EP1388660A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1388660A1
EP1388660A1 EP02018006A EP02018006A EP1388660A1 EP 1388660 A1 EP1388660 A1 EP 1388660A1 EP 02018006 A EP02018006 A EP 02018006A EP 02018006 A EP02018006 A EP 02018006A EP 1388660 A1 EP1388660 A1 EP 1388660A1
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combustion engine
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    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the performance of an internal combustion engine a motor vehicle with a motor control, the input signals receives and generates control commands for a normal operation of the internal combustion engine, wherein the input signals and / or the control commands in the sense of an increase in performance be strengthened. Furthermore, the invention relates to a device to carry out such a method.
  • Measures to increase the performance of an internal combustion engine are also from Tuners made, which is a vehicle delivered by the manufacturer subsequently change according to customer requirements. Because in this case in usually there is no access to the manufacturer's calibration of the engine control, simpler measures to increase performance must be used. Such measures are particularly simple in a common rail diesel However, in other types of diesel (such as distributor injection pump, Pump nozzle and the like) or in gasoline engines with charging principle can be proceeded similarly. In the period before and during the mixture ignition This is two to six times fuel into the combustion chamber of the diesel engine injected.
  • Boost pressure of the usual in modern diesel engines Turbocharger be increased. This will reduce the amount of engine in the engine Increase combustion available fuel-air mixture. from that also follows a larger power and torque output.
  • the increase of Boost pressure can e.g. be achieved by that of the engine to the engine control supplied signals are changed.
  • a disadvantage of the described subsequent performance increase consists in a increased load on the drive train of the motor vehicle, which itself makes noticeable especially in first gear and / or in reverse. typically, the forces in first gear are increased by more than 20%, so that it After a short transmission life can lead to violent breakages.
  • the inventive method is used to increase the performance of the internal combustion engine (preferably a diesel engine and / or a gasoline engine with charging) of a motor vehicle with a motor control, which is manufacturer-side designed such that these input signals i receives and generates control commands s for normal operation of the internal combustion engine.
  • the input signals i are "amplified" on their way to the motor control and / or the control commands s on their way from the engine control to the internal combustion engine in the sense of an increase in output.
  • the inventive method is characterized in that the gain of the input signals and / or the control commands s is reduced in dependence on the operating condition of the motor vehicle, so that an overload of the drive train of the motor vehicle is avoided.
  • a reduction of the gain includes in particular that the reduced-amplified control command s ** is closer to the original control command s than the amplified control command s *.
  • An amplification of the input signals i and / or the control commands s can be achieved in particular by the multiplication by a constant factor k , this factor having a value greater than or equal to one, if the input signal i and / or the control command s is a positive quantity and the power of the internal combustion engine monotonically increasing depends on this.
  • the reduction of the gain can be done by reducing the said factor k.
  • the available power potential in the control of an internal combustion engine by increasing the basic gain be better exploited, while the load limits of Motor vehicle adhered to by the situation-dependent reduction of the gain and thus normal life of the drive train can be achieved.
  • the load limits of the drive train depending on Operating state can be very different. In the usual orientation on a single, flat load limit therefore remained in many operating conditions of the motor vehicle, a performance increase potential unused and / or it was in other operating conditions, the respective load limit exceeded and thus reduces the life of the drive train.
  • the invention In contrast, the result of the process is an improved one Adaptation of the power increase to the operating condition of the motor vehicle.
  • control commands s or the amplified control commands s * or the reduced-amplified control commands s ** may vary depending on the underlying motor type.
  • these may be signals which predetermine the fuel quantity to be injected and / or the charge pressure, the boosted control commands s * or s ** leading to the injection of a larger fuel quantity or to a higher charge pressure than the unamplified control commands s.
  • the input signals i, the amplified input signals i * and the reduced-amplified input signals i ** may, for. B. to the measured boost pressure of the engine, the amplified input signals i * or i ** lead to a higher boost pressure than the unamplified input signals i .
  • the gain of the input signals i and / or the control commands s is reduced as a function of the engaged gear of a transmission gearbox of the motor vehicle.
  • the amplification of the input signals i and / or the control commands s can be maximally reduced when the first gear is engaged and / or the reverse gear is engaged.
  • the gain of the input signals and / or the control commands in these cases can also be completely suppressed, so that the original input signals i and / or control commands s are forwarded to the engine control or internal combustion engine.
