DE102011110612A1

DE102011110612A1 - Verfahren zum Erfassen eines Burnoutzustands, in dem angetriebene Räder zum Durchdrehen gebracht werden

Info

Publication number: DE102011110612A1
Application number: DE201110110612
Authority: DE
Inventors: Willem Sollart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-02-21
Also published as: US8825336B2; US20130073166A1

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Burnoutzustands, in dem angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs zum Durchdrehen gebracht werden, aufweisend die Schritte: a) Erfassen einer Raddrehzahl mindestens eines ersten angetriebenen Rades sowie einer Raddrehzahl eines zweiten angetriebenen Rades und Vergleichen einer Raddrehzahl eines schneller drehenden Rades mit einer ersten Konstante, b) Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer zweiten Konstante, c) Erfassen einer Motordrehzahl und Vergleichen der Motordrehzahl mit einer dritten Konstante, d) wobei der Burnoutzustand erfasst wird, wenn eine der beiden erfassten Raddrehzahlen größer ist als die erste Konstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb von der zweiten Konstante liegt und die Motordrehzahl oberhalb der dritten Konstante liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Burnoutzustands, in dem angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs zum Durchdrehen gebracht werden.
Wenn ein angetriebenes Rad vom Fahrer zum Durchdrehen gebracht wird, insbesondere über einen längeren Zeitraum, verursacht dies einen erhöhten Verschleiß an einem Antriebsstrang zwischen dem Motor und den angetriebenen Rädern. Es sind bereits Systeme und Verfahren bekannt, welche ein Durchdrehen der Antriebsräder verhindern sollen. Beispielhaft sei hier eine Antischlupfregelung genannt, die ab einer gewissen Geschwindigkeit das Anfahren auf rutschigem Untergrund durch einen gezielten Bremseingriff und ggf. einen Eingriff in eine abgegebene Motorleistung ein Durchdrehen der Antriebsräder verhindert. Diese Systeme können jedoch vorher deaktiviert werden.
Es kann als eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe angesehen werden, ein Verfahren zu schaffen, mit dem erkannt werden kann, ob mindestens ein angetriebenes Rad zum Durchdrehen gebracht wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, die in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich und zeigt weitere vorteilhafte Ausgestaltungen auf.
Vorgesehen ist demgemäß ein Verfahren zum Erfassen eines Burnoutzustands, in dem angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs zum Durchdrehen gebracht werden, aufweisend die Schritte:

a) Erfassen einer Raddrehzahl mindestens eines ersten angetriebenen Rades sowie einer Raddrehzahl eines zweiten angetriebenen Rades und Vergleichen einer Raddrehzahl eines schneller drehenden Rades mit einer ersten Konstante,
b) Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer zweiten Konstante,
c) Erfassen einer Motordrehzahl und Vergleichen der Motordrehzahl mit einer dritten Konstante,
d) wobei der Burnoutzustand erfasst wird, wenn eine der beiden erfassten Raddrehzahlen größer ist als die erste Konstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb von der zweiten Konstante liegt und die Motordrehzahl oberhalb der dritten Konstante liegt.

Wenn ein solcher Burnoutzustand erfasst, kann ein Bit bzw. ein Flag, intern in einem Programm oder extern in einer Schaltung gesetzt werden. Es können auch mehrere Bits bzw. Flags verwendet werden. Es kann auch ein Signal gesetzt werden, welches den Burnoutzustand weitergibt. Bei dem Bit kann es sich um eine elektronisch verarbeitbare Binärziffer handeln, wobei es unerheblich ist, ob ein Bit von 0 auf 1 gesetzt wird oder von 1 nach 0.
