基于蓄电池脉动电压测量的汽车转速检测方法

摘要 随着汽车制造技术的不断提升，新型汽车的发动机构造紧凑，导致汽车发动机点火线圈部分不易直接靠近，因而传统脉冲点火方式的汽车速度检测方法已无法满足现在的测量要求，通过理论分析发现，汽车发电机的转速和发动机的速度具有相关性，发电机输出的三相电压经过桥式整流，加在汽车蓄电池两端，而从汽车点烟器取出端电压信号的方式快捷简便、操作简单、安全。文中通过多级带通滤波电路实现了微弱电信号的噪声滤波，电压放大，最后采用快速离散傅里叶变换，完成了信号的实时频谱分析，从而可以得到汽车速度相关的频率信息，由此计算得到汽车发动机转速。
关键词 汽车发动机转速测量；快速傅里叶变换；有源滤波器；谐波分析

发动机转速测量的方式有多种，常用的有点火线圈脉冲、汽车振动分析测量、光电传感器测量等方式。由于新型轿车的发动机封闭性比较强，无法靠近点火脉冲线圈，采用点火线圈脉冲方式测量已不适用，振动的测量方式针对振动微弱的V6发动机会出现测量不准确，高速时振动检测有干扰影响等问题，同时这2种方式均需要打开汽车前端机盖，操作繁琐，安全系数较低；通过汽车点烟器提取汽车蓄电池电压，而蓄电池电压中含有脉动的谐波成分，如果隔离出直流信号，提取其中交流信号，滤除掉杂波以及高频干扰，放大和发电机转速相关的信号，采用TI公司的TMS320F2812为平台进行信号采集，并用快速傅里叶变换计算出其中的频率成分，分析谐波频率就可得到和汽车转速相关的信息，通过间接换算得到汽车转速。

1 信号的滤波和变换
1．1 信号耦合
首先通过隔直通交电路将信号的蓄电池端电压直流分量滤掉，如图1所示，通过电容C67将直流分量滤除，然后通过电压跟随电路将微弱的交流信号耦合到下一级运放进行信号处理。

1．2 高通滤波
用FILterSolution软件设计无限增益负反馈有源2阶高通滤波器，截止频率为600 Hz，滤掉汽车充电系统电压调节器产生的低频信号，通过2个二阶高通滤波器串联的形式增加衰减增益，如图2所示。