  • the gear currently engaged in the transmission is used in many motor vehicles immediately displayed by corresponding signals. If such signals not available, the gear can also from the driving speed of the motor vehicle and the engine speed are calculated if the im Gearbox adjustable gear ratios are known.
  • the gain of the input signals i and / or the control commands s in certain speed ranges of the internal combustion engine can be reduced.
  • this reduction is combined with the above-mentioned, dependent on the engaged gear reduction. Due to the additional consideration of the speed, it is possible to make finer distinctions within an engaged gear, since the load limit is usually speed-dependent. In this way, the performance enhancement potential can be exploited even better.
  • the amplification of the input signals i and / or of the control commands s is not reduced when the motor vehicle accelerates.
  • An acceleration state of the motor vehicle can be detected in particular by observing the change in rotational speed of the internal combustion engine and / or the change in the vehicle speed. It has been found that in an acceleration state, the forces generated by the internal combustion engine are consumed mainly for accelerating the components of the internal combustion engine and therefore are not effective as loads on the subsequent drive train and the transmission gear. For this reason, the power increase in acceleration states can take on greater values without disadvantages, which is achieved by the suspension of the drive train's gentle reduction of the gain.
  • the method described above can be done in a particularly simple manner without changes on the hardware of the motor vehicle by a corresponding adjustment the programming of the engine control can be implemented.
  • the reinforcement the input signals and / or the control commands takes place here by Conversions within the engine control.
  • the invention further relates to a device for increasing the performance of the internal combustion engine of a motor vehicle, preferably a diesel engine and / or a gasoline engine with charging, said device being arranged functionally between the engine control of the motor vehicle and the internal combustion engine.
  • the device receives there input signals i directed to the engine control and / or control commands s coming from the engine control, which are designed for a normal operation of the internal combustion engine, and forwards these input signals / control commands as amplified input signals / control commands to the engine control / internal combustion engine, as above with reference to the method, a "gain" of the input signals / control commands is to be understood in the sense of a resulting increase in the output of the internal combustion engine.
  • the device is characterized in that it is designed to carry out a method of the kind explained above. That is, the device is designed in particular to reduce the gain of the input signals i and / or the control commands s depending on the operating state of the motor vehicle so that an overload of the drive train of the motor vehicle is avoided and corresponding load limits are met.
  • the device may in particular signal inputs for the engine speed, the Motor vehicle speed and / or the currently engaged gear of a transmission of the motor vehicle.
  • the presence of such Signal inputs allow to reduce the gain of the input signals and / or the control commands depending on the mentioned sizes or Calculate values calculated from this. In particular, the reduction be maximally designed with engaged first gear or reverse gear.
  • internal combustion engine may in particular to be a diesel engine, whose performance is injected by the Fuel quantity is controlled.
  • the torque generated by the diesel engine 3 is in the subsequent drive train via a transmission gear. 4 passed to the wheels 5 of the motor vehicle.
  • a motor controller 1 configured in a conventional manner by the manufacturer of the motor vehicle generates (among other things) control commands s for the internal combustion engine 3, the value of which determines, for example, the length and size of the injection strokes and thus the quantity of fuel to be injected. In an unchanged after its production motor vehicle, the control commands s are forwarded directly to the internal combustion engine 3.
  • a device 2 (“black box") in the signal transmission path between the engine controller 1 and the engine 3, said device 2 receives the normal control commands s of the engine controller 1 and amplified therefrom control signals s * calculated and forwarded to the internal combustion engine 3.
  • the amplified control signals s * lead to the internal combustion engine to generate a higher power.
  • the injection strokes predetermined by the engine controller 1 may be lengthened and / or increased.
  • the apparatus 2 may also determined for the engine controller 1 inputs i from the engine, such as the measured charging pressure, "amplify", that their (normal) processing in the engine controller 1 leads to an increased power of the internal combustion engine. 3 Also, the calculation of the amplified input signal i * can be carried out by multiplication by a factor k.
  • the device 2 has the disadvantage that in certain operating conditions, the load limit of the drive train may be exceeded by the increased forces and torques or that in other operating conditions, the performance increase potential may not be exploited to the maximum.