Durch ein so ausgestaltetes Verfahren kann jedenfalls ein Burnoutzustand erkannt werden, in dem es dem Fahrer nicht um ein Vorwärtskommen geht, sondern darum, einen sogenannten Burnout durchzuführen. Bei einem Burnout werden angetriebene Räder zum Durchdrehen gebracht, wodurch sich die Reifen stark erhitzen. Da bei Kraftfahrzeugen ohne eine Differentialsperre in der Regel dasjenige angetriebene Rad durchdreht, welches die geringere Haftreibung aufweist und da Gleitreibung geringer ist als Haftreibung, dreht sich ein angetriebenes Rad auf der anderen Seite des Differentials nicht mit. Die Drehzahldifferenz zwischen dem stehenden Rad und dem durchdrehenden Rad wird durch ein Differential ausgeglichen. Dabei wirkt eine ungewöhnlich große Belastung auf das Differential, welches im normalen Fahrbetrieb höchstens kurzzeitig auf eine derartige Art und Weise beansprucht wird. Dadurch kann es zu Schäden im Differential kommen. Die erste Konstante kann beispielsweise auf 100 Umdrehungen pro Minute bis 1000 Umdrehungen pro Minute gesetzt werden. Die zweite Konstante kann auf 1 Km/h bis 5 Km/h gesetzt werden. Die dritte Konstante kann auf 2000 Umdrehungen pro Minute bis 4000 Umdrehungen pro Minute gesetzt werden. Anstelle von Konstanten können auch Werte aus Kennlinien bzw. Kennfeldern ermittelt werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Motorleistung bei Detektierung eines Burnouts stetig auf einen geringeren Wert reduziert. Dies kann über einen gewissen Zeitraum erfolgen. Der Zeitraum kann dabei 1 Sekunde bis 12 Sekunden lang, insbesondere 2 Sekunden bis 6 Sekunden lang gewählt werden. Eine stetige Verringerung der zur Verfügung stehenden Leistung führt dazu, dass das zum Durchdrehen gebrachte Antriebsrad irgendwann stehen bleibt bzw. wieder Haftreibung entsteht. Einen stetigen Eingriff bemerkt der Fahrer unter Umständen gar nicht. Weiterhin soll mit dem Verfahren ein Durchdrehen eines Rades auf rutschigem Untergrund (beispielsweise Schnee und Eis) nicht verhindert werden, damit der Fahrer das Kraftfahrzeug freifahren kann und sich vor allem nicht durch die Technik bevormundet fühlt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird in einem Burnoutzustand zumindest über ein Verringern einer Motordrehzahl die Motorleistung reduziert, damit sich die Beanspruchung des Differentials bei durchdrehenden Rädern in vertretbaren Grenzen hält. Beim Anfahren im ersten Gang hat sich eine Begrenzung auf ca. 2000 U/min als vorteilhaft herausgestellt. Fahrer, die ein angetriebenes Rad bei einem Burnout zum Durchdrehen bringen, drehen den Motor deutlich höher bzw. bis in einen begrenzten Bereich hinein. Durch ein Begrenzen der Drehzahl kann bei schwächeren Motoren ein weiteres Durchdrehen der Antriebsräder unterbunden werden. Bei stärkeren Motoren kann mit einer Begrenzung der Drehzahl ein weiteres Durchdrehen des Antriebsrades nicht immer vermieden werden, jedoch ist bei geringeren Drehzahlen zumindest das Differential nicht so hohen Belastungen ausgesetzt.
Die Motorleistung kann auch über ein Verringern eines vom Motor ausgegebenen Drehmomentes reduziert werden, wenn ein Bit gesetzt wird. Das Drehmoment kann bei Ottomotoren durch eine Verstellung eines Zündzeitpunktes und bei Dieselmotoren durch eine Verstellung eines Einspritzzeitpunktes binnen weniger Millisekunden beeinflusst werden. Dadurch kann das durchdrehende Antriebsrad angehalten werden bzw. in einen Drehzahlbereich gebracht werden, in dem es wieder Haftreibung erlangt und das Kraftfahrzeug bewegt. Dadurch kann das Kraftfahrzeug rasch in einen normalen Betriebszustand versetzt werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Burnoutzustand in einem Fehlerspeicher hinterlegt. Dadurch kann nachvollzogen werden, was mit dem Kraftfahrzeug geschehen ist. Indem ein Burnoutzustand, in dem ein Antriebsrad zum Durchdrehen gebracht wurde, gespeichert wird, kann ein Fahrzeugmechatroniker durch Auslesen eines entsprechenden Fehlerspeichers erkennen, ob ein Burnout durchgeführt wurde.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine zeitliche Dauer, während der ein Burnoutzustand herrscht, in dem Fehlerspeicher abgelegt. Der Fehlerspeicher kann in eine Steuereinheit integriert sein. Es kann auch ein ohnehin vorhandener Diagnosespeicher im Kraftfahrzeug verwendet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird ab einer gewissen zeitlichen Dauer, während der ein Burnoutzustand herrschte, eine Fehlercodelampe aktiviert. Hierfür kann der in dem vormals genannten Fehlerspeicher hinterlegte Wert verwendet werden. Die Dauer mehrerer Burnouts können zu einer Gesamtdauer addiert werden und es kann dann ein Fehlersignal an die Fehlercodelampe ausgegeben werden, wenn die Gesamtdauer insgesamt länger ist als ein vorgegebener Wert. Der Wert kann für unterschiedliche Kraftfahrzeuge individuell vorgegeben werden. Bei Kraftfahrzeugen mit stärkerer Motorisierung konnte ein höherer Wert angenommen werden, da es bei sportlicher Fahrweise durchaus vorkommen kann, dass beim Anfahren aus dem Stand stets ein Rad durchdreht. Auch bei Schnee und Eis kann dies häufiger vorkommen. Bei einer normalen Benutzung des Kraftfahrzeugs sollte kein Burnout gespeichert werden. Zum Anzeigen eines Burnouts kann eine Fehlercodelampe verwendet werden, welche explizit einen mit dem Kraftfahrzeug durchgeführten Burnout anzeigt, es kann jedoch auch eine generelle Motorkontrallleuchte aktiviert werden.
