CN108223167B - 检测失效装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测失效装置的方法。该方法包括：当车辆的涡轮增压器运行时确定涡轮运行；确定提供到进气歧管的空气的流量，其中确定通过节流阀的空气的第一流量和通过热膜空气质量流量(HFM)传感器测量的空气的第二流量中的哪一个流量被用作进气歧管的流量；基于进气歧管的流量确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内；如果确定进气歧管中的压力未处于正常范围内，则确定失效装置被安装并存储失效装置的信息。

Description

检测失效装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月15日提交的申请号为10-2016-0171738的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种检测失效装置的方法，该失效装置旨在通过伪造用于控制发动机的输入数据来使车辆中发动机的输出任意地升高，其中该方法检测失效装置并存储失效装置是否被安装，然后允许驾驶员认识到这一事实。
背景技术
安装在车辆中的发动机通过用于驱动发动机的各种数据输入来控制。
如图1所示，通过其外部空气流入发动机1的进气管11设有用于压缩进气的涡轮增压器的压缩机22、用于冷却压缩空气的中间冷却器23以及用于控制流入发动机的空气的量的节流阀21；通过其排出在发动机1中燃烧的排气的排气管12设有通过排气旋转的涡轮增压器的涡轮机41、各种后处理装置等；并且用于排气再循环的排气再循环(EGR)管线13具有EGR阀51、EGR冷却器52等。
另外，发动机1通过设置在进气管11的入口处测量进气的温度和量的热膜空气质量流量传感器(HFM)31、设置在压缩机22与节流阀21之间测定通过涡轮运行而增压的压力的增压压力传感器32、测定进气歧管11a内的压力的歧管绝对压力(MAP)传感器33而获取关于流入发动机1的进气的信息并考虑驾驶员操作的加速踏板的操作量等来控制。
制造这样的发动机以在预定范围内产生输出。
然而，一些驾驶员经常安装任意的篡改装置或失效装置，其旨在篡改用于驱动发动机的输入数据的一部分，并且产生比在制造发动机时所设定的范围更大的输出。
例如，如图2所示，失效装置70被安装在增压压力传感器32和发动机管理系统(EMS)60之间以通过篡改或伪造从增压压力传感器32输出的信号而使发动机1的输出升高。失效装置70通过降低增压压力传感器32的输出值并将其输入到EMS 60中使发动机1的输出升高。此处，EMS 60可以是电子控制单元(ECU)或与ECU集成。
当接收低于实际压力的增压压力时，EMS 60将通过节流阀的流量计算成小于实际流量。当计算进气歧管的建模压力时，流入进气歧管的流量和从进气歧管排放的流量(流入汽缸的流量)被计算成相同。如果失效装置70被安装，则输入流量变得大于输出流量，即“输入流量>输出流量”，使得建模压力升高，因此发动机1的输出增强。
然而，如果发动机1的输出被任意地篡改而升高，则发动机的部件由于爆振、提前点火等被损坏或者涡轮致动器由于爆振、提前点火等被损坏。考虑到预定的输出，发动机1通常制造成具有机械强度和耐久性。但是，如果发动机的输出功率被任意地提高，则发动机1被损坏，这可能导致严重的事故。
但是，如果驾驶员在使用车辆期间安装失效装置70以提高发动机1的输出，并且仅在车辆被修理或检查时移除失效装置70，则存在以下问题：当发动机1发生故障时，无法准确地找出造成发生故障的原因，因此无法正确地处理故障。
发明内容
已经做出本公开以努力解决与现有技术相关的上述问题。本公开的目的是提供一种检测失效装置的方法，该失效装置旨在通过伪造用于控制发动机的输入数据来使车辆中发动机的输出任意地升高，其中该方法可以检测失效装置是否被安装。
本公开的另一个目的是提供一种检测失效装置的方法，其中，当失效装置被检测到时，该方法存储安装失效装置的历史，并且使得在车辆被修理或检查时修理工或检查员能够认识这种事实。
本公开的又一个目的是提供一种检测失效装置的方法，其中该方法使得修理工或检查员能够认识到失效装置被安装并且引导失效装置的移除。
通过下面的描述可以理解本公开的其他目的和优点，并且参照本公开的实施例，本公开的其他目的和优点变得显而易见。此外，对于本公开所属领域的技术人员显而易见的是，本公开的目的和优点可以通过所要求保护的手段及其组合来实现。
根据用于实现如上所述的目的的本公开的一方面，一种检测失效装置的方法包括：通过发动机管理系统(EMS)确定涡轮运行，其中确定车辆的涡轮增压器是否运行；通过EMS确定提供到进气歧管的空气的流量，其中，确定通过节流阀的空气的第一流量以及通过热膜空气质量流量(HFM)传感器测量的空气的第二流量中的哪一个流量被用作进气歧管的流量；通过EMS基于进气歧管的流量确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内；并且当确定进气歧管中的压力未处于正常范围内时，通过EMS确定失效装置被安装，并且存储失效装置的信息。
