列车用输入输出装置和轨道车辆制造方法及图纸

本申请涉及一种列车用输入输出装置，包括：一控制器及与控制器连接的CAN通信模块、输入采集模块和输出控制模块，列车用输入输出装置还包括：一输入诊断模块，连接输入采集模块；一输出诊断模块，连接输出控制模块；一综合诊断模块，连接控制器，综合诊断模块进一步包括：控制器诊断单元、CAN通信诊断模块及MOS场效应管诊断模块。可以实现列车用输入输出装置的100％故障诊断和导向安全，实现单板卡满足SIL2单路带诊断的安全架构，可以提高单板卡的安全性。本申请还公开了一种轨道车辆。本申请还公开了一种轨道车辆。本申请还公开了一种轨道车辆。

【技术实现步骤摘要】
列车用输入输出装置和轨道车辆


[0001]本申请涉及轨道车辆控制系统
，特别涉及一种列车用输入输出装置和轨道车辆。

技术介绍

[0002]轨道车辆网络控制系统中应用最多的就是数字量的输入采集和输出控制，为达到轨道车辆网络控制安全性的要求，一般采用两块相同功能板卡进行同时采集或串联输出的方式实现。
[0003]专利申请CN109677468A公开了一种列车用逻辑控制单元及逻辑控制方法，采用至少两个冗余设计的主控模块，通过系统自带的自诊断功能，实现各冗余电路的故障诊断和冗余切换。冗余设计的主控模块耗费的硬件资源较多，需要提供更优化的方案。