Durch Hinzuziehen weiterer Parameter kann nahezu ausgeschlossen werden, dass ein Antriebsrad versehentlich zum Durchdrehen gebracht wird. Bei Kraftfahrzeugen, in denen auf nicht angetriebene Räder eine Parkbremse wirkt, kann zusätzlich erfasst werden, ob die Parkbremse aktiviert bzw. angezogen ist. Vor der Durchführung eines Burnouts wird mitunter die Parkbremse aktiviert, damit das Kraftfahrzeug sich nicht von der Stelle bewegen kann. Wenn dies der Fall ist und ein Antriebsrad durchdreht, insbesondere für einen längeren Zeitraum, geschieht dies mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auf Wunsch des Fahrers. Durch das Erfassen einer aktivierten Parkbremse kann ein Burnout somit noch zuverlässiger erkannt werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird erfasst, ob eine Antischlupfregelung deaktiviert ist. Eine Antischlupfregelung (ASR) kann durch gezielte Bremseingriffe und ggf. durch Eingriff in eine Motorsteuerung ein Durchdrehen erschweren, zumindest, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt. Fahrer, die einen Burnout durchführen möchten, deaktivieren die Antischlupfregelung daher möglicherweise vorher, sodass in einem Burnoutzustand, in dem ein angetriebenes Rad durchdreht, angenommen werden kann, dass dieser Burnoutzustand herbeigeführt worden ist. Die Wahrscheinlichkeit einer Fehlerkennung eines Burnouts, wonach ein Rad nicht zum Durchdrehen gebracht wird, sondern das Kraftfahrzeug lediglich stellenweise auf sehr rutschigem Untergrund steht, kann durch Erfassen einer deaktivierten Antischlupfregelung weiter minimiert werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird weiterhin ein vom Motor ausgegebenes Drehmoment erfasst. Bei hohen Drehmomenten wird ein angetriebenes Rad eher zum Durchdrehen tendieren.
Das beschriebene Verfahren sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen können in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere in einer Steuereinheit vorgesehen sein. Eine entsprechend ausgestaltete Steuereinheit kann hierfür ein Speichermittel aufweisen, auf dem ein entsprechendes Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen gespeichert ist.
Das Computerprogramm kann dabei Pragrammcode-Mittel aufweisen, um alle Schritte des Verfahrens sowie ggf. die in den Unteransprüchen genannten Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
Vorgesehen hierfür ist ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren sowie die vorteilhaften Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug dabei eine Motorsteuerung zur Regelung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges auf, wobei das Kraftfahrzeug weiterhin aufweist:

a) Mittel zum Erfassen einer Raddrehzahl mindestens eines ersten angetriebenen Rades sowie einer Raddrehzahl eines zweiten angetriebenen Rades und Mittel zum Vergleichen einer Raddrehzahl eines schneller drehenden Rades mit einer ersten Konstante,
b) Mittel zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und Mittel zum Vergleichen der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer zweiten Konstante,
c) Mittel zum Erfassen einer Motordrehzahl und Mittel zum Vergleichen der Motordrehzahl mit einer dritten Konstante,
d) wobei mit Mitteln der Burnoutzustand erfasst wird, wenn eine der beiden erfassten Raddrehzahlen größer ist als die erste Konstante, die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb von der zweiten Konstante liegt, und die Motordrehzahl oberhalb der dritten Konstante liegt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1: in einer schematischen Darstellung einen Grundriss eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor und einem Getriebe und
2 in einem schematischen Blockdiagramm einen möglichen Verfahrensablauf zum Erkennen von zum Durchdrehen gebrachten Rädern in einem Kraftfahrzeug.
In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Grundriss eines Kraftfahrzeuges 1 mit zwei angetriebenen Rädern 2 und 3 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen Motor 4 auf. Der Motor 4 kann bei unterschiedlichen Drehzahlen nM betrieben werden, wobei er abhängig von einer Gaspedalstellung ein variables Drehmoment MM ausgibt. über eine Kupplung 8 kann eine kraftschlüssige Verbindung zwischen einer Motorausgangswelle und einer Getriebeeingangswelle 5 hergestellt werden. Ein Getriebe 6 leitet das Drehmoment über eine Getriebeausgangswelle 7 an ein Differential 9 weiter. Das Differential 9 verteilt das eingeleitete Drehmoment über Antriebswellen 10 und 11 auf die beiden Räder 2 und 3. Das Getriebe 6 sowie das Differential 9 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 12 angeordnet.