方法进一步包括：在执行确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤之后，如果在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤中确定进气歧管内的压力未处于正常范围内，则增加表示估计失效装置被安装的怀疑计数器，并且通过确定由累计怀疑计数器而获得的值是否大于确定失效装置被安装所依据的阈值TH3来确定失效装置被安装，其中，如果通过累计怀疑计数器而获得的值大于确定失效装置被安装所依据的阈值TH3，则执行存储安装失效装置的历史的步骤。
如果在确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤中，通过节流阀的流量被应用为进气歧管的流量，则在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤中，确定通过用歧管绝对压力(MAP)传感器测量的压力除以进气歧管中的压力获得的值(由传感器测量的压力/建模压力)是否超过预定第一阈值TH1。
如果在确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤中，由HFM传感器测量的空气的流量被应用为进气歧管的流量，则在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤中，确定通过将HFM传感器测量的流量除以节流阀的流量(HFM流量/节流阀流量)获得的值是否超过预定第二阈值TH2。
方法进一步包括：在执行存储安装失效装置的历史的步骤之后，发出失效装置的安装的警告用于通知驾驶员失效装置被安装。
方法进一步包括每当涡轮增压器在确定涡轮运行的步骤和确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤之间运行时增加样本计数器，其中如果通过累计怀疑计数器而获得的值超过样本计数器累计的次数内的预定值，则确定失效装置被安装。
方法进一步包括当在确定失效装置被安装的步骤中，确定通过累计怀疑计数器而获得的值不大于确定失效装置被安装所依据的阈值TH3时，比较通过累计样本计数器获得的值是否大于用于重置样本计数器和怀疑计数器的预定阈值TH4，并且当通过累计样本计数器获得的值大于用于重置样本计数器和怀疑计数器的预定阈值TH4时，将样本计数器和怀疑计数器重置成零。
方法进一步包括如果在确定涡轮运行的步骤中确定涡轮增压器未运行，或者如果在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤中确定进气歧管中的压力处于正常范围，则确定发动机是否运行，其中如果发动机运行，则进程返回到确定涡轮运行的步骤。
方法进一步包括在执行发出安装失效装置的警告的步骤之后确定发动机是否运行，其中如果发动机运行，则进程返回到确定涡轮运行的步骤。
方法进一步包括如果在比较累计的样本计数器的步骤中确定通过累计样本计数器而获得的值不大于用于重置样本计数器和怀疑计数器的预定阈值TH4，或在执行重置样本计数器和怀疑计数器的步骤之后，则确定发动机是否运行，其中如果发动机运行，则进程返回到确定涡轮运行的步骤。
通过根据本公开的具有如上所述配置的检测失效装置的方法，可以检测旨在伪造用于控制发动机的输入数据以便使发动机的输出升高超过预定范围的失效装置。
此外，即使失效装置在安装之后被移除，仍然保留安装失效装置的历史，使得这种事实在维护或检查时可以被认识，并且因此可以准确地找到发动机故障的原因，并可以采取适当的措施。
此外，可以通过引导驾驶员移除失效装置或通过警示灯等引导驾驶员访问维修店，以最小化在安装失效装置的状态下在道路上的驾驶。
应该理解的是，本公开的上述一般性描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1是示出传统发动机的结构的框图；
图2是示出根据相关技术用于伪造输入到发动机的数据的失效装置被安装的状态的框图；以及
图3A和图3B是示出根据本公开的实施例的检测失效装置的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细地描述根据本公开的实施例的检测失效装置的方法。
首先，参照图2，由于根据本公开的发动机的结构具有与传统技术相同的结构，因此以下描述用于执行根据本公开的示例性实施例的检测失效装置的方法的系统。
用于燃烧的外部空气通过进气管11被引入到发动机1中，并且在发动机1中燃烧之后产生的排气通过排气管12被排放到外部。
