一种便携式发动机数据标定记录方法及装置的制作方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：一种便携式发动机数据标定记录方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式发动机数据标定记录方法及装置，具体涉及到发动机试验参数标定及试验数据的记录。
背景技术：
目前汽车发动机的控制系统功能、控制策略趋于复杂化，在整车匹配过程中需要标定及记录的数据量日益增加。实时监测发动机的工作状态参数、存储运行数据、标定修改发动机控制MAP，可以为操作人员提供直观的数据参考以分析改进控制策略。在匹配测试作业过程中，操作人员不仅要在平坦路面上进行测试，对于一些越野车辆还需经常在冰雪、沙漠、山路等恶劣道路环境下完成匹配测试工作，通过传统笔记本电脑标定参数及数据记录的方法受到恶劣工作环境的限制。随着现代电子技术和嵌入式技术的发展，基于嵌入式技术的便携式电子设备广泛应用在社会生活和专业科研中。但目前为止，尚没有已经开发出用于发动机标定的嵌入式发动机标定装置的报道。

发明内容
本发明提供一种便携式发动机数据标定记录装置，其特征在于包括人机交互�？�、微控制器�？�、CAN/LIN总线收发�？�、数据存储�？�、故障报警�？榧暗缭垂芾砟？椋� 其中人机交互�？榕渲盟霰甓ḿ锹甲爸貌僮饕韵履？樽橹械闹辽僖桓觯媚？樽榘�: 基于CCP底层协议进行车载发动机控制器的参数标定的参数标定�？�、显示发动机当前运行状态参数的显示�？�、记录行车过程中发动机运行状态参数的记录�？榧胺⒍缬头藕攀涑瞿？椋蝗嘶换ツ？槭涑龅牟僮餍藕啪芟叽莞⒖刂破髂？榻写砗螅ü鼵AN/LIN总线收发�？槭渌透翟胤⒍刂破鳎怀翟胤⒍刂破髟诵凶刺问ü鼵AN总线上传给微控制器模块处理后存储到数据存储�？橹谢蛏洗寥嘶换ツ？橄允荆凰鑫⒖刂破髂？榧嗖獗甓ḿ锹甲爸玫脑诵校⑶以谒霰甓ḿ锹甲爸贸鱿衷ざǖ墓收献刺那榭鱿卵≡裥缘夭僮鞴收媳ň？橐蕴崾静僮魅嗽保凰鋈嘶换ツ？榫哂心芄欢陨洗疗渲械氖萁胁僮鞔淼氖荽砟？椋凰龅缭垂芾砟？槲鲜龈髂？樘峁┕ぷ鞯缪梗凰鍪荽娲⒛？槲桓龌蚨喔鯯D卡，以用于记录发动机运行状态数据及车载发动机控制器控制MAP，所述数据存储�？榫哂邢蛲馐涑隹刹僮髯刺藕诺奶崾灸？椋� 向外输出数据存储信息的信息指示�？椋凰霰甓ḿ锹甲爸猛ü僮魈崾灸？橐耘卸鲜荽娲⒛？槭欠翊τ诳刹僮髯刺彝ü僮餍畔⒅甘灸？橐韵蛉嘶换ツ？橥庀允荽娲⒛？榈拇娲⑿畔ⅲ皇荽娲⒛？橐訤AT16文件的格式进行数据管理，所述标定记录装置可以通过创建、续写、删除、读取的方式对数据进行操作；在进行发动机参数标定时，所述标定记录装置将存储于数据存储�？橹械某翟胤⒍刂破骺刂芃AP显示到人机交互�？橹泄┎僮魅嗽北甓ㄐ薷模甓ㄍ瓿珊蟛僮魅嗽笨梢园驯甓ê蟮牟问娲⒌绞荽娲⒛？橹幸杂糜诜治龃恚徊僮魅嗽笨梢允淙氪唇ù娲⑹菸募闹噶罨蚴淙胄创娲⑹菸募闹噶睿皇荽娲⒛？槟芄慌卸鲜Ｓ嗟拇娲⒖占湟匝≡裥缘胤⒊龃唇ù娲⑹菸募闹噶�。
