一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置

技术领域

本申请涉及汽车教学训练技术领域，尤其涉及一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置。

背景技术

目前，车辆轮胎中央充放气系统产品已广泛应用于各种重型军用和民用车辆、越野车及在沙漠、油田、铁路建设、重型工程中，用以实现轮式车辆在行驶及禁止状态下，对轮式车辆的轮胎进行充气、放气、测压操作，满足轮式车辆通过公路、泥泞、冰雪等路面时对轮胎气压的要求。在教学训练中，对于中央充放气系统进行训练时，需要单独拿出具有不同故障的中央充放气系统进行实训，这样，需要较多的不同故障的中央充放气系统，这些材料只能做成文件形式，实训过程中，只能进行展示，供教学者观看，而无法实习真实模拟过程；若收集较多的不同故障的中央充放气系统的真实设备，那样会造成较大的成本。且会占领实训基地。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置，以解决或部分解决上述问题。

基于上述目的，本申请提供了一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置，包括：

故障模拟控制系统，包括多个继电器和多个负载驱动芯片；

中央充放气系统，包括依次连接的充气模块、充放气控制模块和前后轮控制模块，所述前后轮控制模块与车辆车轮连接；其中，充气模块、电源控制模块、充放气控制模块和前后轮控制模块分别与对应的多个继电器和多个负载驱动芯片连接，以使多个继电器和多个负载驱动芯片控制各模块的通断进行故障模拟。

可选地，所述故障模拟控制系统还包括：主控芯片，所述主控芯片分别与多个所述继电器和多个所述负载驱动芯片连接。

可选地，所述中央充放气系统还包括，电源控制模块，所述电源控制模块包括：蓄电池、电磁式电源总开关、电源总开关和外部配电盒，所述电磁式电源总开关、电源总开关和外部配电盒形成导通回路，所述蓄电池与所述电磁式电源总开关连接，所述电源总开关与所述外部配电盒之间的连接线与充气模块连接，所述外部配电盒一端与所述充放气控制模块连接。

可选地，所述充气模块包括：相连接的电动充气泵和充气泵继电器，所述电动充气泵一端接地，所述充气泵继电器一端与所述电源控制模块连接。

可选地，所述充放气控制模块包括相连接的充放气选择开关和放气电磁阀，所述充放气选择开关的充气端与所述外部配电盒连接，所述充放气选择开关的出气端与所述前后轮控制模块连接，所述充放气选择开关的放气端与所述放气电磁阀的放气端连接。

可选地，所述前后轮控制模块包括前后轮选择开关、前轮充放气电磁阀和后轮充放气电磁阀，所述前后轮选择开关的出气端分别与所述前轮充放气电磁阀和后轮充放气电磁阀的充气端连接，所述前轮充放气电磁阀和后轮充放气电磁阀的出气端与对应的车辆车轮连接，所述前轮充放气电磁阀和后轮充放气电磁阀的出气端还分别与所述放气电磁阀的进气端连接。

可选地，所述中央充放气系统还包括上电模块，所述上电模块与所述电磁式电源开关连接。

可选地，所述上电模块包括：依次连接的机械式点火锁、座舱保险盒和大容量保险丝盒，所述大容量保险丝盒一端与所述电磁式电源总开关连接。

可选地，所述故障模拟系统还包括：语音提示模块，所述语音提示模块与所述主控芯片连接。

可选地，所述故障模拟控制系统还包括：触摸屏，所述触摸屏与所述主控芯片连接。

从上面所述可以看出，本申请提供的一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置，通过故障模拟控制系统来控制中央充放气系统中各零件的通断来模拟故障状态，使得受训者具有更直观的感受，且节省成本。通过多个继电器和多个负载驱动芯片连接在对应的充气模块、电源控制模块、充放气控制模块和前后轮控制模块中，可以实现对某个模块进行通断控制，从而达到某个模块故障的模拟，便于进行常见故障诊断与排除实训教学和考核。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的故障模拟系统结构框架示意图；

图2为本申请实施例的电路板结构示意图；

图3为本申请实施例的故障分析流程示意图；

图4为本申请实施例的中央充放气系统电路结构示意图；

图5为本申请实施例的继电器和负载驱动芯片与主控芯片连接结构示意图。

附图中：

1、第一线路；2、第二线路；3、第三线路；4、第四线路；5、第五线路；6、第六线路；7、第七线路；8、第八线路；9、第九线路；10、第十线路；11、第十一线路；12、十二线路；13、第十三线路；14、第十四线路；15、第十五线路；16、第十六线路；17、第十七线路；18、第十八线路；19、第十九线路；20、第二十线路；21、第二十一线路；22、第二十线路；01、上电模块；02、电源控制模块；03、充气模块；04、充放气控制模块；05、前后轮控制模块；011、机械式点火锁；012、座舱保险盒；013、大容量保险丝盒；021、蓄电池；022、外部配电盒；23、电磁式电源总开关；24、电源总开关；31、电动充气泵；32、充气泵继电器；33、充气泵工作指示灯；41、充放气选择开关；42、放气电磁阀；51、前轮充气电磁阀；52、后轮充气阀；53、前后轮选择开关。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参照图1至图5，本申请提供了一种轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置，包括：