进气管11具有用于调节流入发动机1的空气量的节流阀21、用于涡轮增压流入发动机1的空气的涡轮增压器的压缩机22和用于冷却通过压缩机22的空气的中间冷却器23。
排气管12具有涡轮增压器的涡轮机41，其借助于排气的压力而旋转并且驱动压缩机22。
用于使一部分排气再循环的EGR管线13设置有用于调节排气量的EGR阀51和用于冷却再循环空气的EGR冷却器52。
此外，安装布置在进气管11的入口处以测量进气的温度和量的热膜空气质量流量传感器(HFM)31、安装在压缩机22和节流阀之间测量通过涡轮运行提升的压力的增压压力传感器32以及用于测量进气歧管11a中的压力的歧管绝对压力(MAP)传感器33。
当HFM传感器31、增压压力传感器32和MAP传感器33的输出值被输出到发动机管理系统(EMS)60时，EMS 60使用输入其中的值来控制发动机1的燃烧。
另一方面，存在安装用于伪造输入到EMS 60的值的失效装置70，使得发动机1产生大于预定输出的情况。在这种情况下，失效装置70通常安装在增压压力传感器32和EMS 60之间，以减小待输入到EMS 60的增压值，并将减小的值输入到EMS。
考虑到如果增压压力值减小，则通过节流阀21的空气的流量被计算成小于实际值，本公开配置EMS 60以对进气歧管11a中的压力建模以及将建模压力与MAP传感器33的值进行比较，或将通过进气歧管11a的流量与通过节流阀21的流量进行比较，从而检测失效装置70是否被安装。
EMS 60被配置成通过稍后描述的逻辑来检测失效装置70是否被安装，并且驾驶员可以通过警告灯80等认识到这样的事实。
如图3A和图3B所示，根据本公开的实施例的检测失效装置的方法包括：在步骤S110中，确定车辆的涡轮增压器是否运行(确定涡轮运行)；在步骤S130中，确定通过节流阀21的空气的流量以及通过HFM传感器31测量的空气的流量中的哪一个流量被用作进气歧管11a的流量(确定应用到进气歧管的空气的流量)；在步骤S140中，确定通过对进气歧管11a的流量进行建模获得的进气歧管11a中的压力是否处于正常范围内；如果在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的步骤S140中确定进气歧管11a中的压力未处于正常范围内，则在步骤S171中存储失效装置70被安装的历史。
确定涡轮运行的步骤S110确定发动机1的涡轮增压器是否在发动机1驱动的状态下运行。由于在本公开中检测失效装置是否被安装的原理是基于由增压压力传感器32测量的增压，因此确定增压器是否运行。
在增加样本计数器的步骤S120中，当涡轮增压器运行时，样本计数器增加。增加样品计数器时执行以下步骤。如果在预定累计样本计数器期间怀疑失效装置70被安装的情况的数量超过预定数量，则确定失效装置70被安装。
在确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤S130中，进气歧管11a中的压力被建模以检测失效装置70，并且确定是否采用在对进气歧管11a中的压力建模中使用的进气歧管11a的流量作为通过节流阀的流量。
在确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤S130中，进气歧管11a中的压力用作确定是否安装失效装置70的措施，并且确定采用哪一个流量作为用于对进气歧管11a中的压力建模所需的进气歧管11a的输入流量。通过节流阀21的空气的流量或由HFM传感器31测量的流量用作流入进气歧管11a的空气的流量。
在车辆仅配备有MAP传感器33而无HFM传感器31的情况下，采用节流阀的流量作为输入到进气歧管11a的流量，但是在车辆配备HFM传感器31的情况下，采用由HFM传感器31测量的流量作为输入到进气歧管11a的流量。
在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围的步骤S140中，确定进气歧管11a中的压力是否正常。如果在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围的步骤S140中，进气歧管中的压力被确定为正常，则未安装失效装置70。因此，立即执行确定发动机是否运行的步骤S190，而不是执行紧接着步骤S140的每个步骤。然而，如果确定进气歧管11a中的压力不正常，则执行紧接着步骤S140的每个步骤，以最终检测是否安装失效装置70。
由于用于控制发动机1的逻辑能够识别节流阀的流量以及由HFM传感器测量的流量中的哪一个流量用作流入进气歧管11a的空气的流量，因此通过使用两个流量中的任意一个来确定进气歧管11a中的压力是否正常。
另一方面，确定进气歧管中的压力是否处于正常范围的步骤S140可被分成第一步骤S141和第二步骤S142来执行，其中在第一步骤S141中，在确定提供到进气歧管的空气的流量的步骤S130中，进气歧管11a的流量被确定成节流阀的流量时，确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内；在第二步骤S142中，当在步骤S130中进气歧管11a的流量被确定成不是节流阀的流量时，确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内。
