基于蓄电池脉动电压测量的汽车转速检测方法

时间:2012-12-11来源:网络

3 汽车发动机转速计算方法
首先对各个参数进行命名:n为发电机转速;N为汽车转速;f为发电机的三相电压频率;P为发电机转子磁极对数;F为整流后纹波频率;k为发电机和发动机转速比;K为转速与基波频率比例系数
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其中,K=60/(k×p×i)为常数,由式(4)可得汽车转速和蓄电池端电压的基波频率成正比。一般普通4缸4冲程汽车发电机的极对数P=6,转速比k=1/2,i=6,因此K=5/6,汽车转速
N=5/6 x F (5)

4 实验数据分析
通过对长安奔奔汽车测试得到的实验数据,测量结果如表1所示,表中对示波器和DSP的测量结果做了对比。其中发动机的速度N通过汽车转速表盘观察所得,基波频率F是测量所得,比例系数和转速比通过式(4)计算所得。将表1中的F=1 000 Hz,代入式(5)计算得到N=833 r/min和实际的测量结果900基本吻合,误差来源于转速比系数。

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5 误差分析
汽车用电设备产生的谐波是干扰的主要来源,而且这个频率在发电机输出的基波频率1~10 kHz之间,幅值比较大,最后在确定转速基波频率时就要通过查找最大值算法区分。式(4)可知误差主要的影响因素是发动机和发电机转速比k,以及DSP测量的频率F,因为不同汽车的转速比系数不伺,如果笼统设置k为2,显然不合理,所以这种测量的方式,最根本的误差产生于此;其次测量频率的误差也是影响因素,测量频率分辨率决定了汽车速度测量的分辨率。日前采样频率为20kHz,测量的频率误差为20Hz,假设系数k=2;代入N=5/6×F=17 r/min,分辨率就为17 r/min,如果根据发动机速度自动降低测量的频率就可以获得较高的测量精度,比如采样频率设置为6kHz,转速误差就是(6000/1 024)×5/6≈5 r/min。

6 结束语
虽然文中测量方式方便快捷,但转速比系数的误差以及不确定性,导致计算出的汽车转速产生误差,所以还需要其他方式辅助计算出转速比,比如在汽车怠速时采用加速度传感器测量振动频率推算出汽车转速,因为汽车怠速的范围一般在700~1 500 r/min之间,所以测量怠速较简单,同时测量出蓄电池电压的基波频率,通过转速和基波频率计算得到比例系数,采用这个系数乘以测得的基波频率就可以测算汽车转速,这种方法精度高,且测量方便。其次通过增加FFT变换的点数,采用更高主频的DSP,都可以提高分辨率,增加测量精度。

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关键词: 蓄电池 脉动 电压测量 检测方法

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