用于机车或越野车的分配驱动器系统.pdf

一种系统，用于与机车或越野车(OHV)的处理器一起使用，该处理器控制机车或OHV的辅助设备。驱动器选择性地使机车或OHV的辅助设备通电。驱动器开关选择性地起动驱动器。驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器控制驱动器开关。面板开关选择性地向驱动器CAN微控制器和驱动器开关供电。配电系统将驱动器CAN微控制器和驱动器开关与面板开关相连接。对处理器作出响应的面板CAN微控制器对面板开关进行控制。

1、  一种系统，用于与机车或越野车(OHV)的处理器一起使用，该处理器控制机车或OHV的辅助设备，所述系统包括：
驱动器，用于选择性地使所述机车或OHV的所述辅助设备通电；
驱动器开关，用于选择性地起动所述驱动器；
驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器，控制所述驱动器开关；
面板开关，用于选择性地向所述驱动器CAN微控制器和所述驱动器开关供电；
配电系统，将所述驱动器CAN微控制器和所述驱动器开关与所述面板开关相连接；以及
面板CAN微控制器，对所述处理器作出响应，用于控制所述面板开关。

2、  如权利要求1所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

3、  如权利要求2所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

4、  如权利要求3所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

5、  如权利要求4所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

6、  如权利要求1所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

7、  如权利要求1所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

8、  如权利要求1所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

9、  如权利要求8所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

10、  一种系统，用于与机车或越野车(OHV)的、控制所述机车或OHV辅助设备的处理器一起使用，所述系统包括：
驱动器，用于断开和接通设备，选择性地使所述机车或OHV的所述辅助设备通电；
驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器，与驱动器开关相关联；
面板开关，用于选择性地向所述驱动器供电；
配电系统，将所述驱动器与所述面板开关相连接；以及
面板CAN微控制器，与所述处理器相关联，用于与所述驱动器CAN微控制器连系。

11、  如权利要求10所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

12、  如权利要求11所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

13、  如权利要求12所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

14、  如权利要求13所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制信号。

15、  如权利要求10所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

16、  如权利要求10所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

17、  如权利要求10所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

18、  如权利要求17所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

19、  一种改进的系统，用于与机车或越野车(OHV)的处理器一起使用，该处理器控制所述机车或OHV的辅助设备，其中所述机车或OHV包括：
驱动器，用于选择性地使所述机车或OHV的所述辅助设备通电；
面板开关，用于选择性地向所述驱动器供电；
配电系统，将所述驱动器与所述面板开关相连接；
该改进系统包括：
驱动器开关，适于选择性地起动所述驱动器；
驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器，用于控制所述驱动器开关，其中所述驱动器CAN微控制器适于从所述配电系统接收电力并与所述配电系统连接；以及
对所述处理器作出响应的面板CAN微控制器，用于控制所述面板开关，其中所述面板CAN微控制器适于从所述配电系统接收电力并与所述配电系统连接，且其中所述驱动器CAN微控制器和所述面板CAN微控制器经由所述配电系统互相通信。

20、  如权利要求19所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

21、  如权利要求20所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

22、  如权利要求21所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

23、  如权利要求22所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

24、  如权利要求19所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

25、  如权利要求19所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

26、  如权利要求19所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

27、  如权利要求26所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

28、  一种改进的系统，用于与机车或越野车(OHV)的、控制所述机车或OHV辅助设备的处理器一起使用，其中所述机车或OHV包括：
驱动器，用于选择性地使所述机车或OHV的所述辅助设备通电；
面板开关，用于选择性地向所述驱动器供电；以及
配电系统，将所述驱动器与所述面板开关相连接；
该改进系统包括：
驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器，与所述驱动器相关联并与所述配电系统连接；以及
面板CAN微控制器，与所述处理器相关联并与所述配电系统连接，其中所述驱动器CAN微控制器和所述面板CAN微控制器经由所述配电系统互相通信。