An den angetriebenen Rädern 2 und 3 sowie an den nicht angetriebenen Rädern 13 und 14 sind Drehzahlsensoren 15 angeordnet. Die von den Drehzahlsensoren 15 erfassten Signale werden für jedes Rad 2, 3, 13 und 14 an eine Steuereinheit 16 weitergegeben. Diese ist dazu ausgestaltet, die Signale der Drehzahlsensoren 15 weiterzuverarbeiten. Bei dem dargestellten Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug mit einer angetriebenen Achse, d. h. die beiden vorderen Räder 2 und 3 sind angetrieben und die hinteren Räder 13 und 14 werden lediglich nachgezogen.
Die von den Drehzahlsensoren 15 erfassten Signale werden an eine Steuereinheit 16 weitergeleitet. Bei dieser kann es sich um eine Reglereinheit für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), für eine Antischlupfregelung (ASR), eine Motorsteuerung oder dergleichen handeln, wobei zusätzlich eine Funktion zum Erkennen eines zum Durchdrehen gebrachten angetriebenen Rades 2 oder 3 implementiert ist. Die Steuereinheit 16 ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, Einfluss auf den Motor 4 zu nehmen, und zwar entweder unmittelbar oder über eine nicht dargestellte Motorsteuerung.
Einer der hinteren Drehzahlsensoren 15 kann verwendet werden, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit v zu ermitteln. Diese kann aus einem bekannten dynamischen Rollradius und einer der Raddrehzahlen nRhl bzw. nRhr ermittelt werden. Hierfür kann auch ein separater, nicht dargestellter Sensor verwendet werden. Es ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 16 erkennt, wenn der Fahrer ein Rad 2 oder 3 zum durchdrehen bringt. Dies leitet der Fahrer ein, indem er im Stand das Gaspedal 17 verhältnismäßig weit durchtritt und die Kupplung 9 rasch einkuppelt. In diesem Ausführungsbeispiel mit einem frontangetriebenen Kraftfahrzeug 1 ohne Differentialsperre wird dasjenige Rad 2 oder 3 durchdrehen, bei dem zuerst die so genannte Haftreibung in Gleitreibung übergeht. In diesem Burnoutzustand gleitet das durchdrehende Rad 2 oder 3 auf einem Untergrund, auf welchem das Kraftfahrzeug 1 steht. Bei Kraftfahrzeugen mit einer Differentialsperre (nicht dargestellt) können die Antriebswellen 10 und 11 annähernd oder vollständig verdrehfest miteinander gekoppelt werden. In diesem Fall drehen bei einem Burnout beide angetriebenen Räder 2 und 3 gleichzeitig durch.
Das Kraftfahrzeug 1 weist zwei auf die hinteren Räder 13 und 14 wirkende Parkbremsen 18 auf, welche über einen Handbremshebel 19 im Fahrzeuginneren aktiviert werden kann. Mit den Parkbremsen 18 können die beiden hinteren Räder 13 und 14 blockiert werden, so dass das Kraftfahrzeug nicht wegrollen kann. Allerdings können die Parkbremsen 18 auch dazu verwendet werden, das Kraftfahrzeug 1 an Ort und Stelle zu halten, wenn eines oder beide angetriebenen Räder 2 und 3 zum Durchdrehen gebracht wird (also ein Burnout durchgeführt wird). Es wird vorgesehen, dass die Steuereinheit 16 ferner erkennen kann, ob die Parkbremsen 18 aktiviert sind. Hierfür können die Parkbremsen 18 bzw. der Handbremshebel signaltechnisch mit der Steuereinheit 16 verbunden sein.
