一種非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車發(fā)動機轉速檢測技術領域，具體涉及的是一種非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路。
【背景技術】
[0002]汽車發(fā)動機轉速是評估發(fā)動機動力性的重要指標之一，通常采用轉速傳感器與飛輪上面的信號齒相對應，以測量發(fā)動機的轉速，發(fā)動機轉速為發(fā)動機曲軸每分鐘的回轉數(shù)，用η表示，單位為r/min。
[0003]發(fā)動機轉速的顯示可通過儀表盤讀取，但防盜器、車載GNSS終端等后裝設備獲取發(fā)動機轉速脈沖信號目前則需要以下三種方式:一、直接接傳感器輸出到儀表的轉速脈沖信號，這種方式需要破線取轉速脈沖；二、利用汽車電子控制單元(ECU)讀取測量發(fā)動機轉速，例如OBD接口，這種方式技術復雜，成本較高；三、通過檢測發(fā)動機聲音、發(fā)電機電壓脈沖信號測量發(fā)動機轉速，但是容易受到干擾，其測量準確性不高。
[0004]由于汽車發(fā)電機不論是交流發(fā)電機還是直流發(fā)電機，其在工作時都會產(chǎn)生紋波，而紋波的頻率Fw取決于轉子極數(shù)P和轉速n，其關系如下:
Fw = P * η / 60
為此本申請人提出了一種通過汽車發(fā)電機產(chǎn)生的電流紋波，來檢測發(fā)電機轉速的電路，以檢測出汽車發(fā)動機的轉速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路，以解決目前后裝設備獲取發(fā)動機脈沖需要破線、通過ECU檢測技術復雜，成本高，以及通過發(fā)動機聲音、電壓脈沖信號檢測容易受到干擾的問題。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0007]一種非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路，包括:
一感應線圈LI，靠近發(fā)電機電源輸出線，用于感應發(fā)電機轉子旋轉產(chǎn)生電流紋波，并產(chǎn)生紋波電壓Us ；
一放大電路，用于將紋波電壓Us經(jīng)過放大電路放大，其包括有運算放大器U1A，所述運算放大器UlA的同相輸入端通過電阻R2與感應線圈LI 一端連接，反相輸入端通過電阻Rl與感應線圈LI的另一端連接，輸出端對應輸出放大紋波電壓信號PO，且所述輸出端與反相輸入端之間連接有電阻R3，其中PO = - Us * R3 / Rl ;
一整形電路，用于對輸入的紋波電壓信號PO進行整形，并輸出方波電壓信號Ρ1，其包括有比較器U2A，所述比較器U2A的同相輸入端分為兩路，一路通過電阻R6接地，另一路通過電阻R5連接電源；所述比較器U2A的反相輸入端分為兩路，一路通過電阻R7、R9連接電源，另一路通過電阻R4與運算放大器UlA的輸出端連接，且整形電路通過R5，R6分壓產(chǎn)生比較參考電壓Uc，其中Uc=VDD* R6/(R5+R6)，當紋波電壓PO高于Uc，比較器U2A輸出低電平；當紋波電壓低于Uc，比較器LM393輸出高電平，將紋波信號PO轉換成帶干擾脈沖的方波信號Pl輸出；
一數(shù)字濾波電路，包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3A、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3B和D觸發(fā)器U4A，所述帶干擾脈沖的方波信號Pl上升沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3A，輸出的方波信號P2產(chǎn)生固定脈寬的負脈沖輸出Tl，且Tl的脈沖寬度小于信號寬度但大于噪聲脈沖寬度；所述帶干擾脈沖的方波信號Pl下降沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3B,輸出的方波信號P3產(chǎn)生固定脈寬的負脈沖輸出T2 ；其中所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3A輸出的波形P2作為D觸發(fā)器U4A的鎖存CLK，整形電路輸出的信號Pl連接D觸發(fā)器U4A的D輸入端，D觸發(fā)器U4A的復位端CLR連接U3B輸出的P3，D觸發(fā)器U4A在CLK的上升沿將D端的值鎖存輸出到Q，當Pl，P2同時為高電平時，D觸發(fā)器U4A輸出高電平，當Pl下降沿時，觸發(fā)單穩(wěn)U3B的輸出P3產(chǎn)生一個復位信號將D觸發(fā)器的輸出置為低電平，輸出一個正常的脈沖信號，當有干擾信號時，由于干擾脈寬窄，P2在上升沿鎖存的信號Pl已變?yōu)榈碗娖剑蓴_信號被濾除，并輸出無干擾脈沖的方波信號P4。