  • the device 2 according to the invention is designed such that it reduces the gain of the input signals i and the control signal s depending on the operating state of the internal combustion engine. That is to say that a "reduced-amplified" input signal i ** is determined from the input signal i and a "reduced-amplified" control signal s ** is determined from the control signal s of the motor controller 1.
  • the factor k can be chosen to be greater from the outset in order to exploit the maximum increase in performance in all conceivable operating states. Furthermore, the device 2 will generally calculate the input signal i ** or the control signal s ** directly (without the intermediate step via i * or s * ) from the signal i or s .
  • the device 2 In order to make a gear-dependent reduction, the device 2 must receive corresponding information about the currently engaged gear. This can for example be done via a directly from the transmission gear 4 (or another source of engine / vehicle management) coming gear signal g . G for the generation of the signal can be accessed on a contact switch for the reversing light, for example, because the lighting of the return lights indicating a reverse gear engaged.
  • an additional contact switch in the gear 4 can be provided for this. Furthermore, it is possible to calculate the currently engaged gear from a signal indicative of the vehicle speed v and the engine speed n, wherein the transmission ratios available in the transmission 4 are to be assumed to be known.
  • a further improvement in performance is achieved by a Reduction of gain in first gear only over a certain speed range he follows. The maximum value of the torque is then one wider speed range available.
  • the device 2 may be designed so that in case of high acceleration of the motor vehicle no or only a very small reduction the reinforcement takes place. In the case of acceleration, a large part of the Energy and forces consumed to accelerate the parts of the engine 3, so that despite the accelerated pedal only uncritical torque values arrive in the transmission 4. On a reduction in performance can therefore be waived.
  • the acceleration case may be from the device 2 for Example be detected by a large rate of change of the engine speed n.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur nachträglichen Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors (3). Dabei werden die von einer Motorsteuerung (1) für einen Normalbetrieb berechneten Steuerbefehle (s) von einer Vorrichtung (2) in verstärkte Steuerbefehle (s*) umgerechnet, welche zu einer erhöhten Leistung der Brennkraftmaschine (3) führen. Zum Beispiel kann die im Dieselmotor (3) eingespritzte Kraftstoffmenge vergrößert werden. Um Schäden im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges durch überhöhte Drehmomente zu vermeiden, wird die Verstärkung unter bestimmten Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges, insbesondere bei eingelegtem ersten Gang oder Rückwärtsgang, reduziert oder ganz ausgeschaltet (Steuerbefehle s**). Analog kann mit der Verstärkung von an die Motorsteuerung (1) gerichteten Eingangssignalen (i) verfahren werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Motorsteuerung, die Eingangssignale empfängt und Steuerbefehle für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine erzeugt, wobei die Eingangssignale und/oder die Steuerbefehle im Sinne einer Leistungssteigerung verstärkt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Es ist bekannt, daß Brennkraftmaschinen je nach Art ihrer Ansteuerung unterschiedliche Leistungen zeigen können. So wird beispielsweise ein typischer 2,0l Reihen-Vierzylinder CommonRail-Dieselmotor serienmäßig in unterschiedlichen Leistungsstufen von ca. 85 kW (116 PS)/265 Nm bis 110 kW (150 PS)/330 Nm angeboten. Die unterschiedliche Leistung der ansonsten baugleichen Motoren wird dabei einzig durch die Abstimmung der Motorsteuerung beziehungsweise der Kalibrierung erzielt.
Maßnahmen zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine werden auch von Tunern vorgenommen, welche ein vom Hersteller ausgeliefertes Kraftfahrzeug nachträglich entsprechend den Kundenwünschen verändern. Da in diesem Falle in der Regel kein Zugriff auf die Herstellerkalibrierung der Motorsteuerung besteht, müssen einfachere Maßnahmen zur Leistungssteigerung angewendet werden. Besonders einfach sind derartige Maßnahmen bei einem CommonRail-Diesel durchzuführen, wobei jedoch bei anderen Dieseltypen (wie Verteilereinspritzpumpe, Pumpe-Düse und dergleichen) oder bei Ottomotoren mit Aufladung grundsätzlich ähnlich vorgegangen werden kann. Im Zeitraum vor und während der Gemischzündung wird hierbei zwei- bis sechsmal Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Dieselmotors eingespritzt. Da die Leistungsabgabe bei Dieselmotoren nicht über die Menge des zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches, sondern über die Menge an zugeführtem Kraftstoff, der der angesaugten Luft zugeführt wird, gesteuert wird, und da die Rußgrenze im Bereich eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses λ von 1,1 bis 1,3 von den herstellerseitig programmierten Motorsteuerungen in der Regel mit einem deutlichen Abstand eingehalten wird, kann eine Leistungssteigerung des Dieselmotors durch die Vergrößerung der eingespritzten Kraftstoffmenge erzielt werden.
