CN107620647A - 检测车辆的发动机改装的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种检测车辆的发动机改装的方法。一种用于检测车辆的非法改装的方法可以包括：在车辆行驶时，通过控制器而获取并存储控制车辆时的包括可变值和控制值的学习信息与发动机状态信息中的至少一个来作为学习值；通过控制器来将随时间新获得的学习值与预先存储的以前的学习值进行比较；当学习值改变，并且获得的学习值和预先存储的以前的学习值之间的差异在预定时间段内维持于预定水平或更高时，通过控制器确定在车辆中安装有用于改变部件性能的调校芯片；并且当确定安装有调校芯片时，通过控制器来产生并存储改装检测编码。

Description

检测车辆的发动机改装的方法
技术领域
本发明涉及一种检测车辆的发动机改装的方法。更具体地，其涉及这样一种方法：其可以检测外部调校芯片是否安装于涡轮增压车辆，从而增加发动机的输出。
背景技术
近年来，利用高压空气对燃烧室进行增压的涡轮增压器、中冷器等额外地安装于高性能发动机，从而获得高输出。
涡轮增压器为这样的装置：其通过使用排放气体的能量而压缩空气，并且将经压缩的空气供应至发动机的燃烧室。装配有涡轮增压器的发动机的燃烧室可以充入大量空气，结果是，在增压情况下，可以与空气增加量成比例地增加燃料的喷射量。结果是，相比于具有相同容积的燃烧室的自然吸气发动机，装配有涡轮增压器的发动机可以获得更高的输出。
一般而言，装配有涡轮增压器的发动机被称为涡轮增压发动机。检测经由进气歧管而从涡轮增压器供应至燃烧室的空气压力，并且将沿进气歧管的内部流动的空气的压力控制在适当的范围内的电子控制方法是已知的。
涡轮增压器包括涡轮和压缩机，通过由排放气体旋转所述涡轮而将排放气体的能量转换为机械做功，所述压缩机与涡轮同轴连接，所述压缩机在旋转时对空气进行压缩。在此情况下，将涡轮设置于发动机的排气路径，并且将压缩机设置于发动机的进气路径。
因此，当通过排放气体而旋转涡轮时，压缩机与涡轮一起旋转，旋转的压缩机吸入并压缩空气，随后将经压缩的空气供应至发动机的进气侧。在此情况下，由压缩机压缩的增压空气在穿过中冷器时被冷却，随后被供应至发动机的进气侧和燃烧室。
同时，近年来，驾驶员对发动机输出和车辆的性能不满意，因此很多驾驶员经常非法地调校车辆，以使得发动机可以具有更高的输出并且展现出更好的性能。
例如，为了将发动机输出增加为高于由车辆制造商确定的保证耐久性的输出，驾驶员在改装商店中非法地将外部调校芯片(例如，由LAB3制造的“UNCLE芯片”)安装于发动机。作为示例，已知这样的调校芯片：其制造成用于改变来自用于检测发动机中的空气量的歧管绝对压力(manifold absolute pressure，MAP)传感器和增压压力(压力上升气门，pressure up throttle，PUT)传感器的信号，并且输出经改变的信号。
供参考的是，MAP传感器为检测进气歧管中的压力的传感器，增压压力传感器为检测在电子增压发动机中沿进气歧管的内部流动的进气的增压压力并且依据压力而输出电信号的传感器。
可以通过将传感器和ECU之间通过电缆简单连接来使用调校芯片，结果是，近年来，趋向于频繁安装调校芯片。与未经改装的一般车辆不同，在装配有调校芯片3的车辆中，示出于图1的ECU10直接接收来自MAP传感器1和增压压力传感器2的信号，调校芯片3将来自MAP传感器1和增压压力传感器2的信号进行改变，并且ECU10接收经改变的信号，如图2所示。
在安装调校芯片3的情况下，ECU10接收表示大于由传感器检测的实际空气量的空气量的经改变的信号，或者接收即使在实际为高增压压力的情况下也表示低水平增压压力的经改变的信号。因此，ECU基于经改变的信号而识别出大于实际空气量的空气量，因此将燃料量进行控制以便根据增加的空气量而喷射更大的燃料量。
ECU识别出低于实际增压压力的增压压力，因此增加流入的空气量，从而增加增压压力，并且提前点火正时。因此，相比于改装前，当加速踏板受到同样的操作时，由于增压压力的增加，可以实现暂时性地增加加速度的效果，结果是，发动机可以展现出更高的输出和更好的性能。
