[发明专利]一种自动数据记录和压缩的发动机试验数据采集系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及车用发动机试验技术领域，特别是涉及发动机试验数据采集装置。

背景技术

发动机电控系统在运行过程中利用CAN总线与其它控制器进行数据通信。在发动机试验中通过CAN总线接受发动机状态数据和整车其它控制器信息，按照测试要求将相关信息保存到存储器中，并通过特定程序读取，以备测试人员用于控制功能和控制效果分析。

当前，发动机控制系统朝着功能复杂化，运算高速化的方向发展，需要记录的数据量日渐增大，且车载试验条件恶劣。现有通过外接电脑采集数据的方法，就曝露出数据冗余度高，使用场合受限等一系列缺点，限制其在整车匹配试验中的应用。为此研究设计一种采集速率高，使用简便，可靠性高的嵌入式发动机试验数据采集装置具有重要意义和实用价值。

发明内容

针对发动机数据采集系统的实际需求，本发明的目的在于提供可用于车载环境条件下，采集、存储和上传发动机状态参数的试验数据采集系统。

本采集系统由两部分组成：嵌入式发动机试验数据采集装置和基于labview软件平台的数据处理模块。

所述试验数据采集装置包括：

微控制器，用于运行采集程序，执行数据压缩算法，实现对存储器的读写；

CAN通信模块，用于数据采集装置与发动机控制器之间进行通信；

电源模块，用于在车载环境条件下向数据采集装置提供稳定电源；

串行通信接口，用于实现数据采集装置与测试电脑中数据处理模块的通信，

液晶显示模块，与微控制器相连，通过数据总线显示数据内容；

时钟电路，用于为所记录的数据提供时间标记；

和存储器，与微控制器相连，通过数据总线数据将采集到的数据存入；

所述数据处理模块通过串行接口与试验数据采集装置连接，用于上传数据的管理，包含：串行通信接口(串行通信硬件电路)，串行通信程序(即串口驱动驱动程序)，后台数据处理(对数据解压，并对前台接收的指令进行解释)，前台数据显示(存储状态显示和设置采集装置工作参数)。

本发明能在车载环境条件下，通过CAN总线实现发动机试验数据以及部分整车数据的在线采集，并根据参数变化情况自行压缩数据，从而实现快速可靠的记录发动机试验数据，以备后续控制系统的功能验证和控制参数的定量分析。若采集和存储8项试验参数，并选取最高压缩率，可连续记录6个小时。所用压缩算法有效，压缩后数据与实测数据误差小于％5，满足试验分析需要。试验进行中液晶屏可直接显示参数变化规律，为测试人员现场分析提供依据。此外，试验数据采集装置抗干扰能力强，可保证准确接受数据，实现车载条件下得稳定运行。

附图说明

图1是根据本发明的数据采集系统原理框图。

图2是根据本发明的电源模块硬件设计原理图。

图3是根据本发明的数据处理模块前台显示界面。

图4是根据本发明的数据压缩算法图。

图5是根据本发明的数据压缩流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

图1示出本发明的用于发动机试验数据记录系统的原理框图。采集系统由采集装置和数据处理模块组成。试验数据采集装置由7部分组成：微控制器MC9S12DP256，CAN通信模块，电源模块，串行通信接口，液晶显示模块，时钟电路和存储器组成。各组成部分均集成在一张印刷电路板上，并用金属壳体封闭。所引出端口包括：电源输入(与电源模块相连)和串行通信接口(与电脑中数据处理模块连接)，其中串行通信接口使用扁平电缆实现两者电连接。

以下为各部分的具体设计：

1.发动机试验数据采集装置

试验数据采集装置由7部分组成：微控制器MC9S12DP256，CAN通信模块，电源模块，串行通信接口，液晶显示模块，时钟电路和存储器。

1)微控制器

微控制器是发动机实验数据采集装置的核心，用来执行数据压缩算法和数据存储驱动程序，并可与数据处理模块进行交互。采集装置中微处理器可选用Freescale公司的16位微处理器MC9S12DP256BMVP。