DE102019118826B4 - Method for controlling a drive unit of a vehicle, in particular a motorcycle and vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads mit zumindest zwei mittels zumindest einer Leistungssteuerungseinrichtung (6) einstellbaren Leistungsstufen (AA, BB), wobei die Leistungsstufen (AA, BB) abhängig von geografischen Ortsdaten automatisiert eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emissionsmanagement des Fahrzeugs mit gesteuerter Abgasführung mittels einer Auspuffklappe durch die Leistungsstufen (AA, BB) mit einer entsprechenden Betätigung der Drossel- und Auspuffklappe vorgesehen ist.Method for controlling a drive unit of a vehicle, in particular a motorcycle, with at least two power levels (AA, BB) that can be set by means of at least one power control device (6), the power levels (AA, BB) being set automatically depending on geographical location data, characterized in that a Emission management of the vehicle with controlled exhaust gas routing is provided by means of an exhaust flap through the power levels (AA, BB) with a corresponding actuation of the throttle and exhaust flap.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads mit zumindest zwei mittels zumindest einer Leistungssteuerungseinrichtung einstellbaren Leistungsstufen.The invention relates to a method for controlling a drive unit of a vehicle, in particular a motorcycle, with at least two power levels that can be set using at least one power control device.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge, insbesondere Motorräder, Sportwagen oder dergleichen bekannt, welche beispielsweise aus Versicherungs- oder Emissionsgründen im öffentlichen Verkehrsraum leistungsbeschränkt sind. Auf nicht zum öffentlichen Verkehrsraum gehörigen Gelände- oder Rennstrecken ist dabei in der Regel eine höhere Leistung des Fahrzeugs erforderlich oder gewünscht. Die Beschränkung der in der Antriebseinheit des Fahrzeugs vorhandenen Leistung kann durch Umbau in der Regel nicht in einfacher Weise aufgehoben werden, so dass die Fahrzeuge nur entweder auf der Straße mit beschränkter Leistung oder im Gelände oder auf Rennstrecken mit voll umfänglicher Leistung betrieben werden können/dürfen.Vehicles, in particular motorcycles, sports cars or the like, are known from the prior art, which have limited performance in public traffic, for example for insurance or emissions reasons. On off-road or race tracks that are not part of public traffic, a higher performance of the vehicle is usually required or desired. The limitation of the power available in the drive unit of the vehicle cannot generally be easily removed by conversion, so that the vehicles can/may only be operated either on the road with limited power or off-road or on race tracks with full power .
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, die eine einfache Umschaltung zwischen zwei Leistungsstufen ermöglicht. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches in verschiedenen automatisiert schaltbaren Leistungsstufen betreibbar ist.The object of the invention is to develop a method for controlling a drive unit of a vehicle, which enables simple switching between two power levels. A further object of the invention is to propose a vehicle which can be operated in various automatically switchable power levels.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The task is solved by the subjects of claims 1 and 7. The claims dependent on claim 1 represent advantageous embodiments of the subject matter of claim 1.
Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads. Die Antriebseinheit weist zumindest zwei mittels zumindest einer Leistungssteuerungseinrichtung einstellbare Leistungsstufen auf. Um das Fahrzeug sowohl auf öffentlichen Straßen mit einer entsprechenden Zulassung als auch im Gelände beziehungsweise auf Rennstrecken mit erhöhter Leistung ohne Umbauten betreiben zu können, werden die Leistungsstufen abhängig von geografischen Ortsdaten automatisiert eingestellt.The proposed method is used to control a drive unit of a vehicle, in particular a motorcycle. The drive unit has at least two power levels that can be adjusted using at least one power control device. In order to be able to operate the vehicle on public roads with the appropriate approval as well as off-road or on race tracks with increased performance without modifications, the performance levels are set automatically depending on geographical location data.
Dabei ist ein Emissionsmanagement des Fahrzeugs mit gesteuerter Abgasführung mittels einer Auspuffklappe durch die Leistungsstufen mit einer entsprechenden Betätigung der Drossel- und Auspuffklappe vorgesehen.Emissions management of the vehicle is provided with controlled exhaust gas routing by means of an exhaust flap through the power levels with a corresponding actuation of the throttle and exhaust flap.