其中所述预定的故障状态是至少一种以下的情况车载发动机控制器的至少一个运行参数超过边界条件、数据存储�？槲床迦搿⑹荽娲⒛？槿萘柯�、总线连接异常及车载发动机控制器运行状态数据异常。其中所述人机交互模块为手持式，并且所述人机交互�？橥ü齋CI总线与微控制器�？榻行畔⒔换ゲ⒛芄幌蚱涫淙氩僮魅嗽钡闹噶睢Ｆ渲兴鑫⒖刂破髂？槲宋⒖刂破鳎源砣嘶换ツ？槭涑龅闹噶钚藕偶翱刂破渌？榻胁问甓ḿ凹锹迹晃⒖刂破髂？樯柚么蠧AN总线�？�、SCI总线�？楹� /或SPI总线�？橐允迪钟肫渌？榈氖萃ㄐ拧Ｆ渲械缭垂芾砟？槲绯睾�/或外接适配接口模块。其中所述故障报警�？椋梢酝ü韵路绞街械闹辽僖恢痔崾静僮魅嗽保渲蟹绞桨ㄍü嘶换ソ缑嫣崾靖僮魅嗽保刂频ピ械墓收系�、蜂鸣器。其中所述数据处理�？榭梢栽谑匝橥瓿珊蠓治鍪匝楣淌莶⑼ü嘶换ツ？榻蟹⒍诵泄淌莼胤藕�/或分析车载发动机控制器控制策略及控制参数合理性。上述技术方案可以看出，由于本发明实施采用模块化集成设计，体积小、操作方便、通讯速率高且可靠，因此，提高了操作人员在野外作业进行发动机匹配测试时工作的可能性及工作效率。

为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。图1是便携式发动机数据标定记录装置的结构框图，包括人机交互�？椤⑽⒖刂破髂？�、数据存储�？�、CAN/LIN总线收发�？�、电源管理�？檎庖幌盗泄δ苣？椋煌�2是装置正常工作时流程简图；图3是装置基于CCP底层协议的标定�？榻峁箍蛲迹煌�4是利用微控制器SPI�？橥饫㏒D卡时的驱动时序图；图5是SD卡进行数据存储流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的技术方案的附图，进行清楚、完整地描述，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。图1中介绍了便携式发动机数据标定记录装置的组成部分，包括人机交互�？�、微控制器�？�、数据存储�？�、CAN/LIN总线收发�？�、电源管理�？�。其中人机交互模块，使用蓝海微芯公司eWin4S，它基于Windows CE操作系统控制平台，拥有32位ARM920T高速处理器内核及4. 3寸高清真彩数字屏，支持.NET Compact Framework 2. 0应用程序开发，在此平台上二次开发应用程序完成人机交互界面内容，包括基于CCP底层协议的发动机参数标定模块；发动机运行状态数据显示�？椋环⒍诵凶刺荽娲⒛？椋环⒍缬偷绱欧藕攀涑瞿？椋幌低吃诵凶刺收媳ň？�。人机交互�？橛胛⒖刂破髂？橥ü齋CI总线进行数据通信；微控制器模块，使用飞思卡尔公司16位高性能双核微控制器MC9S12)(DP512，它基于HCS12X内核，用于处理操作人员指令及控制其它模块完成参数标定及数据记录任务。 MC9S12XDP512拥有丰富的片上资源，包括3 字节RAM、4K字节EEPROM及511字节FLASH 空间，3路串行异步通信接口 SCI，3路串行同步通信接口 SPI，5路独立CAN总线接口，同时还包括一个独立X-GATE处理器单元。