DE10055059A1

DE10055059A1 - Emissionsmess- und Auswertesystem mit Mobiltelefon zur Erfassung umweltgerechter Fahrweise in Nutzfahrzeugen

Info

Publication number: DE10055059A1
Application number: DE2000155059
Authority: DE
Original assignee: Wissenschaftliche Werkstatt fur Umweltmesstechnik GmbH
Current assignee: Wissenschaftliche Werkstatt fur Umweltmesstechnik GmbH
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-16

Abstract

In der vorliegenden Anmeldung wird ein Messsystem am Verbrennungsmotor, im Nutzfahrzeug sowie ein Datenerfassungs- und Übertragungssystem in Form von Handys beschrieben. Das in Zukunft als miniaturisierter Personencomputer funktionierende Handy erfasst die gesammelten Daten aus dem OBM/OBD-Messystem und gibt dem Verkehrsteilnehmer Hinweise für die Optimierung der Fahrweise oder für die Reparatur des Motors und überträgt die Daten in eine Sammelstelle ins Behördennetz. Die Eingabe der Daten ins Internet ist möglich, siehe Fig. 2. Durch ein Belohnungs- und Bestrafungssystem können Abweichungen vom umweltbewussten Fahrverhalten mit Bonus-Malusmaßnahmen differenziert werden, zuerst für schwere Nutzfahrzeuge angedacht. Die so erreichten Verbesserungen tragen zum Schutz der Umwelt bei.

Description

1. Problemdarstellung

Die Umweltprobleme nehmen durch die Zunahme von CO₂ und anderen Treibhausgasen sowie einem höheren Flächenverbrauch und einer weltweiten Erhöhung der Motorisierungsrate rapide zu. Zusätzlich werden die zur Verfügung stehenden Ressourcen durch die schnelle Entwicklung von Schwellenländern eher verbraucht als im 20. Jahrhundert angenommen. Der Einsatz von Solarenergie kann die entstehende Lücke vermutlich nicht schließen, vor allem durch den gegenwärtig noch schlechten Wirkungsgrad der Solarzellen. Es scheint realistisch zu sein, dass preiswerte flüssige Energie; d. h. Treibstoff mit hoher Energiedichte für die Mobilität Mangelware wird, wenn es nicht gelingt, den Zeitraum der Nutzung von flüssigen Kohlenwasserstoffen zu verlängern. Wenn mehr Zeit für die Entwicklung der Wasserstoffenergie zur Verfügung steht, könnten vermutlich weltweit stabile Versorgungssysteme entstehen, die sowohl die Energieversorgung als auch die Mobilität sichern können. Das ist jedoch noch nicht in greifbarer Nähe.

2. Stand der Technik

Gegenwärtig gibt es wenig Beschränkungen einzelner Person in bezug auf Nutzung der Kohlenwasserstoffe, wie z. B. der Preis bzgl. Verbrach, Wartungsvorschriften und weitere Regelungen. Erste Anfänge durch Abgasuntersuchungsvorschriften existieren seit einigen Jahrzehnten, relativ effiziente Vorschriften bezogen auf die Automobiltechnik (d. h. Otto- Pkw ohne Katalysator bzw. mit Katalysatoren der ersten Generation) seit ca. 10 Jahren nur in den führenden Industrieländern.

Um die Emissionen aus den Verbrennungsmotoren erkennbar zu machen, sind Systeme nötig, die diese Daten erfassen und strukturieren. Solche Geräte gibt es zur Zeit noch nicht. Einige Empfehlungen beschäftigen sich zwar mit unterschiedlichen Regulierungssystemen, die aber nicht die notwendigen Globalisierungseffekte mit sich bringen. Den Kraftstoffverbrauch wird mehr oder wenig deutlich an der Tankanzeige im Fahrzeug angezeigt. Erst wenn wieder getankt wird kann der Verbrauch mit den gefahrenen Kilometern errechnet werden. Viele Fahrzeuge haben heute eine Anzeige, die den "momentanen" oder "Durchschnittsverbrauch" anzeigt, da wird schon Verbrauch und Fahrverhalten korreliert. Bei den weiter steigenden Kraftstoffpreisen gibt es mehr Interesse, eine verbrauchsarme Fahrweise für das eigene Fahrzeug zu erlernen. Eine generelle Sparsamkeit kann nur dann erreicht werden, wenn jeder Mensch in der Lage ist, sein Verhalten abzuschätzen und zu verbessern.

