專利名稱：基于fpga的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于FPGA應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油的控制器。
背景技術(shù)：
受到資源的影響，我國(guó)原油供需矛盾日益突顯，自從1993年以來(lái)，我國(guó)從石油出口國(guó)轉(zhuǎn)變成為了石油進(jìn)口國(guó)，且石油進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)。甲醇汽油是車用燃料替代，是新能源的重要組成部分。甲醇汽油是一種〃以煤代油〃路徑，可以作為汽油的替代物從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的部分替代。甲醇原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)工藝成熟，主要來(lái)自煤化工和天然氣合成，可以利用煤炭、天然氣、煤層氣、生物質(zhì)等制成。然而現(xiàn)有的汽油機(jī)汽車是無(wú)法直接使用甲醇汽油的，針對(duì)此問(wèn)題市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了控制汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油的控制器，但整體上來(lái)說(shuō)技術(shù)上仍有缺陷，例如無(wú)法在低溫環(huán)境中實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)或效果不佳，無(wú)法動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的調(diào)整噴油量等問(wèn)題。因此很有必要設(shè)計(jì)一種用于自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整的汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油的控制器，以解決汽油車燃用高比例甲醇汽油的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和技術(shù)中的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于FPGA的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器。為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有汽車燃用甲醇汽油的任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案:一種基于FPGA的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:該裝置包括電源模塊、信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊分別與FPGA控制器模塊輸入端相連接，F(xiàn)PGA控制器模塊輸出端與輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接；電源模塊分別與溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接。本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)是:所述FPGA 采用 Altera 公司的 cycloneIII 系列 FPGA 芯片 EP3C16Q240C8。本實(shí)用新型的用于汽油車燃用高比例甲醇汽油的控制器，利用FPGA強(qiáng)大的并行計(jì)算能力，通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路控制現(xiàn)有汽油車燃用高比例甲醇汽油。司機(jī)通過(guò)所加燃料的不同把模式開關(guān)打到相應(yīng)的位置，F(xiàn)PGA獲得模式開關(guān)的狀態(tài)可以辨別車輛所使用的是汽油還是甲醇汽油，在進(jìn)入相應(yīng)的處理電路對(duì)ECU輸出的噴油脈沖進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理，在輸出脈沖控制噴油器進(jìn)行精確地噴油。如果FPGA通過(guò)測(cè)溫電路獲得的溫度數(shù)據(jù)，判斷出車輛進(jìn)行冷啟動(dòng)，F(xiàn)PGA會(huì)根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和模式開關(guān)的狀態(tài)對(duì)ECU的噴油脈沖進(jìn)行相應(yīng)的展寬和延時(shí)操作，直到車輛正常啟動(dòng)，在正常啟動(dòng)后自動(dòng)進(jìn)入正常行駛狀態(tài)下的調(diào)節(jié)，使汽車的動(dòng)力處在最佳狀態(tài)。其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，易于實(shí)現(xiàn)，可以很好的解決在不改變現(xiàn)有汽車結(jié)構(gòu)的前提下使其燃用甲醇汽油的問(wèn)題。
圖1為本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖2為控制器安裝模擬圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例給出一種用于汽油車燃用高比例甲醇汽油的控制器，該裝置，包括電源模塊、信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊分別與FPGA控制器模塊輸入端相連接，F(xiàn)PGA控制器模塊輸出端與輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接；電源模塊分別與溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接。本實(shí)用新型由E⑶輸入的噴油脈沖信號(hào)進(jìn)入輸入隔離模塊，將高電平為12V左右的脈沖轉(zhuǎn)換到高電平為3.3V左右的脈沖輸入到FPGA處理器模塊中，同時(shí)FPGA處理器模塊獲得由測(cè)溫模塊測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的溫度數(shù)據(jù)和模式開關(guān)的狀態(tài)，判斷出車輛是否進(jìn)行冷啟動(dòng)以及燃油種類。如果模式開關(guān)處在汽油檔位置，F(xiàn)PGA處理器對(duì)ECU脈沖信號(hào)不做任何處理之際輸出到驅(qū)動(dòng)電路控制噴油器噴油。如果模式開關(guān)處在甲醇汽油檔位置，F(xiàn)PGA處理器對(duì)ECU脈沖信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼箤捴筝敵龅捷敵鲭娐?。如果由獲得的溫度數(shù)據(jù)判斷出車輛進(jìn)行甲醇汽油的冷啟動(dòng)，F(xiàn)PGA處理器將會(huì)對(duì)ECU脈沖信號(hào)進(jìn)行大倍數(shù)的展寬后并保持7_9s，直到車輛啟動(dòng)成功。啟動(dòng) 成功后發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的溫度迅速上升，F(xiàn)PGA處理器對(duì)E⑶脈沖信號(hào)進(jìn)行1.2-1.5倍左右的展寬以適應(yīng)汽車的動(dòng)力要求，使其正常行駛。本實(shí)施例中，F(xiàn)PGA采用 Altera 公司的 cycloneIII 系列 FPGA 芯片 EP3C16Q240C8。用于對(duì)燃油種類的識(shí)別、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體溫度的測(cè)量和ECU噴油脈寬的展寬。本實(shí)用新型的FPGA處理器模塊的硬件描述語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。使用FPGA的主要優(yōu)點(diǎn)在于FPGA具有多個(gè)可配置的I/O端口、具有較高的主頻和整個(gè)電路升級(jí)較為方便簡(jiǎn)單，只需要改變其硬件描述語(yǔ)言程序即可，而不需要對(duì)硬件電路有較大的修改，對(duì)于普通的四缸汽車或六缸甚至更多缸體的汽車我們只需要下載不同的程序而已，使用起來(lái)非常方便。參照?qǐng)D2，整個(gè)控制器的安裝非常簡(jiǎn)單、方便，只需要將該控制器串聯(lián)到ECU的輸出端和噴油器的輸入端之間，汽油車就可以燃用甲醇汽油了。
權(quán)利要求1.一種基于FPGA的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:該裝置包括電源模塊、信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中信號(hào)輸入隔離模塊、模式切換開關(guān)模塊、溫度測(cè)量模塊分別與FPGA控制器模塊輸入端相連接，F(xiàn)PGA控制器模塊輸出端與輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接；電源模塊分別與溫度測(cè)量模塊、FPGA控制器模塊和輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于FPGA的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:所述的FPGA為芯片EP3·C16Q240C8。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于FPGA的電控汽油機(jī)燃用高比例甲醇汽油控制器，包括電源模塊、信號(hào)輸入隔離模塊、FPGA處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)電路模塊、測(cè)溫電路模塊和模式切換開關(guān)模塊等六個(gè)模塊。駕駛員根據(jù)車輛所加燃料的不同將模式開關(guān)切換到不同的位置，F(xiàn)PGA通過(guò)測(cè)溫電路采集的外界溫度和模式開關(guān)的狀態(tài)來(lái)判斷車輛所加燃料的類型和是否進(jìn)行冷啟動(dòng)來(lái)對(duì)ECU輸出的噴油脈寬進(jìn)行相應(yīng)的處理以正常啟動(dòng)汽車并使其正常行駛。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，易于實(shí)現(xiàn)，可以很好的解決在不改變現(xiàn)有汽車結(jié)構(gòu)的前提下使其燃用甲醇汽油的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F02D19/06GK203130263SQ20122074712
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者楊峰, 雷鵬, 賀冰花, 梁超, 陳靜麗 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)