可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生方法及系统

本发明涉及柴油发动机ecu信号发生，尤其涉及一种可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生方法及系统。

背景技术：

1、随着我国交通、能源等基础设施建设进程的快速发展，工程车辆在建筑施工和能源开发等方面发挥着越来越重要的作用。工程车辆的柴油机电控喷射系统由传感器、ecu(electronic control unit，ecu)和执行器三部分组成。ecu的主要功能是接收车内的各类传感器信号并对这些信号进行解析，解析后的指令输送给车辆对应的执行器，执行器负责指令的执行，其中的曲轴和凸轮轴传感器信号最为复杂。不同品牌车型的发动机结构不同，相应的曲轴和凸轮轴信号盘的构造各不相同，因此ecu中接收到的曲轴和凸轮轴传感器信号种类也不尽相同。

2、曲轴和凸轮轴同步信号作为一组同步信号，二者可以通过配合来判断当前汽车气缸的位置，以此来配合ecu控制喷油器喷油。因此对于曲轴和凸轮轴传感器同步信号的模拟发生可以方便对ecu的功能调试。目前，市场上针对曲轴和凸轮轴信号的模拟发生方法主要有两种，分别是基于虚拟仪器仿真和硬件电路模拟两种方法。在虚拟仪器仿真方面，现有技术是使用模块封装定义局部单元信号，借助图形化界面开发工具，依次拼接完成各部分信号，操作简单。但是仿真信号的精度取决于定义好的局部信号单元，信号的扩展性也因模块化结构降低，且在使用虚拟仪器仿真的时候，对缓存空间和系统要求较高，多以pc机作为上位机，便携性差；硬件电路模拟是指利用电路直接生成模拟信号，对于不同的波形需要不同的电路生成，因此，不同类型波形拼接起来会应用几种电路，因此会需要应用较多的电路元件，导致硬件电路十分复杂、接线费时麻烦，对于ecu中种类繁多的曲轴和凸轮轴信号不具有普适性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生方法及系统，用于发动机电控单元中曲轴和凸轮轴传感器信号模拟，所用上位机的配置要求低，所用下位机结构简单、接线简单，本发明具有便携性佳、普适性好的特点。

2、本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生方法，包括：

4、步骤s1，上位机加载公共参数和eecu激励信号配置文件中的eecu激励信号特征参数，将所述eecu激励信号特征参数和所述公共参数打包发送至下位机，所述eecu激励信号特征参数包括曲轴信号参数和凸轮轴信号参数；

5、步骤s2，所述下位机接收所述公共参数和所述eecu激励信号特征参数；

6、步骤s3，所述下位机的mcu根据所述公共参数计算出生成波形数据所需总采样点数ntotal，并将所述总采样点数ntotal加入所述公共参数；

7、步骤s4，所述下位机的mcu基于所述eecu激励信号特征参数和所述公共参数生成eecu激励信号，所述eecu激励信号包括曲轴传感器信号和凸轮轴传感器信号，所述曲轴传感器信号、所述凸轮轴传感器信号均是通过分段模拟得到；

8、步骤s5，所述下位机的fpga对所述eecu激励信号中的所述曲轴传感器信号和所述凸轮轴传感器信号进行时钟域的同步处理，并将同步时钟域处理后的eecu激励信号基于dds方式输出至dac。

9、较优地，所述公共参数包括m位dac最大值vmax、dds的采样率fs、信号发生频率fout、所用于存储波形信号数据的元件存储空间大小stotal、通道个数cn、每个采样点需要bit位b，所述步骤s3包括：

10、步骤s31，根据vmax计算出相位累加器位数n、以及所述总采样点数ntotal，其中：

11、ntotal＝2n

12、所述相位累加器位数n采用计算方法一或计算方法二：

13、所述计算方法一为根据所述采样率fs和所述信号发生频率fout计算出自变量m1，所述自变量m1代表各通道中模拟一个完整波形所需最小点数，n取正整数：

14、

15、log2m1-1<n≤log2m1

16、所述计算方法二为根据所述资源大小stotal、所述通道个数cn和所述各采样点需要bit位b计算，n取正整数：

17、

18、步骤s32，添加所述公共参数至所述eecu激励信号配置文件。

19、较优地，所述步骤s4基于所述eecu激励信号配置文件生成eecu激励信号包括：

20、步骤s41，根据所述曲轴信号参数，分段模拟出所述eecu激励信号中的所述曲轴传感器信号，所述曲轴信号参数包括曲轴总齿数gtotal、曲轴缺齿数gmiss、曲轴圈数r、曲轴信号类型scrank、曲轴信号取反fcrank、曲轴波形霍尔式缺齿波形段指示信号lh、曲轴波形磁电式缺齿波形段指示信号lm；