但是，在使用调校芯片的情况下，发动机输出可能会增加为超过耐久性保证输出，所以发动机可能会超负荷，并且发动机的耐久性可能会受到不利的影响。另外，还存在例如过度的增压压力、过度的爆震和不正常的燃烧等问题。
可能不稳定地执行各种类型的控制(例如，燃料量控制、涡轮控制)，由于过度的压力增加，可能会发生发动机损伤(例如，涡轮增压器、中冷器和进气系统的损伤、火花塞和燃烧室的部件的损坏)的问题。
结果是，由于驾驶员需要将其车辆运送至服务中心并且对车辆进行维修，所以会产生维修成本，并且由于车辆制造商需要将由于非法安装调校芯片而损坏的发动机进行修复，车辆制造商也要承担售后服务。
具体而言，由于外部调校芯片可以通过使用互换式电缆而简单安装，无需损坏车辆中的布线，所以驾驶员经常拆除非法芯片并随后将发动机送修，但是车辆制造商无法取得安装调校芯片的证据，结果是，车辆制造商不得不在保修期内对车辆进行免费维修。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种方法，其配置成用于检测是否在车辆中安装并使用非法调校芯片，并且存储调校芯片的使用历史，由于车辆制造商需要知道是否驾驶员实际改装了车辆并且驾驶员是否已经安装并使用了调校芯片，从而引导驾驶员不安装非法调校芯片，并且引导驾驶员自己拆下非法调校芯片。
在一个方面，本发明提供了一种用于检测车辆的改装的方法，该方法包括：在车辆行驶时，通过控制器而获取并存储控制车辆时的包括可变值和控制值的学习信息与发动机状态信息中的至少一个来作为学习值；通过控制器来将随时间新获得的学习值与预先存储的以前的学习值进行比较；当学习值改变，并且获得的学习值和预先存储的以前的学习值之间的差异在预定时间段内维持于预定水平或更高时，通过控制器确定在车辆中安装有用于改变部件性能的调校芯片；当确定安装有调校芯片时，通过控制器来产生并存储改装检测编码。
因此，根据本发明的示例性实施方案的检测车辆的非法改装的方法基于涡轮增压车辆行驶时的控制学习值来检测是否安装并使用了用于增加发动机输出的外部调校芯片，并且对使用信息进行存储，结果是，可以引导驾驶员自己拆下非法调校芯片，并且引导驾驶员不安装非法调校芯片。
由于可以防止由非法调校引起的发动机的损伤和维修费用的产生，所以可以解决车辆制造商为驾驶员的非法改装承担责任的问题。
下面讨论本发明的其它方面和优选的具体实施方案。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
下面讨论本发明的上述特征及其它特征。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1示出了没有改装的一般车辆中的传感器和ECU之间的连接状态的方框图。
图2为示出了装配有外部调校芯片的车辆中的传感器和ECU之间的连接状态的方框图。
图3示出了根据本发明的示例性实施方案的改装检测装置的配置的方框图。
图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的改装检测方法的流程图。
附图中展示的附图标记包括下文进一步讨论的下述元件的标记：
应当了解，附图不必按比例，显示了说明本发明的基本原理的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
在下文中将参考附图具体描述本发明的示例性实施方案，从而使本发明所属领域的技术人员能够容易地实现本示例性实施方案。但是，本发明不限于下文描述的示例性实施方案，而是可以指定为其他方面。
在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”或“包含”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。
图3示出了根据本发明的示例性实施方案的改装检测装置的配置的方框图；