Mit der Anzahl an erfassbaren und erfassten Parametern steigt die Zuverlässigkeit, mit welcher ein Burnout zweifelsfrei erkannt werden kann. Grundsätzlich genügen nur wenige Parameter wie zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit v, die Drehzahl nM und eine Raddrehzahl nRvl oder nRvr eines durchdrehenden Rades 2 oder 3. Wenn hierbei die Fahrzeuggeschwindigkeit v nahezu Null ist, die Motordrehzahl nM unverhältnismäßig hoch und dementsprechend auch die Raddrehzahl eines Rades 2 oder 3, ist es zumindest überwiegend wahrscheinlich, dass der Fahrer den Burnoutzustand absichtlich herbeiführt. Es ist jedoch möglich, dass das Kraftfahrzeug 1 auf rutschigem Untergrund steht und aus diesem Grunde das Rad 2 oder 3 durchdreht. Es ist daher vorgesehen, die vom Motor 4 abgegebene Motorleistung während eines Burnouts herabzusetzen. Dies kann stetig und für den Fahrer unbemerkt erfolgen. Sollte das Rad 2 oder 3 auf rutschigem Untergrund stehen, so wird es mit abnehmender Raddrehzahl nRvl oder nRvr eher wieder Haftung bekommen, als wenn es durchdreht. Hierin besteht ein weiterer Aspekt der Erfindung. Eine Antischlupfregelung ASR vermag es nicht, bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null oder nahezu Null ein Rad am Durchdrehen zu hindern. Dies liegt daran, dass ständig ein Vergleich mit den Drehzahlen der anderen Räder durchgeführt wird. Auch wenn das System eingreift, kann es lediglich die Raddrehzahl eines durchdrehenden Rades durch kurze Bremseingriffe verringern, jedoch das Rad nicht anhalten. Erst, wenn sich das Kraftfahrzeug bewegt, können durch Bremseingriff und bei einigen ASR-Systemen auch durch Eingriff in eine Motorsteuerung einzelne Räder am Durchdrehen gehindert werden, da ein Vergleich mit den Raddrehzahlen nicht durchdrehender bzw. abrollender Räder 13 bzw. 14 möglich ist. Dennoch wird die Antischlupfregelung von Fahrern häufig deaktiviert, bevor ein Burnout durchgeführt wird, damit eben überhaupt kein Bremseingriff erfolgt. Weiterhin wird häufig auch das elektronische Stabilisierungsprogramm ESP deaktiviert, damit es nicht eingreift.
Einen möglichen Ablauf eines Verfahrens zum Erkennen von zum Durchdrehen gebrachten angetriebenen Rädern zeigt 2 in einem schematischen Blockdiagramm. Zum zuverlässigen Erfassen eines Burnouts ist es vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig, über der Raddrehzahl nRvl oder nRvr des durchdrehenden Rades 2 oder 3, der Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Motordrehzahl nM weitere Parameter zu erfassen. Bei dem in 2 dargestellten Blockdiagramm, welches auf einem Computer im Betrieb ständig durchgeführt werden kann, wird bei Vorliegen bestimmter Parameter ein UND-Operator 20 aktiviert, welcher dann ein Bit S von 0 zu 1 oder von 1 zu 0 setzt. Die nachfolgend beschriebenen Schritte 21 bis 37 können zeitlich nahezu parallel durchgeführt werden, was durch den gleichzeitigen Start links im Blockdiagramm dargestellt ist.
In einem ersten Schritt 21 wird die Raddrehzahl nRvl des linken vorderen Rades 2 erfasst (hier beispielhaft in der Dimension Umdrehungen pro Minute bzw. U/min). In einem zweiten Schritt 22 wird die Raddrehzahl nRvr des rechten vorderen Rades 3 erfasst. Der Wert nRvr wird in einem dritten Schritt 23 von dem Wert nRvl abgezogen. Aus dem so erhaltenen Wert wird in einem vierten Schritt 24 der Betrag gebildet, um ein positives Vorzeichen zu erhalten. Der so erhaltene Wert wird in einem fünften Schritt 25 mit einer Konstante K1 verglichen. Als Beispielwert für die Konstante K1 wurde hier ein Wert von 100 U/min gewählt. Anstelle eines konstanten Wertes können auch Werte aus einer Kennlinie oder einem Kennfeld (beides nicht dargestellt) hergenommen werden. Liegt eine der Raddrehzahlen nRvl oder nRvr oberhalb von 100 U/min wird ein entsprechendes Signal an den UND-Operator 20 ausgegeben.
Parallel dazu wird in einem sechsten Schritt 26 die Fahrzeuggeschwindigkeit v erfasst und in einem siebten Schritt 27 mit einer Konstante K2 verglichen, welche die Dimension Kilometer pro Stunde (Km/h) aufweisen kann. Burnouts zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sich das Kraftfahrzeug 1 nicht oder nur sehr langsam bewegt. In der Regel wird ein Fahrer, der einen Burnout durchführen möchte, das Kraftfahrzeug 1 vorher zum Stehen bringen. Daher wurde in diesem Ausführungsbeispiel für die Konstante K2 ein geringer Wert von 1 Km/h gewählt. An den UND-Operator 20 wird also ein Signal abgegeben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v unterhalb von 1 Km/h liegt.