21、步骤s42，根据所述eecu激励信号配置文件中的所述凸轮轴信号参数，分段模拟出所述eecu激励信号中的所述凸轮轴传感器信号；

22、所述eecu激励信号为所述曲轴传感器信号和所述凸轮轴传感器信号的组合。

23、较优地，所述步骤s41分段模拟出所述eecu激励信号中的所述曲轴传感器信号包括：

24、步骤s411，根据所述曲轴信号参数和所述公共参数，计算出曲轴波形补点数；

25、步骤s412，根据所述曲轴波形补点数进行所述曲轴传感器信号的分段式模拟，所述曲轴传感器信号的分段式模拟包括正常齿波形段模拟和缺齿波形段模拟；

26、步骤s413，根据步骤s412所得的分段式模拟结果进行曲轴波形拼接，得到所述曲轴传感器信号；

27、所述步骤s411包括：

28、步骤s411a，根据所述曲轴信号参数和所述公共参数，计算出曲轴信号所需周期数ttotal、曲轴每个周期中波形数据点数ncrank、正常齿周期数nnormal、缺齿周期倍数tmiss：

29、ttotal＝gtotal×r

30、

31、nnormal＝gtotal-gmiss-1

32、tmiss＝gmiss+1

33、步骤s411b，计算出所述曲轴波形补点数，其中：

34、当所述曲轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型或磁电式有缺齿信号类型时，所述曲轴波形补点数包括pq11、pq12：

35、plessy＝ntotal-ncrank×ttotal

36、

37、pq12＝plessy-pq11×r

38、其中，所述pq11为正常齿段与缺齿段拼接后所需补点数，所述pq12为整段曲轴信号拼接完成后所需补点数，在所述曲轴传感器信号属于霍尔式信号类型或磁电式有缺齿信号类型情况下，生成曲轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为plessy；

39、当所述曲轴传感器信号的类型为磁电式无缺齿信号类型时，所述曲轴波形补点数包括pq21、pq22、pq23：

40、

41、

42、

43、pq23＝plessn-(pq21×nnormal+pq22)×r

44、其中，所述pq21为各正常齿周期后所需补点数，所述pq22为缺齿段后所需补点数，所述pq23为整段曲轴信号拼接完成之后所需补点数，在所述曲轴传感器信号属于磁电式无缺齿信号类型情况下，生成曲轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为plessn；

45、所述步骤s412包括：

46、步骤s412a，进行正常齿波形段模拟，得到曲轴正常齿波形信号，其中：

47、所述曲轴传感器信号为霍尔式信号类型时，即scrank＝0，采用所述m位dac最大值vmax和最小数字输入值0进行正常齿波形段模拟，生成霍尔式曲轴正常齿波形信号normalwave1squ(x)，所述信号normalwave1squ(x)的空间大小为ncrank×nnormal，所述信号normalwave1squ(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×nnormal]，所述信号normalwave1squ(x)由nnormal个采样点数为ncrank的方波组成，当fcrank＝0时，

48、

49、当fcrank＝1时，

50、

51、当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，即scrank＝1且lm＝0，采用正弦波形进行正常齿波形段模拟，生成磁电式正常齿曲轴信号normalwave21sin(x)，所述信号normalwave21sin(x)的空间大小为ncrank×nnormal，所述信号normalwave21sin(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×nnormal]；当fcrank＝0时，所述信号normalwave21sin(x)由nnormal个总点数为ncrank的正弦波sin1组成，所述正弦波sin1为前半段开口向下、后半段开口向上的正弦波；当fcrank＝1时，所述信号normalwave21sin(x)由nnormal个总点数为ncrank的正弦波sin2组成，所述正弦波sin2由所述正弦波sin1相位平移180°得到；

52、normalwave21sin(x)＝sin1,x∈[0,ncrank×nnormal]

53、normalwave21sin(x)＝sin2,x∈[0,ncrank×nnormal]

54、当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，即scrank＝1且lm＝0，采用正弦波进行正常齿波形段模拟，生成磁电式正常齿曲轴信号normalwave22sin(x)，所述信号normalwave22sin(x)的空间大小为(ncrank+pq21)×nnormal，所述信号normalwave22sin(x)中自变量x的取值范围为[0，(ncrank+pq21)×nnormal]；当fcrank＝0时，所述信号normalwave22sin(x)由nnormal个总点数为ncrank+pq21的波形sinwavecrank1组成，所述sinwavecrank1由所述正弦波sin1和pq21个值vmax/2组成：