将参照图1和图2来描述未改装的正常车辆中和装配有用于改变性能的外部调校芯片3的非法改装车辆中的传感器1和2与控制单元(ECU)10之间的连接状态。
本发明涉及一种检测车辆的改装的方法，本发明的特征是：基于车辆行驶时获取的学习信息和发动机状态信息，控制器10检测是否在车辆中安装并使用了用于改变部件性能的调校芯片(例如，用于增加发动机输出的非法外部调校芯片(在图2中由附图标记3表示))，当检测到安装了外部调校芯片时，控制器10生成并存储改装编码，以保留为使用历史。
为此，控制器10配置为利用预定的诊断逻辑来确定是否安装有调校芯片，该预定的诊断逻辑在控制车辆时(例如，在车辆行驶时控制涡轮增压器和发动机)获得学习信息(包括可变值或控制值)和发动机状态信息(包括爆震和缺火)，并且分析获得的学习信息和发动机状态信息。
首先，在装配有涡轮增压器的车辆中(也就是说，涡轮增压车辆中)，控制器10将包括可变值或控制值的学习信息和包括爆震和缺火的发动机状态信息的至少一个信息储存为学习值，在车辆行驶的情况下，当控制涡轮增压器和发动机时获得所述学习值。
在这种情况下，控制器10存储从购买车辆之后的新车辆状态获得的具有预定时间段的预定数量的学习值，并且在控制涡轮增压器时，在周期性地获得并累积预定数据的处理期间，通过在每次逐个获取新数据时逐个删除最旧的数据而在存储器中存储并保证预定数量的数据。
在相同的发动机工作条件下，在不安装调校芯片的情况和安装调校芯片的情况之间，涡轮增压器控制学习值一定不同，在控制涡轮增压器时的学习值可以是与加速踏板位置传感器(APS)的信号值一起获得的传感器信息(加速踏板位置传感器(APS)为用于检测由驾驶员操作的加速踏板的位置(加速踏板的操作程度)的传感器)，并且更多地为MAP传感器1的信号值或者与APS信号值一起获得的增压压力传感器2的信号值。
即使在如图2所示的将外部调校芯片(在图2中由附图标记3表示)非法安装于发动机21之后和如图1所示的未安装外部调校芯片的情况下，也在车辆行驶时持续获取学习值。
在没有安装调校芯片3的情况下，MAP传感器1和增压压力传感器2输出对应于检测到的压力值的电信号，并且从传感器1和2输出的信号被直接输入至控制器10，但是在安装有调校芯片3的情况下，由调校芯片3改变的传感器信号被输入至控制器10。
调校芯片3将从MAP传感器1和增压压力传感器2输出的信号(表示压力的电信号)改变为表示低于实际压力值的压力值的信号，并且输出该信号，当经改变的传感器信号被输入至控制器10时，控制器10从传感器1和2接收表示低于实际压力的压力的信号来作为用于控制发动机21的可变压力信息。
因此，可以通过比较安装调校芯片之前的传感器信号(直接从传感器输入的信号)与安装调校芯片之后的传感器信号(通过调校芯片改变的信号)来确定是否安装了调校芯片。
因此，在本发明的示例性实施方案中，当车辆行驶时，控制器10将MAP传感器1的信号值和增压压力传感器2的信号值存储为学习值，并且在APS信号值相同的情况下通过比较学习值(也即是说，比较如上所述的存储并学习的MAP传感器的信号值，或比较增压压力传感器的信号值)而确定是否安装有调校芯片。
在此情况下，控制器10可以使用两个传感器1和2中的一个的信号值或者使用两个传感器1和2两者的信号值，并且控制器10可以配置为，在输入相同的APS信号值时，将各自的学习值(MAP传感器的信号值、或增压压力传感器的信号值、或MAP传感器的信号值和增压压力传感器的信号值)与以前的学习值进行比较，并且如下所述，在预定时间段内的相同传感器的信号值改变量为预定水平或更高时，确定安装有调校芯片3。
如图2所示，在安装有调校芯片3的情况下，涡轮增压器压力(压缩机的输出端的压力)(也即，增压压力)在控制涡轮增压器时增加，因此，供应至发动机进气侧的空气量也增加，并且当空气量增加时，喷射至发动机21的燃烧室的燃料量也增加。
因此，控制涡轮增压器时的学习值可以包括增压压力信息，或者可以为控制涡轮增压器时的APS信号值和与APS信号值一起获得的燃料量信息。
