CN204856198U - 数据记录仪、基于该记录仪的远程刷写系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数据记录仪,用于解决标定工程师驾车采集数据，不能专职专用，而且不能实时判断突发数据及不良现象，不能及时修改ECU刷写程序，不能及时解决突发现象等问题。其特征在于，其具有：处理器；数据采集接口电路，与所述处理器连接，并与处理器通信，该数据采集接口电路具有供电接口；以及通信电路，与所述处理器连接，并与处理器通信，其中具有3G/4G网络供与外界通信。本实用新型还涉及基于该数据记录仪的远程刷写系统，可实现数据远程采集，高速传送至服务器存储，标定工程师后台实时观察数据，实时对出现的数据进行数据判断，对ECU运行状态进行判断、检测，对出现的不良现象，可以实时的对ECU程序进行修改。

Description

数据记录仪、基于该记录仪的远程刷写系统

技术领域

本实用新型涉及一种对ECU进行调校的设备，尤其是一种能够实现对ECU进行远程调校的数据记录仪，以及基于该数据记录仪的远程刷写系统。

背景技术

电子控制单元(ElectronicControlUnit，简称ECU)，是一种综合控制装置，其功能是给各传感器提供参考(基准)电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算分析的结果向执行元件发出指令。又称“行车电脑”、“车载电脑”等，通常用作汽车专用微机控制器。

ECU的程序更新(或称为调校、刷写)产生于电喷内燃机时代的车辆，通过更新使得ECU与车辆的固有性能和车主的需求更匹配。

现有的ECU程序在台架试验完成时，进行路跑检测时，都是标定工程师自己驾车采集数据、进行数据分析、修改程序、下载程序ECU，待刷写完成后，再进行车辆路跑测试，如此反复。也就是说，现在的标定工程师对车辆制作生产厂的汽车进行发动机检测、车辆稳定性检测时，是由标定工程师自己驾车在公路上运行的，需要亲自采集发动机数据及车辆各个传感器模块数据，且所采集的数据只有在采集完成后才能进行分析、判断、调整、修改ECU的程序，刷写ECU，启动车辆再次采集数据，如此往复下去，直到车辆状态最好时，车辆方标定成功。

由此可见，目前现有技术中的方法具有下列不足：

1、标定工程师需要兼职司机的工作，造成人力资源的浪费；

2、每位标定工程师一次只能处理一台车，工作效率低；

3、需要反复启停车辆，以便完成从数据采集到刷写ECU的工作，操作不便，效率很低，浪费了标定工程师的大量宝贵时间；

4、对于突发现象和不良现象不能及时判断，更不能实时修改程序，造成工作效率较低。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型目的在于提供一种能够实现对ECU进行远程调校的数据记录仪，以及基于该数据记录仪的远程刷写系统和该远程刷写系统的应用方法，通过远程的高速回传技术使得车辆可以由普通司机进行驾车路跑，标定工程师只需要在后台检测多台车辆的运行状态，修改ECU标定，远程下载刷写标定，以便提高标定的实时制作效率，使标定工程师的工作专职专用，从而达到开发效率及优质资源的最大化使用。

为了达到上述目的，本实用新型提供的主要技术方案包括：

一种数据记录仪，其具有：

处理器；

数据采集接口电路，与所述处理器连接，并与处理器通信(包括向处理器传输采集的数据)，该数据采集接口电路具有供电接口；以及

通信电路，与所述处理器连接，并与处理器通信(包括接收经处理器处理的数据)，其中具有3G/4G模块供与外界通信。

本实用新型的一个实施例中，所述处理器为ARM处理器。

本实用新型的一个实施例中，该数据采集接口电路具有供CAN线、K线连接的CAN1接口、CAN2接口、K线接口。

本实用新型的一个实施例中，该数据采集接口电路还具有唤醒电平信号接口。

本实用新型的一个实施例中，所述CAN1接口和CAN2接口分别具有高、低电平端口。

本实用新型的一个实施例中，CAN线的收发器通过CAN1接口和CAN2接口的高、低电平端口与处理器IO连接，K线通过高电平端口加入PMOS，在不工作状态下关闭电源输出。优选为，CAN线使用CAN收发器、扼流圈、防静电装置对共模信号及瞬时高压信号作保护。更优选为，信号输出口加入静电保护装置，防止高压将电路损坏。

