一种氨氢发动机控制器的制作方法

1.一种氨氢发动机控制器，其特征在于，控制器包括微处理器模块和电源模块，微处理器模块连接电源模块，且微处理器模块和电源模块分别连接功能模块，功能模块包括can通信模块、lin通信模块、以太网通讯模块、模拟信号检测模块、数字信号检测模块、peak&hold输出模块、高边&h桥输出模块、低边&点火&数字输出模块和传感器信号采集模块；所述电源模块为微处理器模块和每个功能模块供电；所述微处理器模块是控制器的算法和控制策略的载体；所述can通信模块用于控制器与外部控制器进行通信，收发can信号；所述lin通信模块作为lin总线的主节点与从节点进行通讯；所述以太网通讯模块用于扩展通讯方式为以太网通讯；所述模拟信号检测模块用于外部模拟信号和内部供电电压的实时监测；所述数字信号检测模块用于将外部输入的数字信号处理后传送给微处理器模块；所述peak&hold输出模块用于驱动电磁阀，加快电磁阀的开启速度；所述高边&h桥输出模块用于输出驱动信号；所述低边&点火&数字输出模块用于驱动设备；所述传感器信号采集模块用于采集爆震传感器信号、氧传感器信号、凸轮轴传感器信号和曲轴传感器信号。

2.根据权利要求1所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述微处理器模块包括微处理器芯片，所述微处理器芯片连接有时钟信号电路、气压监测电路、jtag接口电路、供电接口电路；所述时钟信号电路的时钟信号源使用20m无源晶振，并联2个电容，形成两路输出信号直接连接于微处理器芯片的时钟引脚上；所述气压监测电路的芯片通过i2c总线连接于微处理器芯片的i2c引脚，用于实时监测气压状态，使外部设备在不同气压值的情况下做出合理的调整，确保氨氢发动机控制器及外部系统能够稳定工作；所述jtag接口电路直接由微处理器芯片的引脚引出到8-pin jtag触点上，且串联10k电阻上拉到5v或下拉接地，用于实现程序的下载及调试功能；供电接口电路是在微处理器芯片的供电引脚连接去耦电容，滤除供电线路的噪声干扰，使微处理器芯片能够稳定工作，供电电压来自于电源模块的5v和3.3v供电，微处理器芯片的每路供电线路均外接去耦电容，在5v和3.3v的源头处额外加设抗振型电容，确保电压稳定以及滤除低频干扰。

3.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述电源模块采用汽车专用供电buck1芯片、开关ic1芯片、ldo1芯片、ldo2芯片、ldo3芯片、ldo4芯片和ldo5芯片；buck1芯片的供电范围为4.5v～40v，产生一个7v的电压轨作为开关ic1芯片、ldo1芯片、ldo3芯片、ldo4芯片和ldo5芯片的供电输入，以及作为peak&hol d输出模块的供电输入；开关ic1芯片提供24v电压输出为外部供电；采用4个ldo1芯片输出4路5v电压输出作为外部传感器供电使用，每路5v电压输出为外部传感器提供400ma电流；ldo2芯片输出5v电压，2个ldo3芯片均输出5v电压，ldo4芯片输出3.3v电压，ldo5芯片输出5v电压，作为控制器的内部芯片供电，其中，ldo2供电来自于供电滤波电路的输出，ldo3芯片、ldo4芯片和ldo5芯片供电来自于buck1芯片输出的7v电压轨；在buck1芯片的使能引脚连接唤醒信号输入电路的输出端，支持多种唤醒信号输入以及唤醒源检测功能；

4.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述can通信模块以6路can收发器为核心，其中，前3路can收发器均带有使能和禁能控制功能，同时具有唤醒功能，发出的唤醒信号是电源模块的唤醒源之一；每路can收发器的一端与微处理器芯片搭载的can控制器相连，每路can收发器的另一端分别连接有can总线接口电路，每路can总线接口电路的实现方式相同，都是在输出端的两路差分信号上串接共模扼流圈、旁路电容和平衡电阻；

5.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述模拟信号检测模块提供34路外部模拟信号输入检测通道和6路5v电源输出检测通道；其中，有30路外部模拟信号输入检测通道能够根据具体需求变换为电压型检测或电阻型检测，满足不同检测需求，有4路外部模拟信号输入检测通道为电阻型温度采集检测，通过差分电路增益10倍，采集外部传感器实际测量值；每路的外部模拟信号输入检测通道均设置保护电路，当超过5v的电压或高电压脉冲信号干扰时能够保护模拟信号检测模块的安全性，以及保护微处理器芯片不会损坏，提高系统可靠性。