55、

56、当fcrank＝1时，所述信号normalwave22sin(x)由nnormal个总点数为ncrank+pq21的所述波形sinwavecrank2组成，所述sinwavecrank2由所述正弦波sin2和pq21个值vmax/2组成：

57、

58、步骤s412b，进行缺齿波形段模拟，得到曲轴缺齿波形信号，其中：

59、当所述曲轴传感器信号为霍尔式信号类型时，采用所述值vmax和所述最小数字输入值0进行缺齿部分模拟，生成霍尔式缺齿曲轴信号quechihall(x)，所述信号quechihall(x)的空间大小为ncrank×tmiss+pq11，所述信号quechihall(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×tmiss+pq11]：

60、

61、当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，采用正弦波和所述值vmax/2对进行缺齿部分模拟，生成磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic1(x)，所述信号quechimagnetic1(x)的空间大小为ncrank×tmiss+pq11，所述信号quechimagnetic1(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×tmiss+pq11]，其中，对周期长度为ncrank的正弦波在ncrank-ncrank/2位置作拆分处理，得到左半正弦波和右半正弦波；当fcrank＝0时，所述信号quechimagnetic1(x)由左半正弦波sinleftcrank1、右半正弦波sinrightcrank1以及值vmax/2组成，所述左半正弦波sinleftcrank1和所述右半正弦波sinrightcrank1通过拆分所述正弦波sin1得到，所述左半正弦波sinleftcrank1的空间大小为ncrank-ncrank/2，所述右半正弦波sinrightcrank1的空间大小为ncrank/2：

62、

63、当fcrank＝1时，所述信号quechimagnetic1(x)由左半正弦波sinleftcrank2、右半正弦波sinrightcrank2以及值vmax/2组成，所述左半正弦波sinleftcrank2和所述右半正弦波sinrightcrank2通过拆分所述正弦波sin2得到，所述左半正弦波sinleftcrank2的空间大小为ncrank/2，所述右半正弦波sinrightcrank2的空间大小为ncrank-ncrank/2：

64、

65、当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，采用正弦波和所述值vmax/2对进行缺齿部分模拟，生成磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic2(x)，所述信号quechimagnetic2(x)的空间大小为ncrank/2*2+pq22，所述信号quechimagnetic2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank/2*2+pq22]；当fcrank＝0时，所述信号quechimagnetic2(x)由两个正弦波sinwavecrank_half和pq22个值vmax/2组成，所述正弦波sinwavecrank_half的空间大小为ncrank/2、频率为所述sin1的2倍，所述正弦波sinwavecrank_half中自变量x的取值范围为[0,ncrank/2*2]：

66、

67、当fcrank＝1时，所述信号quechimagnetic2(x)由两个正弦波sinwavecrank_half_ant和pq22个值vmax/2组成，所述正弦波sinwavecrank_half_ant的空间大小为ncrank/2、频率为所述sin2的2倍，所述正弦波sinwavecrank_half中自变量x的取值范围为[0,ncrank/2*2]：

68、

69、所述步骤s413包括：

70、当所述曲轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，拼接所述霍尔式正常齿曲轴信号normalwave1squ(x)和所述霍尔式缺齿曲轴信号quechihall(x)，得到霍尔式曲轴一段信号crankhallsec，依次拼接r个所述信号crankhallsec并在末尾处增加所述补点数pq12，得到霍尔式信号类型的曲轴传感器信号crankhall，其中，所述r为曲轴圈数，pq12取值为dac输入数值最小值0；

71、当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，拼接所述磁电式正常齿曲轴信号normalwave21sin(x)和所述磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic1(x)，得到磁电式曲轴一段信号crankmagneticsec1，依次拼接r个所述信号crankmagneticsec1并在末尾处增加所述补点数pq12，得到磁电式有缺齿类型的曲轴传感器信号crankmagnetic1，其中，p12取值为所述dac输入数值中间值

72、当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，拼接所述磁电式正常齿曲轴信号normalwave22sin(x)和所述磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic2(x)，得到磁电式曲轴一段信号crankmagneticsec2，依次拼接r个所述信号crankmagneticsec2并在末尾处增加所述补点数p23，得到磁电式无缺齿类型的曲轴传感器信号crankmagnetic2。

73、较优地，所述凸轮轴信号参数包括凸轮轴一个凸起的周期μ、起始偏移soffset、插齿位置inum、插齿距离idis、凸轮轴凸起脉冲个数bcam，所述步骤s42分段模拟出所述eecu激励信号中的所述凸轮轴传感器信号包括：