本实用新型的一个实施例中，所述的数据记录仪还具有电源电路，与数据采集接口电路的供电接口连接为整个系统供电。

本实用新型的一个实施例中，该电源电路具有：

第一整流稳压电路，作为该电源电路的第一输出端口(VCC5V)；

第二整流稳压电路，作为该电源电路的第二输出端口(VCC4V)；

第三整流稳压电路，作为该电源电路的第三输出端口(VCC3.3V)；以及

PMOS开关电路，控制第三整流稳压电路供电电路中不常用电路的通断。

本实用新型的一个实施例中，该通信电路还具有Wi-Fi模块。

本实用新型的一个实施例中，重要数据通过3G/4G网络传输，辅助数据通过Wi-Fi网络传输。

本实用新型的一个实施例中，该3G/4G模块的天线电路具有三组天线，分别为GPS天线、主信号天线和分集天线，优选为，SIM卡通过二极管保护芯片与天线电路连接。

本实用新型的一个实施例中，所述的数据记录仪还具有数据储存电路。

本实用新型的一个实施例中，所述数据储存电路使用TF卡或FLASH芯片，使用TF卡时，通过设置PMOS并控制其导通与否，达到在睡眠模式下，低功耗状态电流在微安(uA)级别，优选为，其中的上拉电阻使用大电阻减小电流，并且使用PMOS的栅级连接处理器IO。

本实用新型的一个实施例中，所述的数据记录仪还具有加速度模块电路，用于采集其本身所处环境的加速度，并将采集的加速度信息传至处理器。

上述任一种数据记录仪，其数据传输采用Zmodem格式。

其中，远程Zmodem通过对数据链的分析，解析出发送文件名，达到分文件保存方式，当文件名有“固件”时，对主机模块本身进行升级，当为ECU刷写文件时，进行检测ECU状态后，进行ECU远程下载刷写模式。

一种电子控制单元的远程刷写系统，其具有：

上述任一种数据记录仪，数量为一个或多个，每个数据记录仪对应一个电子控制单元；以及

服务器，与数据记录仪通过通信网络连接，并通过服务器实现对电子控制单元的远程刷写，其中，所述通信网络指3G/4G网络或3G/4G网络结合Wi-Fi网络。

一种远程刷写系统的应用方法，其主要包括如下步骤：

S1、采集数据；

S2、步骤S1采集的数据上传至通信网络；

S3、服务器接收步骤S2上传的数据；

S4、根据步骤S3接收的数据修改程序；

S5、下载步骤S4的修改后的程序数据至通信网络；

S6、数据记录仪接收步骤S5的数据；

S7、数据记录仪根据步骤S6接收的数据对电子控制单元进行刷写。

本实用新型的有益效果是：

本数据记录仪是用于检测车辆实时数据，如油压，电压等；采用模块化电路，由主控电路板，3G模块电路板，数据采集电路板组成，加入K线及CAN线及WIFI模块，各个电路及外接连接器，主要用于解决数据的实现远程采集，高速传送至服务器存储，标定工程师后台实时观察数据，实时对出现的数据进行数据判断，对ECU运行状态进行判断、检测，可以实时的对ECU程序进行修改，对出现的不良现象、突发现象可以及时处理。

通过远程的高速回传技术解决现有技术中的“标定工程师驾车采集数据，无法实时判断突发数据及不良现象，修改ECU刷写程序，解决突发现象及不良现象”等缺陷，并通过远程下载技术，将修改好的标定下载到主机模块，并刷写至ECU。

