一种曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法，包括以下步骤：１）、将发送机的转速值通过转速转换得到循环量ｐ和正弦波振幅Ａ；２）、在ＭＡＴＬＡＢ环境下建立曲轴信号和凸轮轴信号的模型，建立离散正弦波信号模拟产生曲轴模拟信号，并编写ＰＣＩ１７２７板卡的驱动程序，在ＭＡＴＡＬＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下产生相应的ＰＣＩ１７２７板卡的ＡＯ和ＤＯ接口；３）、配置ＲＴＷ环境生成目标代码，将生成的目标代码下载到目标机上，实时运算，并在ＰＣＩ１７２７板卡的ＡＯ和ＤＯ接口中输出相应的曲轴和凸轮轴模拟信号。以及提供了曲轴与凸轮轴模拟信号发生装置。本发明专利技术产生信号精确、有效测试发动机硬件的信号调理能力、通用性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号模拟产生领域，尤其是涉及曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法及装置。
技术介绍
在现代汽车发动机管理系统研究中，日益复杂的功能需求和严格的法规要求使得 发动机E⑶(Electronic Control Unit)软硬件的开发过程越来越复杂，因此需要一套严格 高效的开发方法来保证产品级ECU的质量。为了提高产品开发的效率和精确性，汽车电子 系统开发提出了基于模型的现代开发流程-v模式开发流程，该流程保证开发人员在开发 过程中的每一步都可以得到及时验证。在产品上市之前，需要对ECU进行全面综合的测试， 尤其是故障和极限条件下的测试，使用实际的控制对象进行测试，很难实现现实复杂情况， 并且实现成本高，开发周期长。为解决这一难题，V模式中提出采用硬件在环仿真(Hardware In-the-LoopSimulation,HILS)的开发方法即为了测试ECU性能，在进行整体系统的仿真 测试时，控制器采用真实的ECU，被控对象和系统运行环境可以全部或部分采用实时数学模 型来模拟。在发动机管理系统HILS中需要对传感器的信号进行模拟。在所有需模拟的信号 中，曲轴转速信号和凸轮轴相位信号及其两者之间的同步关系是至关重要的，它关系到整 个发动机运转，是发动机喷油和点火信号的基准，模拟精度要求高，难度大。目前相关技术 包括通过复杂的硬件来模拟曲轴信号和凸轮轴信号，此类设计复杂，通用性差；采用模拟 仿真的方法产生传感器信号，但所产生信号质量较差，很难测试ECU硬件的信号调理能力。 以上两种方法均不太适合对发动机管理系统的设计进行比较好地验证。
技术实现思路
为了克服已有的发动机管理系统曲轴和凸轮轴模拟信号产生方法的质量较差、无 法测试发动机硬件的信号调理能力、通用性差的不足，本专利技术提供一种产生信号精确、有效 测试发动机硬件的信号调理能力、通用性好的曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法及其装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法，所述产生方法包括以下步骤1)、将发送机的转速值通过转速转换得到循环量p和正弦波振幅A ；2)、在MATLAB环境下建立曲轴信号和凸轮轴信号的模型，建立离散正弦波信号模 拟产生曲轴信号，所述离散正弦波的表达式如下(1)y = A X sin f 2 X n X + in(1)式(1)中，y表示曲轴信号，A为正弦波振幅，p为循环量，p同时表示每一个正弦 波周期内的采样数，k为从0到p-1之间的整数值，o为正弦波信号的幅值偏移量，m为正弦 波信号的偏移；凸轮轴信号的表达式如下⑵ 式(2)中，Cam_sig为凸轮轴信号，Crank_sig_count为曲轴信号的齿数，a、b、c为 曲轴信号齿数对应的凸轮轴信号的跳变齿；并编写PCI1727板卡的驱动程序，在MATALB/Simulink下产生相应的PCI1727板 卡的AO和DO接口 ；3)、配置RTW环境生成目标代码，将生成的目标代码下载到目标机上，实时运算， 并在PCI1727板卡的AO和DO接口中输出相应的曲轴和凸轮轴模拟信号。作为优选的一种方案所述步骤1)中，转速转换的过程为循环量P是相对于基 准信号而言的，p的表达式为p = f/n式中，f为基准信号的频率，n为输入的发动机转速；模拟曲轴信号输出的振幅A和曲轴传感器的特性相关，振幅A的表达式为A = KXn式中，K是比例系数，针对某一特定的曲轴传感器的输出振幅A和发动机转速n的 比值，可通过实验标定或者查传感器特性，n为发动机的转速。一种的曲轴与凸轮轴模拟信号发生装置，所述发生装置包括转速转换模块，用于将发送机的转速值通过转速转换得到循环量p和正弦波振幅 A，循环量p是相对于基准信号而言的，p的表达式为p = f/n式中，f为基准信号的频率，n为输入的发动机转速。