74、步骤s421，根据所述凸轮轴信号参数以及所述公共参数，计算出凸轮轴波形补点数；

75、步骤s422，分段式模拟所述凸轮轴传感器信号；

76、步骤s423，根据步骤s422所得的分段式模拟结果进行凸轮轴波形拼接，得到所述凸轮轴传感器信号；

77、所述步骤s421包括：

78、步骤s421a，根据所述凸轮轴信号参数和所述公共参数，计算出凸轮轴每个周期中波形数据点数ncam、一般段周期数nsec、凸轮轴插齿位置左侧所具有完整的一般波形段的数目ileft、凸轮轴插齿位置右侧所具有完整的一般波形段的数目iright；

79、

80、

81、

82、

83、步骤s421b，计算出所述凸轮轴波形补点数，所述凸轮轴波形补点数包括p11、p22，其中：

84、pless2＝ntotal-ncam×ttotal

85、

86、p22＝pless2-p11*(bcam-1)

87、其中，所述补点数p11为在起始偏移段及一般段后所需补点数，所述补点数p22为在插齿段后所需补点数，生成凸轮轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为pless2；

88、令tcam1＝μ，tcam21＝nsec-soffset-tcam1，tcam22＝soffset，tcam3＝nsec-tcam1，tcam4＝nsec-2×tcam1-tcam5，tcam5＝idis，所述步骤s422包括：

89、步骤s422a，进行起始偏移段模拟，得到第一凸轮轴起始偏移段波形信号和第二凸轮轴起始偏移段波形信号，其中：

90、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用方波squcam和所述最小数字输入值0进行起始偏移段模拟，得到霍尔式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave11(x)和霍尔式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave12(x)，其中，所述方波squcam的周期为μ、占空比为50％、前半段为取值为vmax、后半段取值为0，所述信号startoffsetwave11(x)的空间大小为ncam×(nsec-soffset)+p11，所述信号startoffsetwave11(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam×(nsec-soffset)+p11]：

91、

92、所述信号startoffsetwave12(x)的空间大小为soffset，所述信号startoffsetwave12(x)中自变量x的取值范围为[0，soffset]：

93、startoffsetwave12(x)＝0,x∈[0,soffset]

94、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和周期为μ的正弦波sincam进行起始偏移段模拟，得到磁电式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave21(x)和磁电式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave22(x)，其中，所述信号startoffsetwave21(x)的空间大小为ncam*(nsec-soffset)+p11，所述信号startoffsetwave21(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*(nsec-soffset)+p11]：

95、

96、所述信号startoffsetwave22(x)的空间大小为soffset，所述信号startoffsetwave22(x)中自变量x的取值范围为[0，soffset]：

97、

98、步骤s422b，进行一般段模拟，得到凸轮轴一般段波形信号，其中：

99、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用方波squcam和所述最小数字输入值0进行一般段模拟，得到霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)，其中，所述信号normalwave1(x)的空间大小为ncam*nsec+p11，所述信号normalwave1(x)中自变量x的取值范围为[0,ncam*nsec+p11]：

100、

101、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和所述正弦波sincam进行一般段模拟，得到磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)，所述信号normalwave2(x)的空间大小为ncam*nsec+p11，所述信号normalwave2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p11]：

102、

103、步骤s422c，进行插齿段模拟，得到凸轮轴插齿段波形信号，其中：

104、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用所述方波squcam和所述最小数字输入值0进行插齿段模拟，得到霍尔式凸轮轴插齿段波形信号insertwave1(x)，所述信号insertwave1(x)的空间大小为ncam*nsec+p22，所述信号insertwave1(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p22]：

105、

106、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和所述正弦波sincam进行插齿段模拟，得到磁电式凸轮轴插齿段波形信号insertwave2(x)，其中，所述信号insertwave2(x)的空间大小为ncam*nsec+p22，所述信号insertwave2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p22]：

107、

108、所述步骤s423包括：

109、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，依次拼接所述霍尔式第一凸轮轴起始偏移波形信号startoffsetwave11(x)、ileft个所述霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)、所述霍尔式凸轮轴插齿段波形信号insertwave1(x)、iright个所述霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)、所述霍尔式第二凸轮轴起始偏移波形信号startoffsetwave12(x)，得到霍尔式信号类型的凸轮轴传感器信号camhall；

110、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，依次拼接所述磁电式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave21(x)、ileft个所述磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)、所述磁电式凸轮轴插齿段波形信号insertwave2(x)、iright个所述磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)、所述磁电式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave22(x)，得到磁电式信号类型的凸轮轴传感器信号cammagnetic。