Des Weiteren kann auch der Ladedruck des bei modernen Dieselmotoren üblichen Turboladers erhöht werden. Dadurch wird die Menge des im Motor für die Verbrennung zur Verfügung stehenden Kraftstoff-Luft-Gemischs erhöht. Daraus folgt ebenso eine größere Leistungs- und Drehmomentabgabe. Die Erhöhung des Ladedrucks kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die vom Motor an die Motorsteuerung gelieferten Signale verändert werden.
Bei der Umsetzung vorstehender Prinzipien wird zwischen der Motorsteuerung und den einzelnen Motorkomponenten (z. B. Einspritzventile, Turbolader inkl. Überdrucksteuereinheit) der Brennkraftmaschine eine sogenannte Blackbox zwischengeschaltet, welche durch eine "Verstärkung" der normalen Eingangssignale und/oder Motorsteuerbefehle für verlängerte und vergrößerte Einspritzhübe und/oder erhöhten Ladedruck sorgt und damit die gewünschte Vergrößerung des für die Verbrennung zur Verfügung stehenden Kraftstoff-Luft-Gemisches bewirkt. Der Vorteil einer derartigen Blackbox liegt darin, daß die Funktion der vom Hersteller vorgegebenen Motorsteuerung nicht bekannt sein muß und daß grundsätzlich alle Eigenschaften der Herstellerprogrammierung sowie das Fahrzeug-/Motorverhalten vollständig erhalten bleiben. Das Abgasverhalten bleibt dadurch meist unverändert und auf teure Abgasmessungen kann verzichtet werden. Der Motor verhält sich lediglich so, als ob der Serienmotor mit seiner Leistung sehr weit nach oben streuen würde. Die Leistungs- und Drehmomentkurve wird durch derartige Maßnahmen annähernd um einen konstanten Multiplikationsfaktor nach oben verschoben, wobei typischerweise Drehmomentsteigerungen von 260 Nm zu 320 Nm erzielt werden können.
Ein Nachteil der beschriebenen nachträglichen Leistungssteigerung besteht in einer erhöhten Belastung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges, welche sich besonders im ersten Gang und/oder im Rückwärtsgang bemerkbar macht. Typischerweise werden die Kräfte im ersten Gang um mehr als 20% erhöht, so daß es nach einer kurzen Getriebe-Lebensdauer zu Gewaltbrüchen kommen kann.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche bei Schonung des Antriebsstranges eine verbesserte Ausnutzung des Potentials zur Leistungssteigerung erlauben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine (vorzugsweise eines Dieselmotors und/oder eines Ottomotors mit Aufladung) eines Kraftfahrzeuges mit einer Motorsteuerung, welche herstellerseitig derart ausgebildet ist, daß diese Eingangssignale i empfängt und Steuerbefehle s für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine erzeugt. Um eine Leistungssteigerung gegenüber dem Normalbetrieb zu erzielen, werden bei dem Verfahren die Eingangssignale i auf ihrem Weg zur Motorsteuerung und/oder die Steuerbefehle s auf ihrem Weg von der Motorsteuerung zur Brennkraftmaschine im Sinne einer Leistungssteigerung "verstärkt". D.h., daß aus einem vorgegebenen Eingangssignal i ein "verstärktes" Eingangssignal i* berechnet und an die Motorsteuerung weitergeleitet wird, welches dort (bei normaler Weiterverarbeitung) zu einem Steuerbefehl führt, der eine höhere Leistungserzeugung der Brennkraftmaschine bewirkt als der zum ursprünglichen Eingangssignal i gehörende Steuerbefehl. In ähnlicher Weise wird aus einem vorgegebenen Steuerbefehl s ein "verstärkter" Steuerbefehl s* berechnet und an die Brennkraftmaschine weitergeleitet, der dort die Erzeugung einer höheren Leistung bewirkt als der ursprüngliche Steuerbefehl s. In diesem Sinne ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der Begriff "Verstärkung" von Eingangssignalen bzw. Steuerbefehlen zu verstehen, auch wenn im Einzelfall eine solche "Verstärkung" konkret in der Verkleinerung eines Zahlenwertes oder einer Signalgröße bestehen sollte. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Eingangssignale und/oder der Steuerbefehle s in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges reduziert wird, so daß eine Überbelastung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges vermieden wird. Eine Reduzierung der Verstärkung beinhaltet dabei insbesondere, daß der reduziert-verstärkte Steuerbefehl s** dichter beim ursprünglichen Steuerbefehl s liegt als der verstärkte Steuerbefehl s*.
