CN104569473A - 工程机械柴油发动机转速测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车发动机技术领域，具体涉及工程机械柴油发动机转速测量方法；包括以下步骤：步骤(1)：先将磁电式转速传感器安装到柴油机的发动机上；当柴油机喷油泵工作时磁电式转速传感器的齿轮旋转，此时在磁电式转速传感器的信号线圈中产生交流电压；步骤(2)：将磁电式转速传感器产生的交流电压信号引入转速测量装置；步骤(3)：转速测量装置对采样的交流电压波形进行整形成标准的矩形方波；步骤(4)：转速测量装置将整形好的波形引入单片机的中断电路；步骤(5)：单片机的中断电路计算出N个有效脉冲的时间；步骤(6)：根据公式计算发动机转数；步骤(7)：把具体转速送到终端显示出来；本发明测量发动机转速准确，误差小，没有延时。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，具体涉及工程机械柴油发动机转速测量方法。
背景技术
随着工程机械功率控制的要求不断提高，对发动机转速的实时监控也要求越来越高。只有对转速能实时准确的检测才能提供高效稳定的控制系统。以往大多的转速测量都是通过求和平均的测量方法，在转速测量存在一定误差和延时。
发明内容
本发明为了解决上述现有的技术缺点，提供一种工程机械柴油发动机转速测量方法，其测量发动机转速准确，误差小，没有延时。
为实现上述目的，本发明提供工程机械柴油发动机转速测量方法，包括以下步骤：
步骤(1)：先将磁电式转速传感器安装到柴油机的发动机上；当柴油机喷油泵工作时磁电式转速传感器的齿轮旋转，此时在磁电式转速传感器的信号线圈中产生交流电压；
步骤(2)：将磁电式转速传感器产生的交流电压信号引入转速测量装置；
步骤(3)：转速测量装置对采样的交流电压波形进行整形成标准的矩形方波；
步骤(4)：转速测量装置将整形好的波形引入单片机的中断电路；
步骤(5)：单片机的中断电路计算出N个有效脉冲的时间；
步骤(6)：根据公式计算发动机转数；
步骤(7)：把具体转速送到终端显示出来。
具体的，所述转速测量装置包括电阻R1，所述电阻R1与肖特基二极管IN5819串联，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2串联，所述电阻R2还分别与高速二极管VD2、高速二极管VD3和比较器LM2903的正极串联，所述电阻R1和肖特基二极管IN5819之间与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2之间与电阻R3连接，所述电阻R3的另一端接地，所述高速二极管VD3的一端接地，还包括电容C2，所述电容C2的一端分别与高速二极管VD2和电阻R4串联，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R4的另一端串联连接有高速二极管VD4，所述高速二极管VD4的另一端接地，所述电阻R4与高速二极管VD4之间与比较器LM2903负极串联，所述比较器LM2903引脚1与高速光耦PS2811的引脚2连接，所述高速光耦PS2811的引脚1串联连接有电阻R5，所述电阻R5的另一端和比较器LM2903的引脚8均与电源VCC串联，所述高速光耦PS2811引脚4分别与电阻R6和电阻R7串联，所述电阻R6另一端接电源VDD，所述电阻R7另一端通过电容C3接地。
进一步的，所述磁电式转速传感器产生的交流电压信号从电阻R1的一端输入，所述交流电压信号先经过电阻R1和电容C1的阻容电路滤波，再经过电阻R1与电阻R3组成的串联分压电路对交流电压信号进行信号衰减，经过信号衰减的交流电压信号再经过肖特基二极管IN5819削为正半波，被削为正半波的交流电压信号经过由电阻2、高速二极管VD2及电容C2组成的钳位电路进行信号钳位，经过信号钳位的交流电压信号经过比较器LM2903进行整形成标准的矩形方波后再进入高速光耦PS2811，由高速光耦PS2811对矩形方波进行电平匹配、隔离，然后具有矩形方波的交流电压信号进入单片机，最终由单片机的中断电路计算出N个脉冲时间。
进一步的，单片机对发动机转速进行运算及处理，所述测量转速的公式为：其中式中S为发动机转速，f为发动机脉冲信号频率，G为发动机齿数。
进一步的，所述发动机脉冲信号频率的计算公式为：其测量N周期的待测信号的时间间隔，再用此时间间隔除以N得到周期，然后求出频率。
