专利名称：基于fpga的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于FPGA应用技术领域，具体涉及一种用于电控汽油机燃用高比例甲醇汽油的控制器。
背景技术：
受到资源的影响，我国原油供需矛盾日益突显，自从1993年以来，我国从石油出口国转变成为了石油进口国，且石油进口量呈逐年上升趋势。甲醇汽油是车用燃料替代，是新能源的重要组成部分。甲醇汽油是一种〃以煤代油〃路径，可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。甲醇原料来源广泛，生产工艺成熟，主要来自煤化工和天然气合成，可以利用煤炭、天然气、煤层气、生物质等制成。然而现有的汽油机汽车是无法直接使用甲醇汽油的，针对此问题市场上已经出现了控制汽油机燃用高比例甲醇汽油的控制器，但整体上来说技术上仍有缺陷，例如无法在低温环境中实现冷启动或效果不佳，无法动态实时的调整喷油量等问题。因此很有必要设计一种用于自动实时调整的汽油机燃用高比例甲醇汽油的控制器，以解决汽油车燃用高比例甲醇汽油的问题。
发明内容针对现有汽车发动机的特点和技术中的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于FPGA的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器。为实现现有汽车燃用甲醇汽油的任务，本实用新型采取如下的技术解决方案:一种基于FPGA的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:该装置包括电源模块、信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块，其中信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块分别与FPGA控制器模块输入端相连接，FPGA控制器模块输出端与输出驱动电路模块相连接；电源模块分别与温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块相连接。本实用新型的其它特点是:所述FPGA 采用 Altera 公司的 cycloneIII 系列 FPGA 芯片 EP3C16Q240C8。本实用新型的用于汽油车燃用高比例甲醇汽油的控制器，利用FPGA强大的并行计算能力，通过输出驱动电路控制现有汽油车燃用高比例甲醇汽油。司机通过所加燃料的不同把模式开关打到相应的位置，FPGA获得模式开关的状态可以辨别车辆所使用的是汽油还是甲醇汽油，在进入相应的处理电路对ECU输出的喷油脉冲进行实时的处理，在输出脉冲控制喷油器进行精确地喷油。如果FPGA通过测温电路获得的温度数据，判断出车辆进行冷启动，FPGA会根据温度数据和模式开关的状态对ECU的喷油脉冲进行相应的展宽和延时操作，直到车辆正常启动，在正常启动后自动进入正常行驶状态下的调节，使汽车的动力处在最佳状态。其 结构简单，安装方便，易于实现，可以很好的解决在不改变现有汽车结构的前提下使其燃用甲醇汽油的问题。
图1为本实用新型的硬件结构框图。图2为控制器安装模拟图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例给出一种用于汽油车燃用高比例甲醇汽油的控制器，该装置，包括电源模块、信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块，其中信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块分别与FPGA控制器模块输入端相连接，FPGA控制器模块输出端与输出驱动电路模块相连接；电源模块分别与温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块相连接。本实用新型由E⑶输入的喷油脉冲信号进入输入隔离模块，将高电平为12V左右的脉冲转换到高电平为3.3V左右的脉冲输入到FPGA处理器模块中，同时FPGA处理器模块获得由测温模块测得的发动机缸体的温度数据和模式开关的状态，判断出车辆是否进行冷启动以及燃油种类。如果模式开关处在汽油档位置，FPGA处理器对ECU脉冲信号不做任何处理之际输出到驱动电路控制喷油器喷油。如果模式开关处在甲醇汽油档位置，FPGA处理器对ECU脉冲信号进行适当的展宽之后输出到输出电路。如果由获得的温度数据判断出车辆进行甲醇汽油的冷启动，FPGA处理器将会对ECU脉冲信号进行大倍数的展宽后并保持7_9s，直到车辆启动成功。启动 成功后发动机缸体的温度迅速上升，FPGA处理器对E⑶脉冲信号进行1.2-1.5倍左右的展宽以适应汽车的动力要求，使其正常行驶。本实施例中，FPGA采用 Altera 公司的 cycloneIII 系列 FPGA 芯片 EP3C16Q240C8。用于对燃油种类的识别、发动机缸体温度的测量和ECU喷油脉宽的展宽。本实用新型的FPGA处理器模块的硬件描述语言程序结构非常简单。使用FPGA的主要优点在于FPGA具有多个可配置的I/O端口、具有较高的主频和整个电路升级较为方便简单，只需要改变其硬件描述语言程序即可，而不需要对硬件电路有较大的修改，对于普通的四缸汽车或六缸甚至更多缸体的汽车我们只需要下载不同的程序而已，使用起来非常方便。参照图2，整个控制器的安装非常简单、方便，只需要将该控制器串联到ECU的输出端和喷油器的输入端之间，汽油车就可以燃用甲醇汽油了。
权利要求1.一种基于FPGA的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:该装置包括电源模块、信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块，其中信号输入隔离模块、模式切换开关模块、温度测量模块分别与FPGA控制器模块输入端相连接，FPGA控制器模块输出端与输出驱动电路模块相连接；电源模块分别与温度测量模块、FPGA控制器模块和输出驱动电路模块相连接。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器，其特征在于:所述的FPGA为芯片EP3·C16Q240C8。
专利摘要本实用新型公开了一种基于FPGA的电控汽油机燃用高比例甲醇汽油控制器，包括电源模块、信号输入隔离模块、FPGA处理器模块、输出驱动电路模块、测温电路模块和模式切换开关模块等六个模块。驾驶员根据车辆所加燃料的不同将模式开关切换到不同的位置，FPGA通过测温电路采集的外界温度和模式开关的状态来判断车辆所加燃料的类型和是否进行冷启动来对ECU输出的喷油脉宽进行相应的处理以正常启动汽车并使其正常行驶。其结构简单，安装方便，易于实现，可以很好的解决在不改变现有汽车结构的前提下使其燃用甲醇汽油的问题。
文档编号F02D19/06GK203130263SQ20122074712
公开日2013年8月14日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者杨峰, 雷鹏, 贺冰花, 梁超, 陈静丽 申请人:长安大学