Die Ortsdaten können mittels eines globalen Positionsbestimmungssystems in einen öffentlichen Verkehrsraum und einen nicht-öffentlichen Verkehrsraum unterteilt werden, wobei bei einem Betrieb des Fahrzeugs im öffentlichen Verkehrsraum eine erste Leistungsstufe mit gegenüber der zweiten Leistungsstufe verringerter Leistung eingestellt wird. Beispielsweise kann das Fahrzeug auf eine geringe und emissionsarme Leistung im Straßenverkehr eingesetzt werden und mit der vollen Leistung im Gelände- oder Rennbetrieb gefahren werden. Eine entsprechend ortsangepasste Leistung erfolgt dabei automatisiert anhand der von dem Positionsbestimmungssystem (GPS) ermittelten Ortsdaten. Das Positionsbestimmungssystem kann in einem Steuergerät wie beispielsweise Motorsteuergerät des Fahrzeugs untergebracht sein oder als separates Gerät fest mit dem Fahrzeug verbunden sein. Weiterhin können mobile Positionsbestimmungssysteme beispielsweise in einem Smartphone oder dergleichen vorgesehen sein, wobei die Ortsdaten in dem Steuergerät zur Zuordnung der Leistungsstufen in bevorzugter Weise codiert verarbeitet werden, um Missbrauch auszuschließen.The location data can be divided into a public traffic area and a non-public traffic area using a global positioning system, with a first power level being set with a reduced power compared to the second performance level when the vehicle is operated in the public traffic area. For example, the vehicle can be used in road traffic with low and low-emission performance and can be driven at full power in off-road or racing operations. A correspondingly location-adapted service is carried out automatically based on the location data determined by the positioning system (GPS). The position determination system can be housed in a control unit such as the vehicle's engine control unit or can be permanently connected to the vehicle as a separate device. Furthermore, mobile positioning systems can be provided, for example, in a smartphone or the like, with the location data in the control device for assigning the power levels being processed in a preferably coded manner in order to exclude misuse.
Die Antriebseinheit des Fahrzeugs kann auf Basis einer Elektromaschine, eines Verbrennungsmotors oder hybridisch ausgebildet sein und deren Leistungsstufen entsprechend abhängig von Ortsdaten gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren gesteuert werden. Beispielsweise kann die Leistungssteuerungseinrichtung aus einer automatisiert gesteuerten Drosselklappe des Verbrennungsmotors gebildet sein. Hierbei kann bei der beschränkten Leistungsstufe der Drosselklappenwinkel begrenzt geöffnet werden. Alternativ kann ein Anschlag vorgesehen sein, welcher in der unbeschränkten Leistungsstufe automatisiert beispielsweise mittels eines Stellers entfernt wird. Alternativ oder zusätzlich können als Leistungssteuerungseinrichtung für die beiden Leistungsstufen zumindest zwei Sätze unterschiedlicher Betriebskennlinien des Verbrennungsmotors in einem Steuergerät hinterlegt sein, wobei bei einem Betrieb des Fahrzeugs im öffentlichen Verkehrsraum ein Satz mit verringerter, bevorzugt gemäß einer bestehenden Zulassung eingestellter Leistung angewendet wird. Beispielsweise kann für einen vorgeschriebenen ökologischen Betrieb des Fahrzeugs im öffentlichen Verkehrsraum eine Leistungsstufe mit einem emissionsärmeren, beispielsweise durch Regeln vorgeschriebenen Betrieb des Verbrennungsmotors als einem Betrieb im nicht-öffentlichen Verkehrsraum eingestellt werden.The drive unit of the vehicle can be based on an electric machine, an internal combustion engine or be hybrid and its power levels can be controlled depending on location data according to the proposed method. For example, the power control device can be formed from an automatically controlled throttle valve of the internal combustion engine. At the limited power level, the throttle valve angle can be opened to a limited extent. Alternatively, a stop can be provided, which is automatically removed in the unrestricted power level, for example by means of an actuator. Alternatively or additionally, at least two sets of different operating characteristics of the internal combustion engine can be stored in a control unit as a power control device for the two power levels, with a set with reduced power, preferably set in accordance with an existing approval, being used when the vehicle is operated in public traffic areas. For example, for a prescribed ecological operation of the vehicle in public traffic, a power level can be set with a lower-emission operation of the internal combustion engine, for example prescribed by rules, than operation in non-public traffic.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Fahrzeug mit einer Antriebseinheit mit einem Steuergerät und einem globalen Positionsbestimmungssystem zum Betrieb mit dem vorgeschlagenen Verfahren gelöst.The task is further solved by a vehicle with a drive unit with a control unit and a global positioning system for operation with the proposed method.
