阅读说明：本技术 一种数据同步系统 (Data synchronization system ) 是由 鲜志刚 曹银波 于 2019-03-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种数据同步系统,所述系统包括计算机、ECU和测试工具；所述计算机同步获取所述ECU测量的发动机运行数据、所述测试工具采集的基础点火性能数据以及所述测试工具对所述基础点火性能数据进行运算得到的新的点火性能数据以使发动机运行数据和点火性能数据相互对应起来,解决了以往发动机运行数据和点火性能数据在时间上很难同步的问题,使得对点火性能的优劣的评估与具体工况对应起来,对发动机的研究和标定工作提供了有效的数据支撑。进一步地,本发明的测量工具实现了对更多点火性能数据的测量,因此能对点火性能进行更为全面的评估,以此来对点火系统或点火控制参数进行调整,从而能满足汽油发动机新技术对点火系统的需求。(The invention provides a data synchronization system, which comprises a computer, an ECU and a test tool; the computer synchronously acquires the engine operation data measured by the ECU, the basic ignition performance data acquired by the test tool and the new ignition performance data obtained by the test tool through operation on the basic ignition performance data so as to enable the engine operation data and the ignition performance data to be mutually corresponding, the problem that the engine operation data and the ignition performance data are difficult to synchronize in time in the past is solved, the evaluation on the good and bad ignition performance corresponds to the specific working condition, and effective data support is provided for the research and calibration work of the engine. Furthermore, the measuring tool of the invention realizes the measurement of more ignition performance data, so that the ignition performance can be more comprehensively evaluated, and the ignition system or the ignition control parameters can be adjusted, thereby meeting the requirements of new technology of gasoline engines on the ignition system.)

一种数据同步系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种数据同步系统。

背景技术

现代汽油发动机技术高速发展，点燃式发动机是汽油发动机的主流，而线圈点火仍然是占主导地位的汽油发动机的点火方式。传统技术的汽油发动机的线圈点火只需要考察点火线圈的传输电压是否能击穿发动机气缸中的空气燃油混合气。随着汽油发动机新技术如增压、废气再循环以及稀燃等得到越来越多的研究和应用，对汽油发动机的点火系统的性能也提出了更高的要求。在汽油发动机的研发、发动机控制研发和标定过程中，对发动机的点火系统性能的评估也就越来越重要。

现有的一种对汽油发动机点火系统性能的测试和评估是通过间接的方法，如在发动机台架上通过发动机运行指标如循环变动率(COV)、失火检测或排放的水平来评估点火系统的性能。这种方式由于以上指标的影响因素很多，很难定位到点火系统性能的好坏。

另一种测试和评估点火系统性能的方法是通过对击穿电压的测量和对点火能量的测量来直接评估点火性能。这种测量方法采用独立的测量设备或系统单独对击穿电压或点火能量进行测量进而评估其点火性能。这种方法可以获得击穿电压能力和点火能量能力，然而由于数据的独立测量与由标定工具采集的发动机运行数据在时间上很难同步，因此通过此种方法评估的点火性能的优劣没办法跟具体工况对应起来。

此外，随着现代汽油发动机技术的发展，仅仅关注击穿电压和点火能量已不能满足新技术对点火系统的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据同步系统，以解决发动机运行数据和点火性能数据在时间上很难同步的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数据同步系统，用于实现发动机运行数据和点火性能数据的同步，所述系统包括：计算机、电子控制器和测试工具；

所述电子控制器与点火线圈初级相连，根据点火控制参数发出点火控制信号以控制点火线圈点火以及对发动机运行数据进行测量；

所述测试工具分别与点火线圈初级及点火线圈次级相连，对点火线圈的基础点火性能数据进行采集并对所述基础点火性能数据进行运算以得到新的点火性能数据；

所述计算机同步获取所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据以使所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据相互对应起来。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述测试工具包括：数据采集模块和数据运算模块；

