CN101057478A - 数据记录装置和数据记录方法 - Google Patents
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Abstract
一种记录多个不同种类的数据项的数据记录装置，其中一个或多个节点将多个数据项设置到具有为各种数据项唯一分配的帧ID的数据帧中，并且将该数据帧传输到多路通信线路中。记录单元依照数据帧的帧ID对从多路通信线路发送的数据帧中包含的数据项进行分类，并且将该分类的数据项存储到存储单元中。
Description
技术领域
一般地，本发明涉及数据记录装置和数据记录方法，更具体地，涉及适于记录从多个节点传输的多个不同种类的数据项的数据记录装置和方法，所述多个节点通过车载网络中的多路通信线路互连。
背景技术
常规地，已知一种记录装置系统，其中记录装置记录从多个控制单元传输的多个数据项，所述控制单元通过车载LAN中的多路连接线路互连。控制单元构成车载LAN的节点。例如，参考申请号为2002-330149的日本公开专利申请。
在申请号为2002-330149的日本公开专利申请所述的系统的情况中，当车辆开始运转时，寻址为记录装置的多个数据项在预定时间(或定期地)从多个控制单元(例如发动机控制单元、ABS控制单元和车门控制单元)被输出到车载LAN。记录装置收集并记录所述多个数据项。
然而，上述系统没有考虑到记录装置应该如何或者以何顺序收集从多个控制单元发送的多个不同种类的数据项的规则。例如，当执行车辆的故障诊断时，需要收集几乎在相同时期输出的多个数据项。然而，如果固有地限定记录装置和各个控制单元之间的个别规则，那么收集多个不同种类的数据项的规则变得复杂，并且失去了系统的多功能性。结果，多个不同种类的数据项的收集变得困难。
发明内容
本发明的目的为提供一种消除了上述问题的、改进的数据记录装置和方法。
本发明的另一个目的为提供一种数据记录装置和方法，其利用一种简单的、通用的结构能够容易地收集并记录多个不同种类的数据项。
为了达到上述目的，本发明提供一种记录多个不同种类的数据项的数据记录装置，该数据记录装置包括：一个或多个节点，其将多个数据项设置到具有为数据项的各个种类唯一分配的帧ID的数据帧中，并且将数据帧传输到多路通信线路；及记录单元，其依照数据帧的帧ID对从多路通信线路发送的数据帧中包含的数据项进行分类，并且将分类的数据项存储到存储单元中。
为了达到上述目的，本发明提供一种记录多个不同种类的数据项的数据记录方法，该数据记录方法包括：将一个或多个节点的多个数据项设置到具有为数据项的各个种类唯一分配的帧ID的数据帧中；将数据帧传输到多路通信线路；依照数据帧的帧ID对从多路通信线路发送的数据帧中包含的数据项进行分类；及将分类的数据项存储到存储单元中。
根据上述本发明的数据记录装置和方法，为数据项的各个种类唯一分配的帧ID被附加到被从一个或多个节点传输到多路通信线路的数据帧中。当数据帧从多路通信线路传输到记录单元时，附加到数据帧的帧ID被提取和分析，并且按照每个帧ID从数据帧中对数据项进行分类，以使分类的数据项被存储到存储单元中。
本发明的数据记录装置不需要使用在记录装置14和各个控制单元之间固有限定的个别规则，并且本发明的数据记录装置依从收集数据项的共同规则。因此，可以构造简单的、通用的数据记录系统。
上述本发明的数据记录装置和方法可以被配置为，一个或多个节点将具有唯一分配的帧ID的、包含数据项的数据帧以预定时间间隔传输到多路通信线路。由于实现了数据帧从一个或多个节点传输到记录单元的单向通信，与将被记录的数据项的传输被要求从记录单元侧到节点侧的双向通信相比，可以减少多路通信线路上的通信量。
上述本发明的数据记录装置和方法可以被配置为，记录单元从存储单元复制所有帧ID的数据项，并且将复制的所有帧ID的数据项在预定时间共同存储到记录介质中。上述本发明的数据记录装置和方法可以将多个不同种类的数据项存储到记录介质中，其中多个数据项几乎在相同时期内被收集。
根据本发明的数据记录装置和方法，利用简单的、通用的系统组成可以容易地收集多个不同种类的数据项。
附图说明
图1为记录装置系统的框图，其中包含了本发明的数据记录装置。
图2为说明将帧ID分配给本实施例的记录装置系统中的多个控制单元(节点)的各种数据的图。
