基于蓄電池脈動電壓測量的汽車轉(zhuǎn)速檢測方法

摘要 隨著汽車制造技術(shù)的不斷提升，新型汽車的發(fā)動機(jī)構(gòu)造緊湊，導(dǎo)致汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火線圈部分不易直接靠近，因而傳統(tǒng)脈沖點(diǎn)火方式的汽車速度檢測方法已無法滿足現(xiàn)在的測量要求，通過理論分析發(fā)現(xiàn)，汽車發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)的速度具有相關(guān)性，發(fā)電機(jī)輸出的三相電壓經(jīng)過橋式整流，加在汽車蓄電池兩端，而從汽車點(diǎn)煙器取出端電壓信號的方式快捷簡便、操作簡單、安全。文中通過多級帶通濾波電路實(shí)現(xiàn)了微弱電信號的噪聲濾波，電壓放大，最后采用快速離散傅里葉變換，完成了信號的實(shí)時頻譜分析，從而可以得到汽車速度相關(guān)的頻率信息，由此計算得到汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
關(guān)鍵詞 汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量；快速傅里葉變換；有源濾波器；諧波分析

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量的方式有多種，常用的有點(diǎn)火線圈脈沖、汽車振動分析測量、光電傳感器測量等方式。由于新型轎車的發(fā)動機(jī)封閉性比較強(qiáng)，無法靠近點(diǎn)火脈沖線圈，采用點(diǎn)火線圈脈沖方式測量已不適用，振動的測量方式針對振動微弱的V6發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確，高速時振動檢測有干擾影響等問題，同時這2種方式均需要打開汽車前端機(jī)蓋，操作繁瑣，安全系數(shù)較低；通過汽車點(diǎn)煙器提取汽車蓄電池電壓，而蓄電池電壓中含有脈動的諧波成分，如果隔離出直流信號，提取其中交流信號，濾除掉雜波以及高頻干擾，放大和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號，采用TI公司的TMS320F2812為平臺進(jìn)行信號采集，并用快速傅里葉變換計算出其中的頻率成分，分析諧波頻率就可得到和汽車轉(zhuǎn)速相關(guān)的信息，通過間接換算得到汽車轉(zhuǎn)速。

1 信號的濾波和變換
1．1 信號耦合
首先通過隔直通交電路將信號的蓄電池端電壓直流分量濾掉，如圖1所示，通過電容C67將直流分量濾除，然后通過電壓跟隨電路將微弱的交流信號耦合到下一級運(yùn)放進(jìn)行信號處理。

1．2 高通濾波
用FILterSolution軟件設(shè)計無限增益負(fù)反饋有源2階高通濾波器，截止頻率為600 Hz，濾掉汽車充電系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的低頻信號，通過2個二階高通濾波器串聯(lián)的形式增加衰減增益，如圖2所示。