Eine Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s kann insbesondere durch die Multiplikation mit einem konstanten Faktor k erzielt werden, wobei dieser Faktor einen Wert größer oder gleich eins aufweist, wenn das Eingangssignal i und/oder der Steuerbefehl s eine positive Größe ist und die Leistung der Brennkraftmaschine monoton wachsend hiervon abhängt. In diesem Falle kann die Reduzierung der Verstärkung durch eine Verkleinerung des genannten Faktors k erfolgen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das verfügbare Leistungspotential in der Ansteuerung einer Brennkraftmaschine durch die Erhöhung der Grundverstärkung besser ausgenutzt werden, wobei gleichzeitig die Belastungsgrenzen des Kraftfahrzeuges durch die situationsabhängige Reduzierung der Verstärkung eingehalten und damit normale Lebensdauern des Antriebsstranges erreicht werden. Es zeigt sich nämlich, daß die Belastungsgrenzen des Antriebsstranges je nach Betriebszustand sehr unterschiedlich sein können. Bei der bisher üblichen Orientierung an einer einzigen, pauschalen Belastungsgrenze blieb daher in vielen Betriebszuständen des Kraftfahrzeuges ein Leistungssteigerungspotential ungenutzt und/oder es wurde in anderen Betriebszuständen die jeweilige Belastungsgrenze überschritten und damit die Lebensdauer des Antriebsstranges reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt demgegenüber im Ergebnis eine verbesserte Anpassung der Leistungssteigerung an den Betriebszustand des Kraftfahrzeuges.
Die Art der Steuerbefehle s bzw. der verstärkten Steuerbefehle s* bzw. der reduziert-verstärkten Steuerbefehle s** kann je nach zugrundeliegendem Motortyp unterschiedlich sein. Insbesondere kann es sich hierbei um Signale handeln, die die einzuspritzende Kraftstoffmenge und/oder den Ladedruck vorgeben, wobei die verstärkten Steuerbefehle s* bzw. s** zur Einspritzung einer größeren Kraftstoffmenge bzw. zu einem höheren Ladedruck als die unverstärkten Steuerbefehle s führen.
Bei den Eingangssignalen i, den verstärkten Eingangssignalen i* und den reduziert-verstärkten Eingangssignalen i** kann es sich z. B. um den gemessenen Ladedruck des Motors handeln, wobei die verstärkten Eingangssignale i* bzw. i ** zu einem höheren Ladedruck führen als die unverstärkten Eingangssignale i.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s in Abhängigkeit vom eingelegten Gang eines Übersetzungsgetriebes des Kraftfahrzeuges reduziert. Insbesondere kann dabei die Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s bei eingelegtem ersten Gang und/oder bei eingelegtem Rückwärtsgang maximal reduziert werden. Im Extremfall kann die Verstärkung der Eingangssignale und/oder der Steuerbefehle in diesen Fällen auch ganz unterdrückt werden, so daß die ursprünglichen Eingangssignale i und/oder Steuerbefehle s an die Motorsteuerung bzw. Brennkraftmaschine weitergeleitet werden. Mit der Berücksichtigung des eingelegten Ganges und insbesondere der kleinen Gänge kann sichergestellt werden, daß in diesen kritischen Fällen die zulässigen Kraft- und Drehmomentbelastungen nicht überschritten werden. Das Übersetzungsgetriebe wird hierdurch geschont und seine normale Lebensdauer bleibt erhalten.