图3为说明从本实施例的记录装置系统中的多个节点中的一个传输数据项，以及在记录装置中记录该数据项的过程的图。
图4为说明从本实施例的记录装置系统中的多个节点传输的多个数据项被分别记录在记录装置中的过程的图。
具体实施方式
将参照附图给出本发明实施例的描述。
图1图示了包含本发明的数据记录装置的记录装置系统。如图1中所示，本实施例的记录装置系统包括由ECU或智能传感器构成的多个节点10、互连多个节点10的多路通信线路12、以及也连接到多路通信线路12的记录装置14。ECU是电子控制单元(Electronic ControlUnit)的缩写，并且ECU主要由微型计算机构成并且被设置在机动车辆的各个控制单元的任意个中。
图1的记录装置系统为一系统，在其中记录装置14收集并记录来自多个节点10的多个数据项，用于执行车辆的故障诊断的目的。
多路通信线路12是由CAN(控制器局域网，Controller AreaNetwork)中的单线或双绞线制成的共享总线。通过根据预定通信协议的时分复用(多信道)，多路通信线路12使得可以多路复用和传输来自多个节点10的多个数据项。
从多个节点10中的一个传输的多个数据项中的一个通过多路通信线路12传输到另一个节点10或记录装置14。
特别地，多个节点10可以包括：转向角传感器，其输出转向角的指示信号；横摆角速度传感器，其输出围绕车辆重心的轴线(axis)产生的横摆角速度的指示信号；发动机ECU，其基于节气门开度、油门开度、发动机水温等来执行发动机控制；VSC(车辆稳定性控制，VehicleStability Control)ECU，其基于轮速、横摆角速度和转向角来稳定车辆的转弯动作；变速器ECU，其基于档位操作位置等来控制车辆的档位；制动器ECU，其基于制动力和转向角来控制车辆的制动力；自动空调ECU，其基于空调操作开关和车内温度来控制车辆中的空气调节；以及电动助力转向ECU，其基于转向角来控制转向助力。
多个节点10的每一个分别具有带有内置控制器的微型计算机，和连接到微型计算机的通信模块。微型计算机根据多路通信线路12的通信协议控制所述控制器。微型计算机将要从该节点10输出的输出数据数字化，并通过多路通信线路12将数字输出数据传输到另一个节点10。同样，微型计算机对通过多路通信线路12接收的来自另一个节点10的输入数据解码，并且基于解码的输入数据执行该节点的控制。
控制器控制通信模块，以使通信模块将该节点10的数据传输到另一个节点10，或者接收从另一个节点10传输到该节点10的数据。每一个各自的节点10基于从另一个节点10接收的数据，或者基于连接到该节点10的传感器或开关的状态来分别执行该节点的控制。
在多个节点10中的一个特定节点10将必要的数据周期地(例如，每50ms)传输到另一个特定的节点10，或者周期地从另一个特定的节点10接收必要的数据。例如，VSC ECU、制动器ECU和发动机ECU共享由制动器ECU检测的轮速信息，或者共享用于稳定由VSC-ECU决定的转弯动作的驱动扭矩、以及制动力的控制命令值。另外，发动机ECU和自动空调器ECU共享由发动机ECU检测的发动机水温信息。这些控制数据从检测该数据的源节点10传输到共享该数据的目的节点10，并且它们用于在目的节点中的控制。
记录装置14也具有带有内置控制器的微型计算机，以及连接到微型计算机的通信模块。记录装置14根据多路通信线路12的通信协议控制所述控制器，以使通信模块接收寻址为记录装置14、并且通过多路通信线路12从每个节点10传输的数据，并且记录装置14记录该数据。
特别地，记录装置14包括临时存储数据表14a和常规记录介质14b。临时存储数据表14a临时存储从任何节点10传输的一个或多个数据项。常规记录介质14b为，例如硬盘，周期性地将存储在临时存储数据表14a中的数据项进行存储。在记录装置14中，从节点10传输的数据项首先临时存储在临时存储数据表14a中，并且它们被周期性地存储在常规记录介质14b中。
每一个节点10把要被记录在记录装置14中的、用于执行车辆的故障诊断的数据通过多路通信线路12传输到记录装置14。