29、  如权利要求28所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

30、  如权利要求29所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

31、  如权利要求30所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

32、  如权利要求31所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制信号。

33、  如权利要求28所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

34、  如权利要求28所述的系统，进一步包括与所述辅助设备相关联并向所述驱动器CAN微控制器提供传感器信号的辅助传感器，且其中所述驱动器CAN微控制器向所述面板CAN微控制器提供与所述传感器信号相关的反馈信号，且其中所述面板CAN微控制器向所述处理器提供与所述反馈信号相关的信号。

35、  如权利要求28所述的系统，其中所述面板CAN微控制器和所述驱动器CAN微控制器经由添加到所述配电系统上的调制信号进行通信。

36、  如权利要求35所述的系统，其中所述驱动器CAN微控制器经由所述配电系统向所述面板CAN微控制器提供添加到所述配电系统上的调制反馈信号。

用于机车或越野车的分配驱动器系统
技术领域
本发明一般涉及一种系统，用于与控制机车辅助设备的机车处理器一起使用。特别地，本发明涉及一种使用配电系统的控制器局域网络，以控制机车的辅助设备。该系统同样可以应用于越野车(OHV)。
背景技术
原先，通过对辅助设备选择性地供电或选择性地断电来直接地对大多数的机车上的辅助设备进行控制。这就需要一套连接每个辅助设备的分离的电线，以及将电源与每套电线相连接的大功率开关。
如现代化的机车系统，需要采用网络来进行通信并控制辅助设备。也需要这样的网络来应用对噪声和其他环境因素不敏感的串行通信。也需要这样一种实现起来既简单又低成本的系统。也需要这样一种系统，能提供接口并能兼容其他网络，该其他网络可以是机车辅助设备的一部分或与机车辅助设备协同使用。也需要这样一种被配置为可以对已有系统进行改进的系统。
发明内容
在一实施例中，本发明包括一种系统，用于与机车或越野车(OHV)的处理器一起使用，该处理器控制机车或OHV的辅助设备。驱动器选择性地使机车或OHV的辅助设备通电。驱动器开关选择性地起动驱动器。驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器控制驱动器开关。面板开关选择性地向驱动器CAN微控制器和驱动器开关供电。配电系统将驱动器CAN微控制器和驱动器开关与面板开关相连接。对处理器作出响应的面板CAN微控制器对面板开关进行控制。
在另一实施例中，本发明包括一种系统，用于与机车或越野车(OHV)的、控制机车或OHV辅助设备的处理器一起使用。驱动器断开和接通一设备，用于选择性地使机车或OHV的辅助设备通电。驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器与驱动器开关相关联。面板开关选择性地向驱动器供电。配电系统将驱动器与面板开关相连接。与处理器相关联的面板CAN微控制器与驱动器CAN微控制器连系。
在另一实施例中，本发明包括一种改进的系统，用于与机车或越野车(OHV)的处理器一起使用，该处理器控制机车或OHV的辅助设备。该机车包括，用于选择性地使机车或OHV的辅助设备通电的驱动器，用于选择性地向驱动器供电的面板开关，以及，将驱动器与面板开关相连接的配电系统。该改进系统包括，适于选择性地起动驱动器的驱动器开关，和用于控制驱动器开关的驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器。驱动器CAN微控制器适于从配电系统接收电力并与配电系统连接。该系统还包括，对处理器作出响应的面板CAN微控制器，用于控制所述面板开关。该面板CAN微控制器适于从配电系统接收电力并与配电系统连接。驱动器CAN微控制器和面板CAN微控制器经由配电系统互相通信。