Beispielsweise sind bestimmte Enduro-Motorräder in ihrer Motorleistung für den Betrieb auf öffentlichen Straßen erheblich leistungsreduziert. Beispielsweise hat ein derartiges Motorrad mit Zulassung für den Straßenverkehr beispielsweise 8 PS, kann jedoch ungedrosselt beispielsweise 50PS leisten. Auf abgesperrten Enduro-/Motocross-/Rennstrecken ist ein Betrieb des Motorrades mit derart wenig Leistung nicht vernünftig einsetzbar beziehungsweise wettbewerbsfähig.For example, certain enduro motorcycles have significantly reduced engine power for operation on public roads. For example, such a motorcycle that is approved for road use has, for example, 8 hp, but can produce, for example, 50 hp when unthrottled. On closed enduro/motocross/racing tracks, operating the motorcycle with such low power cannot be used sensibly or competitively.
Mit den Mitteln des Stands der Technik kann dabei eine Leistungsreduzierung auf zulassungsfähige Werte nur über aufwändige Umbaumaßnahmen im Drosselgehäuse, am Auspuff oder über ein festgelegtes Mapping erfolgen.With the means of the state of the art, a power reduction to acceptable values can only be achieved through complex conversion measures in the throttle housing, on the exhaust or via a defined mapping.
Eine ortsabhängige Leistungsabgabe der Antriebseinheit stellt damit eine optimale Kombination aus den beiden Betriebssituationen im öffentlichen und nicht-öffentlichen Verkehrsraum dar.A location-dependent power output from the drive unit thus represents an optimal combination of the two operating situations in public and non-public traffic areas.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken wird die Motorleistung von einer GPS-Position des Fahrzeugs abhängig eingestellt, um eine Zulassung für den Betrieb im öffentlichen Verkehrsraum zu erhalten und maximale Leistungsentfaltung im Sportbetrieb zu ermöglichen. Hierzu können beispielsweise entsprechende GPS-Informationen von nicht-öffentlichen Geländestrecken, Rennstrecken und dergleichen, bei denen die zulassungsgemäße Leistung erhöht wird, in einem Steuergerät des Fahrzeugs abgelegt und angewendet werden.According to the inventive idea, the engine power is adjusted depending on a GPS position of the vehicle in order to obtain approval for operation in public traffic and to enable maximum performance in sports activities. For this purpose, for example, corresponding GPS information from non-public off-road routes, race tracks and the like, where the approved performance is increased, can be stored and used in a control unit of the vehicle.
Beispielsweise wird eine Motorsteuersoftware um zumindest ein weiteres Setting eines Mappings mit Steuertabellen des Verbrennungsmotors, beispielsweise Motormoment, Zündzeitpunkt, Zündwinkel, Drosselklappenstellung und/oder dergleichen erweitert und mittels einer Schnittstelle zu einem Positionsbestimmungssystem wie GPS-Gerät werden die notwendigen Ortsinformationen zeitaktuell erfasst und verarbeitet. In dem GPS-Gerät oder in dem Steuergerät wird definiert, in welchen Bereichen - öffentlicher oder nicht-öffentlicher Verkehrsraum - welches Setting des Mappings für den Verbrennungsmotor aktiviert wird, beispielsweise ein emissionsminimalisiertes Setting oder leistungsmaximalisiertes Setting.For example, an engine control software is expanded to include at least one further setting of a mapping with control tables of the internal combustion engine, for example engine torque, ignition timing, ignition angle, throttle valve position and/or the like, and the necessary location information is recorded and processed in a timely manner using an interface to a position determination system such as a GPS device. The GPS device or the control unit defines in which areas - public or non-public traffic areas - which mapping setting for the internal combustion engine is activated, for example an emissions-minimized setting or a performance-maximized setting.
Dieses Mapping kann auch über die Steuertabellen hinausgehende, die Motorleistung und Abgasemissionen bedingende Funktionen beinhalten, beispielsweise eine Drosselklappenbegrenzung und/oder eine Auspuffklappensteuerung.This mapping can also include functions that go beyond the control tables and that determine engine performance and exhaust emissions, for example a throttle valve limitation and/or an exhaust flap control.
Auf diesem Wege können mittels eines einzigen Fahrzeugs beide Betriebssituation abgedeckt werden und somit der wirtschaftliche Nutzen des Fahrzeugs gesteigert werden.In this way, both operating situations can be covered using a single vehicle, thereby increasing the economic benefit of the vehicle.
Im Einzelnen enthält ein Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Fahrzeugs ein an sich bekanntes GPS-Gerät. Auf dem GPS-Gerät sind GPS-Koordinatenbereiche hinterlegt, die abgesperrte Bereiche wie Motocross-/Enduro- oder Rennstrecken repräsentieren. Das GPS-Gerät gibt ein Signal, abhängig davon, wo sich das Fahrzeug zeitaktuell befindet und codiert die entsprechende Leistungsstufe an die Motorsteuerung.In detail, an exemplary embodiment of an advantageous vehicle contains a known GPS device. GPS coordinate areas are stored on the GPS device, which represent closed areas such as motocross/enduro or race tracks. The GPS device sends a signal depending on where the vehicle is currently located and encodes the corresponding power level to the engine control.