故障模拟控制系统，包括多个继电器和多个负载驱动芯片；

中央充放气系统，包括依次连接的充气模块03、充放气控制模块04和前后轮控制模块05，所述前后轮控制模块05与车辆车轮连接；其中，充气模块03、电源控制模块02、充放气控制模块04和前后轮控制模块05分别与对应的多个继电器和多个负载驱动芯片连接，以使多个继电器和多个负载驱动芯片控制各模块的通断进行故障模拟。

具体地，通过故障模拟控制系统来控制中央充放气系统中各零件的通断来模拟故障状态，使得受训者具有更直观的感受，且节省成本。通过多个继电器和多个负载驱动芯片连接在对应的充气模块03、电源控制模块02、充放气控制模块04和前后轮控制模块05中，可以实现对某个模块进行通断控制，从而达到某个模块故障的模拟，便于进行常见故障诊断与排除实训教学和考核。

进一步地，相连接的模块之间通过大电流连接线连接或小电流连接线，所述大电流连接线与对应的所述继电器连接，所述小电流连接线与对应的所述负载驱动芯片连接。这样，可以实现通过继电器来控制大电流连接线的通断，通过负载驱动芯片控制小电流连接线的通断，便于实训过程中的故障模拟的控制，避免需要多个不同故障状态的中央充放气系统，占领实训基地，且成本较高的问题。

在一些实施例中，如图5所示，所述故障模拟控制系统还包括：主控芯片，所述主控芯片分别与多个所述继电器和多个所述负载驱动芯片连接。

具体地，如图5所示，主控芯片采用MCU芯片，示例性的，MCU芯片的Pin1引脚与所述负载驱动芯片的控制端通过控制信号线连接，MCU芯片的Pin2引脚与所述负载驱动芯片的反馈端通过反馈信号线连接。所述负载驱动芯片的外部信号进入端和外部信号输入端通过双层端子一与所述小电流连接线连接。

MCU芯片的Pin3引脚与所述继电器的控制端连接，所述继电器的外部信号进入端和外部信号输入端通过双层端子二与所述大电流连接线连接。这样，主控芯片可通过控制负载芯片或继电器的通断，来实现对中央充放气系统的各模块的通断，从而实现中央充放气系统的故障模拟。

在一些实施例中，如图5所示，所述故障模拟控制系统还包括：触摸屏，所述触摸屏与所述主控芯片连接。

具体地，如图2和图5所示，触摸屏上设有与多个继电器和多个负载驱动芯片对应的按钮，当需要某个器件进行故障模拟时，教师对触摸屏上某个器件对应的继电器或负载驱动芯片的开关，来控制继电器或负载驱动芯片的通断，从而实现对中央充放气系统内的某个器件的通断控制，从而达到模拟某个器件故障，这样，通过单独的模拟中央充放气系统内的某个器件的故障，可以便于进行常见故障诊断与排除实训教学和考核。帮助受训人员学习掌握中央充放气系统的构造、故障诊断与维修。

在一些实施例中，如图1和图2所示，所述故障模拟系统还包括：语音提示模块，所述语音提示模块与所述主控芯片连接。

具体地，语音提示模块，可以采用扬声器，主控芯片在进行故障模拟时，可以通过语音提示模块进行故障语音提示。便于受训人员更清楚的了解中央充放气系统故障的原因。

进一步地，上述主控芯片、扬声器、多个继电器、多个负载芯片和双层端子均焊接在电路板上，具体布局可根据实际情况设置，本申请不做具体限定，并且各器件与电路板的焊接均采用现有的焊锡进行焊接，具体工艺不再详细介绍。上方的显示屏与电路板均通过线缆连接，电路板上设有连接接口，具体接口不做具体限定。

在一些实施例中，如图4所示，所述中央充放气系统还包括，电源控制模块02，所述电源控制模块02包括：蓄电池021、电磁式电源总开关23、电源总开关24和外部配电盒022，所述电磁式电源总开关23、电源总开关24和外部配电盒022形成导通回路，所述蓄电池021与所述电磁式电源总开关23连接，所述电源总开关24与所述外部配电盒022之间的连接线与充气模块03连接，所述外部配电盒022一端与所述充放气控制模块04连接。

