DE102017207897A1 - Engine management of a motor vehicle - Google Patents

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug angegeben. Das Verfahren umfasst: Erfassen eines Aufenthaltsortes des Fahrzeugs, Prüfen, ob der Aufenthaltsort des Fahrzeugs einer Rennstrecke entspricht, Senden eines Fahrprofil-Signals an wenigstens ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs, Einstellen eines Rennprofils oder Normalprofils in dem wenigstens einen Motorsteuergerät abhängig vom empfangenen Fahrprofil-Signals, und Betreiben des Antriebsstrangs im Rennprofil oder Normalprofil.

A method for operating a drive train of a vehicle and a vehicle is specified. The method comprises: detecting a location of the vehicle, checking whether the location of the vehicle corresponds to a racetrack, transmitting a driving profile signal to at least one engine control unit of the vehicle, setting a racing profile or normal profile in the at least one engine control unit depending on the received driving profile signal, and operating the drive train in the racing profile or normal profile.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Motorsteuergerät, ein Profilmodul und ein Kraftfahrzeug zum Betreiben eines Antriebsstrangs.The invention relates to a method, an engine control unit, a profile module and a motor vehicle for operating a drive train.

Hobbymäßiger Rennbetrieb mit straßenzugelassenen Fahrzeugen findet sowohl in Deutschland aber insbesondere auch im Ausland (Nordamerika, Südeuropa, Asien) statt. Die Teilnehmer an solchen Wettbewerben fahren dazu meist im jeweiligen Land erworbene und regulär zugelassene Fahrzeuge auf sogenannten Rundkursen.Hobby-like racing with street legal vehicles takes place both in Germany but especially abroad (North America, Southern Europe, Asia). The participants in such competitions usually drive in the respective country acquired and regularly registered vehicles on so-called round courses.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Betrieb eines Fahrzeugs derart zu ermöglichen, dass dieses in einfacher Art und Weise sowohl im Renn-Wettbewerb als auch in straßenzugelassenen Fahrzeugen betrieben werden kann.It is an object of the present invention to enable the operation of a vehicle such that it can be operated in a simple manner both in racing competition and in street legal vehicles.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The achievement of the object of the invention is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Der Erfindung liegen folgende Kenntnisse zugrunde: Um ein regulär zugelassenes Fahrzeug für einen Rennbetrieb umzubauen, ist oft ein komplexer Umfang und hoher technischer Aufwand notwendig. Beispielsweise ist das Verändern der Software im Steuergerät des Fahrzeugs zeitlich fast genau so aufwendig wie das Ausbauen von Bauteilen, die nur für den Rennbetrieb oder den Straßenbetrieb zugelassen sind. Genauso aufwendig ist oft auch der Rückbau und/oder das Rückstellen des Steuergeräts auf den Serien-Datenstand. Das Rückstellen auf zulassungskonformen Datenstand kann für Außenstehende, z.B. durch eine Polizeikontrolle, nicht so einfach überprüft werden. Der Nachweis der Konformität ist oft schwierig, wenn das Fahrzeug optisch ein „Rennwagen“ ist.The invention is based on the following knowledge: In order to convert a regularly approved vehicle for a racing operation, a complex scope and high technical complexity is often necessary. For example, changing the software in the control unit of the vehicle is almost as time consuming as removing components that are only approved for racing or road operation. Equally complex is often the dismantling and / or resetting the controller to the serial data. Resetting to approval compliant data can be made for outsiders, e.g. be checked by a police check, not so easy. Evidence of compliance is often difficult if the vehicle is visually a "racing car".

Aus oben genannten Gründen scheuen sich Kunden oft, ein für zeitweiligen Rennbetrieb zugelassenes Fahrzeug umzubauen, weil dies unkomfortabel sein kann, Vorlaufzeit notwendig ist und oft eine entsprechende Werkstatt und Know-How benötigt wird.For the reasons mentioned above, customers often shy away from rebuilding a vehicle approved for temporary racing because this can be uncomfortable, lead time is required and often a corresponding workshop and know-how is needed.