至此，标定工程师可以在后台同时观察并修改多个车辆和ECU运行程序，处理突发数据，并实时进行修改程序，远程下载进行刷写ECU。

当使用本实用新型的解决方案时，车辆由普通司机进行驾车路跑，标定工程师只需要的在后台检测多台车辆的运行状态，修改ECU标定，远程下载刷写标定。

数据记录仪能根据现有的标定工程师工作状态，提高对多型车辆的标定制作，并且提高标定的实时制作效率，使标定工程师的工作专职专用，从而达到开发效率及优质资源的最大化使用。

使用高速3G/4G的远程数据技术，将多个测试车辆与后台架设的服务器进行通信，进行数据的交换，标定工程师将修改好的标定通过高速3G/4G的远程数据技术将标定下载至主模块，远程刷写标定技术。

与现有的技术相比，本实用新型的数据记录仪具有远程监控车辆运行状态，并实时跟踪车辆瞬时突发数据，实时标定程序修改并远程下载刷写技术等优点。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的数据记录仪的电路总体框架图。

图2是本实用新型一个实施例的数据记录仪的ARM处理器电路图。

图3是本实用新型一个实施例的数据记录仪的通信电路图(其中，A为CAN线部分，B为K线部分)。

图4是本实用新型一个实施例的数据记录仪的电源电路图(其中，仅示出VCC3.3V部分)。

图5是本实用新型一个实施例的数据记录仪的电源电路图(其中，A为VCC4V部分，B为VCC5V部分)。

图6是本实用新型一个实施例的数据记录仪的3G/4G模块系统图。

图7是本实用新型一个实施例的数据记录仪的数据存储电路图。

图8是本实用新型一个实施例的数据记录仪的数据采集接口电路图。

图9是本实用新型一个实施例的数据记录仪的加速度模块图。

图10是本实用新型一个实施例的数据记录仪的WIFI模块图。

图11是本实用新型一个实施例的远程刷写系统的工作模式图。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图通过具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

参见图1，本实用新型的数据记录仪，整个电路由ARM处理器、K线及CAN电路、3G模块电路、数据存储模块、WIFI模块、数据采集电路、加速度模块电路及电源电路，及其它附属电路组成。

其中，本实施例的ARM处理器，使用意法公司ARM处理器，电路如图2所示。电路中包括了各个分块电路与处理器的电路相联IO端口，处理器使用两个晶振，主晶振、时钟晶振，使用IO控制三级管使蜂鸣器驱动，电路中有多个退耦电容。

其中，本实施例的通信电路如图3所示，CAN线使用CAN收发器、扼流圈、防静电装置对共模信号及瞬时高压信号作保护，CAN收发器通过CAN高、CAN低与处理器IO连接，K线通过高端加入PMOS，在不工作状态下关闭电源输出，信号输出口加入静电保护装置，防止高压将电路损坏。

其中，本实施例的数据记录仪中，设置超高转换效率芯片，如图4、图5所示，使用高效率开关电源芯片，在uA级别时，效率高达50％～70％，能使设备在低功耗状态，功耗达到uA级，4V、5V电源使用超低静态电流芯片，超低静态电流，在处理器对4V、5V关闭成低功耗状态时，单芯片的静态消耗电流约1uA,达到整体电源电路功耗低的要求。

其中，本实施例中的3G/4G模块电路，通信使用3G模块，电路如图6所示，控制信号、通信数据通过1.8V转3.3V电平转换芯片与处理器连接，模块本身使用3组天线，GPS天线，主信号天线、分集天线，SIM卡通过二极管保护芯片与模块连接，保证电路的稳定性。

其中，本实施例的储存模块设计，使用TF卡或FLASH芯片，使用TF卡时，电路中的上拉电阻使用大电阻减小电流，并且使用PMOS的栅极连接处理器IO，通过控制PMOS的导通与否，达到在睡眠模式下，低功耗状态电流在uA级别。

