[发明专利]一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法

说明书

本发明涉及发动机转速测量方法。一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，该方法包括以下的步骤：第一步、将4个音频传感器吸附在汽车大梁上不同位置，以采样率fs进行同步采样，利用多传感器互相关算法提高信噪比；第二步、构造三角形汉明混合卷积窗；第三步、找出序列S_FFT(i)中的最大峰值对应的谱线；第四步、应用插值法，找出幅值最大谱线i₁相邻的3条谱线；应用公式求出精确转速。本发明克服了传统转速测量方法复杂和繁琐的缺点，在保证精度的前提下，提高了测量的时效性以及操作的简便性。

技术领域

本发明涉及发动机转速测量方法。

背景技术

发动机的转速对汽车的动力性、经济性和排放性能都有很大的影响，如何精确地获取发动机的转速一直是业内的研究重点。目前绝大部分的转速测量方法均需在曲轴的端部安装同步旋转的带窗或带缺口编码盘。虽然不同的方法特点不一样，但基于编码盘的转速测量方法的原理是一样的：当曲轴旋转时，由齿盘或编码盘上的齿或缺口在传感器上触发一系列的脉冲信号，通过计算两个相邻脉冲的时间间隔或者通过计算在某一特定时间内的脉冲来获得发动机的转速。传统的发动机转速的检测都是基于单传感器的，对与测量的适应性上都不同程度的存在问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，该方法克服了传统转速测量方法复杂和繁琐的缺点，在保证精度的前提下，提高了测量的时效性以及操作的简便。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种基于多传感器相关去噪的发动机转速测量方法，该方法包括以下的步骤：

第一步、将4个音频传感器吸附在汽车大梁上不同位置，以采样率fs进行同步采样，采样点数N＝1024，记为x₀，x₁，x₂，x₃；利用多传感器互相关算法提高信噪比：

求得提高信噪比后的信号序列S(n)，此时信号序列长度为4N-3，补零使信号长度变为4N；

第二步、构造三角形汉明混合卷积窗，采用长度为N的三角窗w_Tri(m)和长度为N的汉明窗w_Hm(m)进行一阶混合卷积运算得到一阶三角形汉明混合卷积窗w(n)，其公式如下：

补零使窗长度为4N，w_Tri(m)表示时域长度为N的离散三角形窗函数，

w_Hm(m)表示时域长度为N的离散汉明窗函数，表达式如下所示：

根据自相关和傅里叶变换公式：

运用窗函数对S(n)加权，自相关运算后进行傅里叶变换可得：

第三步、找出序列SFFT(i)中的最大峰值对应的谱线，由于fs＝N，所以谱线的序号对应的就是频率，根据转速rpm与频率的关系rpm＝Y(f)，Y(f)表示以频率f为变量的线性方程，判断转速是否处于合理范围，根据窗函数的能量谱对幅值进行校正：取x(t)＝1，w(t)为窗函数的连续时域表达式，求出窗函数的能量恢复系数，由于转速对应的能量谱幅值呈线性相关，即C为常数，与机械结构相关，其中fi为谱线i所对应的频率；将所有峰值谱线代入中，取结果与C偏差最小的峰值谱线，记为i₁；