[0008]優(yōu)選地，所述放大電路為反向比例放大電路，所述運算放大器UlA為芯片LM358。
[0009]優(yōu)選地，所述運算放大器UlA的輸出端與反相輸入端之間還連接有與電阻R3并聯(lián)的電容Cl。
[0010]優(yōu)選地，所述比較器U2A為芯片LM393。
[0011]優(yōu)選地,所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3A、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U3B為芯片MC14538E ;所述D觸發(fā)器U4A為芯片74HC74。
[0012]優(yōu)選地，該檢測電路還包括有一分頻輸出電路，該分頻輸出電路包括12位二進制串行計數(shù)器⑶4040，所述12位二進制串行計數(shù)器⑶4040的CLK與D觸發(fā)器U4A連接。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，有益效果在于:本發(fā)明提供的非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路，利用汽車發(fā)電機工作時轉子旋轉的紋波電流通過電源線輸出，通過感應線圈靠近發(fā)電機的電源輸出線，感應發(fā)電機轉子旋轉產(chǎn)生的電流紋波，將紋波電壓信號經(jīng)過放大電路放大，及整形電路將其轉換為方波輸出，并將整形電路輸出的信號經(jīng)過數(shù)字濾波電路將窄脈沖信號濾除，得到干凈的方波信號，由于發(fā)電機轉子的極數(shù)不同，所以可以根據(jù)發(fā)電機轉子極數(shù)將輸出的方波信號轉換成實際的轉速頻率，然后利用Fw = P * η / 60，計算出發(fā)動機對應轉速。本發(fā)明實現(xiàn)了非接觸式檢測發(fā)動機轉速，解決了目前后裝設備獲取發(fā)動機脈沖需要破線、ECU檢測技術復雜，成本高，以及通過發(fā)動機聲音、電壓脈沖信號檢測容易受到干擾的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路的原理框圖；
圖2為本發(fā)明數(shù)字濾波電路濾波信號波形圖；
圖3為本發(fā)明非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]請參閱圖1所示，圖1為本發(fā)明非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路的原理框圖。本發(fā)明提供了一種非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路，主要用于解決目前采用后裝設備獲取發(fā)動機脈沖需要破線、通過ECU檢測技術復雜，成本高，以及通過發(fā)動機聲音、電壓脈沖信號檢測容易受到干擾的問題。
[0017]其中本發(fā)明包括有感應線圈L1、放大電路、整形電路、數(shù)字濾波電路和分頻電路。所述感應線圈LI與放大電路連接，放大電路與整形電路連接，所述整形電路通過數(shù)字濾波電路與分頻電路連接。
[0018]感應線圈LI靠近發(fā)電機電源輸出線，用于感應發(fā)電機轉子旋轉產(chǎn)生電流紋波，并產(chǎn)生紋波電壓Us。
[0019]所述汽車發(fā)電機通過電源線與電瓶連接，用于對電瓶進行充電，當電源線中有電流I經(jīng)過時，對應就會產(chǎn)生電磁感應，相應地靠近電源線的感應線圈則對應產(chǎn)生感應電壓或電流。
[0020]如圖2、圖3所示，圖2為本發(fā)明數(shù)字濾波電路濾波信號波形圖；圖3為本發(fā)明非接觸式發(fā)動機轉速檢測電路的電路原理圖。
[0021]其中所述放大電路，主要用于將紋波電壓Us經(jīng)過放大電路放大，其包括有運算放大器U1A，對應芯片為LM358，所述運算放大器UlA的同相輸入端通過電阻R2與感應線圈LI 一端連接，反相輸入端通過電阻Rl與感應線圈LI的另一端連接，輸出端對應輸出放大紋波電壓信號PO，且所述輸出端與反相輸入端之間連接