在车辆行驶时，即使在如图2所示的安装外部调校芯片3之后以及如图1所示的没有安装外部调校芯片3的情况下，也持续获得如上所述通过燃料量学习而获得的学习值。
在安装了调校芯片的情况下，在高负荷情况下控制涡轮增压时，相比于没有安装调校芯片时，供应至发动机21的空气量增加，结果是，较重爆震的发生会增加，并且发动机21中的缺火(misfire)的发生也会增加。
例如，在安装了调校芯片的情况下，在发动机21的所有汽缸(燃烧室)中可以检测出缺火的发生，或者在高负荷情况下控制涡轮增压器时可以检测出缺火的发生。
因此，在车辆行驶时，发动机状态信息可以存储为控制器10中的学习值，并且可以包括由爆震传感器检测到的爆震强度或爆震发生频率，或者发动机缺火发生状态或频率。
也就是说，在控制涡轮增压器时，爆震发生信息和发动机缺火发生信息的至少一个可以包括于发动机状态信息，并且控制器10可以配置为，当车辆行驶时在控制涡轮增压器时爆震强度或频率增加，并且相比于以前的爆震强度或频率而在预定时间段改变为预定水平或更高时，确定安装了调校芯片。
控制器10可以配置为，当在发动机21的所有汽缸中检测到缺火的发生，或者预定时间段内在发动机21中的缺火发生频率增加，并且相比于以前的缺火发生频率而改变为预定预定水平或更高时，确定安装有调校芯片。
图4为示出了根据本发明的示例性实施方案的检测改装的方法的流程图，并且将参考图4以逐步的方式详细描述该方法。
首先，在车辆行驶时，包括可变值和控制值的学习信息和发动机状态信息中的至少一个被获取并存储为控制涡轮增压器时的学习值(S11)。
这里，可变值可以为与APS信号值一起的传感器信号值，也即，MAP传感器或增压压力传感器的信号值，或者MAP传感器和增压压力传感器的信号值，并且控制值可以为控制涡轮增压器时的增压压力，与APS信号值一起的燃料量(也即，喷射入发动机的燃料量)。
发动机状态信息可以为发动机爆震发生信息(也即，爆震强度和爆震发生频率)和缺火发生信息(也即，缺火发生状态和发生频率)。
接下来，控制器10将随着时间新获取的学习值与预先存储的以前的学习值进行比较(S12)，当学习值改变并且在获取的学习值和预先存储的以前的学习值之间的差异对于预定时间段维持于预定水平或更高时，确定安装有调校芯片(S13)。
例如，在APS信号值相同的情况下，当MAP传感器信号值改变并且与以前的MAP传感器信号值的差异为预定水平或更高时，或者当增压压力传感器信号值改变并且与以前的增压压力传感器信号值的差异为预定水平或更高时，可以确定安装有调校芯片。
另外，当增压压力改变并且与以前的增压压力的差异为预定水平或更高时，或者APS信号值相同的情况下燃料量改变并且与以前的燃料量的差异为预定水平或更高时，或者爆震强度或爆震发生频率相比于以前的爆震强度或以前的爆震发生频率而增加为预定水平或更高时，或者在发动机21的所有汽缸中发生缺火时，或发动机21的缺火发生频率相比于以前的缺火发生频率而增加至预定水平或更高时，确定安装有调校芯片。
这里，每个学习值的预定水平是预先确定的，并且对于每个学习值，所有的预定水平被预定为彼此不同的，并且随后预先存储于控制器10。
接下来，如上所述，当控制器10确定安装有调校芯片时，控制器10立即生成并存储改装检测编码(S14)。
当控制器10确定安装有调校芯片时，控制器10可以配置为随后限制发动机21的扭矩，以使得在车辆行驶时，发动机21的扭矩为预定的扭矩或更小(S15)。
同时，如上所述，在改装检测编码已经存储于控制器10之后的状态下，当驾驶员保养车辆或将车辆送去汽车修理厂维修时，用于诊断的外部终端22连接至汽车修理厂中的车辆，控制器和外部终端22可以彼此通信。
在此情况下，控制器10将改装检测编码和存储的学习值传输给外部终端22，因此外部终端22可以存储车辆的改装检测编码和学习值，从而可以收集与车辆相关的数据(S16)。
结果是，由于改装检测编码和学习值被存储并保存于控制器10，所以即使在驾驶员在外部终端22与车辆连接之前拆下外部调校芯片(其通常为已非法安装的)之后，也可以利用外部终端22得知车辆是否可能已被改装过。
