專利名稱：基于can通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，屬于汽車發(fā)動機(jī)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)控制器是將驅(qū)動電路布置在控制器內(nèi)部，然后通過線束控制燃油的噴射及燃油與空氣的混合，需要布置多根線束，EMC特性相對差；在液化天然氣發(fā)動機(jī)控制器設(shè)計時，主要是控制液化天然氣的壓力，在控制器設(shè)計上為了解決上述兩種問題，采用分布式控制方法，即將驅(qū)動電路及部分控制電路放置在噴氣壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)部，然后通過CAN網(wǎng)絡(luò)與液化天然氣發(fā)動機(jī)的主控制器通訊，從而達(dá)到減少線束數(shù)量，改善EMC特性的目的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供了一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其針對現(xiàn)有的液化天然氣發(fā)動機(jī)控制器中驅(qū)動電路與控制電路集成在一起，布線多、EMC特性降低的問題，提供一種CAN通訊方式實時控制、驅(qū)動液化天然氣壓力調(diào)節(jié)的電路方案。本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，由電源電路、壓力傳感器處理電路、電壓/溫度監(jiān)控電路、EEPROM存儲電路、壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路、CAN通訊電路、微處理器等七部分組成；其特征在于:液化天然氣壓力信號與電路中壓力傳感器處理電路相連，壓力傳感器處理電路與微處理器相連，電源電路與微處理器連接，電壓/溫度監(jiān)控電路與微處理器相連，EEPROM存儲電路與微處理器互聯(lián)，微處理器通過壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路與壓力調(diào)節(jié)電磁閥相連，CAN通訊電路與微處理器互聯(lián)，其中電子壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路通過CAN通訊電路與LNG ECU進(jìn)行通訊，微處理器通過接收到的CAN通訊電路報文實時控制電子壓力調(diào)節(jié)閥的打開位置，控制LNG發(fā)動機(jī)的噴氣壓力。所述的電源電路中的電池供電信號經(jīng)過雙向穩(wěn)壓二極管D1，端口 ESD保護(hù)電容C6，R6、C7組成的低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)，供電信號輸入到電源芯片U2的I腳，電源芯片U2的5腳輸出5V電源信號VCC，VCC經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D2，濾波電容C16、C17，處理后輸出穩(wěn)定的電源信號，電源芯片U2的4腳與電容C13連接，電源芯片U2的2腳輸出系統(tǒng)上電復(fù)位信號通過電阻Rl與微處理器U5的復(fù)位輸入8引腳連接。所述的壓力傳感器處理電路Ul差分壓力傳感器4腳和2腳的差分輸出經(jīng)R7, R8, C9組成的差分濾波電路后，經(jīng)U4:2差分放大，VACC經(jīng)R13，R14分壓后提供穩(wěn)定的電壓偏置，U4:1將U4:2輸入電壓二級放大后轉(zhuǎn)化為單端輸出。所述的微處理器U5的4腳、30腳、43腳接VCC, U5的5腳、29腳、42腳接GND, C5、C20、C14分別接VCC與GND作為U5的4腳、30腳、43腳三個電源引腳的去耦電容；U5的6、7腳接有匹配晶振Yl及電阻R2，并且通過電容C2、C3接地；復(fù)位信號通過電阻Rl與U5的復(fù)位輸入8腳相連，同時U5的8腳通過電阻R5上拉到VCC，通過電容C4接地；U5的9腳通過電阻R3、R4和PNP三極管Ql來實現(xiàn)控制模擬電源VACC供電的功能；U5的33腳通過電阻R19上拉到VCC，同時接程序下載接插件的I腳。所述的EEPROM存儲電路的存儲器芯片U3的7、8腳與VCC相連，同時通過濾波電容C8接地；U3的I腳通過電阻R9上拉到VCC，同時與微處理器U5的10腳相連，U3的2、
