一种发动机数据在线存储方法技术

本发明专利技术涉及一种发动机在线数据存储的方法，其特征在于：其中在线数据存储系统包括运行状态调度模块、数据安全保护模块、数据存储结构模块、数据回读模块。其中在线数据存储系统运行状态调度是根据发动机运行状态对在线数据存储模块进行调度；数据安全保护模块对硬件坏块检测与处理，数据的备份，以及掉电数据保护；存储数据结构模块包括总属性文件、目录文件和数据文件组成的存储结构；数据回读模块指系统根据上位机下发的命令将相应的数据上传。通过本发明专利技术的技术方案，能够快速准确定位发动机的故障并针对性地对其维修保养。延长了发动机和整车的使用寿命，提高了车辆的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机数据在线存储方法
本专利技术一般地一种发动机数据在线存储的方法，并更具体地涉及车辆

技术介绍
随着汽车发动机技术的迅速发展，机械系统、电气系统复杂程度不断提高，发动机的故障种类日益增多，实现快速准确定位发动机的故障并针对性地对其维修保养，成为汽车制造厂商急需解决的问题。目前发动机故障诊断策略一般采用基于数据驱动的故障诊断，对设备提出较高要求：数据信息量充足、数据完备性好、便于提取有效信息等。为实现对发动机运行状态的实时监控及故障诊断，必须对其运转过程中的诸多参数进行准确、实时的采集与存储。因此本文提出一种发动机数据在线存储方法，存储车辆在运行过程中发动机的运行数据。存储系统广泛应用于各类设备中，应用最广的存储器件就是NANDFLSAH和EEPROM，但是要实现整个存储系统，除了存储设备外还需要主控芯片，ARM具有高性能、功耗低、成本低等优点，故本专利技术选取STM32F407ZGT6作为系统主控芯片。由于FLASH存储器擦除耗时较长，所以FLASH存储器写入的时间主要在于擦除的快慢。并且，频繁的对FLASH存储器进行擦除会影响其使用寿命，故本专利技术采用将NANDFLASH和EEPROM进行组合，将需要频繁擦除重写的总属性文件在EEPROM中存储，将累计存储的目录文件和数据文件在NANDFLASH中存储，在此基础上提出了发动机在线数据存储的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在线存储整车的发动机在运行过程数据的方法，保证数据的可靠性的同时实现数据的快速检索，准确回读，为发动机故障诊断提供数据支持。为实现上述目的，本专利技术提供了一种发动机在线数据存储的方法，其特征在于：其中在线数据存储系统包括运行状态调度模块、数据安全保护模块、数据存储结构模块、数据回读模块。其中在线数据存储系统运行状态调度是根据发动机运行状态对在线数据存储模块进行调度；数据安全保护模块对硬件坏块检测与处理，数据的备份，以及掉电数据保护；存储数据结构模块包括总属性文件、目录文件和数据文件组成的存储结构；数据回读模块指系统根据上位机下发的命令将相应的数据上传。优选地，所述运行状态调度模块，是根据发动机运行状态对系统程序运行进行调度，将系统状态分为四个状态，分为待机状态、记录状态、记录结束状态以及掉电状态。待机状态指系统上电，发动机尚未起动，系统不对数据进行记录、整理等操作，但支持对所存储的数据进行回读操作；记录状态指系统上电，发动机转速大于80r/min，系统进行数据记录操作；记录结束状态指发动机成功起动之后，出现转速小于80r/min，系统停止记录进行数据整理操作；掉电状态指系统通过硬件检测系统供电状态，当意外掉电或正常断电发生时，系统进入掉电状态，执行掉电处理程序。优选地，所述数据记录操作，指系统在记录状态下进行的操作。系统每隔一秒钟对接收到的数据执行记录操作。具体步骤如下：步骤1a：当定时1秒时间到达，关闭CAN接收中断；步骤2a：将CAN接收中断关闭前最后时刻接收到的数据作为存储数据，按照数据文件的格式形成数据文件，写入到NANDFlash数据区中；步骤3a：数据写入完成后，开启CAN接收中断。优选地，所述数据整理操作，指系统在记录结束状态下进行的操作，包括数据的计算和总属性文件和目录文件的更新。