微控制器模块通过CAN总线�？橛氤翟胤⒍刂破鹘惺萃ㄐ牛煌ü齋CI总线与人机交互�？榱樱辗⒉僮魅嗽敝噶�、发动机标定参数及状态数据；通过SPI总线外扩大容量SD卡，进行发动机运行状态数据记录存储操作；数据存储�？椋捎么笕萘糠且资D卡，通过微控制器�？镾PI�？橛肫浣惺莼ハ恚赟D卡复位后激活进入SPI总线工作模式；CAN/LIN总线收发�？椋糜谟氤翟胤⒍刂破骷浣惺萁换唬渲形⒖刂破髂？橹邪珻AN�？椋珻AN模块与物理总线电气协议的差动发送及接收功能通过总线驱动器芯片PCA82C250完成；LIN总线收发�？橥ü⒖刂破魃蟂CI总线与物理总线驱动器芯片TJA1020驱动完成；电源管理模块，使用两节3. 7V串联锂电池作为总电源，通过开关电源LM2587ADJ 升压到人机交互�？樗�+12V电压范围，利用LM2596-5及AMSl 117-3. 3电源芯片变换到微控制器系统及SD卡所需电压范围。图2介绍装置的工作流程，装置上电后，首先进行装置中的微控制器�？槌跏蓟� 例如内存分配、设置总线频率、通用输入输出(I/O)端口初始化、功能I/O端口初始化等；然后判断装置外设连接状态，如SD卡是否连接正常或写保护等，如果SD卡连接正常则读取 SD卡B00T、FAT、R00T等扇区获得SD卡使用情况信息；接着开启微控制器中断，等待接收人机交互界面操作人员下发指令，执行相应任务，如车载发动机控制器参数标定或进行运行参数记录等，如没有连接人机交互界面，则系统根据上次操作人员配置参数进行发动机运行参数记录功能，记录过程中操作人员可以通过连接人机交互界面进行其它功能的任务配置。图3介绍了装置基于CCP底层协议进行标定工作的结构图，当操作人员选择标定功能时，装置会首先从SD中把设备参数的配置文件显示在人机交互界面上，供操作人员进行初始化设置，在CCP驱动层，对于车载发动机控制器中MAP图、曲线等需要标定修改的参数，采用一问一答会话方式实现，而对于反映系统运行情况变化的大量重要数据，为避免在传输时造成CAN总线负载率过高，通过DAQ机制来实现。此外，标定系统与控制器进行通信时需要有一个描述性文件来记录控制器参数的详细信息，如标定参数和监控变量在控制器中的存储地址、存储结构和数据类型等。当标定工作完成之后，SD卡同时会更新其内部保存的控制器中MAP图/曲线的参数信息，方便用户查询使用。人机交互�？樾畔⑼ü齋CI总线传递给微控制器，微控制器处理后通过CAN总线发送给车载发动机控制器。图4介绍了利用微控制器SPI�？橥饫㏒D卡时的控制驱动时序，SD卡的SPI接口由4条线构成，分别为CS片选线、MOSI主发从收线、MISO主收从发线、CLK时钟线。在 SD卡的SPI模式中，单片机为主设备，SD卡为从设备，时钟线CLK在SD卡空闲时始终保持高电平，如果单片机连接多片SD卡，那么当SD卡上的CS线为逻辑0时，这片SD卡被选用。 