确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第一步骤S141确定由MAP传感器33测量的压力与利用通过节流阀21的流量计算的进气歧管11a的建模压力的比率超过预定值。如果安装失效装置70，则由增压压力传感器32测量的压力降低，因此，检测通过节流阀21的空气的流量小于实际流量，使得通过使用该流量估计的进气歧管11a的建模压力变成小于由MAP传感器33测量的压力。因此，如果确定通过将MAP传感器33测量的压力除以进气歧管11a的建模压力而获得的值(由传感器测量的压力/建模压力)超过预定第一阈值TH1时，则可以认为失效装置70被安装。
确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第二步骤S142确定由HFM传感器31测量的空气的流量与通过节流阀21的流量的比率是否超过预定值。如果安装失效装置70，则检测通过节流阀21的空气的流量小于实际流量，使得所述流量与由HFM传感器31测量的流量之间存在差异。因此，如果确定通过将HFM传感器31测量的空气的流量除以节流阀21的流量而获得的值(HFM流量/节流阀流量)超过预定第二阈值TH2时，则可以认为失效装置70被安装。
当在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第一步骤S141或第二步骤S142中确定失效装置被安装70时，增加怀疑计数器的步骤S150增加怀疑计数器。当在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第一步骤S141或第二步骤S142中确定失效装置70临时被安装时，可以确认失效装置70被安装。然而，当估计安装失效装置70，然后确认安装失效装置70时，怀疑计数器可以增加，当怀疑计数器的累计值大于预定值时，代替确认安装失效装置70的第一步骤S141或确定进气歧管中的压力是否处于正常范围的第二步骤S142。因为空气的流量或传感器的输出值可能暂时不稳定，所以在怀疑计数器累计之后将确认是否安装失效装置70。
确定失效装置被安装的步骤S160将在增加怀疑计数器的步骤S150中累计的累计怀疑计数器与确定失效装置被安装70所依据的预定第三阈值TH3进行比较。在确认安装失效装置的步骤S160中，如果累计怀疑计数器超过第三阈值TH3，则确定失效装置被安装70，因此从增压压力传感器32输出的值被伪造。
当在确定失效装置被安装的步骤S160中确定累计怀疑计数器大于第三阈值TH3时，在存储安装失效装置的历史的步骤S171存储安装失效装置70的事实。例如，可以通过例如以故障代码的形式将安装失效装置70的历史存储在EMS 60中以在将来的维护或检查时确认失效装置70是否被安装。
发出安装失效装置警告的步骤S172通知驾驶员安装失效装置70。可以通过打开安装在车辆内部的单独的警示灯80，或打开发动机警示灯或在仪表盘上显示单独的消息来向驾驶员通知安装失效装置70。可选地，产生警告声音以通知驾驶员安装失效装置70。
可以通过如上所述向驾驶员提供安装失效装置70的警告，引导驾驶员访问修理厂修理车辆。
当在确定失效装置被安装的步骤S160中累计怀疑计数器未超过第三阈值TH3时，执行比较累计样本计数器的步骤S181。比较累计样本计数器的步骤S181比较通过累计样本计数器获得的值是否大于用于复位样本计数器和怀疑计数器的预定第四阈值TH4。
当累计样本计数器超过第四阈值TH4时，重置计数器的步骤S182将样本计数器和怀疑计数器重置为“0”。如果累计怀疑计数器未超过第三阈值TH3而累计样本计数器超过第四阈值TH4，则可以确定未安装失效装置70，因此样本计数器和怀疑计数器被重置为“0”。
确定发动机是否运行的步骤S190确定发动机1是否运行。
如果在确定发动机运行的步骤S190中确定发动机1运行，则进程返回到确定涡轮运行的步骤S110，从而再次执行如上所述的步骤。
如果确定发动机1未运行，则进程结束。
另一方面，确定发动机是否运行的步骤S190可以在执行发出安装失效装置警告的步骤S172或者重置计数器的步骤S182之后被执行。此外，当在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第一步骤S141中，确定通过将MAP传感器33测量的压力除以进气歧管11a的建模压力而获得的值(由传感器测量的压力/建模压力)未超过预定第一阈值TH1或在确定进气歧管中的压力是否处于正常范围内的第二步骤S142中，通过将HFM传感器31测量的空气的流量除以节流阀21的流量而获得的值(HFM流量/节流阀流量)未超过预定第二阈值TH2时，也可以执行步骤S190。此外，当在比较累计样本计数器的步骤S181中确定累计样本计数器未超过第四阈值时，也可以执行步骤S190。