其中，本实施例的数据采集接口电路，如图8所示，整个系统的供电接口及CAN1、CAN2、K线、唤醒电平接入信号从此口接入，采集的数据、处理器发出的指令(如握手指令)从CAN1、CAN2、Kline进出处理器，唤醒电平用于在不需要进行工作时使用低电平进入低功耗状态，需要工作时高电平进入工作状态。

其中，本实施例的加速度模块，用于采集模块本身所处环境的加速度，使用SPI的通信模式将采集的加速度信息传至处理器进行处理，如图9所示。

其中，本实施例的WIFI电路如图10所示，使用多网络高速WIFI网络，802.11BGN型网络模式，数据接口使用高速SPI以满足高速率传输的要求，可将采集好的数据通过高速网络传输至远端服务器。

参见图11，本实用新型一个实施例的远程刷写系统，其包括：

多个数据记录仪，本实施例中为4个，每个数据记录仪对应一台车辆，并与其电子控制单元连接；以及

服务器，与数据记录仪通过无线通信网络连接，并通过服务器实现对电子控制单元的远程刷写，其中，所述通信网络指3G/4G网络或3G/4G网络结合Wi-Fi网络。

本实用新型还提供了该种远程刷写系统的一种应用方法，参见图11，其主要包括如下步骤：

①、采集数据；本实施例中数据采集模块的采集接口电路如图8所示，整个系统的供电接口及CAN1、CAN2、K线、唤醒电平接入信号从此口接入，采集的数据、处理器发出的握手指令从CAN1、CAN2、Kline进出处理器，唤醒电平用于在不需要进行工作时使用低电平进入低功耗状态，需要工作时高电平进入工作状态。且在数据采集模块添加了加速度模块，该模块用于采集模块本身所处环境的加速度，使用SPI的通信模式将采集的加速度信息传至处理器进行处理，如图9所示。

并在数据记录仪中，设置超高效率转换芯片，如图4所示，使用高效率开关电源芯片，在uA级别时，效率高达50％～70％，能使设备在低功耗状态，功耗达到uA级，4V、5V电源使用超低静态电流芯片，超低静态电流，在处理器对4V、5V关闭成低功耗状态时，单芯片的消耗电流约1uA,达到整体电源电路功耗低的要求。

②、步骤S1采集的数据上传至通信网络；本实施例中的3G/4G模块电路，使用移远通信的3G模块，电路如图6所示，控制信号、通信数据通过1.8V转3.3V电平转换芯片与处理器连接，模块本身使用3组天线，分别是GPS天线、主信号天线、分集天线，SIM卡通过二极管保护芯片与模块连接，保证电路的稳定性。在本实施例中WIFI电路如图10所示，使用多网络高速WIFI网络，802.11BGN型网络模式，数据接口使用高速SPI以满足高速率传输的要求，可将采集好的数据通过高速网络传输至远端服务器。

③、服务器接收步骤S2上传的数据；本实施例中储存模块设计优选使用TF卡或FLASH芯片，若使用TF卡时，电路中上拉电阻使用大电阻减小电流，并且使用PMOS的栅级连接处理器IO，通过控制PMOS的导通与否，达到在睡眠模式下，低功耗状态电流在uA级别。

根据步骤S3接收的数据修改程序；远程Zmodem通过对数据链的分析，解析出发送文件名，达到分文件保存方式，当文件名有“固件”时，对主机模块本身进行升级，当为ECU刷写文件时，进行检测ECU状态后，进行ECU远程下载刷写模式。

④、下载步骤S4的修改后的程序数据至通信网络；标定工程师将修改好的标定通过高速3G/4G的远程数据技术将标定下载至模块中，模块启动刷写模式将传输的新标定刷入车辆中，远程刷写标定技术。使用ARM处理器集成CAN通信，减少CAN总线的转换方式，使得通信结构简单明了。

