機(jī)的電噴控制系統(tǒng)；目標(biāo)柴油機(jī)的電噴控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述CAN協(xié)議解析單元接收所述運(yùn)行數(shù)據(jù)，并調(diào)用對(duì)應(yīng)的協(xié)議模塊對(duì)接收到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行解析后反饋給機(jī)車主控制系統(tǒng)。
[0013]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述對(duì)接收到的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行解析具體為:通過(guò)所述總線接口單元中雙口 RAM模塊接收兩路控制數(shù)據(jù)，分別調(diào)用對(duì)應(yīng)的協(xié)議模塊對(duì)兩路所述控制數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析得到的控制數(shù)據(jù)分別通過(guò)所述CAN通信單元中一路或兩路CAN通信通路進(jìn)行發(fā)送;所述對(duì)接收到的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行解析具體為:通過(guò)所述CAN通信單元中兩路CAN通信通路接收一路或兩路運(yùn)行數(shù)據(jù)，調(diào)用對(duì)應(yīng)的協(xié)議模塊對(duì)所述運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，解析得到的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)所述雙口 RAM模塊進(jìn)行發(fā)送。
[0014]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn):所述進(jìn)行解析時(shí)具體通過(guò)讀取所述雙口RAM模塊中雙口RAM的配置信息區(qū)，獲取得到包括通信方式以及待解析數(shù)據(jù)信息的配置信息，所述通信方式包括所需采用的所述CAN通信通路以及CAN通信協(xié)議類型，根據(jù)獲取的所述配置信息通過(guò)所述雙口 RAM的數(shù)據(jù)區(qū)接收、發(fā)送兩路數(shù)據(jù)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，可以在機(jī)車主控制系統(tǒng)、電噴控制系統(tǒng)為通信節(jié)點(diǎn)的CAN通信網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)接多種柴油機(jī)CAN通信協(xié)議進(jìn)行解析，機(jī)車主控制系統(tǒng)只需做相應(yīng)的配置工作即可實(shí)現(xiàn)與不同柴油機(jī)的電噴控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，從而可以適用于多種類型柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)速及恒功率控制，使柴油機(jī)在滿足需求的情況下運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)，且無(wú)需基于通信協(xié)議更改機(jī)車主控制系統(tǒng)的調(diào)速功能，控制操作簡(jiǎn)便且控制效率高；
2)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，可以獲取機(jī)車主控制系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)并按照所需CAN通信方式輸出給電噴控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的具體控制功能；同時(shí)使得機(jī)車控制系統(tǒng)還可以通過(guò)CAN通信獲取柴油機(jī)反饋的運(yùn)行參數(shù)、故障參數(shù)等運(yùn)行數(shù)據(jù)，因而可以更好的發(fā)揮柴油機(jī)功能，確保柴油機(jī)控制功能穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)整車的最優(yōu)控制；
3)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步通過(guò)雙口RAM實(shí)時(shí)交換機(jī)車主控制系統(tǒng)與柴油機(jī)電噴控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，相比較CAN通信的數(shù)據(jù)更新周期，基于雙口 RAM可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)周期更新;對(duì)雙口 RAM的配置信息區(qū)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置后，通過(guò)讀取配置信息區(qū)即可自動(dòng)識(shí)別所需的通信方式以及所需通信的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)按照所需執(zhí)行的CAN通信協(xié)議類型實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)；
4)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步通過(guò)兩路CAN通信電路可以相互實(shí)現(xiàn)冗余通信或執(zhí)行兩種不同CAN通信協(xié)議的通信方式，使得不僅可以應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)車上，也可以應(yīng)用在軌道工程車上；
5)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步通過(guò)與機(jī)車主控制系統(tǒng)、電噴控制系統(tǒng)之間的通信數(shù)據(jù)并行采集電流信號(hào)提供給電噴控制系統(tǒng)，結(jié)合重要的電流信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的調(diào)速控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信數(shù)據(jù)的冗余備份，同時(shí)進(jìn)一步提高對(duì)柴油機(jī)調(diào)速控制的可靠性;通過(guò)輸出電流信號(hào)還可以驅(qū)動(dòng)機(jī)車上其他設(shè)備進(jìn)行管路控制，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車電路的邏輯功能。
[0016]6)本發(fā)明基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)及方法，進(jìn)一步通過(guò)與機(jī)車主控制系統(tǒng)、電噴控制系統(tǒng)之間的通信數(shù)據(jù)并行采集PWM信號(hào)提供給電噴控制系統(tǒng)，結(jié)合重要的PWM信號(hào)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的調(diào)速控制，進(jìn)一步確保柴油機(jī)調(diào)速控制的穩(wěn)定、可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是傳統(tǒng)的柴油機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是傳統(tǒng)的電控柴油機(jī)調(diào)速控制中CAN通信的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0019]圖3是本實(shí)施例基于多CAN通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)調(diào)速控制的原理示意圖。
[0021 ]圖5是本實(shí)施例中雙口 RAM的區(qū)域劃分原理示意圖。
[0022]圖