本发明具有以下有益效果：本发明提供一种工程机械柴油发动机转速测量方法，其测量发动机转速准确，误差小，没有延时。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明转速测量装置电路图；
图2为本发明磁电式转速传感器的信号在各个电路点的波形图；
图3为本发明多周期法频率测量时序图；
图4为本发明N个有效脉冲信号图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1、本发明提供工程机械柴油发动机转速测量方法，包括以下步骤：
步骤(1)：先将磁电式转速传感器安装到柴油机的发动机上；当柴油机喷油泵工作时磁电式转速传感器的齿轮旋转，此时在磁电式转速传感器的信号线圈中产生交流电压；
步骤(2)：将磁电式转速传感器产生的交流电压信号引入转速测量装置；
步骤(3)：转速测量装置对采样的交流电压波形进行整形成标准的矩形方波；
步骤(4)：转速测量装置将整形好的波形引入单片机1的中断电路；
步骤(5)：单片机1的中断电路计算出N个有效脉冲的时间；
步骤(6)：根据公式计算发动机转数；
步骤(7)：把具体转速送到终端显示出来。
具体的，如图1所示，所述转速测量装置包括电阻R1，所述电阻R1与肖特基二极管IN5819串联，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2串联，所述电阻R2还分别与高速二极管VD2、高速二极管VD3和比较器LM2903的正极串联，所述电阻R1和肖特基二极管IN5819之间与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2之间与电阻R3连接，所述电阻R3的另一端接地，所述高速二极管VD3的一端接地，还包括电容C2，所述电容C2的一端分别与高速二极管VD2和电阻R4串联，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R4的另一端串联连接有高速二极管VD4，所述高速二极管VD4的另一端接地，所述电阻R4与高速二极管VD4之间与比较器LM2903负极串联，所述比较器LM2903引脚1与高速光耦PS2811的引脚2连接，所述高速光耦PS2811的引脚1串联连接有电阻R5，所述电阻R5的另一端和比较器LM2903的引脚8均与电源VCC串联，所述高速光耦PS2811引脚4分别与电阻R6和电阻R7串联，所述电阻R6另一端接电源VDD，所述电阻R7另一端通过电容C3接地。
进一步的，所述磁电式转速传感器产生的交流电压信号从电阻R1的一端输入，所述交流电压信号先经过电阻R1和电容C1的阻容电路滤波，再经过电阻R1与电阻R3组成的串联分压电路对交流电压信号进行信号衰减，经过信号衰减的交流电压信号再经过肖特基二极管IN5819削为正半波，被削为正半波的交流电压信号经过由电阻2、高速二极管VD2及电容C2组成的钳位电路进行信号钳位，经过信号钳位的交流电压信号经过比较器LM2903进行整形成标准的矩形方波后再进入高速光耦PS2811，由高速光耦PS2811对矩形方波进行电平匹配、隔离，然后具有矩形方波的交流电压信号进入单片机，最终由单片机的中断电路计算出N个脉冲时间。
参见图2，其中图中(a)为转速信号衰减后波形，(b)为半波整流后波形，(c)为比较器输出波形。
进一步的，单片机对发动机转速进行运算及处理，所述测量转速的公式为：其中式中S为发动机转速，f为发动机脉冲信号频率，G为发动机齿数。所述公式中，发动机转速S单位为转/分钟；发动机脉冲信号频率f单位是Hz，所述公式中*60即转化为一分钟内脉冲信号频率；发动机齿数G代表飞轮上的齿数，每转一周则飞轮产生同等于齿数数量的脉冲数。
参见图3，所述发动机脉冲信号频率的计算公式为：本发明采用多周期频率测量方法，测量N周期的待测信号的时间间隔，再用此时间间隔除以N得到周期，然后求出频率。计时通过对CPU内部基准时钟计数来实现。多周期方法的误差主要是来自于待测信号与基准时钟跳变沿的不同步。
参见图4，在实际中：会有干扰的杂波进来，造成转速计算误差，以测上升沿为例，当干扰杂波进来时，Tn+1、Tn+2这两个脉冲则为无效。按式计算则结果不准确。本发明中同时打开2个计时器，其中一个计时器用于判断有效脉冲和杂波脉冲，其中一个计时器计算包含有效的N个脉冲的时间。杂波可以根据：
ΔTn＝Tn-Tn+1
ΔTn+1＝(Tn+1)-(Tn+2)
...
