[发明专利]发动机喷射过程控制IP核

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机的电子燃油喷射系统(electronic fuel injection，EFI)中的电子控制单元(electronic control unit，ECU)，例如用于船用或车用发动机。

背景技术

发动机的EFI系统可以划分为三个子系统，分别是：燃油传送子系统(fuel delivery system)、进气子系统(air induction system)和电子控制子系统(electronic control system)。其中，电子控制子系统包括ECU、各种传感器、燃油喷射器总成(fuel injector assembly)等。

目前，发动机EFI系统中的ECU一般选用单片机(microcontroller，微控制器)。该ECU中具有极其复杂的软件以便实现多种功能，例如进行发动机的喷射过程控制(injection process control，IPC)的算法就与其他控制算法一同在单片机内实现。

随着发动机控制精度要求日益提高以及控制功能日益复杂，单片机的运算处理能力已难以胜任处理大量信息的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发动机喷射过程控制IP核，用于精确控制电控喷油器(电控喷油泵)的电磁阀的激励时刻和激励时间。

为解决上述技术问题，本发明发动机喷射过程控制IP核为现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)中的一个知识产权核(intellectual property core，IP core，IP核)，实现对发动机喷油电磁阀控制中控制脉冲的正确发送，具体包括：

-输入信号处理模块，用于将输入信号转换为供其他模块直接使用的信号；

-高压输出模块，用于控制外部高压输出电路的选通；

-缸选通模块，用于对喷油缸进行选通；

-斩波控制模块，用于输出斩波电压。

传统的发动机的EFI系统中的ECU为单片机，发动机的IPC模块为该单片机中的一个软件模块。由于单片机需要实现包括IPC在内的多项功能，并且单片机只具有串行计算能力，因此IPC模块的运算能力受到很大的限制。

本发明的整体思路是将发动机的EFI系统中的ECU设计为一个FPGA硬件，ECU中的每个功能模块设计为该FPGA中的一个个IP核。这样发动机的IPC模块就成为一个具体的硬件——IPC装置，即该FPGA中的一个IP核。FPGA硬件具有并行计算能力，一方面可以简化软件代码设计，另一方面可使整个IPC装置功能架构清晰、并增强了系统运行的可靠性。

附图说明

图1是一种新型的发动机的ECU的系统框图；

图2是本发明发动机的IPC装置的结构示意图一；

图3是本发明发动机的IPC装置的结构示意图二；

图4是本发明发动机的IPC装置的部分输入信号的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，一种新型的发动机的EFI系统中的ECU采用FPGA实现，包括：

-处理器；

-总线；

-数字时钟管理器(digital clock manager，DCM)，输出时钟信号；

-发动机位置获取(engine position acquisition，EPA)模块，根据输入的曲轴信号和凸轮轴信号，输出表征发动机当前位置的相位信号和发动机转速信号；

-喷射过程控制模块，根据输入的表征发动机当前位置的相位信号，输出发动机喷油脉冲控制信号；

-模数转换控制(analog to digital control，ADC)模块，控制外部模数转换芯片进行信号的模数转换；

所述EPA模块、IPC模块、ADC模块均支持中断工作方式；

-中断控制器，对所有中断信号管理，实现对处理器中断信号的输出。

所述处理器、DCM、EPA模块、IPC模块、ADC模块、中断控制器均以IP核的形式挂接到所述总线。

本发明所述发动机的IPC装置即对应于上述发动机的EFI系统中的ECU中的IPC模块，即一个FPGA中的IP核(硬件)。请参阅图2，本发明发动机的IPC装置包括：