3、5、6腳分別與微處理器U5的16、17、15、14引腳相連，實現(xiàn)SPI通訊接口；U3的4腳接地。所述的CAN通訊電路中的收發(fā)芯片U7的3腳與VCC相連，同時通過濾波電容C24接地;U7的I腳、4腳分別通過電阻R31、R32與微處理器U5的CAN通訊接口引腳21腳、22腳相連；U7的8腳通過電阻R33下拉到地，同時與微處理器U5的20腳相連;U7的7腳CAN高、6腳CAN低分別與接插件的2腳、3腳相連，同時U7的7腳、6腳分別接瞬態(tài)抑制二極管D4 及電容 C22、C25, D4、C22、C25 另一端均接地；R21、R24、R25 分別接 CAN 高、CAN 低、CAN屏蔽信號，構(gòu)成CAN通訊終端電阻網(wǎng)絡(luò)。所述的壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路中的H橋驅(qū)動芯片U6的4腳、5腳、16腳與電池供電信號VBAT相連，同時濾波電容C21與VBAT和地相連；H橋驅(qū)動芯片U6的I腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、20腳都接地；U6的輸入信號3腳、19腳分別與微處理器U5的26腳、25腳相連；U6的使能信號13腳與微處理器U5的19腳相連；U6的關(guān)斷信號18腳與微處理器芯片U5的18腳相連；U6的狀態(tài)標(biāo)志2腳與微處理器芯片U5的24腳相連，同時通過電阻R27上拉到5V電源信號VCC，旁路電容C29與VCC和地相連；U6的14、15腳是輸出驅(qū)動信號2，接電磁閥的正端，電容C28是電磁閥正端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的6、7腳是輸出驅(qū)動信號1，接電磁閥的負(fù)端，電容C31是負(fù)端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的片選信號17腳不用，懸空。所述的電壓/溫度監(jiān)控電路的電池電壓信號VBAT經(jīng)過電阻R22、R23分壓后將電池電壓監(jiān)控信號分壓輸出到微處理器U5的47腳；負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號經(jīng)過上拉電阻R26上拉直VACC，在經(jīng)過低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)R28、C30輸出到微處理器U5的I腳，C27是負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號的接插件端子ESD保護(hù)電容。本實用新型的積極效果是:可以降低液化天然氣發(fā)動機(jī)控制器成本，減少液化天然氣發(fā)動機(jī)控制器的線束數(shù)量，提高液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)的實時性。

圖1是本實用新型電路實施例的電路原理框圖。圖2是圖1中電源電路圖。圖3是圖1中壓力傳感器處理電路圖。圖4是圖1中微處理器電路圖。圖5是圖1中EEPROM存儲電路圖。圖6是圖1中CAN通訊電路圖。圖7是圖1中壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路圖。圖8是圖1中電壓/溫度監(jiān)控電路圖。在圖1-8是本實用新型的最佳實施例，圖2-8中:U1差分壓力傳感器、U2電源芯片、U3 EEPROM存儲器、U4運(yùn)算放大器、U5微處理器、U6 H橋驅(qū)動芯片、U7CAN收發(fā)芯片、Yl晶體振蕩器、C1-C32電容、Dl雙向穩(wěn)壓二極管、D2-D3穩(wěn)壓二極管、D4雙向瞬態(tài)過壓抑制二極管、Ql PNP三極管、Q2 NPN三極管、R1-R36電阻
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明；在圖1中，本新型液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)電路，包括電源電路、壓力傳感器處理電路、電壓/溫度監(jiān)控電路、EEPROM存儲電路、壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路、CAN通訊電路、微處理器等七部分電路模塊，其特征在于:液化天然氣壓力信號與電路中壓力傳感器處理電路相連，壓力傳感器處理電路與微處理器相連，電源電路與微處理器連接，電壓/溫度監(jiān)控電路與微處理器相連，EEPROM存儲電路與微處理器互聯(lián)，微處理器通過壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路與壓力調(diào)節(jié)電磁閥相連，CAN通訊電路與微處理器互聯(lián)其中電子壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路通過CAN通訊電路與LNG E⑶進(jìn)行通訊，微處理器通過接收到的CAN通訊電路報文實時控制電子壓力調(diào)節(jié)閥的打開位置，控制LNG發(fā)動機(jī)的噴氣壓力。