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若模式为霍尔，则输出PWM霍尔信号。在溢出定时中断内累加曲轴齿数，若判断曲轴缺齿有效，则改变PWM频率，得到2个缺齿信号后，一个循环结束，曲轴齿数重新计数。在主程序中判断何时输出凸轮轴信号。
若模式为磁电，则输出PWM逼近信号，开始逼近定时。在定时中断中设置逼近各点的占空比，记录逼近点个数，一个正弦周期结束后，曲轴齿数累加1。若判断缺齿有效，则输出图4中恒定“1”点所对应占空比的PWM信号，两个缺齿后一个曲轴循环结束，曲轴齿数重新计数。在主程序中判断何时输出凸轮轴信号。
凸轮轴信号流程：若信号模式为霍尔，则在主程序中通过I／O口输出霍尔信号。若信号模式为磁电，则输出逼近PWM信号，在定时中断中设置逼近各点的占空比，记录逼近点个数，一个正弦周期结束后结束逼近定时，输出图4中恒定“1”点所对应占空比的PWM信号。

4 实验验证
设定模拟器参数如下：曲轴齿数为(60-2)个齿，凸轮轴齿数为(4+1)个齿，凸轮轴齿宽为6个曲轴齿宽，多齿超缺齿12℃A(曲轴转角是以℃A表示)，凸轮多齿超凸轮1齿为60℃A。通过示波器观察得到图6所示的信号。


图6所示曲轴信号模式和凸轮轴信号模式均为磁电。模拟信号满足设定参数要求，并且幅值、相位准确，相对相位准确，频率稳定。上下两组信号的转速分别为2000rpm和1000 rpm。比较可知，磁电信号幅值随转速而变化。


真实测得的磁电信号以及经ECU处理后的信号如图7所示。该信号在ECU中经过比较器处理后转换为方波信号，进而被单片机采集。模拟得到的磁电信号经过比较器后，同样转换为一个方波信号。虽然模拟信号与真实磁电信号存在差异，但是经过比较器后得到形同的方波信号，对单片机来说就是相同的信号，所以模拟信号能够替代真实的磁电信号。

5 结论
实验证明，PWM信号逼近正弦信号的方法可以在8位机上模拟出标准的磁电正弦信号，并且该信号可以替代真实的磁电信号。本模拟器系统可以在100～6000 rpm范围内精确模拟发动机转速信号，满足设计要求。由于8位单片机的处理能力有限，该模拟器不能实现磁电信号幅值随着转速连续、线性地变化，但是并不影响模拟器的功能。若改为使用。DSP处理器，采用级数逼近或者迭代逼近的方法即可实现。

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关键词： 汽车发动机 转速 信号模拟器