所述数据采集模块用于对所述基础点火性能数据进行采集；

所述数据运算模块用于对所述基础点火性能数据进行运算以得到所述新的点火性能数据。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述测试工具还包括一数据缓冲区，所述数据缓冲区用于存储所述基础点火性能数据并将所述基础点火性能数据传输给所述数据运算模块。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述基础点火性能数据包括：点火线圈供电电压、点火线圈初级电压、点火线圈初级充电电流、点火线圈初级充电时间、点火线圈次级放电电压、点火线圈次级放电电流和点火线圈次级放电电流持续时间；所述新的点火性能数据包括：点火能量和点火功率、点火线圈初级充电能量和充电功率、点火线圈的工作效率、点火线圈的供电能量和点火系统的工作效率。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述点火能量根据所述点火线圈次级放电电压、所述点火线圈次级放电电流和所述点火线圈次级放电电流持续时间积分运算得到，所述点火功率为所述点火能量和所述点火线圈次级放电电流持续时间的比值；所述点火线圈初级充电能量根据所述点火线圈初级电压、所述点火线圈初级充电电流和所述点火线圈初级充电时间积分运算得到，所述充电功率为所述点火线圈初级充电能量与所述点火线圈初级充电时间的比值；所述点火线圈工作效率为所述点火能量和所述点火线圈初级充电能量的比值；所述点火线圈供电能量根据所述点火线圈的供电电压和所述点火线圈初级充电电流和所述点火线圈初级充电时间积分运算得到，所述点火系统的工作效率为所述点火能量和所述点火线圈供电能量的比值。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述新的点火性能数据还包括：以角度表达的充电持续时间和以角度表达的点火持续时间；所述以角度表达的充电持续时间和所述以角度表达的点火持续时间为所述测试工具通过结合所述发动机运行数据对所述基础点火性能数据运算得到。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述系统还包括一标定工具，所述电子控制器通过所述标定工具连接所述计算机，所述标定工具采集所述电子控制器测量的发动机数据并将所述发动机数据传输给所述计算机。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述测试工具通过所述标定工具与计算机相连，以将所述基础点火性能数据及所述新的点火性能数据通过所述标定工具传输给所述计算机；或者

所述测试工具与所述计算机直接相连，以将所述基础点火性能数据及所述新的点火性能数据传输给所述计算机；或者

所述测试工具分别与所述计算机和所述标定工具相连，以将所述基础点火性能数据及所述新的点火性能数据传输给所述计算机的同时，还通过所述标定工具传输给所述计算机。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述测试工具与所述标定工具相连时，所述标定工具将所述发动机数据传输给所述计算机的同时还可将所述发动机数据传输给所述测试工具。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述标定工具通过以太网和所述计算机相连；所述测试工具通过控制器局域网和所述标定工具相连；所述测试工具通过USB或以太网和所述计算机相连。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述测试工具还包括一电源，所述电源分别与所述数据采集模块和所述数据运算模块相连，用于给所述数据采集模块和所述数据运算模块供电。

可选地，在所述的数据同步系统中，所述电源为低压差线性电源或者直流- 直流降压电压。

在本发明提供的数据同步系统中，所述系统包括计算机、电子控制器和测试工具；所述电子控制器对发动机的运行数据进行测量，所述测试工具对点火线圈的基础点火性能数据进行采集并对所述基础点火性能数据进行运算以得到新的点火性能数据，所述计算机同步获取所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据以使所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据相互对应起来，解决了以往发动机运行数据和点火性能数据在时间上很难同步的问题，使得对点火性能的优劣的评估与具体工况对应起来，对发动机的研究和标定工作提供了有效的数据支撑。

进一步地，如上所述，在现有技术中，仅能通过测量点火线圈次级放电电压和点火能量来对点火性能的评估，而本发明的测量工具除了点火线圈次级放电电压和所述点火能量，实现了对更多点火性能数据的测量，因此能对点火性能进行更为全面的评估，以此来对点火系统或点火控制参数进行调整，从而能满足汽油发动机新技术对点火系统的需求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的数据同步系统的连接关系示意图；

图2-图5分别为本发明实施例提供的另一数据同步系统的连接关系示意图；

图6为通过本发明实施例中点火线圈初级充电电流I随时间T的变化趋势图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的数据同步系统作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