由每一个节点10传输到多路通信线路12的数据形成为具有预定格式的数据帧。例如，该数据帧包括指示数据帧的开始的帧开始(SOF，Start Of Frame)；用于指示标识信息(也指示了数据传输的优先级)的帧ID(标识符)，该标识信息用于将该传输数据区别于其它传输数据；指示了传输数据的长度的数据长度码(DLC，Date Length Code)；指示了传输数据的内容(例如，轮速信息、驱动扭矩的控制命令值等)的数据域；用于检查传输错误的CRC域；用于确认数据接收正常完成的域；及指示数据帧的结束的帧结束(EOF，End Of Frame)。
利用时分复用，该实施例的记录装置系统10能够通过多路通信线路12将每个节点10传输的数据传输到其它节点10。
也就是，当其它数据项没有在多路通信线路12上传输时，每个节点10可以开始数据传输。另一方面，当一个或多个其它节点10同时开始数据传输时，根据数据传输的优先级执行数据传输，并且每个节点在固定时间内被设置为等待状态，直到其它节点完成数据传输，并随后由该节点执行数据传输。
图2图示了给本实施例的记录装置系统中的多个控制单元(节点10)的各类数据分配帧ID。
假定该实施例的记录装置系统包括三个节点10(ECU-A、ECU-B和ECU-C)处的三个控制单元，和通过多路通信线路12互连的记录装置14。
在该实施例中，如图1和图2中所示，ECU-A具有应该被记录到记录装置14中的单个数据项(例如，轮速)，并且帧ID＝“100”被分配给ECU-A的该数据项。ECU-B具有应该被记录到记录装置14中的不同种类的两个数据项(例如，发动机速度和节气门开度)，并且帧ID＝“101”和“102”被分别分配给ECU-B的两个数据项。ECU-C具有应该被记录到记录装置14中的单个数据项(例如，横摆角速度)，并且帧ID＝“103”被分配给ECU-C的该数据项。该实施例的记录装置系统被设置为，以预定的规则或不规则的时间间隔，ECU-A、ECU-B和ECU-C各自将应该记录在记录装置14中的数据项设置到具有为ECU-A、ECU-B和ECU-C的数据项的各个种类唯一分配的帧ID的数据帧中，并且将该数据帧传输到多路通信线路12。
接着，将描述本实施例的记录装置系统的过程，其中从多个节点10传输到多路通信线路12的数据项被记录在记录装置14中。
图3图示了从本实施例的记录装置系统中的多个节点10中的一个传输数据项，以及该数据项被记录在记录装置14中的过程。图4图示了从本实施例的记录装置系统中的多个节点10传输的多个数据项被分别记录在记录装置14中的过程。
在图3的过程中，如果将被记录在记录装置14中的数据项(图3中的“0x20”)应该被传输到多路通信线路12的时间到来，ECU-A将该数据项设置到具有帧ID＝“100”的数据帧中，该帧ID＝“100”是为ECU-A的数据项的类型分配的，并且ECU-A将数据帧传输到多路通信线路12。
当来自多路通信线路12的数据帧到达记录装置14时，记录装置14读取包含在数据帧中的帧ID，基于读取的帧ID来确定寻址为记录装置14的数据项包含在数据帧中，并且接收包含在数据帧中的数据项。
并且记录装置14将帧ID＝“100”的数据项更新(覆盖)和存储在临时存储数据表14a中。如图3中所示，应当记录在记录装置14中的所有帧ID的数据项预先通过各自的帧ID分类并临时存储在临时存储数据表14a中。
在该情况下，临时存储数据表14a中的其它帧ID(“101”-“103”)的数据项保持为不被更新。在图3的例子中，帧ID＝“101”的数据项保持为“0x1A”，帧ID＝“102”的数据项保持为“0x80”。
除了更新上述临时存储数据表14a中的数据，记录装置14从临时存储数据表14a复制所有帧ID的数据项，并且周期性地(例如，每秒)将复制的数据项存储在常规记录介质14b中。
在该情况下，即使临时存储数据表14a中的所有帧ID的数据项根本没有被更新，记录装置14也执行周期性的复制和存储。
如图3中所示，从临时存储数据表14a复制的、并且在给定的过去时期内存储的所有数据项以记录时间和记录顺序是可识别的方式被记录到常规记录介质14b中。
例如，假定以下面的顺序将数据项传输到多路通信线路12：如图4中所示，ECU-A发送的帧ID＝“100”的数据项(数据内容：A1)，ECU-B发送的帧ID＝“101”的数据项(数据内容：B2)，ECU-B发送的帧ID＝“102”的数据项(数据内容：b2)，ECU-A发送的帧ID＝“100”的数据项(数据内容：A2)，及ECU-C发送的帧ID＝“103”的数据项(数据内容：C2)。在该情况下，记录装置14以与传输的顺序相同的顺序接收数据项。