在另一实施例中，本发明包括一种改进的系统，用于与机车或越野车(OHV)的、控制机车或OHV辅助设备的处理器一起使用，该机车或OHV包括，用于选择性地使机车或OHV的辅助设备通电的驱动器，用于选择性地向驱动器供电的面板开关，将驱动器与面板开关相连接的配电系统。该改进系统包括，与驱动器相关联并与配电系统连接的驱动器控制器局域网络(CAN)微控制器，以及与处理器相关联并与配电系统连接的面板CAN微控制器。驱动器CAN微控制器和面板CAN微控制器经由配电系统互相通信。
附图说明
图1为已有技术的机车系统示意图，显示了经由配电系统(PDS)对接触器线圈进行驱动的数字输出驱动器。
图2为根据本发明基于CAN的分配驱动器机车系统的一实施例示意图，其中对机车中央处理器(CPU)作出响应的面板控制器局域网络(CAN)微控制器与驱动器CAN微控制器相连系，该驱动器CAN微控制器经由配电系统，选择性地使诸如接触器线圈及相关联的接触器这样的设备通电。
图3为根据本发明基于CAN的分配驱动器机车系统的一实施例示意图，显示了一数字输出驱动器，能经由配电系统(PDS)驱动诸如用于断开和接通接触器的接触器线圈这样的设备，其中与机车CPU相关联的面板CAN微控制器经由添加到PDS上的调制信号，与同接触器线圈相关联的驱动器CAN微控制器相连系。
具体实施方式
图1为已有技术的机车系统示意图，显示了经由配电系统(PDS)106对诸如接触器线圈104和相关联的接触器108这样的设备进行驱动的数字输出驱动器102。在本实施例中，配电系统106显示为经由控制面板112中的场效应晶体管(FET)110、将断开和接通接触器108的线圈104与电源122相连接的单条线缆。该FET 110选择性地断开和接通，以选择性地激励线圈104，由此断开和接通接触器108。FET 110通过光电隔离器(PVI)114或其他类型的电压隔离设备被驱动，以便将控制CPU(中央处理器)116和其他电子器件与任何在配电系统106上瞬变的电压隔离开，该瞬变电压是通过连接到配电系统106的线圈电路或设备产生的。
接触器线圈104和接触器104被CPU 116所控制，以选择性地使第一辅助设备118通电并选择性地使第二辅助设备120通电。在操作中，CPU 116向光电隔离器114提供信号，该光电隔离器114将信号依次转换为施加到FET 110基极的电压，该电压选择性地闭合经由配电系统106将电源112与线圈104相连接的FET。通过激励线圈104，一个或更多的接触器108被闭合，以便使第一辅助设备118及/或第二辅助设备120通电。
图2为根据本发明用于机车的、基于控制器局域网络(CAN)的分配器驱动系统一实施例示意图。尽管在本文中以机车的情况对本发明进行描述，但是应理解本发明包括作为越野车(OHV)一部分的系统。数字输出驱动器202经由配电系统206激励接触器线圈204。在本实施例中，配电系统206显示为经由控制面板212中的FET 210、将控制器208的线圈204与电源222相连接的单条线缆。该FET断开和接通，以接通或切断配电系统206，并选择性地对虚线右侧的电路供电，这些电路是远离虚线左侧控制电路的。FET210可通过光电隔离器214或其他类型的电压隔离设备进行驱动，以便将控制电子器件与任何接触器电路中的瞬变电压隔离开。在图2所示的实施例中，控制电子器件包括对CPU(中央处理器)216作出响应的面板控制器局域网络微控制器(CAN MC)215。面板CAN MC 215也被连接到配电系统上，以向配电系统206提供被调制的通信信号，并接收配电系统206上的被调制的通信信号。
在虚线右侧较远区域上，驱动器开关224和驱动器CAN MC 226与配电系统连接，以控制对线圈204和接触器208的选择性激励。在示例性实施例中，驱动器CAN MC 226对与配电系统连接并选择性地对线圈204施加电压的FET 228进行控制。驱动器CAN MC 226也与配电系统206连接，以接受被调制的、提供到配电系统206上的通信信号，并用于向配电系统206提供通信信号。