SD卡有一套命令集(CMDO-CMD6;3)来对应相应功能，SD卡在上电初期自动进入SD总线模式，在此模式下向SD卡发送复位命令CMD0。如果SD卡在接收复位命令过程中CS低电平有效，则进入SPI模式，否则工作在SD总线模式。在复位成功之后可以通过CMD16设置数据Block长度，通过CMD9读取卡的CSD寄存器，从CSD寄存器中，主机可获知卡容量，支持的命令集等重要参数。完成SD卡的初始化之后即可进行它的读写操作。SD卡的读写操作都是通过发送SD卡命令完成的。SPI总线模式支持单块(CMD24)和多块(CMD25)写操作，多块操作是指从指定位置开始写下去，直到SD卡收到一个停止命令CMD12才停止。单块写操作的数据块长度只能是512字节。单块写入时，命令为CMD24，当应答为0时说明可以写入数据，大小为512字节。在需要读取SD卡中数据的时候，读SD卡的命令字为CMD17，接收正确的第一个响应命令字节为OxFE，随后是512个字节的用户数据块，最后2个字节为CRC 验证码。图5介绍了 SD卡进行数据存储流程，当装置进行数据记录任务时会首先检查操作人员是否正常插入SD卡、SD卡是否写保护等情况，如有错误会提示操作人员；然后正常初始化SD卡，通过读取起始扇区内容得到本张SD卡容量、FAT扇区及根目录扇区地址等重要信息，跳转到FAT扇区及根目录扇区搜索空闲地址空间，完成后微控制器�？榻獵AN总线上收到的事先保存在缓冲区中的信息存储到SD卡中，期间会检测SD卡是否还有剩余空间，在文件大小达到一定值时为避免打开时造成系统缓慢，系统会自动创建新的文件继续保存，每个文件存储位置大小等信息存储于SD卡根目录区。
权利要求
1.一种便携式发动机数据标定记录装置，其特征在于包括人机交互�？椤⑽⒖刂破髂？椤AN/LIN总线收发�？椤⑹荽娲⒛？椤⒐收媳ň？榧暗缭垂芾砟？椋黄渲腥嘶换ツ？榕渲盟霰甓ḿ锹甲爸貌僮饕韵履？樽橹械闹辽僖桓觯媚？樽榘ɑ贑CP底层协议进行车载发动机控制器的参数标定的参数标定�？�、显示发动机当前运行状态参数的显示�？�、记录行车过程中发动机运行状态参数的记录�？榧胺⒍缬头藕攀涑瞿？椋蝗嘶换ツ？槭涑龅牟僮餍藕啪芟叽莞⒖刂破髂？榻写砗螅ü鼵AN/ LIN总线收发�？槭渌透翟胤⒍刂破鳎怀翟胤⒍刂破髟诵凶刺问ü鼵AN总线上传给微控制器�？榇砗蟠娲⒌绞荽娲⒛？橹谢蛏洗寥嘶换ツ？橄允荆凰鑫⒖刂破髂？榧嗖獗甓ḿ锹甲爸玫脑诵校⑶以谒霰甓ḿ锹甲爸贸鱿衷ざǖ墓收献刺那榭鱿卵≡裥缘夭僮鞴收媳ň？橐蕴崾静僮魅嗽保凰鋈嘶换ツ？榫哂心芄欢陨洗疗渲械氖萁胁僮鞔淼氖荽砟？椋凰龅缭垂芾砟？槲鲜龈髂？樘峁┕ぷ鞯缪梗� 所述数据存储�？槲桓龌蚨喔鯯D卡，以用于记录发动机运行状态数据及车载发动机控制器控制MAP，所述数据存储�？榫哂邢蛲馐涑隹刹僮髯刺藕诺奶崾灸？椋幌蛲馐涑鍪荽娲⑿畔⒌男畔⒅甘灸？椋凰霰甓ḿ锹甲爸猛ü僮魈崾灸？橐耘卸鲜荽娲⒛？槭欠翊τ诳刹僮髯刺彝ü僮餍畔⒅甘灸？橐韵蛉嘶换ツ？橥庀允荽娲⒛？榈拇娲⑿畔ⅲ皇荽娲⒛？