111、本发明还提供一种可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生系统，包括：

112、上位机，用于加载公共参数和eecu激励信号配置文件中的eecu激励信号特征参数，将所述eecu激励信号特征参数和所述公共参数打包发送至下位机，所述eecu激励信号特征参数包括曲轴信号参数和凸轮轴信号参数；

113、所述下位机，用于接收所述公共参数和所述eecu激励信号特征参数；

114、所述下位机的mcu，用于根据所述公共参数计算出生成波形数据所需总采样点数ntotal，并将所述总采样点数ntotal加入所述公共参数；

115、所述下位机的mcu，用于基于所述eecu激励信号特征参数和所述公共参数生成eecu激励信号，所述eecu激励信号包括曲轴传感器信号和凸轮轴传感器信号，所述曲轴传感器信号、所述凸轮轴传感器信号均是通过分段模拟得到；

116、所述下位机的fpga，用于对所述eecu激励信号中的所述曲轴传感器信号和所述凸轮轴传感器信号进行时钟域的同步处理，并将同步时钟域处理后的eecu激励信号基于dds方式输出至dac。

117、较优地，所述公共参数包括m位dac最大值vmax、dds的采样率fs、信号发生频率fout、所用于存储波形信号数据的元件存储空间大小stotal、通道个数cn、每个采样点需要bit位b，所述下位机的mcu包括：

118、计算模块，用于根据vmax计算出相位累加器位数n、以及所述总采样点数ntotal，其中：

119、ntotal＝2n

120、所述相位累加器位数n采用计算方法一或计算方法二：

121、所述计算方法一为根据所述采样率fs和所述信号发生频率fout计算出自变量m1，所述自变量m1代表各通道中模拟一个完整波形所需最小点数，n取正整数：

122、

123、log2m1-1<n≤log2m1

124、所述计算方法二为根据所述资源大小stotal、所述通道个数cn和所述各采样点需要bit位b计算，n取正整数：

125、

126、添加模块，用于添加所述公共参数至所述eecu激励信号配置文件。

127、较优地，所述下位机的mcu还包括：

128、曲轴传感器信号生成模块，用于根据所述eecu激励信号配置文件中的曲轴信号参数，分段模拟出所述eecu激励信号中的所述曲轴传感器信号，所述曲轴信号参数包括曲轴总齿数gtotal、曲轴缺齿数gmiss、曲轴圈数r、曲轴信号类型scrank、曲轴信号取反fcrank、曲轴波形霍尔式缺齿波形段指示信号lh、曲轴波形磁电式缺齿波形段指示信号lm；

129、凸轮轴传感器信号生成模块，用于根据所述eecu激励信号配置文件中的所述凸轮轴信号参数，分段模拟出所述eecu激励信号中的所述凸轮轴传感器信号；

130、所述eecu激励信号为所述曲轴传感器信号和所述凸轮轴传感器信号的组合。

131、较优地，所述曲轴传感器信号生成模块包括：

132、曲轴波形补点数计算单元，用于根据所述曲轴信号参数和所述公共参数，计算出曲轴波形补点数；

133、曲轴传感器信号分段模拟单元，用于根据所述曲轴波形补点数进行所述曲轴传感器信号的分段式模拟，所述曲轴传感器信号的分段式模拟包括正常齿波形段模拟和缺齿波形段模拟；

134、曲轴传感器信号拼接单元，用于根据分段式模拟结果进行曲轴波形拼接，得到所述曲轴传感器信号；

135、曲轴波形补点数计算单元：

136、根据所述曲轴信号参数和所述公共参数，计算出曲轴信号所需周期数ttotal、曲轴每个周期中波形数据点数ncrank、正常齿周期数nnormal、缺齿周期倍数tmiss：

137、ttotal＝gtotal×r

138、

139、nnormal＝gtotal-gmiss-1

140、tmiss＝gmiss+1

141、计算出所述曲轴波形补点数，其中：

142、当所述曲轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型或磁电式有缺齿信号类型时，所述曲轴波形补点数包括pq11、pq12：

143、plessy＝ntotal-ncrank×ttotal

144、

145、pq12＝plessy-pq11×r

146、其中，所述pq11为正常齿段与缺齿段拼接后所需补点数，所述pq12为整段曲轴信号拼接完成后所需补点数，在所述曲轴传感器信号属于霍尔式信号类型或磁电式有缺齿信号类型情况下，生成曲轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为plessy；