Abhängig von diesem Zustand wird dann in der Motorsteuerung entweder das Mapping des Verbrennungsmotors mit dem Setting für den öffentlichen Verkehrsraum oder mit dem Setting für den nicht-öffentlichen Verkehrsraum aktiv. Da Emissionen des Verbrennungsmotors in der Regel leistungskorreliert sind, kann es von Vorteil sein, zusätzlich eine mechanische oder elektronische Begrenzung der maximalen Drosselklappenöffnung vorzusehen. Im Falle eines Emissionsmanagements des Fahrzeugs mit gesteuerter Abgasführung, beispielsweise mittels einer Auspuffklappe kann in dem Mapping auch ein Zugriff auf das Emissionsmanagement mit einer entsprechenden Betätigung der Drossel- und/oder Auspuffklappe vorgesehen sein.Depending on this condition, either the mapping of the combustion engine with the setting for public traffic areas or with the setting for non-public traffic areas is then activated in the engine control. Since emissions from the internal combustion engine are usually correlated with performance, it can be advantageous to additionally provide a mechanical or electronic limitation of the maximum throttle valve opening. In the case of emissions management of the vehicle with controlled exhaust gas routing, for example by means of an exhaust flap, access to the emissions management with a corresponding actuation of the throttle and/or exhaust flap can also be provided in the mapping.
Die Erfindung wird anhand der einzigen Figur erläutert. Diese zeigt ein Blockschaltbild zur Auswahl ortsabhängiger Leistungsstufen eines Fahrzeugs.The invention is explained using the single figure. This shows a block diagram for selecting location-dependent performance levels of a vehicle.
Die dem Blockschaltbild 1 zugrundeliegende, beispielsweise in einem Steuergerät des Fahrzeugs implementierte Routine wird in dem Block START gestartet. In dem Positionsbestimmungssystem 2, beispielsweise einem in dem Fahrzeug vorhandenen GPS-Gerät werden aktuelle Ortsdaten des Fahrzeugs bestimmt. In der Verzweigung 3 wird anhand von in einem Steuergerät des Fahrzeugs abgelegten Ortsdaten des öffentlichen Verkehrsraums A und des nicht-öffentlichen Verkehrsraums B mit Fahrbahnen wie beispielsweise Geländestrecken oder Rennstrecken für das Fahrzeug unterschieden, ob sich das Fahrzeug in dem öffentlichen Verkehrsraum A oder im nicht-öffentlichen Verkehrsraum B befindet. Befindet sich das Fahrzeug in dem öffentlichen Verkehrsraum A, wird in dem Block 4 die Leistungsstufe AA, beispielsweise eine gedrosselte Leistungsstufe ermittelt und in der Leistungssteuerungseinrichtung 6, beispielsweise einer entsprechend gesteuerten Drosselklappe, Auspuffklappe und/oder eines entsprechend eingestellten Settings einer Motorsteuerung eingestellt.The routine on which block diagram 1 is based, for example implemented in a control unit of the vehicle, is started in the START block. Current location data of the vehicle is determined in the positioning system 2, for example a GPS device present in the vehicle. In branch 3, based on location data stored in a control unit of the vehicle for the public traffic area A and the non-public traffic area B with roadways such as off-road routes or race tracks for the vehicle, a distinction is made as to whether the vehicle is in the public traffic area A or in the non-public traffic area A. public traffic area B is located. If the vehicle is in the public traffic area A, the power level AA, for example a throttled power level, is determined in
Befindet sich das Fahrzeug in dem nicht-öffentlichen Verkehrsraum B, wird in dem Block 5 die Leistungsstufe BB ermittelt und in der Leistungssteuerungseinrichtung 6 eingestellt.If the vehicle is in the non-public traffic area B, the power level BB is determined in
Die Routine wird in dem Block END beendet.The routine ends in the END block.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- BlockschaltbildBlock diagram
- 22
- PositionsbestimmungssystemPositioning system
- 33
- Verzweigungbranch
- 44
- Blockblock
- 55
- Blockblock
- 66
- LeistungssteuerungseinrichtungPower control device
- AA
- öffentlicher Verkehrsraumpublic transport space
- AAAA
- LeistungsstufePower level
- Bb
- nicht-öffentlicher Verkehrsraumnon-public traffic area
- BBB.B
- LeistungsstufePower level
- ENDEND
- Blockblock
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