汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號模擬器設(shè)計(jì)
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若模式為霍爾，則輸出PWM霍爾信號。在溢出定時(shí)中斷內(nèi)累加曲軸齒數(shù)，若判斷曲軸缺齒有效，則改變PWM頻率，得到2個(gè)缺齒信號后，一個(gè)循環(huán)結(jié)束，曲軸齒數(shù)重新計(jì)數(shù)。在主程序中判斷何時(shí)輸出凸輪軸信號。
若模式為磁電，則輸出PWM逼近信號，開始逼近定時(shí)。在定時(shí)中斷中設(shè)置逼近各點(diǎn)的占空比，記錄逼近點(diǎn)個(gè)數(shù)，一個(gè)正弦周期結(jié)束后，曲軸齒數(shù)累加1。若判斷缺齒有效，則輸出圖4中恒定“1”點(diǎn)所對應(yīng)占空比的PWM信號，兩個(gè)缺齒后一個(gè)曲軸循環(huán)結(jié)束，曲軸齒數(shù)重新計(jì)數(shù)。在主程序中判斷何時(shí)輸出凸輪軸信號。
凸輪軸信號流程：若信號模式為霍爾，則在主程序中通過I／O口輸出霍爾信號。若信號模式為磁電，則輸出逼近PWM信號，在定時(shí)中斷中設(shè)置逼近各點(diǎn)的占空比，記錄逼近點(diǎn)個(gè)數(shù)，一個(gè)正弦周期結(jié)束后結(jié)束逼近定時(shí)，輸出圖4中恒定“1”點(diǎn)所對應(yīng)占空比的PWM信號。
4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
設(shè)定模擬器參數(shù)如下：曲軸齒數(shù)為(60-2)個(gè)齒，凸輪軸齒數(shù)為(4+1)個(gè)齒，凸輪軸齒寬為6個(gè)曲軸齒寬，多齒超缺齒12℃A(曲軸轉(zhuǎn)角是以℃A表示)，凸輪多齒超凸輪1齒為60℃A。通過示波器觀察得到圖6所示的信號。
圖6所示曲軸信號模式和凸輪軸信號模式均為磁電。模擬信號滿足設(shè)定參數(shù)要求，并且幅值、相位準(zhǔn)確，相對相位準(zhǔn)確，頻率穩(wěn)定。上下兩組信號的轉(zhuǎn)速分別為2000rpm和1000 rpm。比較可知，磁電信號幅值隨轉(zhuǎn)速而變化。
真實(shí)測得的磁電信號以及經(jīng)ECU處理后的信號如圖7所示。該信號在ECU中經(jīng)過比較器處理后轉(zhuǎn)換為方波信號，進(jìn)而被單片機(jī)采集。模擬得到的磁電信號經(jīng)過比較器后，同樣轉(zhuǎn)換為一個(gè)方波信號。雖然模擬信號與真實(shí)磁電信號存在差異，但是經(jīng)過比較器后得到形同的方波信號，對單片機(jī)來說就是相同的信號，所以模擬信號能夠替代真實(shí)的磁電信號。
5 結(jié)論
實(shí)驗(yàn)證明，PWM信號逼近正弦信號的方法可以在8位機(jī)上模擬出標(biāo)準(zhǔn)的磁電正弦信號，并且該信號可以替代真實(shí)的磁電信號。本模擬器系統(tǒng)可以在100～6000 rpm范圍內(nèi)精確模擬發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，滿足設(shè)計(jì)要求。由于8位單片機(jī)的處理能力有限，該模擬器不能實(shí)現(xiàn)磁電信號幅值隨著轉(zhuǎn)速連續(xù)、線性地變化，但是并不影響模擬器的功能。若改為使用。DSP處理器，采用級數(shù)逼近或者迭代逼近的方法即可實(shí)現(xiàn)。
本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/197532.htm
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