147、当所述曲轴传感器信号的类型为磁电式无缺齿信号类型时，所述曲轴波形补点数包括pq21、pq22、pq23：

148、

149、

150、

151、pq23＝plessn-(pq21×nnormal+pq22)×r

152、其中，所述pq21为各正常齿周期后所需补点数，所述pq22为缺齿段后所需补点数，所述pq23为整段曲轴信号拼接完成之后所需补点数，在所述曲轴传感器信号属于磁电式无缺齿信号类型情况下，生成曲轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为plessn；

153、曲轴传感器信号分段模拟单元包括正常齿波形段模拟单元和缺齿波形段模拟单元，其中：

154、所述正常齿波形段模拟单元，用于进行正常齿波形段模拟，得到曲轴正常齿波形信号，其中：

155、所述曲轴传感器信号为霍尔式信号类型时，即scrank＝0，采用所述m位dac最大值vmax和最小数字输入值0进行正常齿波形段模拟，生成霍尔式曲轴正常齿波形信号normalwave1squ(x)，所述信号normalwave1squ(x)的空间大小为ncrank×nnormal，所述信号normalwave1squ(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×nnormal]，所述信号normalwave1squ(x)由nnormal个采样点数为ncrank的方波组成，当fcrank＝0时，

156、

157、当fcrank＝1时，

158、

159、当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，即scrank＝1且lm＝0，采用正弦波形进行正常齿波形段模拟，生成磁电式正常齿曲轴信号normalwave21sin(x)，所述信号normalwave21sin(x)的空间大小为ncrank×nnormal，所述信号normalwave21sin(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×nnormal]；当fcrank＝0时，所述信号normalwave21sin(x)由nnormal个总点数为ncrank的正弦波sin1组成，所述正弦波sin1为前半段开口向下、后半段开口向上的正弦波；当fcrank＝1时，所述信号normalwave21sin(x)由nnormal个总点数为ncrank的正弦波sin2组成，所述正弦波sin2由所述正弦波sin1相位平移180°得到；

160、normalwave21sin(x)＝sin1,x∈[0,ncrank×nnormal]

161、normalwave21sin(x)＝sin2,x∈[0,ncrank×nnormal]

162、当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，即scrank＝1且lm＝0，采用正弦波进行正常齿波形段模拟，生成磁电式正常齿曲轴信号normalwave22sin(x)，所述信号normalwave22sin(x)的空间大小为(ncrank+pq21)×nnormal，所述信号normalwave22sin(x)中自变量x的取值范围为[0，(ncrank+pq21)×nnormal]；当fcrank＝0时，所述信号normalwave22sin(x)由nnormal个总点数为ncrank+pq21的波形sinwavecrank1组成，所述sinwavecrank1由所述正弦波sin1和pq21个值vmax/2组成：

163、

164、当fcrank＝1时，所述信号normalwave22sin(x)由nnormal个总点数为ncrank+pq21的所述波形sinwavecrank2组成，所述sinwavecrank2由所述正弦波sin2和pq21个值vmax/2组成：

165、

166、所述缺齿波形段模拟单元，用于进行缺齿波形段模拟，得到曲轴缺齿波形信号，其中：

167、当所述曲轴传感器信号为霍尔式信号类型时，采用所述值vmax和所述最小数字输入值0进行缺齿部分模拟，生成霍尔式缺齿曲轴信号quechihall(x)，所述信号quechihall(x)的空间大小为ncrank×tmiss+pq11，所述信号quechihall(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×tmiss+pq11]：

168、

169、当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，采用正弦波和所述值vmax/2对进行缺齿部分模拟，生成磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic1(x)，所述信号quechimagnetic1(x)的空间大小为ncrank×tmiss+pq11，所述信号quechimagnetic1(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank×tmiss+pq11]，其中，对周期长度为ncrank的正弦波在ncrank-ncrank/2位置作拆分处理，得到左半正弦波和右半正弦波；当fcrank＝0时，所述信号quechimagnetic1(x)由左半正弦波sinleftcrank1、右半正弦波sinrightcrank1以及值vmax/2组成，所述左半正弦波sinleftcrank1和所述右半正弦波sinrightcrank1通过拆分所述正弦波sin1得到，所述左半正弦波sinleftcrank1的空间大小为ncrank-ncrank/2，所述右半正弦波sinrightcrank1的空间大小为ncrank/2：

170、

171、当fcrank＝1时，所述信号quechimagnetic1(x)由左半正弦波sinleftcrank2、右半正弦波sinrightcrank2以及值vmax/2组成，所述左半正弦波sinleftcrank2和所述右半正弦波sinrightcrank2通过拆分所述正弦波sin2得到，所述左半正弦波sinleftcrank2的空间大小为ncrank/2，所述右半正弦波sinrightcrank2的空间大小为ncrank-ncrank/2：