模拟曲轴信号输出的振幅值A和曲轴传感器的特性相关，振幅值A的表达式为A = KXn式中，K是比例系数，针对某一特定的曲轴传感器的输出振幅A和发动机转速n的 比值，可通过实验标定或者查传感器特性，n为发动机的转速；模型建立模块，用于在MATLAB环境下建立曲轴信号和凸轮轴信号的模型，建立离 散正弦波信号模拟产生曲轴信号，所述离散正弦波的表达式如下(1)y = A k sin ！ 2 x n x ^ 5 + m(1)式(1)中，y表示曲轴信号，A为正弦波振幅，p为循环量，p同时表示每一个正弦 波周期内的采样数，k为从0到p-1之间的整数值，o为正弦波信号的幅值偏移量，m为正弦 波信号的偏移；凸轮轴信号的表达式如下(2) 式中，Cam_sig为凸轮轴信号，Crank_sig_count为曲轴信号的齿数，a、b、c为曲轴信号齿数对应的凸轮轴信号的跳变齿；并编写PCI1727板卡的驱动程序，在MATALB/Simulink下产生相应的PCI1727板卡的AO和DO接口 ；信号产生模块，用于配置RTW环境生成目标代码，将生成的目标代码下载到目标 机上，实时运算，并在PCI1727板卡的AO和DO接口中输出相应的曲轴和凸轮轴模拟信号。本专利技术的技术构思为一种产生曲轴信号和凸轮轴模拟信号产生方法，该方法包 括在MATLAB环境下建立简单且精确的产生曲轴信号和凸轮轴信号的模型，配置RTW环境 生成目标代码，编写I/O板卡在xPC Target实时环境下的驱动以便将目标代码实时运算并 在I/O板卡上输出相应的信号。本专利技术提供了一种产生曲轴与凸轮轴模拟信号的发生装置，该装置包括依次 连接的宿主机和目标机，宿主机用于建立产生曲轴信号和凸轮轴信号的模型以及在 RTW (Real-Time Workshop)环境下生成目标代码；目标机用于将宿主机产生的目标代码实 时运行并通过1/0板卡转换成模拟信号和数字信号输出。本专利技术的有益效果主要表现在产生信号精确、有效测试发动机硬件的信号调理 能力、通用性好。附图说明 图1是发动机ECU HIL开发平台结构框图。 图2是本专利技术的装置框图。 图3是本专利技术的产生曲轴信号和凸轮轴信号模型的MTALAB框图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。实施例1参照图1 图3，一种曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法，包括以下步骤1)、将发送机的转速值通过转速转换得到循环量p和正弦波振幅A ；2)、在MATLAB环境下建立曲轴信号和凸轮轴信号的模型，建立离散正弦波信号模 拟产生曲轴信号，所述离散正弦波的表达式如下(1)v = A X sin (2 X n X + in( 1)式(1)中，y表示曲轴信号，A为正弦波振幅，p为循环量，p同时表示每一个正弦 波周期内的采样数，k为从0到p-1之间的整数值，o为正弦波信号的幅值偏移量，m为正弦 波信号的偏移；凸轮轴模拟信号的表达式如下(2) 曲轴信号齿数对应的凸轮轴信号的跳变齿，不同的曲轴传感器和凸轮轴传感器的配置，a、 b、c的值是不同的。并编写PCI1727板卡的驱动程序，在MATALB/Simulink下产生相应的PCI1727板 Cam—sig =0 (b<Crank—sig—count<c)式⑵中，Cam_sig为凸轮轴信号，Crank_Sig_COunt为曲轴信号的齿数，a、b、c为J^ ^ ^ rrr； ^ A . n t^A ^本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种曲轴与凸轮轴模拟信号产生方法，其特征在于：所述产生方法包括以下步骤：１）、将发送机的转速值通过转速转换得到循环量ｐ和正弦波振幅Ａ；２）、在ＭＡＴＬＡＢ环境下建立曲轴信号和凸轮轴信号的模型，建立离散正弦波信号模拟产生曲轴信号，所述离散正弦波的表达式如下（１）：ｙ＝Ａ×ｓｉｎ（２×π×ｋ＋ｏ／ｐ）＋ｍ（１）式（１）中，ｙ表示曲轴信号，Ａ为正弦波振幅，ｐ为循环量，ｐ同时表示每一个正弦波周期内的采样数，ｋ为从０到ｐ－１之间的整数值，ｏ为正弦波信号的幅值偏移量，ｍ为正弦波信号的偏移；凸轮轴信号的表达式如下（２）：＊＊＊（２）式（２）中，Ｃａｍ＿ｓｉｇ为凸轮轴信号，Ｃｒａｎｋ＿ｓｉｇ＿ｃｏｕｎｔ为曲轴信号的齿数，ａ、ｂ、ｃ为曲轴信号齿数对应的凸轮轴信号的跳变齿；并编写ＰＣＩ１７２７板卡的驱动程序，在ＭＡＴＡＬＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下产生相应的ＰＣＩ１７２７板卡的ＡＯ和ＤＯ接口；３）、配置ＲＴＷ环境生成目标代码，将生成的目标代码下载到目标机上，实时运算，并在ＰＣＩ１７２７板卡的ＡＯ和ＤＯ接口中输出相应的曲轴和凸轮轴模拟信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚栋伟，李红，方正，张永光，罗端，吴锋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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