如上所述，由于车辆制造商可以得知是否由驾驶员安装并使用了调校芯片，所以驾驶员不能隐瞒之前已使用过调校芯片，因此，不仅可以引导驾驶员自己拆下调校芯片，而且还可以引导驾驶员一开始就不安装调校芯片。
由于可以避免由驾驶员的非法调校而导致的发动机的损坏和维修费用的产生，并且车辆制造商可以清楚谁要对发动机的损坏负责，因此可以解决汽车制造商承担非法改装的责任的问题。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“较高”、“较低”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”和“向后”被用于参考示出于附图的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (11)

1.一种检测车辆的改装的方法，所述方法包括：
在车辆行驶时，通过控制器而获取并存储控制车辆时的包括可变值和控制值的学习信息与发动机状态信息中的至少一个来作为学习值；
通过控制器来将随时间新获得的学习值与预先存储的以前的学习值进行比较；
当学习值改变，并且获得的学习值和预先存储的以前的学习值之间的差异在预定时间段内维持于预定水平或更高时，通过控制器确定在车辆中安装有用于改变部件性能的调校芯片；
当确定安装有调校芯片时，通过控制器来产生并存储改装检测编码。
2.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，可变值和控制值为控制涡轮增压车辆中的涡轮增压器和发动机时的可变值和控制值，并且车辆中用于改变部件性能的调校芯片为用于增加发动机输出的调校芯片。
3.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，可变值为与用于检测加速踏板位置的加速踏板位置传感器的信号值一起获得的歧管绝对压力传感器的信号值和增压压力传感器的信号值中的一个或歧管绝对压力传感器的信号值和增压压力传感器的信号值两者。
4.根据权利要求3所述的检测车辆的改装的方法，其中，当加速踏板位置传感器的信号值相同时，控制器将作为学习值的新获取的歧管绝对压力传感器的信号值和增压压力传感器的信号值与作为学习值的以前的信号值进行比较，当预定时间段内维持有预定水平或更高的差异时，确定安装有调校芯片。
5.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，控制值为控制涡轮增压器时的增压压力。
6.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，控制值为与加速踏板位置传感器的信号值一起获得的喷射入发动机的燃料量，当加速踏板位置传感器的信号值相同时，控制器将作为学习值的新获取的燃料量与作为学习值的以前的燃料量进行比较，当预定时间段内维持有预定水平或更高的差异时，确定安装有调校芯片。
7.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，发动机状态信息为发动机爆震发生信息，也即，爆震强度或爆震发生频率。
8.根据权利要求7所述的检测车辆的改装的方法，其中，当发动机的所有汽缸中发生缺火，或者当相比于以前的缺火发生频率而在预定时间内的缺火发生频率增加为预定水平或更高时，控制器确定安装有调校芯片。
9.根据权利要求2所述的检测车辆的改装的方法，其中，当确定安装有调校芯片时，控制器对发动机扭矩进行限制，以使得发动机扭矩为预定扭矩或更低。
10.根据权利要求1所述的检测车辆的改装的方法，其中，控制器配置为，在存储有改装检测编码的状态下，当能够通信地连接外部终端时，将改装检测编码传输给外部终端。
11.根据权利要求10所述的检测车辆的改装的方法，其中，控制器配置为，将获取并存储的学习值的数据传输给外部终端。
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