基于蓄電池脈動電壓測量的汽車轉(zhuǎn)速檢測方法
3 汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算方法
首先對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行命名:n為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速;N為汽車轉(zhuǎn)速;f為發(fā)電機(jī)的三相電壓頻率;P為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極對數(shù);F為整流后紋波頻率;k為發(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速比;K為轉(zhuǎn)速與基波頻率比例系數(shù)
其中,K=60/(k×p×i)為常數(shù),由式(4)可得汽車轉(zhuǎn)速和蓄電池端電壓的基波頻率成正比。一般普通4缸4沖程汽車發(fā)電機(jī)的極對數(shù)P=6,轉(zhuǎn)速比k=1/2,i=6,因此K=5/6,汽車轉(zhuǎn)速
N=5/6 x F (5)
4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
通過對長安奔奔汽車測試得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),測量結(jié)果如表1所示,表中對示波器和DSP的測量結(jié)果做了對比。其中發(fā)動機(jī)的速度N通過汽車轉(zhuǎn)速表盤觀察所得,基波頻率F是測量所得,比例系數(shù)和轉(zhuǎn)速比通過式(4)計(jì)算所得。將表1中的F=1 000 Hz,代入式(5)計(jì)算得到N=833 r/min和實(shí)際的測量結(jié)果900基本吻合,誤差來源于轉(zhuǎn)速比系數(shù)。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/196209.htm
5 誤差分析
汽車用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波是干擾的主要來源,而且這個(gè)頻率在發(fā)電機(jī)輸出的基波頻率1~10 kHz之間,幅值比較大,最后在確定轉(zhuǎn)速基波頻率時(shí)就要通過查找最大值算法區(qū)分。式(4)可知誤差主要的影響因素是發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速比k,以及DSP測量的頻率F,因?yàn)椴煌嚨霓D(zhuǎn)速比系數(shù)不伺,如果籠統(tǒng)設(shè)置k為2,顯然不合理,所以這種測量的方式,最根本的誤差產(chǎn)生于此;其次測量頻率的誤差也是影響因素,測量頻率分辨率決定了汽車速度測量的分辨率。日前采樣頻率為20kHz,測量的頻率誤差為20Hz,假設(shè)系數(shù)k=2;代入N=5/6×F=17 r/min,分辨率就為17 r/min,如果根據(jù)發(fā)動機(jī)速度自動降低測量的頻率就可以獲得較高的測量精度,比如采樣頻率設(shè)置為6kHz,轉(zhuǎn)速誤差就是(6000/1 024)×5/6≈5 r/min。
6 結(jié)束語
雖然文中測量方式方便快捷,但轉(zhuǎn)速比系數(shù)的誤差以及不確定性,導(dǎo)致計(jì)算出的汽車轉(zhuǎn)速產(chǎn)生誤差,所以還需要其他方式輔助計(jì)算出轉(zhuǎn)速比,比如在汽車怠速時(shí)采用加速度傳感器測量振動頻率推算出汽車轉(zhuǎn)速,因?yàn)槠嚨∷俚姆秶话阍?00~1 500 r/min之間,所以測量怠速較簡單,同時(shí)測量出蓄電池電壓的基波頻率,通過轉(zhuǎn)速和基波頻率計(jì)算得到比例系數(shù),采用這個(gè)系數(shù)乘以測得的基波頻率就可以測算汽車轉(zhuǎn)速,這種方法精度高,且測量方便。其次通過增加FFT變換的點(diǎn)數(shù),采用更高主頻的DSP,都可以提高分辨率,增加測量精度。
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