在圖2中，電池供電信號經(jīng)過雙向穩(wěn)壓二極管D1，端口 ESD保護(hù)電容C6，R6、C7組成的低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)，供電信號輸入到電源芯片U2的I腳，電源芯片U2的5腳輸出5V電源信號VCC, VCC經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D2,濾波電容C16、C17,處理后輸出穩(wěn)定的電源信號，電源芯片U2的4腳與電容C13連接，起到復(fù)位信號延時的作用，電源芯片U2的2腳輸出系統(tǒng)上電復(fù)位信號通過電阻Rl與微處理器U5的復(fù)位輸入8引腳連接，為整個電子壓力調(diào)節(jié)電路提供可靠的復(fù)位信號。在圖3中，Ul差分壓力傳感器具有很高的靈敏度，但滿量程電壓輸出范圍比較小，該傳感器能將燃?xì)饣旌锨皦毫εc燃?xì)饪諝饣旌虾蟮膲毫D(zhuǎn)化為差分輸出，經(jīng)U4:2和U4:1運(yùn)算放大器兩級放大后，將mV的差分電壓輸出轉(zhuǎn)化成(T5V的單端電壓輸入到U5微處理器A/D通道。Ul差分壓力傳感器4腳和2腳的差分輸出經(jīng)R7，R8, C9組成的差分濾波電路后，經(jīng)U4:2差分放大，VACC經(jīng)R13，R14分壓后提供穩(wěn)定的電壓偏置，U4:1將U4:2輸入電壓二級放大后轉(zhuǎn)化為單端輸出。在圖4中，微處理器U5的4腳、30腳、43腳接VCC, U5的5腳、29腳、42腳接GND, C5、C20、C14分別接VCC與GND作為U5的4腳、30腳、43腳三個電源引腳的去耦電容；U5的6、7腳接有匹配晶振Yl及電阻R2，并且通過電容C2、C3接地；復(fù)位信號通過電阻Rl與U5的復(fù)位輸入8腳相連，同時U5的8腳通過電阻R5上拉到VCC，通過電容C4接地；U5的9腳通過電阻R3、R4和PNP三極管Ql來實現(xiàn)控制模擬電源VACC供電的功能；U5的33腳通過電阻R19上拉到VCC，同時接程序下載接插件的I腳。在圖5中，EEPROM存儲器U3的7、8腳與VCC相連，同時通過濾波電容C8接地；U3的I腳通過電阻R9上拉到VCC，同時與微處理器U5的10腳相連，U3的2、3、5、6腳分別與微處理器U5的16、17、15、14引腳相連，實現(xiàn)SPI通訊接口 ；U3的4腳接地。在圖6中，CAN收發(fā)芯片U7的3腳與VCC相連，同時通過濾波電容C24接地;U7的I腳、4腳分別通過電阻R31、R32與微處理器U5的CAN通訊接口引腳21腳、22腳相連；U7的8腳通過電阻R33下拉到地，同時與微處理器U5的20腳相連；U7的7腳CAN高、6腳CAN低分別與接插件的2腳、3腳相連，同時U7的7腳、6腳分別接瞬態(tài)抑制二極管D4及電容C22、C25, D4、C22、C25另一端均接地；R21、R24、R25分別接CAN高、CAN低、CAN屏蔽信號，構(gòu)成CAN通訊終端電阻網(wǎng)絡(luò)。在圖7中，H橋驅(qū)動芯片U6的4腳、5腳、16腳與電池供電信號VBAT相連，同時濾波電容C21與VBAT和地相連；H橋驅(qū)動芯片U6的I腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、20腳都接地；U6的輸入信號3腳、19腳分別與微處理器U5的26腳、25腳相連；U6的使能信號13腳與微處理器U5的19腳相連；U6的關(guān)斷信號18腳與微處理器芯片U5的18腳相連；U6的狀態(tài)標(biāo)志2腳與微處理器芯片U5的24腳相連，同時通過電阻R27上拉到5V電源信號VCC，旁路電容C29與VCC和地相連；U6的14、15腳是輸出驅(qū)動信號2，接電磁閥的正端，電容C28是電磁閥正端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的6、7腳是輸出驅(qū)動信號1，接電磁閥的負(fù)端，電容C31是負(fù)端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的片選信號17腳不用，懸空。在圖8中，電池電壓信號VBAT經(jīng)過電阻R22、R23分壓后將電池電壓監(jiān)控信號分壓輸出到微處理器U5的47腳；負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號經(jīng)過上拉電阻R26上拉直VACC，在經(jīng)過低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)R28、C30輸出到微處理器U5的I腳，C27是負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號的接插件端子ESD保護(hù)電容。