具体地，如图4所示，蓄电池021通过第一线路1与电磁式电源总开关23第一接口连接，电磁式电源总开关23的第一接口还通过第二线路2与外部配电盒022的第一接口连接，外部配电盒022的第二接口通过第三线路3与电源总开关24的第二接口连接，电源总开关24的第一接口通过第四线路4与电磁式电源总开关23的第二接口连接，所述外部配电盒022的第三接口通过第十三线路13与所述充放模块连接，所述外部配电盒022的第四接口接地，该第四接口通过小电流连接线接地。通过电源控制模块02为各工作部件进行供电，保证各工作的稳定运行。

在一些实施例中，如图4所示，所述充气模块03包括：相连接的电动充气泵31和充气泵继电器32，所述电动充气泵31一端接地，所述充气泵继电器32一端与所述电源控制模块02连接。

具体地，如图4所示，所述电动充气泵31的第一接口(出气口)通过第十五线路15与所述充气泵继电器32第一接口连接，所述电动充气泵31的第二接口(可以为排气口)接地；所述充气泵继电器32的第二接口通过第十四线路14和第八线路8与所述外部配电盒022的第二接口连接；所述第十四线路14和第八线路8之间连接有30A电阻；所述充气泵继电器32的第三接口通过第十七线路17与所述充放气控制模块04连接。电动充气泵31用于向充放气选择开关41充气，通过充放气选择开关41可以选择是否进行充气。充气泵继电器32可以保证电动充气泵31的稳定运行。

进一步地，所述电动充气泵31还连接有充气泵工作指示灯33。可以用于观察电容充气泵的工作状态。充电气泵的第一接口通过第十六线路16与充气泵工作指示灯33连接。

在一些实施例中，如图4所示，所述充放气控制模块04包括相连接的充放气选择开关41和放气电磁阀42，所述充放气选择开关41的充气端与所述外部配电盒022连接，所述充放气选择开关41的出气端与所述前后轮控制模块05连接，所述充放气选择开关41的放气端与所述放气电磁阀42的放气端连接。

具体地，如图4所示，所述充放气选择开关41的第一接口(可以是电源端)通过第十三线路13与所述外部配电盒022的第三接口连接，其中所述第十三线路13上设有10A的电阻，用以稳定电源，以实现为充放气选择开关41提供稳定电压。所述充放气选择开关41的第二接口(出气接口)通过第十九线路19与所述前后轮控制模块05连接。所述充放气选择开关41的第三接口(进气接口)通过第十七线路17与充气泵继电器32的第三接口连接。充放气选择开关41的第四接口(排气接口)通过第二十线路2220与放气电磁阀42连接。充放气选择开关41用于决定车辆的车轮是放气还是充气。充放气选择开关41与外部配电盒022连接，也即与电源控制模块02连接，通过电源模块为充放气选择开关41供电。放气电磁阀42与充放气开关的放气端连接，用于放出充放气开关内存储的气。

在一些实施例中，如图4所示，所述前后轮控制模块05包括前后轮选择开关53、前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52，所述前后轮选择开关53的出气端分别与所述前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52的充气端连接，所述前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52的出气端与对应的车辆车轮连接，所述前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52的出气端还分别与所述放气电磁阀42的进气端连接。

具体地，所述前后轮选择开关53的第一接口通过第十九线路19与所述充放气选择开关41连接，所述前后轮选择开关53的第二接口通过第二十一线路21与所述后轮充放气电磁阀52前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52的出气端连接，所述前后轮选择开关53的第三接口通过第二十二路与所述前轮充放气电磁阀51进气端连接，所述前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52的出气端均通过第十八线路18与所述放气电磁阀42连接。前后轮选择开关53用于选择为前轮充放气还是为后轮充放气。前轮充放气电磁阀51和后轮充放气电磁阀52均包括两个接口，分别与两个前轮和两个后轮对应。通过充放气选择开关41和前后轮选择开关53共同控制，实现对前轮或后轮的充放气。

在一些实施例中，如图4所示，所述中央充放气系统还包括上电模块01，所述上电模块01与所述电磁式电源开关连接；所述上电模块01包括：依次连接的机械式点火锁011、座舱保险盒012和大容量保险丝盒013，所述大容量保险丝盒013一端与所述电磁式电源总开关23连接。

具体地，如图4所示，机械式点火锁011的第一接口通过第十线路10与座舱保险盒012的第一接口连接，机械式点火锁011的第二接口通过第十一线路11与座舱保险盒012的第二接口连接；座舱保险盒012的第三接口通过第九线路9与大容量保险丝盒013的第一接口连接，座舱保险盒012的第四接口通过第六线路6与大容量保险丝盒013的第二接口连接。大容量保险丝盒013的第三接口通过第五线路5与电磁式电源总开关23连接。这样，通过机械式点火锁011的开光状态可以控制单元模块的供电状态。上电模块01设置在车辆内，也即机械式点火锁011为车辆端的开关，在车辆上电时，才能为故障模拟装置提供电源。上电模块01设置有座舱保险盒012和大容量保险丝盒013，能够保证车辆上电后，电源控制模块02的能够稳定运行。

