一種車用智能油/醇雙燃料控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于發動機燃料供給領域，尤其涉及一種車用智能油/醇雙燃料控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會飛速發展，汽車消耗石油總量迅速遞增，廢氣排放成為大氣污染的主要來源之一。甲醇燃燒后主要形成H2O和CO2，排放遠低于汽油；甲醇又不含苯、烯烴和硫，因此，甲醇燃燒性能優良。用甲醇取代汽油燃料，不但緩解石油供需矛盾，還顯著降低有害物質的排放，具有良好的經濟效益和社會效益。因此，汽油車改裝甲醇燃料行業迅速崛起，各類油醇雙燃料控制系統應運而生。
[0003]目前，普通油/醇雙燃料控制器多采用固定噴比或者多檔可調噴比，控制精度低于原車ECU，導致控制性能差、運行動力不足、性能不穩定等。此外，普通油/醇雙燃料控制器，解決冷啟動一般采用雙噴系統或進氣管噴射燃料。雙噴系統由于車型多樣改裝費時費力，不利于推廣應用，進氣管噴射燃料結構簡單，但容易引起回火，安全性能不能保證。最后，普通油/醇雙燃料控制器忽略原車氧傳感器信號，由于燃料切換，原車ECU會或多或少修改對應的數據庫，導致油耗隨行駛公里數的增加而增加，出現油耗不穩定現象，并且影響原車數據庫的經驗數據。
[0004]總之，現有油/醇雙燃料控制系統普遍存在系統性能不穩定、控制精度低、冷啟動效果差等弊端。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種車用智能油/醇雙燃料控制系統，旨在解決現有油醇雙燃料控制系統性能不穩定、控制精度低、冷啟動效果差等問題。
[0006]本發明是這樣實現的，一種車用智能油/醇雙燃料控制系統，包括壓力傳感器、氧傳感器，用于發送原始脈沖的原始脈沖輸入模塊，以及，
[0007]繼電器控制板，用于控制汽車上油燃料栗、甲醇燃料栗的工作切換；
[0008]MCU控制器，用于在油燃料栗工作狀態下，根據壓力傳感器和氧傳感器感應信號計算油燃料的噴油量；
[0009]FPGA，用于在油燃料栗工作狀態切換到甲醇燃料栗工作狀態后，根據油燃料的噴油量換算出甲醇燃料的噴出量；
[0010]驅動模塊，用于將所述噴油量或噴出量信號經所述原始脈沖的脈沖調整后驅動并控制汽車上的噴油頭的打開時間；其中，
[0011]所述壓力傳感器設于汽車進氣管中，用于檢測進氣管中空氣的壓力；所述氧傳感器設于汽車尾氣管中，用于檢測尾氣中氧氣的含量；所述壓力傳感器、氧傳感器均與MCU控制器信號連接，所述MCU控制器與FPGA信號連接；所述原始脈沖輸入模塊的脈沖信號輸入端與FPGA的脈沖信號接收端連接，所述FPGA脈沖調整后噴油量或噴出量信號輸出端與驅動模塊信號連接；所述驅動模塊與汽車噴油頭信號連接；
[0012]所述MCU、FPGA、驅動模塊、噴油頭、以及繼電器控制板均與汽車電池連接；所述繼電器控制板與油燃料栗、甲醇燃料栗信號連接。
[0013]優選地，所述控制系統還包括水溫傳感器以及甲醇油量傳感器；
[0014]所述MCU控制器，還用于根據水溫傳感器、甲醇油量傳感器的感應信號判斷是否能切換到甲醇燃料栗工作狀態；其中，
[0015]所述水溫傳感器設于發動機外殼上，用于感知發動機的溫度；所述甲醇油量傳感器設于甲醇油箱中，用于感應甲醇液面的高低；所述水溫傳感器、甲醇油量傳感器與MCU控制器信號連接。
[0016]優選地，所述控制系統還包括控制顯示模塊，所述控制顯示模塊與MCU控制器通信連接。
[0017]優選地，所述脈沖調整具體為:在FPGA內部設計多個硬件乘法器，使得噴比值從1.000?1.999隨意調整變化，精度達到0.001 ;通過MCU控制器控制噴比系數，該系數送到FPGA，由FPGA內部的硬件乘法器執行，輸出精細的噴比寬度。
[0018]優選地，所述氧傳感器的輸出端加入修正算法，讓燃燒甲醇時的氧傳感器輸出量等于燃燒汽油時的輸出量，所述修正算法通過程序控制增益放大器完成。
[0019]相比于現有技術的缺點和不足，本發明具有以下有益效果:
[0020](I)本發明系統采用MCU+FPGA控制噴比精度可達到20ns?40ns之間，高于原車ECU的控制精度，執行結果更精確，車輛運行更穩定、性能更可靠。
[0021](2)本發明系統采用雙油路單噴系統，通過MCU控制雙燃料的切換，根據發動機溫度的不同切換不同的燃料，切換過程無縫對接，安全性能和安裝工藝都得到了保證，便于安裝和推廣應用。
[0022](3)本發明系統可以實時采集氧傳感器數據，并對氧傳感器數據進行修正，保證使用甲醇燃料時氧傳感器信號的幅度和頻率等同于汽油時的信號，保證油耗的穩定性。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明車用智能油/醇雙燃料控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]本發明提供了一種車用智能油/醇雙燃料控制系統，如圖1所示，包括:
[0026]1、傳感器部分，包括壓力傳感器和氧傳感器。
[0027]壓力傳感器和氧傳感器是輔助MCU控制器計算噴油量的，水溫傳感器采集的水溫信號和甲醇油量傳感器采集的油量信號是控制器能否切換燃料的根據。當水溫達到一定溫度并且甲醇油量足夠的時候才可以把汽車從汽油狀態切換到甲醇狀態。更具體，所述壓力傳感器設于汽車進氣管中，是進氣壓力傳感器，用于檢測進氣管中空氣的壓力，進而計算空燃比(空氣和燃料的質量比，該比例為理想的比例時，效率最高)；所述氧傳感器設于汽車尾氣管中，主要用于檢測尾氣中氧氣的含量，進而確定燃料在發動機中是否燃燒完全；所述壓力傳感器、氧傳感器均與MCU控制器信號連接。
[0028]2、FPGA
[0029]FPGA (Field — Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列，它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。設計者可以根據需要通過可編輯的連接把FPGA內部的邏輯塊連接起來，就好像一個電路試驗板被放在了一個芯片里。一個出廠后的成品FPGA的邏輯塊和連接可以按照設計者而改變，所以FPGA可以完成所需要的邏輯功能。
[0030]本發明FPGA，用于在油燃料栗工作狀態切換到甲醇燃料栗工作狀態后，根據油燃料的噴油量換算出甲醇燃料的噴出量。當汽車使用甲醇燃料時，噴油量與使用汽油時的不同(比汽油的噴油量大)，需要精確計算甲醇的噴出量，FPGA使用硬件能夠快速精確計算出甲醇的噴出量。
[0031]3、驅動模塊
[0032]驅動模塊，用于將所述噴油量或噴出量信號經所述原始脈沖的脈沖調整后驅動并控制汽車上的噴油頭的打開時間。其中，MCU控制器計算好噴出量后(噴油脈沖寬窄，脈寬大噴油量多，脈沖窄噴油量少)，該噴油量脈沖放大后驅動汽車上的噴油頭的打開時間從而控制甲醇噴出量。
[0033]在本發明實施例中，上述脈沖調整的方案具體為:在FPGA內部設計多個硬件乘法器，使得噴比值從1.000?1.999隨意調整變化，精度達到0.001 ;通過MCU控制器控制噴比系數，該系數送到FPGA，由FPGA內部的硬件乘法器執行，輸出精細的噴比寬度。
[0034]4、繼電器控制板
[0035]在本發明實施例中，繼電器控制板，用于控制汽車上油燃料栗、甲醇燃料栗的工作切換。
[0036]在本發明中，汽車既能使用甲醇也能使用汽油，所以供油系統有2套。使用不同的燃料時，對應的供油系統要來回切換，繼電器板就是控制不同的油栗切換工作。
[0037]5、MCU 控制器
[0038]用于在油燃料栗工作狀態下，根據壓力傳感器和氧傳感器感應信號計算油燃料的噴油量。
[0039]在本發明中，MCU相當于計算機的CPU，可以根據具體情況發出各種指令，FPGA相當于執行單元，在收到MCU的操作命令后，立即執行并完成命令，一塊FPGA中含有成千上萬個指令執行子單元。
[0040]6、控制顯示部分
[0041]可以顯示出當前的溫度，燃料類型，也可以利用上面的按鍵手動控制燃料切換。
[0042]在本發明中，所述MCU控制器與FPGA信號連接；所述原始脈沖輸入模塊的脈沖信號輸入端與FPGA的脈沖信號接收