具体步骤如下：步骤1b：首先对目录文件要记录的参数计算整理，包括当次运行的记录次数、当次运行时间、NANDFlash数据区中当次记录数据文件的开始地址和结束地址等参数；步骤2b：将步骤1b中的参数按照目录文件格式形成目录文件，写入到STM32Flash目录区，同时对写入的目录文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤3b：将目录文件写入NANDFlash的目录文件区作为备份，同时对写入的目录文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤4b：对总属性文件要记录的参数计算整理，包括ECU总上电次数、ECU累计运行时长、ECU总记录次数、STM32Flash目录文件结束地址、NANDFlash备份目录文件结束地址、NANDFlash数据文件记录结束地址等参数；步骤5b：将步骤4b中的参数按照总属性文件格式形成总属性文件，写入到EEPROM中，同时对写入的总属性文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤6：将总属性文件写入NANDFlash的总属性文件区作为备份，同时对写入的总属性文件进行校验，当校验不通过，擦除重写。优选地，所述掉电处理模块，指系统在掉电状态下进行的操作。当检测到系统掉电时，系统可继续运行38ms以存储数据文件，并更新存储目录文件和总属性文件。优选地，所述数据安全保护模块，包括硬件坏块检测与处理，数据的备份，以及掉电数据保护。其中坏块检测与处理指硬件NANDFlash的坏块检测与处理；数据备份模块通过系统对总属性文件和目录文件进行备份存储；掉电数据保护模块在系统掉电时为保证文件的正确和完整，可继续工作一段时间，将当前的数据文件存储，并更新存储目录文件和总属性文件。优选地，所述硬件NANDFlash的坏块检测与处理，指系统将检测到的坏块地址记录入坏块表，读写NANDFlash时主动避开坏块区域。坏块表是在NANDFlash的指定区域建立，专门用来存储坏块的地址。首次使用NANDFlash时，读取固有坏块信息，并将坏块地址记录到坏块表；使用过程中，由于擦除读写错误或者校验中出现了不可修复的错误时，将该块标记为使用坏块，并将该块地址记录到坏块表。在读写操作时，提前读取坏块表，在读写操作时自动跳过坏块区域；对于在写入过程中即时产生、检测到的坏块，将该块地址记录至坏块表，然后将已经存入该块的数据与待存入数据存入到邻近的有效块中。优选地，所述数据备份模块通过系统对目录文件和总属性文件进行备份。将存储在STM32Flash中的目录文件在NANDFlash中目录文件备份区备份存储；将存储在EEPROM中的总属性文件在NANDFlash中总属性文件备份区备份存储。优选地，所述掉电数据保护指系统在正常运行时发生意外掉电，掉电检测电路输出电平会由高拉低，下降沿触发程序进入掉电处理程序。掉电分为待机状态下掉电和非待机状态下掉电。待机状态下掉电，由于发动机未运行，所以数据文件和目录文件不需要更新存储，系统只需要对总属性文件更新、存储、备份；非待机状态下掉电，系统立即对掉电时刻的数据文件即时存储，并且更新、存储、备份目录文件和总属性文件。优选地，所述数据存储结构模块包括数据文件、目录文件和总属性文件。其中，数据文件是系统在发动机运行时每一秒钟从总线上接收的所有行车数据，包括每次记录的的次数、时间和数据。一次记录数据大小为168Byte，数据文件的大小随运行时间不断累积，NANDFlash的数据文件区内存约106KB。目录文件是发动机单次运行数据文件的整体信息，包括发动机当次运行的记录次数、记录时长、存储位置、负荷状态及故障状态等。单个目录文件的大小为38Byte，目录文件随发动机运行次数不断累加，STM32Flash目录文件区和NANDFlash的备份区内存分别为896KB。总属性文件是表征发动机总体使用状况的信息，包括ECU和存储设备信息、存储状态、存储地址、整车运行状态、故障信息等，总属性文件不累加，但随发动机运行次数不断更新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机在线数据存储的方法，其特征在于：其中在线数据存储系统包括运行状态调度模块、数据安全保护模块、数据存储结构模块、数据回读模块。其中在线数据存储系统运行状态调度是根据发动机运行状态对在线数据存储模块进行调度；数据安全保护模块对硬件坏块检测与处理，数据的备份，以及掉电数据保护；存储数据结构模块包括总属性文件、目录文件和数据文件组成的存储结构；数据回读模块指系统根据上位机下发的命令将相应的数据上传。

