DE102010017237A1

DE102010017237A1 - Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102010017237A1
Application number: DE201010017237
Authority: DE
Inventors: Holger Behrends
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-08
Also published as: EP2576249A1; WO2011151122A1

Abstract

Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Niveauregelanlage, bei dem die Fahrzeugkarosserie gesenkt oder in Längsrichtung geneigt wird und bei dem in den das Fahrwerk beeinflussenden Regelungs- und Steuerungseinrichtungen des Fahrzeugs eine Umschaltung auf Regelungs- und Steuerungsalgorithmen oder Parametersätze erfolgt, welche einen geringeren Energieverbrauch verursachen, als die im Normalzustand eingestellten Regelungs- und Steuerungsalgorithmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Niveauregelanlage.
Niveauregelsysteme oder Niveauregelanlagen, beispielsweise auf Basis von Luftfedern, sind bekanntermaßen geeignet zur Beeinflussung des Fahrzeugniveaus von Kraftfahrzeugen. Oft wird bei schnellen Fahrten bzw. bei Hochgeschwindigkeitsfahrt die Karosserie gesenkt, um einen fahrdynamisch günstigen tiefen Schwerpunkt zu erreichen, während im Gelände die Karosserie möglichst hoch angehoben wird, um einen Bodenkontakt zu vermeiden.
Nachteilig beim Absenken des Schwerpunkts mittels Niveauregelsystem ist die Verringerung der Federwege, die zu Komforteinbußen führen kann. Nachteilig bei der hochgestellten Karosserie ist es, dass nur geringe Fahrgeschwindigkeiten möglich sind, ohne die Gefahr eines Umkippens (Roll Over) bei starken Lenkbewegungen zu provozieren.
Bekannt ist auch, dass sich durch das Absenken der Fahrzeugkarosserie der Fahrwiderstand verringert. Ursache hierfür ist unter anderem die Verringerung des Anströmquerschnitts bei Fahrt, weil die Räder mit sinkendem Karosserieniveau zunehmend in der Karosserie verschwinden.
Üblicherweise werden Fahrwerksabstimmungen entweder auf komfortables oder auf sportliches Fahren optimiert und die Regelalgorithmen, d. h. die gesamte Regelstrategie einer Niveauregelung auf diese Abstimmung ausgelegt, ohne besonders auf die Energiebilanz zu achten. Eine Abstimmung auf einen möglichst geringen Energieverbrauch ist hier – im Gegensatz zu den Antriebskonzepten und den Motorregelungen – nicht erfolgt.
Für die Erfindung bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, welches bei unterschiedlichen Fahrwerksabstimmungen die Möglichkeit eröffnet, die jeweiligen Regelalgorithmen bzw. Regelstrategien auch des Fahrwerks unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs auszurichten bzw. einzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Dabei wird die Fahrzeugkarosserie durch die Aktuatoren der Niveauregelanlage so gesenkt oder in Längsrichtung geneigt, dass während der Fahrt ein im Vergleich zur Normallage geringerer Luftwiderstand entsteht und in den das Fahrwerk beeinflussenden Regelungs- und Steuerungseinrichtungen des Fahrzeugs erfolgt eine Umschaltung auf Regelungs- und Steuerungsalgorithmen, d. h. Regelstrategien, welche einen geringeren Energieverbrauch verursachen, als die im Normalzustand eingestellten Regelungs- und Steuerungsalgorithmen. Eine Umschaltung auf Regelungs- und Steuerungsalgorithmen, welche einen geringeren Energieverbrauch verursachen, kann auf einfachste Weise natürlich durch Nutzung eines anderen Parametersatzes geschehen. In erster Linie können natürlich Regelstrategien der Niveauregelungsanlage so umgeschaltet werden, dass sie einen geringeren Energieverbrauch verursachen, als die im Normalzustand eingestellten Regelungs- und Steuerungsalgorithmen.
Durch geeignetes Absenken oder ”Anstellen” der Karosserie in den Fahrtwind ist eine Optimierung des Fahrwiderstands und damit eine Verringerung des Energieverbrauches direkt durch Kraftstoffeinsparung erreichbar. Durch Absenken der Vorderachse bei gleichzeig gehaltener Hinterachse entsteht eine Keilform, die die Strömung des Fahrtwinds günstig beeinflussen kann. Gegebenenfalls sind weitere aerodynamische Maßnahmen wie eine geeignete Ausgestaltung des Unterbodens oder Ähnliches erforderlich. Der beschriebenen Regel-Strategie sind natürlich fahrdynamische Grenzen gesetzt. Insgesamt wird eine auf den Energieverbrauch des Fahrzeugs optimierte Betriebsstrategie des Niveauregelsystems erreicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, welche erweiterte, d. h. vergrößerte und/oder verkleinerte Regelschwellen enthalten, oder dass eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, die im Normalzustand übliche und energieintensive Regelungsvorgänge unterdrücken. Auch dies ist in seiner einfachsten Form durch lediglich die Nutzung eines anderen Parametersatzes möglich.
Solche „Vermeidungsstrategien” für Regelvorgänge sind durch Maßnahmen wie etwa eine Aufweitung der Regelschwellen oder eine Unterdrückung von Regelvorgängen unter definierten Randbedingungen auf besonders einfache Weise zu erreichen und benötigen keine weiteren Aggregate über umfangreiche Neuprogrammierungen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung mit besonders hohem Energiesparpotential besteht darin, dass zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Niveauregelanlage mit Luftfederung eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, bei denen die Häufigkeit des Einschaltens des Kompressors der Luftfederung im Vergleich zum Normalzustand reduziert wird, damit also „Kompressorläufe”, vermieden werden, d. h. elektrische Energie und damit Treibstoff direkt gespart werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit geschlossener Niveauregelanlage das Einschalten des Kompressors durch Ventilschaltvorgänge ersetzt wird. Bei Systemen mit geschlossener Luftversorgung können so Kompressor-Zyklen auf einfachste Weise durch die Nutzung von vorhandenen Überströmfunktionen vermieden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass durch die Motorsteuerung eine Verringerung der erreichbaren Höchstgeschwindigkeit, also eine so genannte „Abregelung” eingestellt wird, oder auch darin, dass eine Begrenzung der möglichen Beschleunigung eingestellt wird. Mit einer solchen Initiierung des erfindungsgemäßen Verfahrens des Energiespar-Betriebs nicht nur für das Niveauregelsystem, sondern für alle anderen Systeme des Fahrzeug-Fahrwerks, die Einfluss auf den Energieverbrauch des Fahrzeugs haben, kann die Energieeinsparung optimiert werden. Hierzu sind wenigstens die Parameter oder die Regelungs- und Steuerungsalgorithmen der Motorsteuerung und – falls vorhanden – der übrigen Antriebsstrang-Steuergeräte geeignet umzustellen. So wird quasi das gesamte Fahrzeug in einen Energiesparmodus gebracht
Besonders geeignet zur Durchführung oder Initiierung und zur Akzeptanz des Verfahrens beim Endverbraucher, d. h. beim Fahren eines Kraftfahrzeuges ist ein Betätigungselement mit mehrere Schaltstellungen, beispielsweise am Armaturenbrett angeordnet und betätigbar durch den Fahrer eines Kraftfahrzeuges, welches mindestens eine Schaltstellung zur Initiierung bzw. zum Einschalten des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist. Damit steht die Kombination des Energiesparbetriebs im Betätigungselement mit weiteren Betriebsmodi zur alternativen Anwahl. Beispielsweise kann ein Bedienelement in Form eines Drehwahlschalters mit 4 Rastpositionen ausgeführt werden, die die Bedeutung ”Sport”, ”Komfort”, ”Normal” und ”Eco” (Energiesparen) haben.
Die Idee dabei ist die, dass der Fahrer ein Bedienelement ”Energie sparen” betätigt und damit gleichzeitig akzeptiert und sich bewusst macht, dass sich zwar die Regelperformance etwa des Niveaureglers und der Fahrkomfort verschlechtern können, dass aber die Verschlechterung von Niveauregelung und Fahrkomfort technisch dazu genutzt wird, die Niveauregelung so zu parametrieren, dass primär die Antriebsenergie, aber auch die Energieaufnahme des Niveauregel-Systems selbst reduziert wird.