3. Messsystem für die Beurteilung der Emissionen in Verbrennungsmotoren

Die Entwicklung der Kommunikations- und Informationstechnik macht es heute möglich, mit Mobiltelefonen, ortsunabhängig Gespräche zu führen. In den Fig. 1-4 sind vorteilhafte Anwendungen der Technik aufgeführt. Die einzelnen Figuren stellen folgende Applikationen dar.

Fig. 1 Kombination von Messsystem und Handy im Kraftfahrzeug zur Emissionskontrolle

1

Handy

2

Handy-Halterung

3

Schnittstelle

4

Kabel mit Verbindung zum Messsystem

Fig. 2 Datenfluss zwischen Messsystem, Handy, PC und Internet

5

Messsystem

6

Zentrale mit eigenem PC oder behördliche PC

7

Internet

8

drahtlose Übertragung vom Handy zum PC und ins Internet

Fig. 3 Differenzierungssystem zur Erfassung umweltgerechter Fahrweise

9

Messsystem im Kfz

1

Personengebundenes Handy

10

Auswertung der gesammelten Daten über behördliche Einrichtungen

Fig. 4 Erfassung von Emissionen an Kontrollstellen

11

Kontrollstelle

1

12

Kontrollstelle

2

13

Datenerfassungszentrale

Handys (1) können in Zukunft Daten erfassen, auswerten und übertragen. Sie verfügen über eine Tastatur, ein Display, eine Schnittstelle (3) für die Aufnahme von Parametern und entsprechen somit den Bedingungen eines Mikrocomputers. Die drahtlose Übertragung (8) von Informationen macht Handys zu idealen Datenerfassungs- und Übertragungsmodulen in Nutzfahrzeugen. Die zukünftigen Kontrollsysteme im mobilen Bereich können aus der Kombination eines im Nutzfahrzeug integrierten Messsystems (5) und eines vorübergehend im System eingesetzten Handys bestehen.

Die Informationen aus dem Messsystem gelangen durch Kabel (4) in das Anzeigesystem in Personennähe, so z. B. auf das Armaturenbrett oder ins Bedienungspult, wo eine Halterung (2) für das Handy ist. Der Fahrer des Nutzfahrzeuges steckt sein Handy ins Aufnahmesystem. Die Verbindung zum Messgerät wird hergestellt und die gesammelten bzw. momentan anfallenden Daten übernommen. Die Daten werden im Handy gespeichert oder drahtlos in eine Zentrale übertragen. Der Anschluss an den eigenen PC (6) oder Fernsehgerätes, zwecks besserer visueller Auswertung als am Miniaturdisplay des Handys, ist möglich.

4. Vergleich und Einstufung des Fahrverhaltens

Jedes Nutzfahrzeug hat nach Typ und Baujahr eine typische, durchschnittliche Emission bezogen auf eine Fahrkurve. Abweichungen von diesem Durchschnittswert können nach oben und unten auftreten durch Serienstreuung, typspezifische Änderungen und Mängel sowie durch die individuelle Änderung des Fahrzeuges durch den Gebrauch des Nutzers. Die fahrzeugspezifischen Daten könnten in Zukunft aus dem Internet (7) geladen werden. In Abhängigkeit vom Wartungszustand des Nutzfahrzeuges und der Fahrweise können mehr oder weniger Schadstoffe emittiert werden. Das Handy registriert die Fahrt und gibt dem Fahrer bereits On-Board, d. h. direkt im Fahrzeug Hinweise, damit Maßnahmen zur Minderung der Emissionen ergriffen werden können. Durch die direkte Rückkopplung kann der Fahrer sein Fahrverhalten ändern und z. B. eine möglichst schadstoffemissionsarme Fahrweise erlernen und verfolgen. Gleichzeitig oder nach der Fahrt werden per Handy die charakteristischen Daten an Datenzentralen übermittelt. Hier sind sowohl der eigene Computer als auch behördliche Rechner denkbar.