在该情况下，每次记录装置14收到来自ECU-A、ECU-B和ECU-C的数据项中的一个，记录装置14将收到的数据项更新(覆盖)到临时存储数据表14a，并且存储更新的临时存储数据表14a。
例如，当收到ECU-A发送的帧ID＝“100”的数据项(数据内容：A1)时，临时存储数据表14a中的帧ID＝“100”的数据项被更新为“A1”。之后，当收到帧ID＝“100”的数据项(数据内容：A2)时，临时存储数据表14a中的帧ID＝“100”的数据项从“A1”更新为“A2”。
当收到ECU-B发送的帧ID＝“102”的数据项(数据内容：b2)时，临时存储数据表14a中的帧ID＝“102”的数据项被更新为“b2”。
假定存储在临时存储数据表14a中的帧ID＝“101”的数据项为“B1”、帧ID＝“102”的数据项为“b1”、帧ID＝“103”的数据项为“C1”，如果在帧ID＝“100”的数据项被更新为“A1”之后，将所有数据项复制到常规记录介质14b的时间到来，记录装置14从临时存储数据表14a复制所有帧ID的数据项并且将它们共同存储到常规记录介质14b中。
如果在临时存储数据表14a中的帧ID＝“101”的数据项被更新为“B2”之后，应该执行将数据项复制到常规记录介质14b的时间到来，记录装置14从临时存储数据表14a复制所有帧ID的数据项并且将它们共同存储到常规记录介质14b中。
另一方面，如果将数据项复制到常规记录介质14b的时间到来，然而没有从节点10收到数据项，并且在数据项被存储在常规记录介质14b中之后，临时存储数据表14a中的数据项没有被更新，记录装置14从临时存储数据表14a复制所有帧ID的数据项并且将它们共同存储到常规记录介质14b中。
随后，将以相似的方式周期性地连续复制临时存储数据表14a中的所有帧ID的数据项，并且共同存储在常规记录介质14b中。
例如，如上所述的收集并存储在记录装置14的常规记录介质14b中的数据项用于在交通事故发生后执行车辆的故障诊断，以分析发生事故时的车辆行为和操作情况。例如，从记录在常规记录介质14b中的记录时间来确定事故时间，并且从轮速或横摆角速度来确定在事故时间的车辆情况。
如在前所述，根据本实施例的记录装置系统，多个节点10和记录装置14通过多路通信线路12互连。依照数据帧的唯一分配的帧ID，从数据帧分类出寻址为记录装置14并且从多个节点10发送的不同种类的数据项，并且该数据项被传输到多路通信线路12。记录装置14从多路通信线路12接收数据帧，并且用每个帧ID对它们进行分类，以使数据项记录在记录装置14中。在几乎相同时期从不同种类的数据项收集记录的数据项。
在该情况下，为了将数据项记录在记录装置14中，对于在多个节点10的控制单元，所需要的是仅仅将数据项设置到具有为节点的各种数据项分配的帧ID的数据帧中，并且将它们传输到多路通信线路12中。对于记录装置14，所需要的是仅仅从寻址为记录装置14的数据帧中分类数据项，并且按每个帧ID来接收它们。不需要记录装置14控制(grasp)已经传输完数据项的源节点10。
本实施例的记录装置系统不需要使用在记录装置14和各自的控制单元之间固有地限定的个别规则，并且本实施例的记录装置系统依从收集数据项的共同规则。可以显著地减少节点10或记录装置14的开发成本和负荷，并且可以构造简单、通用的数据记录系统。
本实施例的记录装置系统被配置为使其安装在机动车辆中。取决于车辆的规格，记录装置系统的结构可以变化。传输可记录在记录装置14中的数据项的所有的所述多个节点10可以安装在一定类型的车辆中。只有传输可记录在记录装置14中的数据项的所述多个节点10的一部分可以安装在另一种类型的车辆中。
然而，在任何情况下，记录装置14被设置为，在每个记录到常规记录介质14b的时间，临时存储数据表14a中的所有帧ID的数据项，包括相应的节点10不存在的帧ID，被设置到数据帧中并且共同存储在常规记录介质14b中。由于对于没有执行更新的数据项的帧ID而言，初始的数据值连续地保持不变，所以不产生问题。