需要说明的是，本申请的实施例还可以以下方式进一步描述：

本申请的轮胎中央充放气系统故障模拟实训装置具体实训过程示例性如下：

如图1所示，实训装置具体包括故障模拟控制系统，具体包括上位机控制部分和具体电路板部分；上位机控制部分包括电脑，电脑内存储有用于与电路板上的主控芯片连接的控制程序。控制程序只是简单的开关控制，均采用现有技术，此处不在详细介绍。电脑的显示屏(可以为触摸屏)上可以显示与电路板上的各继电器和负载驱动芯片对应的按钮。当实训人员根据需要点击对应的按钮(该按钮还对应着各故障类型)，实现对某个继电器或负载驱动芯片的开关控制，从而可以控制中央充放气系统内各线路的通断，达到故障模拟的效果。按钮还可以设置控制面板，控制面板上设有与继电器和负载驱动芯片对应连接的开关按钮。可通过两种方式对各继电器和负载驱动芯片进行控制。

电路板上有主控芯片，主控芯片与电脑中的程序连接，当电脑中的程序发出某个指令时，主控芯片根据某个指令控制相应的继电器或负载驱动芯片的通断。电路板上的电源控制模块与外部电源连接，电源控制模块将外部电源提供的220V电源转换为特定电压的电源，分别为显示屏(触摸屏)、中央充放气系统内的各器件进行供电。

首先在各模块的各器件上设置故障点，如图4所示，图中的三角形为大电流的故障点，图中的圆圈形状为小电流的故障点，三角形的故障点可以与如图2所示的各继电器连接，每个故障点连接一个继电器，具体连接关系可以根据实际需求进行设定，本申请中不做具体限定。圆圈形状的故障点可以与如图2所示的各负载驱动芯片连接，每个故障点连接一个负载驱动芯片。其中故障点与继电器和负载驱动芯片连接时，均通过线路连接，可通过双层端子排来增加线路，保证各数据线能够对数据进行稳定传输。

如图3所示，例如，故障现象：电动充气泵不工作。可能存在的故障原因包括：电动气泵损坏、继电器或保险丝损坏、控制开关损坏(也即继电器或负载驱动芯片)、相关线路短路和相关线束接柱接触不良等。故障分析过程包括：第一种，当充气泵工作指示灯点亮(指示灯点亮)，表示指示灯前方电路没有问题，检查电动充气泵线束接柱两侧端子是否有电，若是，则表示电动充气泵及线束接柱没问题；若否，检查电动充气泵接线柱是否有问题，若是，线束接柱接触不良，若否，电动充气泵损坏。

第二种，当充气泵工作指示灯未点亮，检测充气泵继电器两侧检测端子判断是否损坏，若是，则说明保险丝损坏。若否，检查中央充放气系统继电器是否损坏，若是，则说明继电器损坏。若否，选择开关置于充气状态，检查继电器控制端是否有电。若否，则说明选择开关损坏。若是，检查继电器端铁端是否牢靠，若是，则说明继电器接触不良。若否，检查继电器电源端是否有电，若否，说明第12号线路断路。若是，检查座舱保险盒内继电器是否损坏，若是，则需要更换继电器。若否，检查6号、9号、10号、11号线是否断路；若是，则说明线束短路。若否，检查大容量保险丝盒保险丝是否损坏；若是，说名保险丝损坏。

第三种，当充气泵工作指示灯为点亮，还可以检查外部配电盒1和2号针脚保险丝及8和14号线之间保险丝是否损坏，若是，则说明保险丝损坏。若否，检查3、8、14号线是否短路，若是，则说明线束断路。

操作人员可根据图3中的故障分析来操控如图1和图2的相关按钮。按钮触发后，会向主控芯片发送指令，例如：触摸屏将操作员设置的故障信息通过线缆传递给控制模块中的MCU(主控芯片)；MCU根据故障信息的类型，通过对应的Pin引脚来控制对应的继电器或负载驱动芯片。大电流的故障点使用继电器控制，小电流的故障点使用负载驱动芯片控制。当触摸屏传递过来的故障类型为小电流，MCU通过控制信号线将对应的负载驱动芯片关闭，同时MCU还会根据反馈信号线是否工作来判断负载驱动芯片是否正常关闭。负载芯片被关闭后，即可使得从双层端子进出的外部信号线断开，从而达到

模拟某一类型故障的效果。当触摸屏传递过来的故障类型为大电流，MCU通过三极管将对应的继电器关闭。继电器被关闭后，即可使得从双层端子进出的外部信号线断开，从而达到模拟某一类型故障的效果。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。