壓力傳感器處理電路將壓力傳感器輸出的電壓信號經(jīng)過差分運(yùn)算電路處理后輸入到微處理器的模擬量輸入引腳；微處理器經(jīng)過運(yùn)算處理后輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號，驅(qū)動信號控制壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路中的智能H橋驅(qū)動芯片動作，H橋驅(qū)動芯片輸出PWM信號，進(jìn)而控制電子壓力調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定在合適的位置，從而達(dá)到控制液化天然氣噴氣壓力的功能。電源電路為壓力調(diào)節(jié)電路內(nèi)部各芯片提供5V電源供電及系統(tǒng)上電復(fù)位信號。電壓/溫度監(jiān)控電路中，電壓監(jiān)控電路主要監(jiān)控電源電路輸出的5V是否穩(wěn)定，以便為模擬量提供精準(zhǔn)的參考電壓，溫度監(jiān)控電路采集負(fù)溫度系數(shù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電壓，此監(jiān)控電路輸出的兩路模擬電壓信號均輸入到微處理器的模擬量輸入引腳。EEPROM存儲電路與微處理器的SPI接口連接，微處理器在調(diào)節(jié)器工作時通過SPI接口將關(guān)鍵的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，從而確保液化天然氣發(fā)動機(jī)穩(wěn)定的工作。CAN通訊電路主要就是CAN信號收發(fā)芯片，為了保護(hù)CAN通訊信號的完整性，加入CAN屏蔽信號處理電路，并將此信號引出到接插件的端子上，CAN信號收發(fā)芯片一端與微處理器的CAN接口連接，另一端與外部控制器的CAN通訊端口連接，形成整車CAN網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點(diǎn)。微處理器電路核心是8位微處理器，采用外部晶體振蕩器為壓力調(diào)節(jié)器電路提供穩(wěn)定的時鐘，程序調(diào)試、下載采用標(biāo)準(zhǔn)的BDM調(diào)試接口，同時通過外部PNP三極管控制壓力傳感器處理電路中運(yùn)算放大器的供電。
權(quán)利要求1.一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，由電源電路、壓力傳感器處理電路、電壓/溫度監(jiān)控電路、EEPROM存儲電路、壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路、CAN通訊電路、微處理器等七部分組成；其特征在于:液化天然氣壓力信號輸出到電路中壓力傳感器處理電路中，壓力傳感器處理電路與微處理器相連，電源電路與微處理器連接，電壓/溫度監(jiān)控電路與微處理器相連，EEPROM存儲電路與微處理器互聯(lián)，微處理器通過壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路與壓力調(diào)節(jié)電磁閥相連，CAN通訊電路與微處理器互聯(lián)，其中電子壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路通過CAN通訊電路與LNG E⑶進(jìn)行通訊，微處理器通過接收到的CAN通訊電路報文實時控制電子壓力調(diào)節(jié)閥的打開位置，控制LNG發(fā)動機(jī)的噴氣壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的電源電路中的電池供電信號經(jīng)過雙向穩(wěn)壓二極管Dl，端口 ESD保護(hù)電容C6，R6、C7組成的低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)，供電信號輸入到電源芯片U2的I腳，電源芯片U2的5腳輸出5V電源信號VCC，VCC經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D2，濾波電容C16、C17，處理后輸出穩(wěn)定的電源信號，電源芯片U2的4腳與電容C13連接，電源芯片U2的2腳輸出系統(tǒng)上電復(fù)位信號通過電阻Rl與微處理器U5的復(fù)位輸入8引腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的壓力傳 