参阅图1，其为本实施例提供的数据同步系统的连接关系示意图。本实施例的数据同步系统包括：计算机1、电子控制器(ECU)2和测试工具3。

本实施例提供的数据同步系统，用于实现发动机运行数据和点火性能数据的同步，其主要工作原理及过程为：所述ECU2与点火线圈101初级相连，根据点火控制参数发出点火控制信号以控制点火线圈101点火以及对发动机运行数据进行测量；所述测试工具3分别与点火线圈101初级及点火线圈101次级相连，对点火线圈101的基础点火性能数据进行采集并对所述基础点火性能数据进行运算以得到新的点火性能数据；所述计算机1同步获取所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据以使所述发动机运行数据、所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据相互对应起来，如此便解决了以往发动机运行数据和点火性能数据在时间上很难同步的问题，使得对点火性能的优劣的评估与具体工况对应起来，对发动机的研究和标定工作提供了有效的数据支撑。

请继续参阅图1，具体的，所述测试工具3包括：数据采集模块31和数据运算模块32。所述数据采集模块31用于对所述基础点火性能数据进行采集，所述数据运算模块用于对所述基础点火性能数据进行运算以得到所述新的点火性能数据，此外，所述测试工具3还包括一数据缓冲区33，所述数据缓冲区33用于存储所述基础点火性能数据并将所述基础点火性能数据传输给所述数据运算模块；以及还包括一电源(未示出)，所述电源分别与所述数据采集模块31和所述数据运算模块32相连，用于给所述数据采集模块31和所述数据运算模块 32供电。作为汽车中的应用，防电池反接保护非常重要，故优选所述电源为低压差线性电源(LDO)或直流-直流降压电压(DC/DC)；采用LDO通过加在电池正端的二极管实现防电池反接保护，或采用DC/DC通过将金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)串联于电池正端与直流电流的正输入端之间来实现防电池反接保护。

进一地，请参考图2-图5，本实施例的所述数据同步系统还包括一标定工具 4。一般来说，所述计算机1没有办法直接读取所述ECU2采集的所述发动机运行数据，需要借助所述标定工具4，通过所述标定工具4来将所述发动机运行数据传输到所述计算机1。

而对于所述测试工具3，可直接连接所述计算机1，也可通过所述标定工具 4来连接所述计算机1。

总结来说，所述ECU2、所述标定工具4、所述测试工具3以及所述计算机 1的连接方式大体包括以下3种。

第一种，如图2所示，所述ECU2和所述测试工具3均通过所述标定工具4 与所述计算机1相连。第二种，如图3或如图4所示，所述ECU2通过所述标定工具4和所述计算机1相连，所述测试工具3直接和所述计算机1相连。第三种，如图5所示，所述ECU2通过所述标定工具4和所述计算机1相连，所述测试工具3分别和所述计算机1、所述标定工具4相连。

对于第一种，所述标定工具4同步采集所述ECU2采集的发动机运行数据和所述测试工具3采集的基础点火性能数据及运算得到的新的点火性能数据，并将采集的所述发运机运行数据、所述基础点火性能数据及所述新的点火性能数据传输到所述计算机1。

对于第二种和第三种，所述标定工具4将所述发动机运行数据传输给所述计算机的同时，所述测试工具3将所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据传输给所述计算机1。

另外，对于第三种，所述测试工具3将所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据传输给所述计算机1的同时，所述标定工具4也将所述基础点火性能数据和所述新的点火性能数据传输给所述计算机1。

而且特别地，对于所述第三种连接方式，所述标定工具4将所述发动机运行数据传输给所述计算机1的同时，还可将所述发动机运行数据传输给所述测试工具3。

不管采用第一种连接方式、第二种连接方式还是第三种连接方式，所述标定工具4均通过以太网的方式和所述计算机1相连；对于所述测试工具3，若采用第一种连接方式，则所述测试工具3通过控制器局域网(CAN)和所述标定工具4相连，若采用第二连接方式，所述测试工具3通过以太网或USB和所述计算机1相连；而若采用第三种连接方式，则所述测试工具3通过USB或以太网和所述计算机1相连的同时，还通过CAN和所述标定工具4相连。

