专利名称：基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置及方法
技术领域：
本发明涉及机动车发动机检测技术领域，更具体的说，是涉及一种使用柴油机颗粒物过滤系统中的排气背压压差传感器测量机动车发动机转速的装置及方法。
背景技术：
随着机动车排放法规日益严格，颗粒物后处理技术已经成为柴油车排放控制的重要途径，后处理技术中最为有效的措施之一是采用柴油机颗粒物捕集器(DPF)。在DPF系统中需要对发动机转速进行测量，并精确记录。这同样也是汽车故障诊断研究的重要内容。传统的发动机转速测量是在发动机转轴上安装与发动机转轴接触式的转速表，从 发动机电控单元(ECU)中通过CAN读取。这种方法需要额外加装传感器，不仅影响了整车线路还增加了成本，而且转速的读取还受到发动机厂家CAN协议的限制。

发明内容
本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种机动车发动机转速测量方法及测量装置，其测量精度和可靠性高，可实现测量的自动化和智能化。本发明基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置，所述装置包括DPF颗粒物捕集器、排气背压压差传感器、信号传输电缆和控制器；排气背压压差传感器安装在颗粒物捕集器前后两端，排气背压压差传感器通过信号传输电缆连接控制器；所述控制器内设置依次连接的信号调理单元、信号处理单元、信号分析单元和通讯单元。所述信号调理单元是具有隔离、滤波和放大功能的芯片。所述通讯单元连接输出显示设备。本发明基于排气背压压差信号测量发动机转速的方法，使用上述装置中排气背压压差传感器获得的压差信号先经过控制器中的信号调理单元进行隔离、滤波和放大；滤除所设置的转速频率范围之外的信号，再将信号电压调整到数字处理允许的输入范围，根据香农采样定理确定采样频率，将采样数据进行数模转换(AD转换)；把转换后的信号经过数字处理单元进行傅里叶变换(FFT)，得到相应的频谱图；信号分析单元分析频谱图并找出与发动机转速成比例的基频频率，由设置的发动机冲程和汽缸数将脉冲频率转换为以转/每分钟(RPM)为单位的发动机转速值；最后将转速通过通信单元以串行方式(UART)或者CAN方式输出显不。本发明根据背压信号测量机动车发动机转速的装置及方法相对于现有技术，具有如下优点
(I)在DPF系统中使用已有的排气背压压差传感器不需要额外安装转速表，因此不受发动机厂家的约束和限制。(2)该装置既可独立使用又可作为DPF系统一部分，提高了可靠性和经济性。(3)由于该发明装置不直接接触发动机转轴，结构形式简单、设计合理，便于安装调试。


图I是本发明测量装置示意 图2是本发明测量装置中控制器结构框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明专利作进·一步的说明。如图I和图2所示，本发明基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置包括DPF颗粒物捕集器I ;排气背压压差传感器2 ;信号传输电缆3 ;控制器4 ;排气背压压差传感器安装在颗粒物捕集器前后两端，排气背压压差传感器通过信号传输电缆连接控制器；所述控制器内设置依次连接的信号调理单元5、信号处理单元6、信号分析单元7和通讯单元8。具体实施中信号调理单元可以使用由AD810芯片组成的带通滤波、信号处理单元是将采集到调理信号后经过FFT进行傅里叶变换，将时域信号转变成频域信号、信号分析单元是根据FFT的频域信号计算出转速、通讯单元可以使用MAX232串口通讯或者CAN(PCA28C250)通讯两种方式。本发明基于排气背压压差信号测量发动机转速的方法，使用上述装置中排气背压压差传感器获得的压差信号先经过控制器中的信号调理单元进行隔离、滤波和放大；滤除所设置的转速频率范围之外的信号，再将信号电压调整到数字处理允许的输入范围(0-3. 3V)，根据香农采样定理确定采样频率，将采样数据进行数模转换(AD转换);把转换后的信号经过数字处理单元进行傅里叶变换(FFT)，得到相应的频谱图；信号分析单元分析频谱图并找出与发动机转速成比例的基频频率，由设置的发动机冲程和汽缸数将脉冲频率转换为以转/每分钟(RPM)为单位的发动机转速值；最后将转速通过通信单元以串行方式(UART)或者CAN方式输出显示。
权利要求
1.一种基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置，其特征是，所述装置包括DPF颗粒物捕集器、排气背压压差传感器、信号传输电缆和控制器；排气背压压差传感器安装在颗粒物捕集器前后两端，排气背压压差传感器通过信号传输电缆连接控制器；所述控制器内设置依次连接的信号调理单元、信号处理单元、信号分析单元和通讯单元。
2.根据权利要求I所说的基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置，其特征是，所述信号调理单元是具有隔离、滤波和放大功能的芯片。
3.根据权利要求I所说的基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置，其特征是，所述通讯单元连接输出显示设备。
4.一种基于排气背压压差信号测量发动机转速的方法，其特征是，使用权利要求I所述装置中排气背压压差传感器获得的压差信号先经过控制器中的信号调理单元进行隔离、滤波和放大；滤除所设置的转速频率范围之外的信号，再将信号电压调整到数字处理允许的输入范围，根据香农采样定理确定采样频率，将采样数据进行数模转换；把转换后的信号经过数字处理单元进行傅里叶变换，得到相应的频谱图；信号分析单元分析频谱图并找出与发动机转速成比例的基频频率，由设置的发动机冲程和汽缸数将脉冲频率转换为以转/每分钟为单位的发动机转速值；最后将转速通过通信单元以串行方式或者CAN方式输出显/Jn ο
全文摘要
本发明公开了一种基于排气背压压差信号测量发动机转速的装置及方法。本发明装置包括DPF颗粒物捕集器、排气背压压差传感器、信号传输电缆和控制器；排气背压压差传感器安装在颗粒物捕集器前后两端，排气背压压差传感器通过信号传输电缆连接控制器；所述控制器内设置依次连接的信号调理单元、信号处理单元、信号分析单元和通讯单元。本发明方法讲啊压差信号先经过控制器中的信号调理单元进行隔离、滤波和放大；再将信号电压调整到数字处理允许的输入范围，将采样数据进行数模转换；把转换后的信号经过数字处理单元进行傅里叶变换(FFT)，由设置的发动机冲程和汽缸数将脉冲频率转换为以转/每分钟(RPM)为单位的发动机转速值；最后将转速通过通信单元以串行方式(UART)或者CAN方式输出显示。本发明装置不直接接触发动机转轴，结构形式简单、设计合理，便于安装调试。
文档编号G01P3/26GK102759632SQ201210260058
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者俞妍, 刘宏威, 刘洋, 卜建国, 姚广涛, 姜大海, 庞海龙, 张卫锋, 张英锋, 徐正飞, 柳贵东, 资新运, 赵玲, 邓成林 申请人:中国人民解放军军事交通学院