Die Fahrzeuge werden oft auf Rundkursen betrieben. Solche Rennstrecken können grob in zwei Kategorien unterteilt werden. Rennbetrieb als „Touristenfahrten“, welche einen zulassungskonformen Zustand des Fahrzeugs fordern. Dies ist z.B. in Deutschland auf dem Nürburgring der Fall. Dieser ist, rein juristisch gesehen, eine Maut-Einbahnstraße ohne Geschwindigkeitsbeschränkung. Jedes darauf zu bewegende Fahrzeug darf keine Veränderungen („Tuningauspuff“) gegenüber dem Serienstand aufweisen.The vehicles are often operated on circuit courses. Such racetracks can be roughly divided into two categories. Racing as "tourist rides", which require a vehicle approval compliant state. This is e.g. in Germany on the Nürburgring the case. This is, in purely legal terms, a toll one-way street with no speed limit. Each vehicle to be moved to it must not show any changes ("tuning exhaust") compared to the standard version.

Alternativ existieren Rennstrecken, welche sich auf tatsächlichen Privatflächen befinden. Auf diesen ist auch das Betreiben von z.B. Gokarts, Prototypen, Eigenbauten oder Umbauten zulässig. Derartige Fahrzeuge können somit, je nach Regularien des Streckenbetreibers, beliebig betrieben werden.Alternatively exist racetracks, which are located on actual private areas. This is also the operation of e.g. Go karts, prototypes, DIY or conversions are allowed. Such vehicles can thus, depending on the regulations of the track operator, operated as desired.

Für sportliche Vorteile auf den zuletzt genannten Strecken bietet die Anmelderin zahlreiche Komponenten zur Leistungssteigerung an. Diese können sein:

• • Bauteile gedacht zum Austausch mit den Serienbauteilen, z.B. Abgasanlage ohne Katalysator, Zündkerzen, Turbolader oder Luftfilter mit höherem Durchsatz. Diese sind beispielsweise HP Race Cover Kit, HP Race Power Kit, HP Race Kalibration Kit, HP Race Schaltschemen-Umkehrung und die HP Race Fußrastenplatte. Beim HP Race Cover Kit werden beispielsweise der Spiegel, der vordere Blinker sowie der Kennzeichenträger abgebaut und mit speziellen Abdeckungen ersetzt.
• • Änderungen an der Software des Motorsteuergeräts, z.B. Anpassung bzw. Außerkraftsetzung der Abgasregelung, Erhöhung der Einspritzdrücke oder Zulassen höherer Bauteiltemperaturen. Eine Softwareänderung ohne sonstige Veränderung am Fahrzeug kann bereits zu einer deutlichen Leistungssteigerung gegenüber dem Serienzustand führen.

For sporting advantages on the last mentioned routes, the applicant offers numerous components to increase performance. These can be:

• • Components intended for replacement with the serial components, eg exhaust system without catalyst, spark plugs, turbocharger or air filter with higher throughput. These include HP Race Cover Kit, HP Race Power Kit, HP Race Calibration Kit, HP Race Shift Inversion, and HP Race Footpeg. With the HP Race Cover Kit, for example, the mirror, the front turn signal and the number plate carrier are removed and replaced with special covers.
• • Modifications to the engine control module software, such as adjusting or overriding exhaust control, increasing injection pressures, or allowing higher component temperatures. A software change without any other changes to the vehicle can already lead to a significant increase in performance compared to the standard state.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, umfassend: Erfassen eines Aufenthaltsortes des Fahrzeugs, Prüfen, ob der Aufenthaltsort des Fahrzeugs einer Rennstrecke entspricht, Senden eines Fahrprofil-Signals an wenigstens ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs, Einstellen eines Rennprofils oder Normalprofils in dem wenigstens einen Motorsteuergerät abhängig vom empfangenen Fahrprofil-Signal und Betreiben des Antriebsstrangs im Rennprofil oder Normalprofil insbesondere abhängig vom Aufenthaltsort.The object of the invention is achieved by a method for operating a drive train of a vehicle, comprising: detecting a location of the vehicle, checking whether the location of the vehicle corresponds to a racetrack, sending a driving profile signal to at least one engine control unit of the vehicle, setting a racing profile or normal profiles in the at least one engine control unit depending on the received driving profile signal and operating the drive train in the racing profile or normal profile, in particular depending on the location.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsstrang des Fahrzeugs in einem Normalprofil oder in einem Rennprofil betrieben wird, ohne dass Umbauten am Fahrzeug nötig sind. Im Normalprofil steuert das Motorsteuergerät die Komponenten des Fahrzeugs so an, dass die Anforderungen für CO2 Emissionen, Lambdaregelung, minimaler Ölverbrauch für den normalen Straßenverkehr erfüllt sind. Im Rennprofil werden diese leistungsbegrenzenden Parameter ganz oder teilweise ausgeblendet und/oder weitere Komponenten wie die Abgasklappe, der Ladedruck, die Drehzahl des Motors in leistungserhöhender Weise angesteuert.The inventive method is characterized by the fact that the drive train of the vehicle is operated in a normal profile or in a racing profile, without modifications to the vehicle are necessary. In the standard profile, the engine control unit controls the components of the vehicle so that the requirements for CO2 emissions, lambda control, and minimum oil consumption for normal road traffic are met. In the racing profile, these power-limiting parameters are completely or partially hidden and / or other components such as the exhaust flap, the boost pressure, the speed of the engine driven in a performance-enhancing manner.

