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)動機構(gòu)造緊湊，導(dǎo)致汽車發(fā)動機點火線圈部分不易直接靠近，因而傳統(tǒng)脈沖點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)電機的轉(zhuǎn)速和發(fā)動機的速度具有相關(guān)性，發(fā)電機輸出的三相電壓經(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)動機轉(zhuǎn)速。
關(guān)鍵詞 汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量；快速傅里葉變換；有源濾波器；諧波分析

發(fā)動機轉(zhuǎn)速測量的方式有多種，常用的有點火線圈脈沖、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)動機封閉性比較強，無法靠近點火脈沖線圈，采用點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)動機會出現(xiàn)測量不準確，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蓋，操作繁瑣，安全系數(shù)較低；通過汽車點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)電機轉(zhuǎn)速相關(guān)的信號，采用TI公司的TMS320F2812為平臺進行信號采集，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放進行信號處理。

1．2 高通濾波
用FILterSolution軟件設(shè)計無限增益負反饋有源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。