另外，对于第一种连接方式，所述计算机1可以不必拿到采集现场，通过所述标定工具4将所述ECU2采集的发动机运行数据和所述测试工具3采集的基础点火性能数据及运算得到的新的点火性能数据同步采集回来后，再传输到所述计算机1上，通过所述计算机1来实现数据的查看、比对和分析。

对于点火性能数据，具体地，所述基础点火性能数据包括：点火线圈供电电压Un、点火线圈初级电压Up、点火线圈初级充电电流Ip、点火线圈初级充电时间Tp、点火线圈次级放电电压Us、点火线圈次级放电电流Is和点火线圈次级放电电流持续时间Ts；所述新的点火性能数据包括：点火能量Es和点火功率Ps、点火线圈初级充电能量Ep和充电功率Pp、点火线圈的工作效率ηc、点火线圈的供电能量Eub和点火系统的工作效率η。

其中，所述点火能量Es根据所述点火线圈次级放电电压Us、所述点火线圈次级放电电流Is和所述点火线圈次级放电电流持续时间Ts积分运算得到，所述点火功率Ps为所述点火能量Es和所述点火线圈次级放电电流持续时间Ts的比值。具体公式如下：

Es＝∫_TsUs·Isdt

所述点火线圈初级充电能量Ep根据所述点火线圈初级电压Up、所述点火线圈初级充电电流Ip和所述点火线圈初级充电时间Tp积分运算得到，所述充电功率Pp为所述点火线圈初级充电能量Ep与所述点火线圈初级充电时间Tp的比值。具体公式如下：

Ep＝∫_TpUp·Ipdt

所述点火线圈工作效率ηc为所述点火能量Es和所述点火线圈初级充电能量Ep的比值。具体公式如下：

所述点火线圈供电能量Eub根据所述点火线圈的供电电压Un和所述点火线圈初级充电电流Ip和所述点火线圈初级充电时间Tp积分运算得到，所述点火系统的工作效率η为所述点火能量Es和所述点火线圈供电能量Eub的比值。具体公式如下：

Eub＝∫_TUn·Ipdt

另外，当以所述第三种连接方式连接时，由于所述标定工具4将所述发动机运行数据传输给所述计算机1的同时，还可将所述发动机运行数据传输给所述测试工具3。故使得所述新的点火性能数据还包括：以角度表达的充电持续时间和以角度表达的点火持续时间；所述以角度表达的充电持续时间和所述以角度表达的点火持续时间为所述测试工具通过结合所述发动机运行数据对所述基础点火性能数据运算得到。

在现有技术中，仅能通过测量点火线圈次级放电电压和点火能量来对点火性能的评估，而本发明的所述测量工具3除了点火线圈次级放电电压和点火能量，实现了对更多点火性能数据的测量，因此能对点火性能进行更为全面的评估，以此来对点火系统或点火控制参数进行调整，从而能满足汽油发动机新技术对点火系统的需求。

如上所述，本发明实现发动机运行数据和点火性能数据在时间上同步的目的是为了使得对点火性能的优劣的评估与具体工况对应起来。

在实际应用中，若技术人员发现在某一工况下，所述数据同步系统测得的所述发动机运行数据，如油耗、扭矩或废气排放量等超出标准范围，则可找出对应时间段的多个点火性能数据进行分析，通过排查来找到发动机运行数据超标的原因，然后与具体的工况对应，以避免相同工况下再次出现相同的发动机故障。

例如，若发动机运行数据超标或发动机出现故障，技术人员对多个点火性能数据经过排查，发现在对应时间段内点火线圈初级充电电流I随时间T的变化趋势如图6所示，即初期初级充电电流按近似指数函数规律增大，随着充电时间的延长，增长速度降低，直至不再变大。出现此种电流变化趋势，则表示充电电流增速逐渐变缓，说明点火线圈101的供电电压偏低，为充分发挥点火线圈101的性能，采取对应的措施来增大供电电压。那么应用到下次相同工况时，则可按增大后的供电电压来对供电电压进行设置，以避免在此工况下，再次出现供电电压不足的情况。

综上所述，本发明提供的数据同步系统解决了以往发动机运行数据和点火性能数据在时间上很难同步的问题，使得对点火性能的优劣的评估与具体工况对应起来，对发动机的研究和标定工作提供了有效的数据支撑。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。