Der Aufenthaltsort des Fahrzeugs wird mittels GPS oder einem vergleichbaren Ortserfassungssystem erfasst. Zum Prüfen, ob der Aufenthaltsort des Fahrzeugs einer Rennstrecke entspricht, ist das Fahrzeug beispielsweise durch BMW Connected Drive oder über ein anderes Kommunikationsmodul mit einer Datenbank verbunden, in der Rennstrecken nach Art und Beschaffenheit, wie beispielsweise Einfahrspur, Streckenverlauf, Privatgrund oder öffentliche Rennstrecke, etc., erfasst sind. The location of the vehicle is recorded by GPS or a comparable location detection system. To check whether the location of the vehicle corresponds to a racetrack, the vehicle is connected, for example by BMW Connected Drive or another communication module with a database in the circuits by nature and condition, such as lane, route, private property or public race track, etc ., are recorded.

Gemäß dem erfassten Aufenthaltsort des Fahrzeugs wird ein Fahrprofil-Signal an das wenigstens eine Motorsteuergerät des Fahrzeugs gesandt. Das Fahrprofil-Signal beinhaltet die Information, ob der Aufenthaltsort eine Rennstrecke ist oder nicht. Ist der Aufenthaltsort eine Rennstrecke, wird im Motorsteuergerät das Rennprofil eingestellt. Bewegt sich das Fahrzeug hingegen auf öffentlichen Straßen, also im normalen Verkehr außerhalb einer Rennstrecke, wird im Motorsteuergerät das Normalprofil vorzugsweise automatisch eingestellt.According to the detected location of the vehicle, a driving profile signal is sent to the at least one engine control unit of the vehicle. The driving profile signal includes the information as to whether the location is a race track or not. If the location is a race track, the race profile is set in the engine control unit. On the other hand, if the vehicle is moving on public roads, ie in normal traffic outside a race track, the normal profile is preferably set automatically in the engine control unit.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Fahrzeugbetreiber das Fahrzeug sowohl im öffentlichen Straßenverkehr als auch auf einer Rennstrecke ohne Umbauen der Fahrzeugkomponenten betreiben, wobei das Fahrzeug optimal auf der Rennstrecke betrieben werden kann. Auch der aufwendige Rückbau nach Beenden des Rennfahrens, wie im Stand der Technik, entfällt.By means of the method according to the invention, a vehicle operator can operate the vehicle both on public roads and on a racetrack without reconstructing the vehicle components, wherein the vehicle can be optimally operated on the race track. Even the costly dismantling after completion of racing, as in the prior art, is eliminated.

Eine Weiterentwicklung des Verfahrens sieht vor, dass das Rennprofil in einem ersten Motorsteuergerät und das Normalprofil in einem zweiten Motorsteuergerät des Fahrzeugs eingestellt wird. Die Motorsteuergeräte werden unabhängig voneinander betrieben.A further development of the method provides that the racing profile is set in a first engine control unit and the normal profile in a second engine control unit of the vehicle. The engine control units are operated independently of each other.

Eine andere Weiterentwicklung sieht vor, dass das wenigstens eine Motorsteuergerät des Fahrzeugs ein Profilmodul umfasst, welches im Motorsteuergerät das Rennprofil oder das Normalprofil einstellt. Dies hat den Vorteil, dass ein einziges Motorsteuergerät zum Betreiben des Antriebsstrangs des Fahrzeugs ausreicht.Another development provides that the at least one engine control unit of the vehicle comprises a profile module which adjusts the racing profile or the normal profile in the engine control unit. This has the advantage that a single engine control unit is sufficient to operate the drive train of the vehicle.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden anhand der Figuren beschrieben werden. Es zeigen:

• 1: ein Ausführungsbeispiel mit einem einzigen Motorsteuergerät,
• 2: ein Ausführungsbeispiel mit zwei Motorsteuergeräten,
• 3: ein Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Further details of the invention can be found in the exemplary embodiments, which are described below with reference to the figures. Show it:

• 1 an embodiment with a single engine control unit,
• 2 an embodiment with two engine control units,
• 3 : A flow diagram of a method according to the invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einem Motorsteuergerät M gezeigt. Das Motorsteuergerät M ist mit einer Datenbank DB verbunden, in der mögliche Rennstrecken inklusive GPS Daten hinterlegt sind. Das Motorsteuergerät M ist mit einem GPS verbunden, so dass die aktuelle Position bzw. der Aufenthaltsort des Fahrzeugs bekannt ist.In 1 an embodiment of the invention with an engine control unit M is shown. The engine control unit M is connected to a database DB, in which possible racetracks including GPS data are stored. The engine control unit M is connected to a GPS, so that the current position or the location of the vehicle is known.

Das Motorsteuergerät M umfasst ein Profilmodul PM, in welchem ein Normalprofil NP und ein Rennprofil RP eingestellt ist, wonach das Motorsteuergerät M wahlweise betrieben wird.The engine control unit M comprises a profile module PM, in which a normal profile NP and a racing profile RP is set, whereafter the engine control unit M is optionally operated.

Das Motorsteuergerät M erhält ein Fahrprofil-Signal über das Profilmodul, wonach das Fahrzeug in einem Rennprofil RP oder Normalprofil NP betrieben wird. Das erhaltene Fahrprofil-Signal wird bestimmt durch die GPS-Daten des Aufenthaltsortes und vorzugsweise von weiteren externen Parametern n_1, n_2, ... für die Motorsteuerung wie Öldruck, Öltemperatur, Zylinderkopftemperatur und dergleichen. Die Signale dieser Parameter werden zusammengeführt und an die Motorsteuerung M übergeben.The engine control unit M receives a driving profile signal via the profile module, after which the vehicle is operated in a racing profile RP or normal profile NP. The obtained driving profile signal is determined by the GPS data of the location and preferably by other external parameters n_1 . n_2 , ... for the engine control such as oil pressure, oil temperature, cylinder head temperature and the like. The signals of these parameters are combined and transferred to the motor controller M.

Wenn das Fahrprofil entsprechend eingestellt ist, wird der Antriebsstrang des Fahrzeugs entsprechend angesteuert über Aktuatoren A oder Signalempfänger S im Antriebsstrang des Fahrzeugs.If the driving profile is set accordingly, the drive train of the vehicle is controlled accordingly via actuators A or signal receiver S in the drive train of the vehicle.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit zwei Motorsteuergeräten M1, M2. Beide Motorsteuergeräte empfangen alle Signale von den externen Parametern n_1, n_2, ... wie in 1 beschrieben. 2 shows an inventive embodiment with two engine control units M1 . M2 , Both engine control units receive all signals from the external parameters n_1 . n_2 , ... as in 1 described.

Das Profilmodul PM welches entscheidet, ob ein Normalprofil NP oder ein Rennprofil RP eingestellt wird, ist in diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Motorsteuergeräte M1 und M2. Das Profilmodul PM ermittelt aufgrund der GPS-Daten welches Fahrprofil-Signal einzustellen ist. Dementsprechend werden die Aktuatoren A oder Signalempfänger S im Antriebsstrang des Fahrzeugs angesteuert.The profile module PM which decides whether a normal profile NP or a racing profile RP is set is in this embodiment outside the engine control units M1 and M2 , The profile module PM determines which travel profile signal is to be set on the basis of the GPS data. Accordingly, the actuators A or signal receiver S are driven in the drive train of the vehicle.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt S1 wird der Aufenthaltsort des Fahrzeugs erfasst. Hierbei werden GPS-Daten verwendet und mit einer Datenbank DB abgeglichen. 3 shows a flowchart of a method according to the invention. In step S1 the location of the vehicle is recorded. This GPS data are used and compared with a database DB.

Gemäß den erfassten Daten wird in Schritt S2 geprüft, ob der Aufenthaltsort einer Rennstrecke entspricht. Falls ja, wird ein Fahrprofil-Signal in Schritt S3 an ein Motorsteuergerät M des Fahrzeugs gesendet. In einem Ausführungsbeispiel mit zwei Motorsteuergeräten M1 und M2 wird das Fahrprofil-Signal an beide Motorsteuergeräte gesendet (dies ist in der Figur mit gestrichelten Linien gekennzeichnet).According to the collected data, in step S2 checked if the whereabouts of a racetrack corresponds. If so, a travel profile signal is entered in step S3 sent to an engine control unit M of the vehicle. In an embodiment with two engine control units M1 and M2 the driving profile signal is sent to both engine control units (this is indicated by dashed lines in the figure).