5. Einführung eines Bonus-Malussystems

Es ist offensichtlich, dass die Freisetzung von Schadstoffen und klimawirksamen Gasen stark vom Fahrverhalten abhängt.

In Zukunft müsste die individuelle Fahrweise belohnt bzw. bestraft werden. In gewissem Umfang wird es schon gemacht, die AU deckt diese Kontrolle teilweise ab. Durch die Ökosteuer steigen jedes Jahr die Kraftstoffsteuern, so dass die Entscheidung beim Kauf eines Neu- oder Gebrauchtwagen in Richtung verbrauchsärmere Fahrzeuge getrieben wird. Die Besteuerung nach Emissionsklassen soll zum Kaut der schadstofforärmeren Fahrzeuge führen.

Bei schweren Nutzfahrzeugen ist an eine emissionsabhängige Fahrleistungsbesteuerung gedacht. Ein On-Board-Diagnose- oder ein On-Board- Meßsystem (OBD/OBM) sollte integriert werden. Durch dieses System ist es möglich, einen Anreiz für umweltbewusstes Verhalten zu schaffen, um zu erreichen, dass letztendlich weniger Schadstoffe in die Umwelt emittiert werden. Die Klimaveränderung wird dabei gebremst. Die dem Staat durch die Belohnung verloren gegangenen finanziellen Mittel, aus der sogenannten aufkommensneutralen Steuergesetzgebung, können durch Einsparungen im Umweltbereich zurückgewonnen werden, bzw. von den Beiträgen der nicht umweltbewussten Verkehrsteilnehmer ausgeglichen werden.

Das System ist auch länderübergreifend wirksam zu realisieren. Die Auswertung des Emissionsausstoßes könnte z. B. einem LKW-Fahrer bei der Ausfahrt aus einem Hoheitsgebiet zu Lasten oder zu Gunsten berechnet werden. Nach dem Verursacherprinzip würde beim Überschreiten der vorgesehenen durchschnittlichen Emissionsgrenze Geld ins System eingezahlt, nach Unterschreitung des Grenzwertes würde Geld ausbezahlt werden. Damit wäre eine gerechte Verteilung der lasten durch Emissionsschäden nach dem Verursacherprinzip geschaffen.

Es ist wahrscheinlich, dass in Zukunft die Zahl der Handys für die allgemeine Kommunikationsmöglichkeit um ein Vielfaches steigt. Somit entstehen keine zusätzlichen Kosten bei der Einführung des Kontrollsystems zur Weiterleitung der Daten. Das eigentliche Messsystem in den Nutzfahrzeugen verursacht zwar Kosten, wird aber für die optimale Steuerung und Regelung der Maschine sowieso benötigt.

Claims

1. Emissionsmess- und Auswertesystem zur Erfassung umweltgerechten Fahrverhaltens in Nutzfahrzeugen dadurch gekennzeichnet, dass ein fest installiertes Aufbereitungs- und Sensorsystem die Emissionsdaten in ein Handy überträgt, wo die Daten gespeichert, verarbeitet, angezeigt und in eine Sammelstelle weitergeleitet werden.

2. Emissionsmess- und Auswertesystem mit Handy nach Anspruch 1 als personengebundener, und intelligenter Bordcomputer und Handy mit drahtloser Übertragung von Daten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich der vorgegebenen Emissionsdaten mit den tatsächlichen Emissionswerten im Nutzfahrzeug vorgenommen wird.

3. Emissions- und Auswertesystem mit Handy nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Handy durch eine direkte Übertragung automatisch an den Behördenrechner angeschlossen wird, wo eine Zuordnung und Festlegung der Bonus/Malus-Maßnahmen erfolgt.

4. Emissions- und Auswertesystem mit Handy nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die gesammelten finanziellen Mittel den betroffenen Kommunen und Ländern, die die erhöhte Emissionsbelastung in ihrer Region hatten, zugeführt werden.