【技术特征摘要】
1.一种发动机在线数据存储的方法，其特征在于：其中在线数据存储系统包括运行状态调度模块、数据安全保护模块、数据存储结构模块、数据回读模块。其中在线数据存储系统运行状态调度是根据发动机运行状态对在线数据存储模块进行调度；数据安全保护模块对硬件坏块检测与处理，数据的备份，以及掉电数据保护；存储数据结构模块包括总属性文件、目录文件和数据文件组成的存储结构；数据回读模块指系统根据上位机下发的命令将相应的数据上传。2.根据权利要求1所述的发动机在线数据存储方法，其特征在于：所述运行状态调度模块，是根据发动机运行状态对系统程序运行进行调度，将系统状态分为四个状态，分为待机状态、记录状态、记录结束状态以及掉电状态。待机状态指系统上电，发动机尚未起动，系统不对数据进行记录、整理等操作，但支持对所存储的数据进行回读操作；记录状态指系统上电，发动机转速大于80r/min，系统进行数据记录操作；记录结束状态指发动机成功起动之后，出现转速小于80r/min，系统停止记录进行数据整理操作；掉电状态指系统通过硬件检测系统供电状态，当意外掉电或正常断电发生时，系统进入掉电状态，执行掉电处理程序。3.根据权利要求2所述的发动机在线数据存储方法，其特征在于：所述数据记录操作，指系统在记录状态下进行的操作。系统每隔一秒钟对接收到的数据执行记录操作。具体步骤如下：步骤1a：当定时1秒时间到达，关闭CAN接收中断；步骤2a：将CAN接收中断关闭前最后时刻接收到的数据作为存储数据，按照数据文件的格式形成数据文件，写入到NANDFlash数据区中；步骤3a：数据写入完成后，开启CAN接收中断。4.根据权利要求2所述的发动机在线数据存储方法，其特征在于：所述数据整理操作，指系统在记录结束状态下进行的操作，包括数据的计算和总属性文件和目录文件的更新。具体步骤如下：步骤1b：首先对目录文件要记录的参数计算整理，包括当次运行的记录次数、当次运行时间、NANDFlash数据区中当次记录数据文件的开始地址和结束地址等参数；步骤2b：将步骤1b中的参数按照目录文件格式形成目录文件，写入到STM32Flash目录区，同时对写入的目录文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤3b：将目录文件写入NANDFlash的目录文件区作为备份，同时对写入的目录文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤4b：对总属性文件要记录的参数计算整理，包括ECU总上电次数、ECU累计运行时长、ECU总记录次数、STM32Flash目录文件结束地址、NANDFlash备份目录文件结束地址、NANDFlash数据文件记录结束地址等参数；步骤5b：将步骤4b中的参数按照总属性文件格式形成总属性文件，写入到EEPROM中，同时对写入的总属性文件进行校验，当校验不通过，擦除重写；步骤6：将总属性文件写入NANDFlash的总属性文件区作为备份，同时对写入的总属性文件进行校验，当校验不通过，擦除重写。5.根据权利要求2所述的发动机在线数据存储方法，其特征在于：所述掉电处理模块，指系统在掉电状态下进行的操作。当检测到系统掉电时，系统可继续运行38m...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔涛，王政凯，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11