Der im Übersetzungsgetriebe aktuell eingelegte Gang wird bei vielen Kraftfahrzeugen von entsprechenden Signalen unmittelbar angezeigt. Wenn derartige Signale nicht zur Verfügung stehen, kann der Gang auch aus der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und der Motordrehzahl berechnet werden, wenn die im Getriebe einstellbaren Übersetzungsverhältnisse bekannt sind.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens kann die Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s in bestimmten Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine reduziert werden. Vorteilhafterweise wird diese Reduzierung mit der oben bereits erwähnten, vom eingelegten Gang abhängigen Reduzierung kombiniert. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Drehzahl ist es dabei möglich, innerhalb eines eingelegten Ganges feinere Unterscheidungen vorzunehmen, da die Belastungsgrenze in der Regel drehzahlabhängig ist. Auf diese Weise kann das Leistungssteigerungspotential noch besser ausgenutzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s bei einer Beschleunigung des Kraftfahrzeuges nicht reduziert. Ein Beschleunigungszustand des Kraftfahrzeuges kann dabei insbesondere über die Beobachtung der Drehzahländerung der Brennkraftmaschine und/oder der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert werden. Es hat sich gezeigt, daß in einem Beschleunigungszustand die von der Brennkraftmaschine erzeugten Kräfte überwiegend zum Beschleunigen der Bauteile der Brennkraftmaschine verbraucht werden und daher nicht als Belastungen am nachfolgenden Antriebsstrang und dem Übersetzungsgetriebe wirksam werden. Aus diesem Grunde kann die Leistungssteigerung in Beschleunigungszuständen ohne Nachteile größere Werte annehmen, was durch das Aussetzen der den Antriebsstrang schonenden Reduzierung der Verstärkung erreicht wird.
Das oben beschriebenen Verfahren kann in besonders einfacher Weise ohne Veränderungen an der Hardware des Kraftfahrzeuges durch eine entsprechende Anpassung der Programmierung der Motorsteuerung implementiert werden. Die Verstärkung der Eingangssignale und/oder der Steuerbefehle erfolgt hierbei durch Umrechnungen innerhalb der Motorsteuerung.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Dieselmotors und/oder eines Ottomotors mit Aufladung, wobei die genannte Vorrichtung funktional zwischen der Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges und der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Vorrichtung empfängt dort an die Motorsteuerung gerichtete Eingangssignale i und/oder von der Motorsteuerung kommende Steuerbefehle s, die für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ausgelegt sind, und leitet diese Eingangssignale/Steuerbefehle als verstärkte Eingangssignale/Steuerbefehle an die Motorsteuerung/Brennkraftmaschine weiter, wobei wie oben in Bezug auf das Verfahren erläutert eine "Verstärkung" der Eingangssignale/Steuerbefehle im Sinne einer resultierenden Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine zu verstehen ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese dahingehend ausgebildet ist, ein Verfahren der oben erläuterten Art auszuführen. D.h., die Vorrichtung ist insbesondere dahingehend ausgebildet, die Verstärkung der Eingangssignale i und/oder der Steuerbefehle s in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Kraftfahrzeuges so zu reduzieren, dass eine Überbelastung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges vermieden wird und entsprechende Belastungsgrenzwerte eingehalten werden.
Die Vorrichtung kann insbesondere Signaleingänge für die Motordrehzahl, die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und/oder den aktuell eingelegten Gang eines Übersetzungsgetriebes des Kraftfahrzeuges aufweisen. Das Vorhandensein derartiger Signaleingänge erlaubt es, die Reduzierung der Verstärkung der Eingangssignale und/oder der Steuerbefehle in Abhängigkeit von den genannten Größen bzw. hieraus berechneten Werten vorzunehmen. Insbesondere kann die Reduzierung bei eingelegtem ersten Gang oder Rückwärtsgang maximal ausgelegt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch die Komponenten eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Leistungssteigerung des Motors.
Bei der mit der Bezugsziffer 3 versehenen Brennkraftmaschine kann es sich insbesondere um einen Dieselmotor handeln, dessen Leistung durch die eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert wird. Das von dem Dieselmotor 3 erzeugte Drehmoment wird im nachfolgenden Antriebsstrang über ein Übersetzungsgetriebe 4 an die Räder 5 des Kraftfahrzeuges weitergegeben.