Weiterhin wird in einem achten Schritt 28 eine Motordrehzahl nM erfasst und wiederum mit einer Konstante K3 verglichen. Die Konstante K3 wurde in diesem Ausführungsbeispiel auf 2000 U/min gesetzt. Bei einem Burnout wird der Fahrer in der Regel den Motor 4 sehr hoch drehen und die Kupplung 8 schnell aktivieren, damit ein Rad 2 oder 3 seine Bodenhaftung bzw. Haftreibung verliert und durchdreht. Bei leistungsstärkeren Motoren kann eine verhältnismäßig geringe Drehzahl von 2000 U/min bereits ausreichen, um ein Rad 2 oder 3 zum Durchdrehen zu bringen, der Wert für K3 ist jedoch lediglich beispielhaft. Wiederum kann anstelle einer Konstante ein Wert aus einer Kennlinie oder einem Kennfeld gesetzt werden. Überschreitet die Motordrehzahl nM jedenfalls K3, wird ein Signal an den UND-Operator 20 ausgegeben.
Wie in 1 im Zusammenhang mit dem Gaspedal 17 beschrieben, weist das Kraftfahrzeug 1 Mittel zum Erfassen einer Gaspedalstellung auf. Die Gaspedalstellung kann beispielsweise auf Werte zwischen 0 und 100 (Prozent) gesetzt werden, wobei 100 einen maximalen Ausschlag bzw. Vollgas markiert und 0 eine unbetätigte Stellung des Gaspedals 17. Der Wert wird an die Steuereinheit 16 ausgegeben. Entsprechend dem Schritt 30 wird die Gaspedalstellung erfasst und in einem Schritt 31 mit einer Konstante K4 verglichen, für die ebenfalls eine 10 gewählt wurde. Der Wert kann als Vergleichswert herangezogen werden, da Fahrer, die ein Burnout durchführen möchten, in der Regel Vollgas geben werden, um die maximale Motorleistung abzurufen. Entsprechend wird ein Signal an den UND-Operator 20 ausgegeben, wenn das Gaspedal 17 (siehe 1) voll durchgetreten ist und der Wert der Gaspedalstellung der konstante K4 entspricht.
Weiterhin wird in Schritt 32 ermittelt, ob die Parkbremse (siehe 1, Bezugszeichen 18) bzw. der Handbremshebel (siehe 1, Bezugszeichen 19) aktiviert ist. Hierzu wird der Aktivierung der Parkbremse 18 ein Wert von 1 und einer Deaktivierung ein Wert von 0 zugeordnet, wobei diese Werte unabhängig von einem eventuellen Spiel- und Verschleißausgleichsweg der Parkbremse 18 ist. Bei Aktivierung entspricht der ermittelte Wert dem Wert der fünften Konstante K5 und es wird ein Signal an den UND-Operator 20 ausgegeben. Der Parameter der Parkbremse 18 kann zum Erkennen eines durchgeführten Burnouts herangezogen werden, da die Parkbremse 18 üblicherweise vorher betätigt wird, damit das Kraftfahrzeug 1 an Ort und Stelle verbleibt und das Rad 2 oder 3 leichter zum Durchdrehen gebracht werden kann.
In analoger Weise wird in einem Schritt 34 erfasst, ob ein elektronisches Stabilitätsprogramm ESP aktiviert ist. Dies erfolgt, indem einer Deaktivierung des ESP ein Wert von 0 gegeben wird. Dieser Wert wird in einem Schritt 35 mit einer Konstante K6 verglichen, welcher ebenfalls zu 0 gesetzt wurde. Fahrer, die ein Rad zum Durchdrehen bringen möchten, werden in der Regel das ESP deaktivieren, sofern dies möglich ist, damit es nicht durch gezielten Bremseingriff das durchdrehende Rad 2 oder 3 abbremst und das Durchdrehen so unterbindet bzw. abmildert. Bei deaktiviertem ESP wird ein Signal an den UND-Operator 20 ausgegeben. Grundsätzlich kann auf die gleiche Art und Weise ermittelt werden, ob eine Antischlupfregelung ASR deaktiviert ist.
Weiterhin kann als weiterer Parameter in einem Schritt 36 ein vom Motor 4 ausgegebenes Drehmoment MM erfasst und in einem Schritt 37 mit einer Konstante K7 verglichen werden. Als lediglich beispielhafter Wert ist die Konstante K7 auf 20 Newtonmeter (Nm) gesetzt, wobei dieser bei 2000 U/min und der entsprechenden Gaspedalstellung bei vielen Motoren ohnehin überschritten wird.