当采样的脉冲周期之差ΔT>设定值β时则可视为杂波(正常情况下ΔT趋于0)。有效鉴别杂波后，式可修正为：
f＝(N-X)/(T-Tx) (式1.3)
式1.3中Tx为杂波脉冲周期之和，X为杂波数量之和，根据式1.3计算出的有效脉冲信号f，再一步通过转速计算公式得出转速值，通过终端显示出来。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.工程机械柴油发动机转速测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：先将磁电式转速传感器安装到柴油机的发动机上；当柴油机喷油泵工作时磁电式转速传感器的齿轮旋转，此时在磁电式转速传感器的信号线圈中产生交流电压；
步骤(2)：将磁电式转速传感器产生的交流电压信号引入转速测量装置；
步骤(3)：转速测量装置对采样的交流电压波形进行整形成标准的矩形方波；
步骤(4)：转速测量装置将整形好的波形引入单片机的中断电路；
步骤(5)：单片机的中断电路计算出N个有效脉冲的时间；
步骤(6)：根据公式计算发动机转数；
步骤(7)：把具体转速送到终端显示出来。
2.根据权利要求1所述的工程机械柴油发动机转速测量方法，其特征在于：所述转速测量装置包括电阻R1，所述电阻R1与肖特基二极管IN5819串联，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2串联，所述电阻R2还分别与高速二极管VD2、高速二极管VD3和比较器LM2903的正极串联，所述电阻R1和肖特基二极管IN5819之间与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端接地，所述肖特基二极管IN5819与电阻R2之间与电阻R3连接，所述电阻R3的另一端接地，所述高速二极管VD3的一端接地，还包括电容C2，所述电容C2的一端分别与高速二极管VD2和电阻R4串联，所述电容C2的另一端接地，所述电阻R4的另一端串联连接有高速二极管VD4，所述高速二极管VD4的另一端接地，所述电阻R4与高速二极管VD4之间与比较器LM2903负极串联，所述比较器LM2903引脚1与高速光耦PS2811的引脚2连接，所述高速光耦PS2811的引脚1串联连接有电阻R5，所述电阻R5的另一端和比较器LM2903的引脚8均与电源VCC串联，所述高速光耦PS2811引脚4分别与电阻R6和电阻R7串联，所述电阻R6另一端接电源VDD，所述电阻R7另一端通过电容C3接地。
3.根据权利要求2所述的工程机械柴油发动机转速测量方法，其特征在于：所述磁电式转速传感器产生的交流电压信号从电阻R1的一端输入，所述交流电压信号先经过电阻R1和电容C1的阻容电路滤波，再经过电阻R1与电阻R3组成的串联分压电路对交流电压信号进行信号衰减，经过信号衰减的交流电压信号再经过肖特基二极管IN5819削为正半波，被削为正半波的交流电压信号经过由电阻2、高速二极管VD2及电容C2组成的钳位电路进行信号钳位，经过信号钳位的交流电压信号经过比较器LM2903进行整形成标准的矩形方波后再进入高速光耦PS2811，由高速光耦PS2811对矩形方波进行电平匹配、隔离，然后具有矩形方波的交流电压信号进入单片机，最终由单片机的中断电路计算出N个脉冲时间。
4.根据权利要求3所述的工程机械柴油发动机转速测量方法，其特征在于：单片机对发动机转速进行运算及处理，所述测量转速的公式为：其中式中S为发动机转速，f为发动机脉冲信号频率，G为发动机齿数。
5.根据权利要求4所述的工程机械柴油发动机转速测量方法，其特征在于：所述发动机脉冲信号频率的计算公式为：其测量N周期的待测信号的时间间隔，再用此时间间隔除以N得到周期，然后求出频率。
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