在操作过程中，CPU 216对面板CAN MC 215进行控制并经由光电隔离器214对CAN MC 215提供用于控制FET 210的中央控制信号。此外，该中央控制信号被转换为调制到配电系统206上的CAN通信信号，用于与其他驱动CAN设备(诸如与配电系统206连接的驱动器CAN MC 226)进行通信。例如，CPU 216可以指示面板CAN MC 215关闭FET 210并指示驱动器CAN MC 226关闭FET 228。这会导致对线圈204及其接触器208的激励，以使得第一辅助设备218和第二辅助设备220可选择性地被通电。
如图2所示的本发明一实施例的其他特征包括，经由面板CAN MC 215从驱动器CAN MC 226向CPU 216提供的反馈信息。例如，第一传感器230可以监测第一辅助设备218的操作参数并向驱动器CAN MC 226提供第一传感器信号。类似地，第二传感器232可以与第二辅助设备220相关联，以对该设备的参数或其他方面进行传感并向驱动器CAN MC 226提供第二传感器信号。驱动器CAN MC 226将第一传感器信号和第二传感器信号转换为施加到配电系统206上的调制信号。该面板CAN MC 215接收代表了第一传感器信号和第二传感器信号的调制通信信号，并将在该信号中调制的信息提供给CPU 216。这样，CPU 216就能够对第一传感器230和第二传感器232作出响应。例如，CPU 216可以确认第一辅助设备基于由第一传感器提供的第一传感器信号正在被适当地操作(或未操作)。如果该设备被不适当地操作或未操作，则CPU可以采取某种动作，诸如重置系统或通知操作者潜在的问题。
在根据本发明的一实施例中，图2的系统用于与控制机车的第一辅助设备218和第二辅助设备220的机车CPU 216一起使用。这样，线圈204具有用于断开和接通接触器208的驱动器，用于选择性地使机车的第一辅助设备218及/或第二辅助设备220通电。驱动器开关224对控制信号和驱动器CANMC 215的控制作出响应，选择性地激励线圈204，该控制信号被提供到配电系统206上。在本实施例中，FET 210具有面板开关，用于经由配电系统206向驱动器CAN MC 226和驱动开关224选择性地供电，该配电系统206将驱动器CAN MC 226和驱动开关224与电源222连接。面板CAN MC 25对CPU 216作出响应，用于经由光电隔离器214控制FET 210形式的面板开关。
一般来说，虚线右侧系统的远程部分向虚线左侧系统的控制部分提供反馈信息。特别地，驱动器CAN MC 226经由配电系统206将一个或更多反馈信号提供给面板CAN MC 215。该反馈信号可以简单地是对于接收从面板CAN MC 215而来的信号的一种确认，或者可以是一种信号：其包含关于驱动器开关224、线圈204、接触器208、两个辅助设备218、220或二者中一个的信息，或者是包含通过第一传感器230和第二传感器232提供给驱动器CAN MC 226的信息。这种反馈的一个目的也可以简单地是允许驱动器CANMC 226和面板CAN MC 215之间的通信。此外，面板CAN MC 215可以向CPU 216提供与反馈信号相关的信号，用于为CPU 216更新该系统远程部分的状况。
特别地，根据本发明的实施例，反馈信息可以包括辅助传感器反馈信息。特别地，与第一辅助设备218和第二辅助设备220相关联的第一传感器230和第二传感器232向驱动器CAN MC 226提供第一传感器信号和第二传感器信号。作为响应，驱动器CAN MC 226经由配电系统206向面板CAN MC 215提供相应的反馈信号。此外，面板CAN MC 215可以向CPU 216提供与反馈相关的相应信号。