橐訤AT16文件的格式进行数据管理，所述标定记录装置可以通过创建、续写、删除、读取的方式对数据进行操作；在进行发动机参数标定时，所述标定记录装置将存储于数据存储�？橹械某翟胤⒍刂破骺刂芃AP显示到人机交互模块中供操作人员标定修改，标定完成后操作人员可以把标定后的参数存储到数据存储�？橹幸杂糜诜治龃恚徊僮魅嗽笨梢允淙氪唇ù娲⑹菸募闹噶罨蚴淙胄创娲⑹菸募闹噶睿皇荽娲⒛？槟芄慌卸鲜Ｓ嗟拇娲⒖占湟匝≡裥缘胤⒊龃唇ù娲⑹菸募闹噶�。
2.根据权利要求1所述的标定记录装置，其特征在于所述预定的故障状态是至少一种以下的情况车载发动机控制器的至少一个运行参数超过边界条件、数据存储�？槲床迦�、数据存储�？槿萘柯�、总线连接异常及车载发动机控制器运行状态数据异常。
3.根据权利要求1或2所述的标定记录装置，其特征在于所述人机交互�？槲殖质剑⑶宜鋈嘶换ツ？橥ü齋CI总线与微控制器�？榻行畔⒔换ゲ⒛芄幌蚱涫淙氩僮魅嗽钡闹噶睢�
4.根据权利要求1或2所述的标定记录装置，其特征在于所述微控制器模块为双核微控制器，以处理人机交互�？槭涑龅闹噶钚藕偶翱刂破渌？榻胁问甓ḿ凹锹迹晃⒖刂破髂？樯柚么蠧AN总线模块、SCI总线�？楹�/或SPI总线模块以实现与其它�？榈氖萃ㄐ�。
5.根据权利要求1或2所述的标定记录装置，其特征在于电源管理�？槲绯睾�/ 或外接适配接口�？�。
6.根据权利要求1或2所述的标定记录装置，其特征在于故障报警�？椋梢酝ü韵路绞街械闹辽僖恢痔崾静僮魅嗽保渲蟹绞桨ㄍü嘶换ソ缑嫣崾靖僮魅嗽保刂频ピ械墓收系�、蜂鸣器。
7.根据权利要求1或2所述的标定记录装置，其特征在于所述数据处理�？榭梢栽谑匝橥瓿珊蠓治鍪匝楣淌莶⑼ü嘶换ツ？榻蟹⒍诵泄淌莼胤藕�/或分析车载发动机控制器控制策略及控制参数合理性。
8.一种便携式发动机数据标定记录装置，其特征在于包括带有ARM920T高速处理器和显示屏的人机交互模块、为MC9S12)(DP512型双核控制器的微控制器�？椤ㄗ芟咔餍酒琍CA82C250和/或物理总线驱动器芯片TJA1020的CAN/LIN总线收发模块、由一片或多片SD卡作组成的数据存储�？�、故障报警�？椤⒌缭垂芾砟？椋黄渲腥嘶换ツ？榕渲盟霰甓ḿ锹甲爸貌僮饕韵履？樽橹械闹辽僖桓觯媚？樽榘ɑ贑CP底层协议进行车载发动机控制器的参数标定的参数标定�？�、显示发动机当前运行状态参数的显示�？�、记录行车过程中发动机运行状态参数的记录�？榧胺⒍缬头藕攀涑瞿？椋� 人机交互�？槭涑龅牟僮餍藕啪芟叽莞⒖刂破髂？榻写砗螅ü鼵AN/LIN总线收发�？槭渌透翟胤⒍刂破鳎晃⒖刂破髂？榇砣嘶换ツ？槭涑龅闹噶钚藕偶翱刂破渌？榻胁问甓ḿ凹锹迹晃⒖刂破髂？樯柚么蠧AN总线�？�、SCI总线�？楹�/ 或SPI总线模块以实现与其它�？榈氖萃ㄐ牛怀翟胤⒍刂破髟诵凶刺问ü鼵AN 总线上传给微控制器�？榇砗蟠娲⒌绞荽娲⒛？橹谢蛏洗寥嘶换ツ？橄允荆凰鑫⒖刂破髂？榧嗖獗甓ḿ锹甲爸玫脑诵校⑶以谒霰甓ḿ锹甲爸贸鱿衷ざǖ墓收献刺那榭鱿卵≡裥缘夭僮鞴收媳ň？