Claims

Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Niveauregelanlage, dadurch gekennzeichnet, – dass die Fahrzeugkarosserie durch die Aktuatoren der Niveauregelanlage so gesenkt oder in Längsrichtung geneigt wird, dass während der Fahrt ein im Vergleich zur Normallage geringerer Luftwiderstand entsteht und – dass in den das Fahrwerk beeinflussenden Regelungs- und Steuerungseinrichtungen des Fahrzeugs eine Umschaltung auf Regelungs- und Steuerungsalgorithmen oder Parametersätze erfolgt, welche einen geringeren Energieverbrauch verursachen, als die im Normalzustand eingestellten Regelungs- und Steuerungsalgorithmen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, welche erweiterte Regelschwellen enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, die im Normalzustand übliche Regelungsvorgänge unterdrücken.
Verfahren nach Anspruch 3 zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer Niveauregelanlage mit Luftfederung, bei dem eine Umschaltung auf solche Regelungs- und Steuerungsalgorithmen erfolgt, bei denen die Häufigkeit des Einschaltens des Kompressors der Luftfederung im Vergleich zum Normalzustand reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit geschlossener Niveauregelanlage, bei dem das Einschalten des Kompressors durch Ventilschaltvorgänge ersetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem durch die Motorsteuerung eine Verringerung der erreichbaren Höchstgeschwindigkeit eingestellt wird.
Betätigungselement mit mehreren Schaltstellungen, betätigbar durch den Fahrer eines Kraftfahrzeuges, welches mindestens eine Schaltstellung zum Einschalten des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.