Gemäß dem Fahrprofil-Signal wird in Schritt S4 ein Rennprofil oder Normalprofil eingestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel mit zwei Motorsteuergeräten M1 und M2 (gestrichelte Linien) wird das Rennprofil in einem und das Normalprofil im anderen Motorsteuergerät eingestellt. Diese Einstellung wird von einem Profilmodul PM angesteuert.According to the driving profile signal, in step S4 a racing profile or normal profile set. In an embodiment with two engine control units M1 and M2 (dashed lines) the racing profile is set in one and the normal profile in the other engine control unit. This setting is controlled by a profile module PM.

In Schritt S5 wird der Antriebsstrang des Fahrzeugs im Rennprofil oder im Normalprofil angesteuert, wie in den 1 und 2 beschrieben.In step S5 the drive train of the vehicle is driven in the racing profile or in the normal profile, as in the 1 and 2 described.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Implementierung einer Systematik im Motorsteuergerät M bzw. M1 und M2, welche durch eine Auswertung des aktuellen Aufenthaltsorts des Fahrzeugs zwischen zwei oder mehr Software-Ständen wechseln kann. Die Software-Stände bilden idealerweise a) einen homologations-konformen Softwarestand ab und b) einen Datenstand für die Bedürfnisse eines Rennbetriebs auf einer Rennstrecke auf Privatgrund.According to the invention, the implementation of a system in the engine control unit M or M1 and M2 which can switch between two or more software stalls by evaluating the current location of the vehicle. The software versions ideally represent a) a homologation-compliant software version and b) a data base for the needs of racing on a race track on private property.

Das erfindungsgemäße Verfahren erhöht die Attraktivität der so gefahrenen Fahrzeuge. Der Kunde kann ohne Umbauten, die oftmals Zeit- und Geld-intensiv sind, sein Fahrzeug optimal auf einer Rennstrecke betreiben. Kein Rückbau von Fahrzeugteilen nach Beenden des Rennfahrens ist notwendig.The inventive method increases the attractiveness of the so driven vehicles. Without conversions, which are often time- and money-intensive, the customer can optimally operate his vehicle on a race track. No dismantling of vehicle parts after the end of the race is necessary.

Die Software auf einem Motorsteuergerät für den Straßenbetrieb muss permanent einen akzeptablen Kompromiss zwischen zahlreichen Anforderungen finden: Leistungsabfrage des Kunden, gesetzgeberische Regulation die Abgase oder den Lärm betreffend, Verhinderung von Schäden durch Vermeidung von Betriebszuständen mit hohem Verschleißgrad, niedrigster Brennstoffverbrauch, etc..The software on an on-road engine control unit must constantly find an acceptable compromise between numerous requirements: customer's demand, legislative regulation of exhaust or noise, prevention of damage by avoiding high wear conditions, lowest fuel consumption, etc.

Die Software eines Motorsteuergeräts für den Rennbetrieb abseits der öffentlichen Straßen hingegen kann einige dieser Anforderungen ignorieren und daher potentiell dem Motor mehr Leistung abfordern und zusätzlich separate Rennsport-Bauteile ansteuern.By contrast, the software of an off-road racing engine control controller may ignore some of these requirements and potentially increase the horsepower requirement of the engine and additionally drive separate racing components.

Die Entscheidung, welcher Datenstand verwendet werden soll, erfolgt durch ein Bewerten des aktuellen Aufenthaltsorts des Fahrzeugs.The decision as to which data status is to be used is made by evaluating the current location of the vehicle.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen ein Verfahren, ein Motorsteuergerät, ein Profilmodul und ein Fahrzeug ausgebildet sind, durch die ein Rennbetrieb und ein Straßenbetrieb in einfacher Art und Weise erreicht werden kann. Aufwendiger Umbau, Ausbau und/oder Einbau von Fahrzeugteilen kann entfallen.In summary, it should be noted that the method described, a method, an engine control unit, a profile module and a vehicle are formed, through which a racing operation and a road operation can be achieved in a simple manner. Elaborate conversion, removal and / or installation of vehicle parts can be omitted.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.