图4 化油器式氧传感器2 500 r/ min 时的信号模型
Fig. 4 Carburetor OS model in 2 500 r/ min
②多点喷射式氧传感器信号
多点喷射式OS 信号模块产生的信号频率可调， 变化范围在0125～3100 kHz 之间，能满足实际输出信号要求。 多点喷射式OS 信号模型如图5 所示。
图5 多点喷射式氧传感器信号模型
Fig. 5 Multipoint injection OS model
车速传感器(vehicle speed sensor ，VSS) 信号的波形是以正弦波为基础构建的，通过其频率的变化表征不同的曲轴转速。 根据相关实验室数据中的资料，可以得到其范围一般在0～300 Hz 之间。 VSS信号模型如图6 所示。
图6 车速传感器信号模型
Fig. 6 VSS models
2.2系统信号的实际发生
将发动机ECU 激励的信号模型转化为实际的信号，必须通过一个软硬件衔接过程。 在LabVIEW语言环境下，一般是通过由板卡研发公司编写的信号发生执行函数来操纵相关的硬件，以此来实现软件程序对硬件执行过程的控制。 作者利用在Lab2VIEW 平台下的驱动程序DAQ2LVIEW PnP 函数库实现信号的实际发生。
3.1 系统试验测试
试验仪器设备为发动机试验台、示波器和由本实验室开发的基于虚拟仪器的发动机测试分析仪，发动机试验台是尼桑U13 小客车发动机试验台。该试验台具备完整的发动机及其相关附件系统，包括各路传感器和用于检测试验的发动机ECU。 在试验中使用该设备可以在发动机试验台运行时取得实际的8 路核心传感器信号，与所设计系统产生的信号进行对比分析。
系统使用了DAQ2501 多功能信号发生卡，该卡本身具备4 路高速信号采集功能，可以通过虚拟仪器的方式将结果显示出来。 但是为了证明本系统在传统设备检测条件下依然能够达到标准，采用了传统的电子示波器对该系统发出的部分信号进行显示。
最后，运用基于虚拟仪器的发动机测试分析仪对该信号发生器进行检验。 该系统多次应用于实车测验，完全能够满足数据采集过程中对速度和精度的要求。
3.2 试验结果对比与分析
将以上几路传感器上采集的信号与本系统通过建模形成的信号进行对比，来验证基于虚拟仪器的ECU 激励信号发生系统测试信号的精度和稳定性。以发动机试验台上采集的磁电式凸轮轴位置传感器信号与本系统通过建模形成的信号进行对比，结果如图7 和图8 所示。
图7 发动机试验台上采集的凸轮轴位置传感器信号
Fig. 7 CMP of engine experimental station
图8 信号发生系统生成的凸轮轴位置传感器信号
Fig. 8 CMP of signal emitting system
对比图7 、图8 发现:原信号上的振动较大，这是由于采集过程中其他信号的干扰造成的。 但是不难发现由信号生成系统所生成的信号与原实际信号有很高的相似度。 信号生成器所生成的信号曲线较原信号略粗了一些，这是由于信号发生器的采样频率较高，即同一周期内对生成信号的采集点要多于原信号。
以发动机试验台上采集的爆震传感器信号与本系统通过建模形成的信号进行对比，结果如图9 和图10 所示。
图9 发动机试验台上采集的爆震传感器信号
Fig. 9 KS of engine experimental station
图10 信号发生器生成的爆震传感器信号
Fig. 10 KS of signal emitting system
对比图9 、图10 可以发现:原信号上的振动衰减较快，并且呈现出更强的随机性。 但是不难发现在振动方式和波形的结构上两种方式产生的信号依然能够保持较高的相似度。
以发动机试验台上采集的多点喷射氧传感器信号与本系统通过建模形成的信号进行对比，结果如图11 和图12 所示。
图11 发动机试验台上采集的氧传感器信号
Fig. 11 OS of engine experimental station
图12 信号发生器生成的氧传感器信号
Fig. 12 OS of signal emitting system
对比图11 、图12 可以发现:原信号在初始阶段经过了一段时间的缓慢爬升后才到达了比较稳定的状态:这是因为只有在发动机运行了一段时间后，在PCM 模块控制下，喷油量和尾气氧含量才会进入稳定的闭环状态，而在本系统中是假设已经进入稳定状态下的信号。
此外，信号发生器所生成的信号曲线比原信号略细一些，这是由于原信号的采样频率较高，即同一周期内对原信号的采集点要多生成原信号。
以发动机试验台上采集的车速传感器信号与本系统通过建模形成的信号进行对比，如图13 和图14 所示。
图13 发动机试验台上采集的车速传感器信号
Fig. 13 VSS of engine experimental station
图14 信号发生器生成的车速传感器信号
Fig. 14 VSS of signal emitting system
对比图13 、图14 可以发现，本系统所生成的信号与原实际信号在振动的方式和波形的结构上依然能够保持较高的相似度，略有不同的是在本系统中对于干扰杂波的幅