172、

173、当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，采用正弦波和所述值vmax/2对进行缺齿部分模拟，生成磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic2(x)，所述信号quechimagnetic2(x)的空间大小为ncrank/2*2+pq22，所述信号quechimagnetic2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncrank/2*2+pq22]；当fcrank＝0时，所述信号quechimagnetic2(x)由两个正弦波sinwavecrank_half和pq22个值vmax/2组成，所述正弦波sinwavecrank_half的空间大小为ncrank/2、频率为所述sin1的2倍，所述正弦波sinwavecrank_half中自变量x的取值范围为[0,ncrank/2*2]：

174、

175、当fcrank＝1时，所述信号quechimagnetic2(x)由两个正弦波sinwavecrank_half_ant和pq22个值vmax/2组成，所述正弦波sinwavecrank_half_ant的空间大小为ncrank/2、频率为所述sin1的2倍，所述正弦波sinwavecrank_half中自变量x的取值范围为[0,ncrank/2*2]：

176、

177、所述曲轴传感器信号拼接单元包括：

178、当所述曲轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，拼接所述霍尔式正常齿曲轴信号normalwave1squ(x)和所述霍尔式缺齿曲轴信号quechihall(x)，得到霍尔式曲轴一段信号crankhallsec，依次拼接r个所述信号crankhallsec并在末尾处增加所述补点数pq12，得到霍尔式信号类型的曲轴传感器信号crankhall，其中，所述r为曲轴圈数，pq12取值为dac输入数值最小值0；

179、霍尔式曲轴信号拼接单元，当所述曲轴传感器信号为磁电式有缺齿信号类型时，拼接所述磁电式正常齿曲轴信号normalwave21sin(x)和所述磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic1(x)，得到磁电式曲轴一段信号crankmagneticsec1，依次拼接r个所述信号crankmagneticsec1并在末尾处增加所述补点数pq12，得到磁电式有缺齿类型的曲轴传感器信号crankmagnetic1，其中，p12取值为所述dac输入数值中间值

180、磁电式曲轴信号拼接单元，当所述曲轴传感器信号为磁电式无缺齿信号类型时，拼接所述磁电式正常齿曲轴信号normalwave22sin(x)和所述磁电式缺齿曲轴信号quechimagnetic2(x)，得到磁电式曲轴一段信号crankmagneticsec2，依次拼接r个所述信号crankmagneticsec2并在末尾处增加所述补点数p23，得到磁电式无缺齿类型的曲轴传感器信号crankmagnetic2。

181、较优地，所述凸轮轴信号参数包括凸轮轴一个凸起的周期μ、起始偏移soffset、插齿位置inum、插齿距离idis、凸轮轴凸起脉冲个数bcam，所述凸轮轴信号参数生成模块包括：

182、凸轮轴波形补点数计算单元，用于根据所述凸轮轴信号参数以及所述公共参数，计算出凸轮轴波形补点数；

183、凸轮轴传感器信号分段模拟单元，用于分段式模拟所述凸轮轴传感器信号；

184、凸轮轴传感器信号拼接单元，用于拼接凸轮轴波形，得到所述凸轮轴传感器信号；

185、所述凸轮轴波形补点数计算单元：

186、根据所述凸轮轴信号参数和所述公共参数，计算出凸轮轴每个周期中波形数据点数ncam、一般段周期数nsec、凸轮轴插齿位置左侧所具有完整的一般波形段的数目ileft、凸轮轴插齿位置右侧所具有完整的一般波形段的数目iright；

187、

188、

189、

190、

191、计算出所述凸轮轴波形补点数，所述凸轮轴波形补点数包括p11、p22，其中：

192、pless2＝ntotal-ncam×ttotal

193、

194、p22＝pless2-p11*(bcam-1)

195、其中，所述补点数p11为在起始偏移段及一般段后所需补点数，所述补点数p22为在插齿段后所需补点数，生成凸轮轴波形数据采样点数相较于所述ntotal所缺少的点数为pless2；

196、令tcam1＝μ，tcam21＝nsec-soffset-tcam1，tcam22＝soffset，tcam3＝nsec-tcam1，tcam4＝nsec-2×tcam1-tcam5，tcam5＝idis，凸轮轴传感器信号分段模拟单元包括起始偏移段模拟单元、一般段模拟单元和插齿段模拟单元，其中：