Eine in herkömmlicher Weise vom Hersteller des Kraftfahrzeuges eingerichtete Motorsteuerung 1 erzeugt (unter anderem) Steuerbefehle s für die Brennkraftmaschine 3, deren Wert zum Beispiel die Länge und Größe der Einspritzhübe und damit die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt. Bei einem nach seiner Herstellung unveränderten Kraftfahrzeug werden die Steuerbefehle s direkt an die Brennkraftmaschine 3 weitergeleitet.
Zur Leistungssteigerung des Kraftfahrzeuges im Rahmen eines Tunings ist es bekannt, eine Vorrichtung 2 ("Blackbox") in den Signalübertragungsweg zwischen der Motorsteuerung 1 und der Brennkraftmaschine 3 zu setzen, wobei diese Vorrichtung 2 die normalen Steuerbefehle s der Motorsteuerung 1 empfängt und hieraus verstärkte Steuerungssignale s * berechnet und an die Brennkraftmaschine 3 weiterleitet. Die verstärkten Steuerungssignale s * führen an der Brennkraftmaschine zur Erzeugung einer höheren Leistung. Zum Beispiel können die von der Motorsteuerung 1 vorgegebenen Einspritzhübe verlängert und/oder vergrößert werden. Die Berechnung des verstärkten Steuerungssignals s * erfolgt im einfachsten Falle durch die Multiplikation mit einem konstanten Faktor k gemäß s* = k·s   (k ≥ 1).
Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 2 auch für die Motorsteuerung 1 bestimmte Eingangssignale i vom Motor, z.B. den gemessenen Ladedruck, so "verstärken", daß ihre (normale) Weiterverarbeitung in der Motorsteuerung 1 zu einer erhöhten Leistung der Brennkraftmaschine 3 führt. Auch die Berechnung des verstärkten Eingangssignals i* kann durch Multiplikation mit einem Faktor k erfolgen.
Die bis hierher beschriebene Leistungssteigerung durch die Vorrichtung 2 hat den Nachteil, daß in bestimmten Betriebszuständen die Belastungsgrenze des Antriebsstranges durch die erhöhten Kräfte und Drehmomente überschritten sein kann beziehungsweise daß in anderen Betriebszuständen das Leistungssteigerungspotential möglicherweise nicht maximal ausgenutzt wird. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die Vorrichtung 2 derart ausgelegt, daß diese in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Verstärkung der Eingangssignale i bzw. des Steuerungssignals s reduziert. D.h., daß aus dem Eingangssignal i ein "reduziert-verstärktes" Eingangssignal i** und aus dem Steuerungssignal s der Motorsteuerung 1 ein "reduziert-verstärktes" Steuerungssignal s ** bestimmt wird. Dies kann zum Beispiel durch die Multiplikation des oben erwähnten verstärkten Eingangssignals i * bzw. Steuerungssignals s * mit einem Reduzierungsfaktor r ≤ 1 erreicht werden gemäß i** = r·i* = r·k·i   (k ≥ 1) bzw. s ** = r·s* = r·k·s   (k ≥ 1).
Da der eingeführte Reduzierungsfaktor r die Einhaltung der Belastungsgrenzen des Antriebsstranges gewährleistet, kann der Faktor k von vornherein größer gewählt werden, um in allen denkbaren Betriebszuständen die maximale Leistungssteigerung auszuschöpfen. Weiterhin wird die Vorrichtung 2 das Eingangssignals i ** bzw. das Steuerungssignal s ** in der Regel direkt (ohne den Zwischenschritt über i* bzw. s *) aus dem Signal i bzw. s berechnen.
Die Reduzierung der Verstärkung kann insbesondere vom eingelegten Gang im Getriebe 4 abhängen, wobei im einfachsten Fall die Verstärkung im ersten Gang und/oder im Rückwärtsgang ganz weggelassen wird, so daß in diesem Fall r = 1/k und *i** = i bzw. s ** = s ist. Um eine gangabhängige Reduzierung vornehmen zu können, muß die Vorrichtung 2 entsprechende Informationen über den aktuell eingelegten Gang erhalten. Dies kann beispielsweise über ein direkt von dem Übersetzungsgetriebe 4 (oder einer anderen Quelle des Motor-/Fahrzeugmanagements) kommendes Gangsignal g geschehen. Für die Erzeugung des Signals g kann beispielsweise auf einen Kontaktschalter für den Rückfahrscheinwerfer zugegriffen werden, da das Aufleuchten der Rückfahrtlichter einen eingelegten Rückwärtsgang anzeigt. Wenn weiterhin nur der erste Gang interessiert, kann für diesen ein zusätzlicher Kontaktschalter im Getriebe 4 vorgesehen werden. Ferner ist es möglich, aus einem die Fahrzeuggeschwindigkeit v anzeigenden Signal und der Motordrehzahl n den aktuell eingelegten Gang zu berechnen, wobei die im Getriebe 4 zur Verfügung stehenden Übersetzungsverhältnisse als bekannt zugrunde zu legen sind.