6.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述数字信号检测模块包括：20路数字信号检测电路、4路sent信号检测电路、4路频率信号检测电路；数字信号检测电路输入的数字信号通过分压电路、滤波电路、保护电路传输给微处理器模块，并且能够通过增减上拉组件的方式，配置为低有效或者高有效；频率信号检测电路输入的频率信号通过信号处理电路、滤波电路传输给微处理器处理；sent信号检测电路能够处理特殊传感器输出的信号，能够以宽范围处理外部传感器信号；各路信号处理端口均配备保护电路，保证氨氢发动机控制器不被损坏，提高系统安全性；

7.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述peak&hold输出模块提供18路通道，提供峰值功率小于200w的输出，用于驱动大功率电磁阀，在驱动开始50μs内提供到18a的大电流，以加快电磁阀的开启速度不超过200μs，在达到工作点后减小电流至1a～10a，维持开启状态，提升大功率电磁阀控制的灵敏度及响应速度，进而提升氨氢发动机的瞬时响应能力；peak&hold输出模块以peak&hold专用芯片为核心，匹配外围电路，提供输出；peak&hold输出模块的端口处设置有接口保护电路，确保稳定输出，保护pe ak&hold输出模块不受干扰或损坏。

8.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述高边&h桥输出模块由2个高边输出电路和2个h桥输出电路构成；所述高边输出电路采用2个高边输出芯片，每个芯片提供2路高边输出通道，共提供4路高边输出通道，单路输出电流为1.5a，支持过压、过流、过温、短路保护功能，具有电流检测功能；所述h桥输出电路采用2个h桥输出芯片，每个芯片提供2路h桥输出通道，共提供4路h桥输出通道，单路输出电流为10a；h桥输出电路的芯片控制端由使能引脚控制芯片的工作状态，控制方式采用spi串行总线发送命令，控制4路h桥输出通道的开或关，对spi总线的数据输入线和片选信号进行上拉处理，防止微处理器模块的控制信号及数据在传输过程中受干扰失真，造成意外的控制动作；h桥输出电路的芯片自身具有过流保护机制，当输出电流超过芯片能承受的阈值时，芯片内部自动关断输出，从而保护芯片，防止过流损坏。

9.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述低边&点火&数字输出模块由4个低边输出电路、1个栅极驱动电路和3个点火驱动电路构成；低边输出电路共提供24路低边输出；第1路～4路低边输出由1个l9362013芯片提供，输出电流为3a，支持过流、过温功能，兼容pwm输出，其中4路具有电流检测功能；第5路～8路低边输出由1个l9362013芯片提供，输出电流为3a，支持过流、过温功能，兼容pwm输出；第9路～16路低边输出由1个74hct244芯片和8个mos管配合提供，输出电流为2a，支持过流、过温及钳位保护功能，兼容pwm输出，其中2路具有电流检测功能；第17路～24路低边输出由1个l9301芯片提供，输出电流为2a、具备spi保护和诊断功能；每路低边输出的控制方式采用spi串行总线发送命令，控制通道的开或关，对spi总线的数据输入线和片选信号进行上拉处理，防止微处理器模块的控制信号及数据在传输过程中受干扰失真，造成意外的控制动作；低边输出的芯片自身有过流保护机制，当输出电流超过低边输出的芯片能承受的阈值时，低边输出的内部自动关断输出，从而保护低边输出的芯片，防止过流损坏；3个点火驱动电路提共6路输出，每个点火驱动电路采用1个点火驱动芯片，提供2路输出，设计兼容外部线圈自带驱动与外部线圈无驱动两种情况，提高对点火线圈的适配性；栅极驱动电路采用栅极驱动芯片，数字信号输出经过栅极驱动电路直接输出；

10.根据权利要求2所述的一种氨氢发动机控制器，其特征在于，所述传感器信号采集模块包括爆震传感器信号采集电路、氧传感器信号采集电路、磁电型凸轮轴&曲轴传感器信号采集电路、霍尔型凸轮轴&曲轴传感器信号采集电路；爆震传感器信号采集电路采用爆震传感器接口芯片，使用spi串行总线读取数据；爆震传感器信号经过爆震传感器接口芯片的调节，过滤掉信号中的噪声，随后对信号进行整流和积分，使微处理器模块监控信号时能准确无误的判断爆震是否发生；氧传感信号采集电路分为前氧传感器信号采集电路和后氧传感器信号采集电路，前氧传感器信号采集电路能够输出0v～5v的连续线性电压信号来间接反映混合气空燃比，微处理器模块通过spi总线读取空燃比数据，进而精确控制喷气量，使混合气达到最佳空燃比；后氧传感器信号采集电路设置有滤波电路、保护电路和比较电路，保证信号采集精度和控制器不被损坏，提高系统安全性；磁电型凸轮轴&曲轴传感器信号采集电路具有双通道可变磁阻接口，能够将输入的正弦波信号转换为同频率方波信号输出，确保微处理器芯片能够采集处理；霍尔型凸轮轴&曲轴传感器信号采集电路的采集端口配备滤波器件和保护器件，保证信号采集精度以及控制器不被损坏，提高系统安全性。