也应理解，在一实施例中本发明可以具有用于与机车(及/或OHV)的处理器216一起使用的改进系统，该处理器216控制机车的辅助设备218、220。在本实施例中，驱动器204、208选择性地使机车的辅助设备218、220通电。面板开关210经由配电系统206选择性地向驱动器204、208供电，该配电系统206将驱动器204、208与面板开关210连接。在本实施例中，改进系统包括驱动器开关224、CAN微控制器226和面板CAN微控制器215。驱动器开关224串联地插入到驱动器204、208与面板开关210之间，并适于选择性地起动驱动器204、208。驱动器CAN微控制器226控制驱动器开关224，以使得驱动器CAN微控制器226适于从配电系统206接收电力，并与配电系统206连接。面板CAN微控制器215响应处理器216并且控制面板开关210。面板CAN微控制器215适于从配电系统206接收电力，并与配电系统206连接，并且驱动器CAN微控制器226和面板CAN微控制器215经由配电系统彼此通信。
图3为根据本发明用于机车(及/或OHV)的、基于CAN的分配驱动器系统一实施例示意图。数字驱动器输出302经由配电系统306驱动接触器线圈304。在本所示实施例中，配电系统306为经由控制面板312中的FET 310将接触器308的线圈304与电源322相连接的单条线缆，该控制面板312在虚线右侧并远离该系统的部分。结果，FET 310接通并切断线圈304，以选择性地断开和接通接触器308。该FET 310通过光电隔离器314或其他类型的电压隔离设备被驱动，以便将控制CPU 316和其他电子器件与任何在配电系统中的瞬变电压隔离开。在这个图3的实施例中，机车CPU 316相关联的面板CAN MC 315与驱动器CAN MC 326连系，该驱动器CAN MC 326与诸如第一辅助设备318和第二辅助设备320这样的远程设备相关联。面板CAN MC 315经由添加到配电系统306上的调制信号与驱动器CAN MC 326通信。在操作中，CPU 316通过控制光电隔离器314选择性地打开或关闭向远程设备供电的配电系统，该光电隔离器314依次控制FET 310，以选择性地接通和断开电源322与线圈304的连接。此外，接通FET 310可沿配电系统306建立通信通道，该通信通道允许信号在驱动CAN MC 326和面板CANMC 315之间进行交换。
在图3所示的实施例中，也应理解，远程设备包括监测第一辅助设备318的操作或状况的第一传感器330，以及监测第二辅助设备320的操作或状况的第二传感器332。这些传感器分别向驱动器CAN MC 326提供第一传感器信号和第二传感器信号，该驱动器CAN MC 326将传感器信号转换为调制信号，经配电系统提供给面板CAN MC 315并随后提供给CPU 316。
这样，图3显示了一种系统，用于与控制远离机车的机车第一辅助设备318和第二辅助设备320的机车CPU 316一起使用。该远程设备包括诸如用于断开和接通一个或更多接触器308的线圈304这样的驱动器，用于选择性地起动第一辅助设备318和第二辅助设备320。驱动器CAN MC 326与诸如FET 310这样的驱动器开关和面板开关相关联，选择性地向线圈304供应电力。配电系统306经由面板开关FET 310将线圈304与远离远程设备的电源332连接。与机车CPU 316相关联的面板CAN MC 315与其连系，并与驱动器CAN MC 326连系，以向驱动器CAN MC 326提供控制信号并接收从驱动器CAN MC 326而来的状况信号。
也应理解，在一实施例中，本发明具有一改进的系统，用于与控制机车辅助设备318、320的机车处理器316一起使用。在本实施例中，驱动器304、308选择性地使机车的辅助设备318、320通电。面板开关310选择性地向驱动器304、308供电。配电系统306将驱动器304、308与面板开关310连接。该改进的系统包括驱动器CAN微处理器326和面板CAN微处理器315。该驱动器CAN微处理器326与驱动器304、308相关联，并与配电系统326连接。面板CAN微处理器315与机车处理器316相关联并与配电系统306连接。驱动器CAN微控制器326和面板CAN微控制器315经由配电系统306彼此相关联。