Eine weitere Verbesserung der Leistungssteigerung wird dadurch erzielt, daß eine Reduzierung der Verstärkung im ersten Gang nur über einen bestimmten Drehzahlbereich erfolgt. Der Maximalwert des Drehmoments steht dann über einen breiteren Drehzahlbereich zur Verfügung.
Weiterhin kann die Vorrichtung 2 so ausgelegt sein, daß im Falle einer hohen Beschleunigung des Kraftfahrzeuges keine oder nur eine sehr geringe Reduzierung der Verstärkung erfolgt. Im Beschleunigungsfall wird nämlich ein Großteil der Energie und Kräfte zum Beschleunigen der Teile der Brennkraftmaschine 3 verbraucht, so daß trotz durchgetretenem Gaspedal nur unkritische Drehmomentwerte im Getriebe 4 ankommen. Auf eine Reduzierung der Leistungssteigerung kann daher verzichtet werden. Der Beschleunigungsfall kann von der Vorrichtung 2 zum Beispiel durch eine große Änderungsrate der Motordrehzahl n festgestellt werden.
Die oben aufgezählten und nur beispielhaft zu verstehenden Abhängigkeiten der Verstärkungsreduzierung von verschiedenen Betriebsparametern können durch eine entsprechende funktionale Abhängigkeit des Reduzierungsfaktors r ausgedrückt werden, d.h. r = r(n, g, v, ...).
Weiterhin ist es möglich, daß die Funktion der Vorrichtung 2 auch durch eine entsprechende Programmierung der Motorsteuerung 1 erzielt wird, so daß keine Eingriffe in die Hardware des Kraftfahrzeuges erforderlich sind.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Leistungssteigerung einer Brennkraftmaschine (3) eines Kraftfahrzeuges mit einer Motorsteuerung (1), die Eingangssignale (i) empfängt und Steuerbefehle (s) für einen Normalbetrieb der Brennkraftmaschine erzeugt, wobei die Eingangssignale und/oder die Steuerbefehle im Sinne einer Leistungssteigerung verstärkt werden,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges derart reduziert wird, dass eine Überbelastung des Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges vermieden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Steuerbefehle (s) die einzuspritzende Kraftstoffmenge und/oder den Ladedruck vorgeben, und dass die verstärkten Steuerbefehle zur Einspritzung einer größeren Kraftstoffmenge bzw. zu einem höheren Ladedruck führen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung in Abhängigkeit von dem eingelegten Gang eines Übersetzungsgetriebes (4) des Kraftfahrzeuges reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung im ersten Gang und/oder im Rückwärtsgang maximal reduziert wird und/oder ganz unterdrückt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    der eingelegte Gang aus der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (v) und der Motordrehzahl (n) berechnet wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung in bestimmten Drehzahlbereichen der Brennkraftmaschine (3) reduziert wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung bei Beschleunigung des Kraftfahrzeuges nicht reduziert wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Verstärkung durch eine entsprechende Programmierung der Motorsteuerung (1 ) erzielt wird.
  9. Vorrichtung (2) zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine (3) eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung funktional zwischen der Motorsteuerung (1) und der Brennkraftmaschine (3) angeordnet und dahingehend ausgebildet ist, an die Motorsteuerung gerichtete Eingangssignale (i} und/oder für den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine bestimmte Steuerbefehle (s) der Motorsteuerung vor ihrer Weiterleitung im Sinne einer Leistungssteigerung zu verstärken,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Vorrichtung (2) weiterhin dahingehend ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    sie Signaleingänge für die Motordrehzahl (n), die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit (v) und/oder den eingelegten Gang (g) eines Übersetzungsgetriebes (4) des Kraftfahrzeuges aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Brennkraftmaschine als Dieselmotor (3) und/oder als Ottomotor mit Aufladung ausgebildet ist.
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