感器處理電路Ul差分壓力傳感器4腳和2腳的差分輸出經(jīng)R7, R8, C9組成的差分濾波電路后，經(jīng)電源芯片U4:2差分放大，VACC經(jīng)R13，R14分壓后提供穩(wěn)定的電壓偏置，電源芯片U4:1將電源芯片U4:2輸入電壓二級放大后轉(zhuǎn)化為單端輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的微處理器U5的4腳、30腳、43腳接VCC, U5的5腳、29腳、42腳接GND，C5、C20、C14分別接VCC與GND作為U5的4腳、30腳、43腳三個電源引腳的去耦電容；U5的6、7腳接有匹配晶振Yl及電阻R2，并且通過電容C2、C3接地；復(fù)位信號通過電阻Rl與U5的復(fù)位輸入8腳相連，同時U5的8腳通過電阻R5上拉到VCC，通過電容C4接地；U5的9腳通過電阻R3、R4和PNP三極管Ql來實現(xiàn)控制模擬電源VACC供電的功能；U5的33腳通過電阻R19上拉到VCC，同時接程序下載接插件的I腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的EEPROM存儲電路的存儲器芯片U3的7、8腳與VCC相連，同時通過濾波電容C8接地；U3的I腳通過電阻R9上拉到VCC，同時與微處理器U5的10腳相連，U3的2、3、5、6腳分別與微處理器U5的16、17、15、14引腳相連，實現(xiàn)SPI通訊接口 ；U3的4腳接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的CAN通訊電路中的收發(fā)芯片U7的3腳與VCC相連，同時通過濾波電容C24接地;U7的I腳、4腳分別通過電阻R31、R32與微處理器U5的CAN通訊接口引腳21腳、22腳相連；U7的8腳通過電阻R33下拉到地，同時與微處理器U5的20腳相連;U7的7腳CAN高、6腳CAN低分別與接插件的2腳、3腳相連，同時U7的7腳、6腳分別接瞬態(tài)抑制二極管D4 及電容 C22、C25, D4、C22、C25 另一端均接地；R21、R24、R25 分別接 CAN 高、CAN 低、CAN屏蔽信號，構(gòu)成CAN通訊終端電阻網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路中的H橋驅(qū)動芯片U6的4腳、5腳、16腳與電池供電信號VBAT相連，同時濾波電容C21與VBAT和地相連；H橋驅(qū)動芯片U6的I腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、20腳都接地；U6的輸入信號3腳、19腳分別與微處理器U5的26腳、25腳相連；U6的使能信號13腳與微處理器U5的19腳相連；U6的關(guān)斷信號18腳與微處理器芯片U5的18腳相連；U6的狀態(tài)標(biāo)志2腳與微處理器芯片U5的24腳相連，同時通過電阻R27上拉到5V電源信號VCC，旁路電容C29與VCC和地相連；U6的14、15腳是輸出驅(qū)動信號2，接電磁閥的正端，電容C28是電磁閥正端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的6、7腳是輸出驅(qū)動信號1，接電磁閥的負(fù)端，電容C31是負(fù)端對應(yīng)接插件的ESD保護(hù)電容；U6的片選信號17腳不用，懸空。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于所述的電壓/溫度監(jiān)控電路的電池電壓信號VBAT經(jīng)過電阻R22、R23分壓后將電池電壓監(jiān)控信號分壓輸出到微處理器U5的47腳；負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號經(jīng)過上拉電阻R26上拉直VACC，在經(jīng)過低通RC濾波網(wǎng)絡(luò)R28、C30輸出到微處理器U5的I腳，C27是負(fù)溫度系數(shù)傳感器信號的接插件 端子ESD保護(hù)電容。
專利摘要本實用新型涉及一種基于CAN通信的液化天然氣發(fā)動機(jī)壓力調(diào)節(jié)器電路，其特征在于液化天然氣壓力信號與電路中壓力傳感器處理電路相連，壓力傳感器處理電路與微處理器相連，電源電路與微處理器連接，電壓/溫度監(jiān)控電路與微處理器相連，EEPROM存儲電路與微處理器互聯(lián)，微處理器通過壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路與壓力調(diào)節(jié)電磁閥相連，CAN通訊電路與微處理器互聯(lián)，其中電子壓力調(diào)節(jié)閥驅(qū)動電路通過CAN通訊電路與LNGECU進(jìn)行通訊，微處理器通過接收到的CAN通訊電路報文實時控制電子壓力調(diào)節(jié)閥的打開位置，控制LNG發(fā)動機(jī)的噴氣壓力。其提供一種CAN通訊方式實時控制、驅(qū)動液化天然氣壓力調(diào)節(jié)的電路方案。
文檔編號F02D19/02GK202937357SQ20122056778
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者焦育成, 黃榮華, 江進(jìn), 田輝 申請人:中國第一汽車股份有限公司