基于蓄電池脈動(dòng)電壓測量的汽車(chē)轉速檢測方法

摘要 隨著(zhù)汽車(chē)制造技術(shù)的不斷提升，新型汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機構造緊湊，導致汽車(chē)發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火線(xiàn)圈部分不易直接靠近，因而傳統脈沖點(diǎn)火方式的汽車(chē)速度檢測方法已無(wú)法滿(mǎn)足現在的測量要求，通過(guò)理論分析發(fā)現，汽車(chē)發(fā)電機的轉速和發(fā)動(dòng)機的速度具有相關(guān)性，發(fā)電機輸出的三相電壓經(jīng)過(guò)橋式整流，加在汽車(chē)蓄電池兩端，而從汽車(chē)點(diǎn)煙器取出端電壓信號的方式快捷簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、安全。文中通過(guò)多級帶通濾波電路實(shí)現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(shí)頻譜分析，從而可以得到汽車(chē)速度相關(guān)的頻率信息，由此計算得到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機轉速。
關(guān)鍵詞 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機轉速測量；快速傅里葉變換；有源濾波器；諧波分析

發(fā)動(dòng)機轉速測量的方式有多種，常用的有點(diǎn)火線(xiàn)圈脈沖、汽車(chē)振動(dòng)分析測量、光電傳感器測量等方式。由于新型轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機封閉性比較強，無(wú)法靠近點(diǎn)火脈沖線(xiàn)圈，采用點(diǎn)火線(xiàn)圈脈沖方式測量已不適用，振動(dòng)的測量方式針對振動(dòng)微弱的V6發(fā)動(dòng)機會(huì )出現測量不準確，高速時(shí)振動(dòng)檢測有干擾影響等問(wèn)題，同時(shí)這2種方式均需要打開(kāi)汽車(chē)前端機蓋，操作繁瑣，安全系數較低；通過(guò)汽車(chē)點(diǎn)煙器提取汽車(chē)蓄電池電壓，而蓄電池電壓中含有脈動(dòng)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(chē)轉速相關(guān)的信息，通過(guò)間接換算得到汽車(chē)轉速。

1 信號的濾波和變換
1．1 信號耦合
首先通過(guò)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(guò)電容C67將直流分量濾除，然后通過(guò)電壓跟隨電路將微弱的交流信號耦合到下一級運放進(jìn)行信號處理。

1．2 高通濾波
用FILterSolution軟件設計無(wú)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(chē)充電系統電壓調節器產(chǎn)生的低頻信號，通過(guò)2個(gè)二階高通濾波器串聯(lián)的形式增加衰減增益，如圖2所示。