⑤、数据记录仪接收步骤S5的数据；使用多种无线通信网络，增加重要数据通信优先3G/4G，辅助数据使用WIFI网络传输方式。

⑥、数据记录仪根据步骤S6接收的数据对各车辆的电子控制单元进行刷写。

综上所述，本实用新型由此实现数据远程采集，高速传送至服务器存储，标定工程师后台实时观察数据，实时对出现的数据进行数据判断，对ECU运行状态进行判断、检测，对出现的不良现象，可以实时的对ECU程序进行修改。

但是上列详细说明仅为针对本实用新型的一个可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型，而所有未脱离本实用新型原理所做的等效实施或变更，均应包含在本申请的保护范围中。

Claims (15)

1.一种数据记录仪，其特征在于，其具有：

处理器；

数据采集接口电路，与所述处理器连接，并与处理器通信，该数据采集接口电路具有供电接口；以及

通信电路，与所述处理器连接，并与处理器通信，其中具有3G/4G通信网络供与外界通信。

2.如权利要求1所述的数据记录仪，其特征在于：所述处理器为ARM处理器。

3.如权利要求1所述的数据记录仪，其特征在于：该数据采集接口电路具有电源电路，数据储存电路，唤醒信号接口，CAN线接口、K线接口。

4.如权利要求3所述的数据记录仪，其特征在于：电源电路与数据采集接口电路的供电接口连接为整个系统供电。

5.如权利要求3所述的数据记录仪，其特征在于：CAN线的收发器通过CAN1接口和CAN2接口的高、低电平端口与处理器IO连接，K线通过高电平端口加入PMOS，在不工作状态下关闭电源输出。

6.如权利要求5所述的数据记录仪，其特征在于：CAN线使用CAN收发器、扼流圈、防静电装置对共模信号及瞬时高压信号作保护。

7.如权利要求6所述的数据记录仪，其特征在于：信号输出口加入静电保护装置，防止高压将电路损坏。

8.如权利要求4所述的数据记录仪，其特征在于，该电源电路具有：

第一整流稳压电路，作为该电源电路的第一输出端口（VCC5V）；

第二整流稳压电路，作为该电源电路的第二输出端口（VCC4V）；

第三整流稳压电路，作为该电源电路的第三输出端口（VCC3.3V）；以及

PMOS开关电路，控制第三整流稳压电路供电不常用电路通断。

9.如权利要求1所述的数据记录仪，其特征在于：该通信电路还具有Wi-Fi模块，重要数据通过3G/4G网络传输，辅助数据通过Wi-Fi网络传输。

10.如权利要求9所述的数据记录仪，其特征在于：3G/4G模块的天线电路具有三组天线，分别为GPS天线、主信号天线和分集天线。

11.如权利要求10所述的数据记录仪，其特征在于：安装SIM卡的3G/4G通信模块电路将通信数据通过蜂窝通信网络与服务器连接。

12.如权利要求3所述的数据记录仪，其特征在于：数据储存电路使用TF卡或FLASH芯片，使用TF卡时，通过设置PMOS并控制其导通与否，达到在睡眠模式下，低功耗状态电流在uA级别。

13.如权利要求12所述的数据记录仪，其特征在于：使用TF卡时，数据储存电路中的上拉电阻使用大电阻减小电流，并且使用PMOS的栅级与处理器IO连接。

14.如权利要求1所述的数据记录仪，其特征在于：所述的数据记录仪还具有加速度/陀螺仪模块电路，用于采集其本身所处环境的加速度，并将采集的加速度信息传至处理器。

15.一种电子控制单元的远程刷写系统，其特征在于，其具有：

权利要求1-14中任意一种所述的数据记录仪，数量为一个或多个，每个数据记录仪对应一个电子控制单元；以及

服务器与数据记录仪通过通信网络连接，并通过服务器实现对电子控制单元的远程刷写，其中，所述通信网络指3G/4G网络或3G/4G网络结合Wi-Fi网络。