根据本实施例的记录装置系统，从车辆的多个节点10传输的数据项被记录在记录装置14中，并且不需要为每一种机动车辆修改多个节点10或记录装置14的结构或设置。可以实现数据的记录，其灵活地适于为响应车辆类型的改变等而改变被安装的节点10的个数。相反地，本实施例的记录装置系统可以灵活地适于通过多路通信线路12节点10与记录装置14相连的个数的改变，并且可以构造具有极好扩展性的数据记录系统。
此外，在本实施例的记录装置系统中，多个节点10的控制单元将应被记录在记录装置14中的数据项设置到具有唯一帧ID的数据帧中，并且以预定的规则或不规则的时间间隔自动地将它们传输到多路通信线路12。
即，在该结构中，当在记录装置14中记录数据项时，每个节点10的控制单元仅仅将数据帧传输到记录装置14，并且记录装置14仅仅从每个节点10接收数据帧，并且节点10和记录装置14之间的数据通信是单向通信。
因此，根据本实施例的记录装置系统，与将被记录的数据项的传输被要求从记录装置14侧到节点侧的双向通信相比，可以减少多路通信线路上的通信量。因此，根据本实施例的记录装置系统，可以增加从节点10到记录装置14的数据项的传输频率，可以在记录装置14中获得高密度数据记录。
分别地，在上述实施例中的记录装置系统对应于权利要求中的数据记录装置，在上述实施例中的记录装置14对应于权利要求中的记录单元，在上述实施例中的常规记录介质14b对应于权利要求中的记录介质，在上述实施例中的临时存储数据表14a对应于权利要求中的存储单元。
本发明不限于上述实施例，并且可以在不脱离本发明的范围之内进行变化和修改。例如，在上述实施例中，记录装置14被配置为记录从多个节点10(ECU-A、ECU-B和ECU-C)传输的不同种类的多个数据项。可选地，记录装置14可以被配置为记录从单个节点10传输的不同种类的多个数据项。
而且，在上述实施例中，在过去指定时期内的所有数据项被存储在记录装置14的常规记录介质14b中。然而，当在新的数据项应该被存储的情况下，常规记录介质14b没有剩余存储空间来存储新的数据项时，记录装置14可以被配置为其从常规记录介质14b中最旧的数据项顺序地删除较旧的数据项，并且在那里存储新的数据项。
而且，在上述实施例中，网络系统由机动车辆中的多个电子控制单元构成，该多个电子控制单元通过多路通信线路14互连。可选地，本发明还可应用于除了多个电子控制单元通过多路通信线路互连的机动车辆以外的系统。
进一步，本申请基于2004年11月11日申请的申请号为2004-327857的日本专利申请，并且要求其优先权，在此引入其全部内容作为参考。
Claims (8)
1、一种记录多个不同种类的数据项的数据记录装置，包括：
一个或多个节点，其将多个数据项设置到具有为数据项的各个种类唯一分配的帧ID的数据帧中，并且将该数据帧传输到多路通信线路；及
记录单元，其依照数据帧的帧ID对从多路通信线路发送的数据帧中包含的数据项进行分类，并且将分类的数据项存储到存储单元中。
2、如权利要求1中所述的数据记录装置，其特征在于，所述一个或多个节点将具有唯一分配的帧ID的、包含数据项的数据帧以预定时间间隔传输到多路通信线路。
3、如权利要求1中所述的数据记录装置，其特征在于，记录单元从存储单元复制所有帧ID的数据项，并且将复制的所有帧ID的数据项在预定时间共同存储到记录介质中。
4、如权利要求2中所述的数据记录装置，其特征在于，记录单元从存储单元复制所有帧ID的数据项，并且将复制的所有帧ID的数据项在预定时间共同存储到记录介质中。
5、一种记录多个不同种类的数据项的数据记录方法，包括：
将一个或多个节点的多个数据项设置到具有为数据项的各个种类唯一分配的帧ID的数据帧中；
将数据帧传输到多路通信线路；
依照数据帧的帧ID对从多路通信线路发送的数据帧中包含的数据项进行分类；及
将分类的数据项存储到存储单元中。
6、如权利要求5中所述的数据记录方法，其特征在于，所述一个或多个节点将具有唯一分配的帧ID的、包含数据项的数据帧以预定时间间隔传输到多路通信线路。
7、如权利要求5中所述的数据记录方法，进一步包括从存储单元复制所有帧ID的数据项，并且将复制的所有帧ID的数据项在预定时间共同存储到记录介质中。
8、如权利要求2中所述的数据记录方法，进一步包括从存储单元复制所有帧ID的数据项，并且将复制的所有帧ID的数据项在预定时间共同存储到记录介质中。
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