一种车用智能油/醇双燃料控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机燃料供给领域，尤其涉及一种车用智能油/醇双燃料控制系统。
【背景技术】
[0002]随着社会飞速发展，汽车消耗石油总量迅速递增，废气排放成为大气污染的主要来源之一。甲醇燃烧后主要形成H2O和CO2，排放远低于汽油；甲醇又不含苯、烯烃和硫，因此，甲醇燃烧性能优良。用甲醇取代汽油燃料，不但缓解石油供需矛盾，还显著降低有害物质的排放，具有良好的经济效益和社会效益。因此，汽油车改装甲醇燃料行业迅速崛起，各类油醇双燃料控制系统应运而生。
[0003]目前，普通油/醇双燃料控制器多采用固定喷比或者多档可调喷比，控制精度低于原车ECU，导致控制性能差、运行动力不足、性能不稳定等。此外，普通油/醇双燃料控制器，解决冷启动一般采用双喷系统或进气管喷射燃料。双喷系统由于车型多样改装费时费力，不利于推广应用，进气管喷射燃料结构简单，但容易引起回火，安全性能不能保证。最后，普通油/醇双燃料控制器忽略原车氧传感器信号，由于燃料切换，原车ECU会或多或少修改对应的数据库，导致油耗随行驶公里数的增加而增加，出现油耗不稳定现象，并且影响原车数据库的经验数据。
[0004]总之，现有油/醇双燃料控制系统普遍存在系统性能不稳定、控制精度低、冷启动效果差等弊端。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种车用智能油/醇双燃料控制系统，旨在解决现有油醇双燃料控制系统性能不稳定、控制精度低、冷启动效果差等问题。
[0006]本发明是这样实现的，一种车用智能油/醇双燃料控制系统，包括压力传感器、氧传感器，用于发送原始脉冲的原始脉冲输入模块，以及，
[0007]继电器控制板，用于控制汽车上油燃料栗、甲醇燃料栗的工作切换；
[0008]MCU控制器，用于在油燃料栗工作状态下，根据压力传感器和氧传感器感应信号计算油燃料的喷油量；
[0009]FPGA，用于在油燃料栗工作状态切换到甲醇燃料栗工作状态后，根据油燃料的喷油量换算出甲醇燃料的喷出量；
[0010]驱动模块，用于将所述喷油量或喷出量信号经所述原始脉冲的脉冲调整后驱动并控制汽车上的喷油头的打开时间；其中，
[0011]所述压力传感器设于汽车进气管中，用于检测进气管中空气的压力；所述氧传感器设于汽车尾气管中，用于检测尾气中氧气的含量；所述压力传感器、氧传感器均与MCU控制器信号连接，所述MCU控制器与FPGA信号连接；所述原始脉冲输入模块的脉冲信号输入端与FPGA的脉冲信号接收端连接，所述FPGA脉冲调整后喷油量或喷出量信号输出端与驱动模块信号连接；所述驱动模块与汽车喷油头信号连接；
[0012]所述MCU、FPGA、驱动模块、喷油头、以及继电器控制板均与汽车电池连接；所述继电器控制板与油燃料栗、甲醇燃料栗信号连接。
[0013]优选地，所述控制系统还包括水温传感器以及甲醇油量传感器；
[0014]所述MCU控制器，还用于根据水温传感器、甲醇油量传感器的感应信号判断是否能切换到甲醇燃料栗工作状态；其中，
[0015]所述水温传感器设于发动机外壳上，用于感知发动机的温度；所述甲醇油量传感器设于甲醇油箱中，用于感应甲醇液面的高低；所述水温传感器、甲醇油量传感器与MCU控制器信号连接。
[0016]优选地，所述控制系统还包括控制显示模块，所述控制显示模块与MCU控制器通信连接。
[0017]优选地，所述脉冲调整具体为:在FPGA内部设计多个硬件乘法器，使得喷比值从1.000?1.999随意调整变化，精度达到0.001 ;通过MCU控制器控制喷比系数，该系数送到FPGA，由FPGA内部的硬件乘法器执行，输出精细的喷比宽度。
[0018]优选地，所述氧传感器的输出端加入修正算法，让燃烧甲醇时的氧传感器输出量等于燃烧汽油时的输出量，所述修正算法通过程序控制增益放大器完成。