Bei Vorliegen der oben im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Parameter bzw. bei Überschreiten und Unterschreiten der Konstanten K1 bis K7 reagiert der UND-Operator, indem er ein Bit S setzt. Es wird davon ausgegangen, dass bei Vorliegen der vorhergehend beschriebenen Parameter mit ziemlicher Sicherheit ein Rad zum Durchdrehen gebracht wird und es dem Fahrer nicht mehr alleine um das Fortkommen geht. Als Reaktion darauf kann in einem Schritt 38 ein geringeres Drehmoment für den Motor 4 vorgegeben werden. Das Drehmoment kann beispielsweise bei einem Ottomotor über eine Veränderung des Zündzeitpunktes beeinflusst werden. Bei einem Dieselmotor kann der Einspritzzeitpunkt geändert werden, um das Drehmoment zu reduzieren. In einem Schritt 39 wird als Reaktion darauf das vom Motor 4 abgegebene Drehoment MM sukzessive, insbesondere stetig über einen gewissen Zeitraum auf einen geringeren Wert reduziert. Die vom Motor abgegebene Leistung wird dadurch reduziert. Die Verringerung der Motorleistung bzw. Verringerung des Drehmomentes MM hat zur Folge, dass das Drehmoment MM ab einem gewissen, von zahlreichen Umgebungsbedingungen abhängigen Zeitpunkt nicht mehr ausreichend hoch ist, um das durchdrehende Rad 2 oder 3 weiterhin in seinem durchdrehenden Zustand zu halten. Das Rad 2 oder 3 wird wieder Haftreibung erlangen und das Kraftfahrzeug 1 beschleunigen. Das Drehmoment wird dabei stetig verringert, damit der Fahrer den Eingriff möglichst nicht bemerkt. Mit der Reduzierung des Drehmoments MM bzw. der Leistung werden zwei Ziele verfolgt. Erstens soll der Fahrer daran gehindert werden, ein Rad 2 oder 3 zum Durchdrehen zu bringen, damit das Differential 9 nicht beschädigt bzw. bei Kraftfahrzeugen mit Differentialsperre (nicht dargestellt) die Antriebswellen, Räder uns sonstige Komponenten im Antriebsstrang nicht unnötig verschlissen werden. Zweitens wird bei unbeabsichtigtem Durchdrehen eines Rades 2 oder 3 eine Art Anfahrhilfe durch die Verringerung des Drehmoments realisiert, da auf rutschigem Untergrund ein durchdrehendes Rad 2 oder 3 förderlich sein kann, um das Kraftfahrzeug 1 von der Stelle zu bewegen. Hierbei ist ein geringeres Drehmoment MM hilfreich. Die stetige Verringerung des Drehmomentes MM hilft dabei, das Rad 2 oder 3 „einzufangen”, es also in einen Drehzahlbereich zu bringen, in dem es wieder Haftreibung erhält.
Zur Verwirklichung der zweiten Funktionalität kann vorgesehen sein, einige hierfür nicht erforderliche Parameter, wie zum Beispiel die Aktivierung der Parkbremse 17, die Aktivierung des ESP, die Gaspedalstellung und das Motormoment MM nicht zur Bedingung zur Ausgabe eines Bits zu machen. Das in 2 dargestellte Blockdiagramm soll lediglich eine Lösung für das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 mit Vorderradantrieb ohne Differentialsperre angeben. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Kraftfahrzeugen mit Differentialsperre angewendet werden, wobei es hier ausreicht, eine der beiden Raddrehzahlen nRvl und nRvr zu erfassen. Analoges gilt für Kraftfahrzeuge mit Heckantrieb. Bei Kraftfahrzeugen mit Heckantrieb und mit auf die Hinterachse wirkender Parkbremse ist das Erfassen einer aktivierten Parkbremse nicht zweckmäßig.
Wieder Bezug nehmend auf 2 kann bei Vorliegen eines Bits S in einem Schritt ein auf den Motor 4 wirkender Drehzahlbegrenzer eingesetzt werden, um die abgegebene Leistung des Motors 4 in einem Schritt 41 zu reduzieren. Dadurch kann das durchdrehende Rad 2 oder 3 ebenfalls abgebremst werden.
In einem weiteren Schritt 42 wird bei Vorliegen eines Bits S ein Fehlerspeicher 45 (siehe 1) aktiviert, welcher der Steuereinheit 16 zugeordnet ist. Im Fehlerspeicher 45 kann beispielsweise die Dauer eines oder mehrerer hintereinander durchgeführter Burnouts addiert werden. Der so erhaltene Wert kann in einem Schritt 43 mit einer Konstante K8 verglichen werden. Bei Überschreiten einer Gesamtdauer von beispielsweise 10 Sekunden wird angenommen, dass dies nicht etwa versehentlich durchgeführt wird, und es wird in einem Schritt 44 ein Fehlercodesignal ausgegeben. Bei Vorliegen eines Fehlercodesignals kann eine entsprechende Fehlercodelampe 46 aktiviert werden. Bei dieser kann es sich um eine separate Fehlercodelampe 46 handeln, welche explizit einen mit dem Kraftfahrzeug 1 durchgeführten Burnout anzeigt, es kann jedoch auch eine zumeist in Kraftfahrzeugen vorhandene Motorkontrollleuchte angesteuert werden.
