图3 信号产生原理框图
2.2 LabCar软硬件配置
由于4冲程发动机在一个工作循环中曲轴转两周，凸轮轴转一周，在考虑到信号盘齿数的稀密程度不一，判缸方法的基本原则是根据凸轮轴信号来确定发动机相位，根据曲轴信号来获得更精确的角度。
DEVM模型包含真实发动机所有模块（包括喷油模块、增压模块、共轨模块等等）。在软件运行DEVM[4]，能输出各个工况下的发动机转速。
在LabCar软硬件配置中，根据安装定义（见图2），在软件中编辑曲轴和凸轮轴信息：曲轴的齿形为（60-2）齿；凸轮轴的齿形为（4+1）齿；1缸压缩上止点为曲轴缺齿后第20齿（120°CA）下降沿；凸轮轴第1齿对应曲轴缺齿后第10齿（60°CA）下降沿；凸轮轴多齿对应大约在曲轴缺齿后第17齿到18齿（105°CA）。
2.3 配置参数
转速与板卡关联在LabCar?Operator中添加板卡，并将发动机转速（n_Engine）与ES1335进行关联[5]，如图4所示。
图4 转速与板卡关联
根据安装定义，编辑曲轴凸轮轴信号表。曲轴编辑表格取一个发动机循环即720°转角，曲轴表格的0°处默认为第一个缺齿的上升沿处。但是板卡默认0°位置是1缸压缩上止点，所以根据实际曲轴位置有相位差。实际1缸上止点为曲轴缺齿后第20齿下降处，故定相位的时候，曲轴信号应向左移120°CA，如图5所示。同理可推出凸轮轴相位。
图5 曲轴信号参考相位
3 仿真及结果
3.1 仿真环境及程序编译
根据以上思路步骤，在ETAS公司的LabCar软件中编译进行了模拟仿真。
曲轴与凸轮轴位置传感器信号的来源为LabCar模型DEVM输出的转速，这两个信号的频率随转速的变换而改变。ES1335的作用是根据DEVM输出的转速值（瞬时值为定常数），通过自身的各种转化模块，计算出匹配转速值的方波信号。板卡自身带有同步功能，故输出的曲轴与凸轮轴是同步的。
3.2 测试结果
用示波器在LabCar BOB面板上测试信号，不同转速下对应的曲轴传感器信号的周期不同，示波器测试结果如图6，图7所示。不同转速下理论周期与实际周期见表1。
图6 转速为800 r/min时曲轴、凸轮轴信号
图7 转速为2 000 r/min时曲轴、凸轮轴信号
分析表1，结果表明模拟信号周期与理论周期在误差范围内（注：误差随转速的升高而有所增加，是因为转速越高，周期越短，越难精确的测量）。
表1 不同转速下周期统计表
[转速 /（r/min）＼&800＼&1 400＼&2 000＼&2 800＼&3 600＼&理论周期 /ms＼&1.25＼&0.72＼&0.50＼&0.35＼&0.27＼&测量周期 /ms＼&1.24＼&0.71＼&0.51＼&0.36＼&0.28＼&误差 /%＼&0.8＼&1.3＼&2.0＼&2.8＼&3.7＼&]
4 结 论
使用LabCar能方便实现曲轴、凸轮轴信号的生成，而且信号精度高，满足ECU硬件在环仿真要求，为后续LabCar的开环调试，闭环调试打下坚实的基础。
参考文献
[1] 何勇灵，徐斌译.柴油机管理系统：系统、组成和新实践经验[M].北京：北京理工大学出版社，2010.
[2] 岳继光，董延超.汽车发动机模型硬件在环仿真研究[J].系统仿真技术，2008，4（2）：34?37.
[3] 邵华，钱人一，郭晓潞.LabCar的功能与构成[J].世界汽车，2002（11）：22?24.
[4] ETAS. Diesel engine vehicle model V5.0 user’s guide [R]. Schwieberdingen， Germany： ETAS， 2001.
[5] ETAS. LabCar： operator user’s guide [R]. Schwieberdingen， Germany： ETAS， 2000.
[6] 王伟达，袁丽娟，周锐，等.汽车电子节气门控制系统ECU设计及其在ASR控制中的应用[J].现代电子技术，2009，32（7）：139?143.
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