橐蕴崾静僮魅嗽保黄渲兴鲈ざǖ墓收献刺侵辽僖恢忠韵碌那榭龀翟胤⒍刂破鞯闹辽僖桓鲈诵胁问呓缣跫�、数据存储�？槲床迦�、数据存储�？槿萘柯�、总线连接异常及车载发动机控制器运行状态数据异常；所述故障报警�？椋梢酝ü韵路绞街械闹辽僖恢痔崾静僮魅嗽保渲蟹绞桨ㄍü嘶换ソ缑嫣崾靖僮魅嗽保刂频ピ械墓收系�、蜂鸣器；所述人机交互�？榫哂心芄欢陨洗疗渲械氖萁胁僮鞔淼氖荽砟？椋凰龅缭垂芾砟？槲鲜龈髂？樘峁┕ぷ鞯缪梗凰鍪荽娲⒛？橥ü齋PI总线与微控制器�？榻惺萃ㄐ乓杂糜诩锹挤⒍诵凶刺菁俺翟胤⒍刂破骺刂芃AP，所述数据存储�？橐訤AT16文件的格式进行数据管理，当所述数据存储�？榻惺菁锹疾僮魇被崤卸蟂D卡是否正常插入和/或是否处于写保护状态并向外输出可操作状态信号；对SD卡执行初始化操作后，通过读取SD卡的起始扇区内容获取SD卡的状态信息并向外输出数据存储信息；所述标定记录装置通过上述操作状态信号以判断数据存储�？槭欠翊τ诳刹僮髯刺彝ü芟呤渌褪荽娲⑿畔⒁韵蛉嘶换ツ？橥庀允荽娲⒛？榈拇娲⑿畔ⅲ凰霰甓ḿ锹甲爸每梢酝ü唇�、续写、删除、读取的方式对数据进行操作；在进行发动机参数标定时，所述标定记录装置将存储于数据存储�？橹械某翟胤⒍刂破骺刂芃AP显示到人机交互�？橹泄┎僮魅嗽北甓ㄐ薷模甓ㄍ瓿珊蟛僮魅嗽笨梢园驯甓ê蟮牟问娲⒌绞荽娲⒛？橹幸杂糜诜治龃恚徊僮魅嗽笨梢允淙氪唇ù娲⑹菸募闹噶罨蚴淙胄创娲⑹菸募闹噶睿皇荽娲⒛？橥ü卸� SD卡中剩余的存储空间以选择性地发出创建存储数据文件的指令；所述数据处理�？榭梢栽谑匝橥瓿珊蠓治鍪匝楣淌莶⑼ü嘶换ツ？榻蟹⒍诵泄淌莼胤藕�/ 或分析车载发动机控制器控制策略及控制参数合理性。
9.根据权利要求8所述的标定记录装置，其特征在于电源管理�？槲绯睾�/或外接适配接口�？�。
10.一种使用权利要求1-9中任一项所述的标定记录装置对发动机进行标定的方法。
全文摘要
本发明涉及便携式发动机数据标定记录方法及装置，包括下发操作指令的人机交互�？椋贑CP底层协议进行参数标定或显示发动机运行状态数据；处理指令及控制其它�？橥瓿刹问甓ḿ凹锹既挝竦奈⒖刂破髂？椋ü⒖刂破髯源鳦AN、SCI总线�？椋杉殖AN总线或LIN总线接口的数据，通过微控制器自带SPI总线�？椋饫┐笕萘看娲D卡，记录车载发动机控制器控制参数MAP及运行状态参数；电源管理模块，将自带锂电池电能转换为系统各�？樗璧缒埽患锹际莸氖荽娲⒛？�。本发明有效解决发动机匹配试验过程中，尤其在恶劣道路环境下，不方便使用笔记本电脑等设备进行发动机参数标定及总线记录问题，有效提升操作人员工作可行性及工作效率。
文档编号G01M15/00GK102507195SQ20111039401
公开日2012年6月20日申请日期2011年12月1日优先权日2011年12月1日
发明者刘波澜, 崔涛, 张付军, 柴智刚, 黄英申请人:北京理工大学

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一种便携式发动机数据标定记录方法及装置的制作方法