技术实现思路

[0004]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。前述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0005]本公开实施例提供了一种列车用输入输出装置和轨道车辆，以在一定程度上解决上述技术问题。
[0006]在一些实施例中，列车用输入输出装置，包括一控制器及与控制器连接的CAN通信模块、输入采集模块和输出控制模块，列车用输入输出装置还包括：一输入诊断模块，连接输入采集模块；一输出诊断模块，连接输出控制模块；一综合诊断模块，连接控制器，综合诊断模块进一步包括：控制器诊断单元、CAN通信诊断模块及MOS场效应管诊断模块。
[0007]可选的，输出控制模块包括：至少一路MOS场效应管输出电路，MOS场效应管的输入端与MOS场效应管驱动器电连接，MOS场效应管驱动器的输入端与光电耦合器电连接，光电耦合器的输入端与控制器的输出端电连接。
[0008]可选的，输出控制模块还包括：至少一路过流检测电路，过流检测电路包括：电流检测电阻，与MOS场效应管串联连接，电流检测电阻输出端连接输出控制模块的输出端口，电流检测电阻两端电压经运放调理电路后进入MOS场效应管驱动芯片过流检测管脚。
[0009]可选的，控制器诊断单元包括；一个与逻辑门电路，输入端接入看门狗电路、生命信号诊断电路和CAN通信诊断模块，与逻辑门电路的输出端接入电源开关。
[0010]可选的，MOS场效应管诊断模块包括；一个与逻辑门电路，输入端接入看门狗电路、生命信号诊断电路和控制器，与逻辑门电路的输出端接入光电耦合器，光电耦合器的输出端接入MOS场效应管驱动器，MOS场效应管驱动器的输出端接入总MOS场效应管。
[0011]可选的，输出诊断模块包括至少一路输出诊断电路，输出诊断电路包括：接入控制器输出端的光电耦合器，与光电耦合器串联连接的串并转换芯片，串并转换芯片的输出管脚连接一个或者多个比较器；输出诊断电路采集输出控制模块的输出端和电源开关负极两
端电压。
[0012]可选的，输入采集及诊断模块包括至少一路输入采集及诊断电路，输入诊断电路包括：分压电阻，以及与其串联连接的比较器，比较器的输出端接入串并转换芯片，串并转换芯片的输出端接入光电耦合器，光电耦合器的输出端接入控制器。
[0013]可选的，前述的列车用输入输出装置，还包括：与控制器电连接的外围电路模块，外围电路模块包括：控制器供电电路、RTC时钟电路、温度检测电路、故障记录电路和编码识别电路。
[0014]在一些实施例中，轨道车辆包括前述的列车用输入输出装置。
[0015]可选的，轨道车辆将两组前述的列车用输入输出装置并联冗余设置。
[0016]本公开实施例提供的列车用输入输出装置和轨道车辆，可以实现以下技术效果：
[0017]一方面，可以实现列车用输入输出装置的100％故障诊断和导向安全，实现单板卡满足安全完整性等级2(Safety integrity Level 2，简称SIL2)单路带诊断的安全架构，可以提高单板卡的安全性；另一方面，与使用两块板卡满足SIL2安全性要求的方法相比，可以大幅降低硬件成本。
[0018]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0019]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
[0020]图1是本公开实施例提供的列车用输入输出装置结构示意图；
[0021]图2是本公开实施例提供的列车用输入输出装置输出控制模块结构示意图；
[0022]图3是本公开实施例提供的列车用输入输出装置输出诊断模块结构示意图；
[0023]图4是本公开实施例提供的列车用输入输出装置控制器诊断单元结构示意图；
[0024]图5是本公开实施例提供的列车用输入输出装置MOS场效应管诊断模块结构示意图；
[0025]图6是本公开实施例提供的列车用输入输出装置输入诊断模块结构示意图；
[0026]图7是本公开实施例提供的另一列车用输入输出装置结构示意图；
[0027]图8是本公开实施例提供的另一列车用输入输出装置结构示意图。
具体实施方式
[0028]为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
[0029]下面对本公开实施例中涉及的概念进行说明，金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOS场效应管)。
[0030]控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)。
[0031]图1是本公开实施例提供的列车用输入输出装置结构示意图。如图1所示，本公开实施例提供了一种列车用输入输出装置，包括：控制器10及与控制器10连接的CAN通信模块11、输入采集模块17和输出控制模块13，列车用输入输出装置还包括：一输入诊断模块15，连接输入采集模块17；一输出诊断模块14，连接输出控制模块13；一综合诊断模块19，连接控制器10，综合诊断模块19进一步包括：控制器诊断单元12、CAN通信诊断模块18及MOS场效应管诊断模块16。
[0032]控制器实现CAN通信控制、输入信号采集、输出信号控制和故障诊断等功能。CAN通信模块包括两路冗余的CAN通信电路，输入采集数据或者输出控制命令通过CAN通信模块对外通信。
[0033]本公开实施例提供的列车用输入输出装置，一方面，可以实现列车用输入输出装置的100％故障诊断和导向安全，实现单板卡满足SIL2单路带诊断的安全架构，可以提高单板卡的安全性；另一方面，与使用两块板卡满足SIL2安全性要求的方法相比，可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车用输入输出装置，包括一控制器及与所述控制器连接的CAN通信模块、输入采集模块和输出控制模块，其特征在于，所述列车用输入输出装置还包括：一输入诊断模块，连接所述输入采集模块；一输出诊断模块，连接所述输出控制模块；一综合诊断模块，连接所述控制器，所述综合诊断模块进一步包括：控制器诊断单元、CAN通信诊断模块及MOS场效应管诊断模块。2.根据权利要求1所述的列车用输入输出装置，其特征在于，所述输出控制模块包括：至少一路MOS场效应管输出电路，所述MOS场效应管的输入端与MOS场效应管驱动器电连接，所述MOS场效应管驱动器的输入端与光电耦合器电连接，所述光电耦合器的输入端与所述控制器的输出端电连接。3.根据权利要求2所述的列车用输入输出装置，其特征在于，所述输出控制模块还包括：至少一路过流检测电路，所述过流检测电路包括：电流检测电阻，与所述MOS场效应管串联连接，所述电流检测电阻输出端连接所述输出控制模块的输出端口，所述电流检测电阻两端电压经运放调理电路后进入MOS场效应管驱动芯片过流检测管脚。4.根据权利要求1所述的列车用输入输出装置，其特征在于，所述控制器诊断单元包括；一个与逻辑门电路，输入端接入看门狗电路、生命信号诊断电路和所述CAN通信诊断模块，所述与逻辑门电路的输出端接入电源开关。5.根据权利要求1所述的列车用输入输出装置，其特征在于，所述MOS场效应管诊断模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦姣梅，盖猛，周兴祥，张相田，田广阔，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：