197、所述起始偏移段模拟单元，用于进行起始偏移段模拟，得到第一凸轮轴起始偏移段波形信号和第二凸轮轴起始偏移段波形信号，其中：

198、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用方波squcam和所述最小数字输入值0进行起始偏移段模拟，得到霍尔式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave11(x)和霍尔式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave12(x)，其中，所述方波squcam的周期为μ、占空比为50％、前半段为取值为vmax、后半段取值为0，所述信号startoffsetwave11(x)的空间大小为ncam*(nsec-soffset)+p11，所述信号startoffsetwave11(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*(nsec-soffset)+p11]：

199、

200、所述信号startoffsetwave12(x)的空间大小为soffset，所述信号startoffsetwave12(x)中自变量x的取值范围为[0，soffset]：

201、startoffsetwave12(x)＝0,x∈[0,soffset]

202、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和周期为μ的正弦波sincam进行起始偏移段模拟，得到磁电式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave21(x)和磁电式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave22(x)，其中，所述信号startoffsetwave21(x)的空间大小为ncam*(nsec-soffset)+p11，所述信号startoffsetwave21(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*(nsec-soffset)+p11]：

203、

204、所述信号startoffsetwave22(x)的空间大小为soffset，所述信号startoffsetwave22(x)中自变量x的取值范围为[0，soffset]：

205、

206、所述一般段模拟单元，用于进行一般段模拟，得到凸轮轴一般段波形信号，其中：

207、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用方波squcam和所述最小数字输入值0进行一般段模拟，得到霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)，其中，所述信号normalwave1(x)的空间大小为ncam*nsec+p11，所述信号normalwave1(x)中自变量x的取值范围为[0,ncam*nsec+p11]：

208、

209、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和所述正弦波sincam进行一般段模拟，得到磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)，所述信号normalwave2(x)的空间大小为ncam*nsec+p11，所述信号normalwave2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p11]：

210、

211、所述插齿段模拟单元，用于进行插齿段模拟，得到凸轮轴插齿段波形信号，其中：

212、当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，采用所述方波squcam和所述最小数字输入值0进行插齿段模拟，得到霍尔式凸轮轴插齿段波形信号insertwave1(x)，所述信号insertwave1(x)的空间大小为ncam*nsec+p22，所述信号insertwave1(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p22]：

213、

214、当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，采用所述dac数字输入值的中间值vmax/2和所述正弦波sincam进行插齿段模拟，得到磁电式凸轮轴插齿段波形信号insertwave2(x)，其中，所述信号insertwave2(x)的空间大小为ncam*nsec+p22，所述信号insertwave2(x)中自变量x的取值范围为[0，ncam*nsec+p22]：

215、

216、所述凸轮轴传感器信号拼接单元包括：

217、霍尔式凸轮轴信号拼接单元，当所述凸轮轴传感器信号的类型为霍尔式信号类型时，依次拼接所述霍尔式第一凸轮轴起始偏移波形信号startoffsetwave11(x)、ileft个所述霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)、所述霍尔式凸轮轴插齿段波形信号insertwave1(x)、iright个所述霍尔式凸轮轴一般段波形信号normalwave1(x)、所述霍尔式第二凸轮轴起始偏移波形信号startoffsetwave12(x)，得到霍尔式信号类型的凸轮轴传感器信号camhall；

218、磁电式凸轮轴信号拼接单元，当所述凸轮轴传感器信号的类型为磁电式信号类型时，依次拼接所述磁电式第一凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave21(x)、ileft个所述磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)、所述磁电式凸轮轴插齿段波形信号insertwave2(x)、iright个所述磁电式凸轮轴一般段波形信号normalwave2(x)、所述磁电式第二凸轮轴起始偏移段波形信号startoffsetwave22(x)，得到磁电式信号类型的凸轮轴传感器信号cammagnetic。

219、由上述技术方案可知，本发明实施例提供的可订制采样点数的曲轴凸轮轴传感器信号发生方法中，首先，上位机加载eecu激励信号特征参数并存储至eecu激励信号配置文件中，eecu激励信号特征参数包括曲轴信号参数和凸轮轴信号参数；然后，上位机加载公共参数，根据公共参数计算出生成波形数据所需总采样点数ntotal，并将总采样点数ntotal加入公共参数；上位机发送eecu激励信号配置文件至下位机；下位机的mcu读取eecu激励信号配置文件并加载eecu激励信号特征参数、加载公共参数；mcu基于eecu激励信号特征参数和公共参数生成eecu激励信号；将eecu激励信号发送到fpga，由fpga对eecu激励信号进行同步时钟域处理后存储至ram。本发明所用上位机的配置要求低，所用下位机结构简单、接线简单，具有便携性佳、普适性好的特点。