虽然以上已经参考以示例的方式示出的附图描述了本公开，但是本公开不限于所公开的实施例，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，这样的修改或变化落入如所要求保护的本公开的范围内，并且应当基于所附权利要求来解释本公开的范围。

Claims (9)

1.一种检测失效装置的方法，所述方法包括：
当车辆的涡轮增压器运行时，通过发动机管理系统，即EMS确定涡轮运行；
通过所述EMS确定提供到进气歧管的空气的流量，包括确定通过节流阀的空气的第一流量以及通过热膜空气质量流量，即HFM传感器测量的空气的第二流量中的哪一个流量被用作所述进气歧管的流量；
通过所述EMS基于所述进气歧管的流量确定所述进气歧管中的压力是否处于正常范围内；并且
当确定所述进气歧管中的压力未处于所述正常范围内时，通过所述EMS确定所述失效装置被安装，并且存储所述失效装置的信息，
在执行确定所述进气歧管中的压力是否处于所述正常范围内的步骤之后：
当确定所述进气歧管内的压力未处于所述正常范围内时，通过所述EMS增加表示估计所述失效装置被安装的怀疑计数器，以及
由所述EMS通过确定由累计所述怀疑计数器而获得的值是否大于确认所述失效装置被安装所依据的阈值来确认所述失效装置被安装，
其中，当通过累计所述怀疑计数器而获得的值大于确认所述失效装置被安装所依据的阈值时，执行存储所述失效装置被安装的信息的步骤，
所述失效装置用于篡改用于驱动发动机的输入数据中的部分数据，并且产生比在制造发动机时所设定的范围更大的输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当在确定提供到所述进气歧管的所述空气的流量的步骤中，通过所述节流阀的第一流量被应用为所述进气歧管的流量时，确定通过用歧管绝对压力，即MAP传感器测量的压力除以所述进气歧管中的压力获得的值是否超过第一阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当在确定提供到所述进气歧管的所述空气的流量的步骤中，由HFM传感器测量的所述空气的第二流量被应用为所述进气歧管的流量时，确定通过将所述HFM传感器测量的第二流量除以所述节流阀的第一流量获得的值是否超过第二阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在执行存储所述失效装置被安装的历史的步骤之后，通过警告灯发出所述失效装置被安装的警告用于通知驾驶员所述失效装置被安装。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
每当所述涡轮增压器在确定所述涡轮运行的步骤和确定提供到所述进气歧管的所述空气的流量的步骤之间运行时增加样本计数器，
其中当通过累计所述怀疑计数器而获得的值超过所述样本计数器累计的次数内的预定值时，确认所述失效装置被安装。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
当在确定所述失效装置被安装的步骤中，确定通过累计所述怀疑计数器而获得的值未大于确认安装所述失效装置所依据的阈值时，比较通过累计所述样本计数器获得的值是否大于用于重置所述样本计数器和所述怀疑计数器的阈值；以及
当通过累计所述样本计数器获得的值超过用于重置所述样本计数器和所述怀疑计数器的阈值时，将所述样本计数器和所述怀疑计数器重置成零。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当在确定所述涡轮运行的步骤中确定所述涡轮增压器未运行时，或者如果在确定所述进气歧管中的压力是否处于所述正常范围内的步骤中确定所述进气歧管中的压力处于所述正常范围确定时，确定发动机是否运行，
其中当所述发动机运行时，返回到确定所述涡轮运行的步骤。
8.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
在执行发出所述失效装置被安装的警告的步骤之后确定所述发动机是否运行，
其中当所述发动机运行时，返回到确定所述涡轮运行的步骤。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
当在比较所述累计的样本计数器的步骤中确定通过累计所述样本计数器而获得的值不大于用于重置所述样本计数器和所述怀疑计数器的阈值时或在执行重置所述样本计数器和所述怀疑计数器的步骤之后，则确定所述发动机是否运行，
其中当所述发动机运行时，返回到确定所述涡轮运行的步骤。
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