基于FPGA的電控汽油機噴油脈寬處理系統(tǒng)設計

時間：2018-05-30 10:35:04

關鍵字：噴油汽油機電控

手機看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機看文章

[導讀]當今世界面臨著石油能源危機和環(huán)境污染兩大問題。能源與環(huán)境問題已成為影響我國乃至世界經濟和社會發(fā)展的重要因素。因此。積極尋求和發(fā)展清潔能源已成為各國的頭等大事。改變石油短缺、污染嚴重的唯一方法，就是減少

當今世界面臨著石油能源危機和環(huán)境污染兩大問題。能源與環(huán)境問題已成為影響我國乃至世界經濟和社會發(fā)展的重要因素。因此。積極尋求和發(fā)展清潔能源已成為各國的頭等大事。改變石油短缺、污染嚴重的唯一方法，就是減少對石油的依賴，開發(fā)綠色高效清潔替代能源。

隨著我國經濟的高速發(fā)展，汽車數量的快速增加，以及國際原油價格的飛漲，給我國石油需求和環(huán)境保護造成了巨大壓力，節(jié)能減排任務形勢嚴峻。甲醇汽油被看作是汽車的重要替代燃料，但是由于甲醇本身富含氧，致使甲醇汽油的理論空燃比較小。電控汽油機在燃用不同比例的甲醇汽油時，電控燃油噴射系統(tǒng)的自適應調節(jié)功能不能完全使發(fā)動機能夠正常運轉。因此需要將電控單元輸出的噴油脈寬信號進行擴展處理，使得電控汽油機在燃用不同比例甲醇汽油時，空燃比能夠維持在理論空燃比附近從而使發(fā)動機能夠正常運轉。

1 噴油脈寬調整思路

電噴發(fā)動機的燃油噴油量可以用下式計算：

式中M為電噴發(fā)動機的燃油噴油量；μ為噴油孔的流量系數；s為噴油孔截面積；t為噴油持續(xù)時間；g為重力加速度；ρ為燃油密度；pi為噴油壓力；P0為供油壓力。由式（1）可知通過改變噴油孔流量系數、噴油孔截面積、供油壓力和噴油壓力，以及噴油持續(xù)時間來改變噴油量的大小，而噴油孔流量系數、噴油孔截面積、供油壓力和噴油壓力與噴油器本身的尺寸和參數相關，噴油持續(xù)時間對于噴油量來說是一個獨立的參數。因此采用改變噴油持續(xù)時間來改變噴油量，噴油持續(xù)時間由汽車的電控單元（ECU）控制。當噴油器中使用中低比例甲醇汽油時，依靠電控燃油噴射系統(tǒng)所具有的自適應控制功能，自行調節(jié)噴油脈寬，使發(fā)動機能夠正常運轉。當燃用高比例甲醇汽油時，其自適應調節(jié)功能不能滿足時就需要對脈寬進行處理，如圖1所示。

噴油脈寬

2 噴油脈寬調整的FPGA程序設計

2.1 Cyclone系列FPGA芯片簡介

Cyclone系列FPGA芯片是Altera公司于2003年推出的中等規(guī)模、低成本和高性價比芯片，具有0.13μm工藝，240個管腳，1.5 V的內核供電。內部所含的嵌入式存儲器由數十個M4K的存儲器構成。每個M4K存儲器快具有很強的伸縮性，可以實現：4 068位RAM;200MHz高速性能；真正的雙端口存儲器；FIFO設計；ROM設計；混合時鐘模式等功能。Cyclone器件的電源支持采用內核電壓與I/O口電壓分開供電的方式，支持多種I/O接口，符合I/O口標準，可以支持差分的I/O口標準。Cyclone器件可以支持最多129個通道的LVDS和RSDS其內部的LVDS緩沖器可以支持高達640 Mbps的數據傳輸速度，保證了信號的完整性，并具有更低的電磁干擾和電磁兼容性，及更低的電源功耗。

2. 2 系統(tǒng)流程圖設計

根據時序關系可以做出如圖2所示流程圖。在系統(tǒng)復位后，預置好脈寬參數，判斷周期檢測標志flag的情況從而啟動計數器1工作，在獲得輸入信號周期后，根據輸入的脈寬參數輸出預置的pwm波形。

系統(tǒng)流程圖