[0019]相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果:
[0020](I)本发明系统采用MCU+FPGA控制喷比精度可达到20ns?40ns之间，高于原车ECU的控制精度，执行结果更精确，车辆运行更稳定、性能更可靠。
[0021](2)本发明系统采用双油路单喷系统，通过MCU控制双燃料的切换，根据发动机温度的不同切换不同的燃料，切换过程无缝对接，安全性能和安装工艺都得到了保证，便于安装和推广应用。
[0022](3)本发明系统可以实时采集氧传感器数据，并对氧传感器数据进行修正，保证使用甲醇燃料时氧传感器信号的幅度和频率等同于汽油时的信号，保证油耗的稳定性。
【附图说明】
[0023]图1是本发明车用智能油/醇双燃料控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]本发明提供了一种车用智能油/醇双燃料控制系统，如图1所示，包括:
[0026]1、传感器部分，包括压力传感器和氧传感器。
[0027]压力传感器和氧传感器是辅助MCU控制器计算喷油量的，水温传感器采集的水温信号和甲醇油量传感器采集的油量信号是控制器能否切换燃料的根据。当水温达到一定温度并且甲醇油量足够的时候才可以把汽车从汽油状态切换到甲醇状态。更具体，所述压力传感器设于汽车进气管中，是进气压力传感器，用于检测进气管中空气的压力，进而计算空燃比(空气和燃料的质量比，该比例为理想的比例时，效率最高)；所述氧传感器设于汽车尾气管中，主要用于检测尾气中氧气的含量，进而确定燃料在发动机中是否燃烧完全；所述压力传感器、氧传感器均与MCU控制器信号连接。
[0028]2、FPGA
[0029]FPGA (Field — Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。设计者可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。
[0030]本发明FPGA，用于在油燃料栗工作状态切换到甲醇燃料栗工作状态后，根据油燃料的喷油量换算出甲醇燃料的喷出量。当汽车使用甲醇燃料时，喷油量与使用汽油时的不同(比汽油的喷油量大)，需要精确计算甲醇的喷出量，FPGA使用硬件能够快速精确计算出甲醇的喷出量。
[0031]3、驱动模块
[0032]驱动模块，用于将所述喷油量或喷出量信号经所述原始脉冲的脉冲调整后驱动并控制汽车上的喷油头的打开时间。其中，MCU控制器计算好喷出量后(喷油脉冲宽窄，脉宽大喷油量多，脉冲窄喷油量少)，该喷油量脉冲放大后驱动汽车上的喷油头的打开时间从而控制甲醇喷出量。
[0033]在本发明实施例中，上述脉冲调整的方案具体为:在FPGA内部设计多个硬件乘法器，使得喷比值从1.000?1.999随意调整变化，精度达到0.001 ;通过MCU控制器控制喷比系数，该系数送到FPGA，由FPGA内部的硬件乘法器执行，输出精细的喷比宽度。
[0034]4、继电器控制板
[0035]在本发明实施例中，继电器控制板，用于控制汽车上油燃料栗、甲醇燃料栗的工作切换。
[0036]在本发明中，汽车既能使用甲醇也能使用汽油，所以供油系统有2套。使用不同的燃料时，对应的供油系统要来回切换，继电器板就是控制不同的油栗切换工作。
[0037]5、MCU 控制器
[0038]用于在油燃料栗工作状态下，根据压力传感器和氧传感器感应信号计算油燃料的喷油量。
[0039]在本发明中，MCU相当于计算机的CPU，可以根据具体情况发出各种指令，FPGA相当于执行单元，在收到MCU的操作命令后，立即执行并完成命令，一块FPGA中含有成千上万个指令执行子单元。
[0040]6、控制显示部分
[0041]可以显示出当前的温度，燃料类型，也可以利用上面的按键手动控制燃料切换。
[0042]在本发明中，所述MCU控制器与FPGA信号连接；所述原始脉冲输入模块的脉冲信号输入端与FPGA的脉冲信号接收