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: linkes vorderes Rad
3: rechtes vorderes Rad
4: Motor
5: Getriebeeingangswelle
6: Getriebe
7: Getriebeausgangswelle
8: Kupplung
9: Differential
10: linke Antriebswelle
11: rechte Antriebswelle
12: Getriebegehäuse
13: linkes hinteres Rad
14: rechtes hinteres Rad
15: Drehzahlsensor
16: Steuereinheit
17: Gaspedal
18: Parkbremse
19: Handbremshebel
20: UND-Operator
21: Erfassen der Raddrehzahl nRvl
22: Erfassen der Raddrehzahl nRvr
23: Differenzierer
24: Betragsbildner
25: kleiner/gleich Vergleichsoperator
26: Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit
27: kleiner/gleich Vergleichsoperator
28: Erfassen der Motordrehzahl
29: größer/gleich Vergleichsoperator
30: Erfassen der Gaspedalstellung
31: größer/gleich Vergleichsoperator
32: Erfassen der Parkbremsenstellung
33: gleich Vergleichsoperator
34: Erfassen, ob ein ESP aktiviert ist
35: gleich Vergleichsoperator
36: Erfassen des Motordrehmomentes
37: größer/gleich Vergleichsoperator
38: Drehmoment vorgeben
39: Drehmoment einstellen
40: Drehzahlbegrenzer einstellen
41: Drehzahl reduzieren
42: Zähler aktivieren
43: größer/gleich Vergleichsoperator
44: Fehlercodesignal ausgeben
45: Fehlerspeicher
46: Fehlercodelampe
K1: erste Konstante
K2: zweite Konstante
K3: dritte Konstante
K4: vierte Konstante
K5: fünfte Konstante
K6: sechste Konstante
K7: siebte Konstante
K8: achte Konstante
MM: Motormoment
nM: Drehzahl des Motors
nRhl: Drehzahl Rad hinten links
nRhr: Drehzahl Rad hinten rechts
nRvl: Drehzahl Rad vorne links
nRvr: Drehzahl Rad vorne rechts
S: Bit
v: Fahrzeuggeschwindigkeit

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Burnoutzustands, in dem angetriebene Räder (2, 3) eines Kraftfahrzeugs (1) zum Durchdrehenden gebracht werden, aufweisend die Schritte: a) Erfassen einer Raddrehzahl (nRvl) mindestens eines ersten angetriebenen Rades (2) sowie einer Raddrehzahl (nRvr) eines zweiten angetriebenen Rades (3) und Vergleichen einer Raddrehzahl (nRvl oder nRvr) eines schneller drehenden Rades (2 oder 3) mit einer ersten Konstante (K1), b) Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) mit einer zweiten Konstante (K2), c) Erfassen einer Motordrehzahl (nM) und Vergleich der Motordrehzahl (nM) mit einer dritten Konstante (K3), d) wobei der Burnoutzustand erfasst wird, wenn eine der beiden erfassten Raddrehzahlen (nRvl oder nRvr) größer ist als die erste Konstante (K1), die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) unterhalb von der zweiten Konstante (K2) liegt und die Motordrehzahl (nM) oberhalb der dritten Konstante (K3) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem erfassten Burnoutzustand ein Bit (S) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Burnoutzustand eine Motorleistung stetig auf einen geringeren Wert reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Burnoutzustand die Motorleistung über ein Verringern einer Motordrehzahl (nM) reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Burnoutzustand die Motorleistung über ein Verringern eines Motormomentes (MM) reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Burnoutzustand in einem Fehlerspeicher (45) hinterlegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Dauer eines Burnoutzustandes in einem Fehlerspeicher (45) abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ab einer gewissen zeitlichen Dauer, während der ein Burnoutzustand herrschte, eine Fehlercodelampe (46) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend den Schritt: – Erfassen, ob eine Parkbremse (18) aktiviert bzw. angezogen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend den Schritt: – Erfassen, ob eine Antischlupfregelung deaktiviert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend den Schritt: – Erfassen eines Motordrehmomentes (MM).
Kraftfahrzeug (1) mit einer Steuereinheit (16), wobei die Steuereinheit (16) ein Speichermittel mit einem darauf abgelegten Computerprogramm aufweist, wobei das Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestaltet ist.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.