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Die Erfindung betrifft die Bestimmung eines Schadstoffes, welcher von einem Fahrzeug ausgestoßen wird, jedoch nicht ohne weiteres unmittelbar gemessen werden kann.
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Bei Fahrzeugen, beispielsweise einem Schiff, welche eine nennenswerte Menge eines Schadstoffes, wie zum Beispiel Kohlendioxid oder Stickoxide, in Abhängigkeit vom Betriebszustand ausstoßen können wird in einigen Regionen bzw. Ländern eine Einhaltung von Grenzwerten gefordert, damit der Betrieb des Fahrzeugs zulässig ist bzw. Strafzahlungen vermieden werden.
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Eine Möglichkeit ist es, das Fahrzeug hinsichtlich der technischen Ausstattung und der Steuerung derart auszuführen, dass in jedem Fall die Einhaltung der geforderten Grenzwerte gewährleistet ist, ohne dessen genauen Wert zu kennen. Einerseits sind hierzu jedoch umfangreiche Reinigungs- und/oder Filtermaßnahmen erforderlich oder eine es wird eine Beschränkung der Leistung des Fahrzeugs über die Steuerung gewährleistet. Beide Varianten führen jedoch zu einem Nachteil (höhere Kosten und/oder geringer Leistung).
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Daher wird üblicherweise die laufende Messung des Schadstoffes, dessen Grenzwert einzuhalten ist, durchgeführt. Somit kann das Fahrzeug, sofern der Grenzwert nicht überschritten wird, mit der geforderten Leistung ohne Einschränkungen oder weiteren Kosten betrieben werden. Sofern der Grenzwert erreicht wird, kann die Betriebsweise - wenngleich mit einer Einschränkung der Leistung - geändert werden.
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Als problematisch hat es sich herausgestellt, dass insbesondere diejenigen Sensoren, welche einen Schadstoff in einem Abgasstrom ermitteln müssen, von häufigen Ausfällen betroffen sind. Dieses erfordert im Fall eines Ausfalles einen umgehenden Austausch des Sensors und somit eine deutliche Einschränkung in der Verfügbarkeit des Fahrzeugs.
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Aufgabe ist es daher die Verfügbarkeit des Fahrzeugs zu verbessern und die Einhaltung von geforderten Grenzwerten zu ermöglichen.
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Die gestellt Aufgabe wird durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Ein Fahrzeug, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist, ist im Anspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Bestimmung einer produzierten Menge zumindest eines Schadstoffes, welcher von einem technischen System erzeugt wird. Bei dem technischen System handelt es sich in bevorzugter Weise um ein Fahrzeug. Die Anwendung des Verfahrens ist besonders vorteilhaft bei einem Schiff. Hierbei ist zunächst einmal die Generierung eines Berechnungsmodelles erforderlich, mithilfe dessen nachfolgend im späteren Betrieb des technischen Systems der abgegebene Schadstoff ermittelt werden kann.
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Zur Bestimmung des Berechnungsmodells ist in einem ersten Schritt eine laufende Erfassung von Zustandsgrößen des technischen Systems erforderlich. Hierbei gilt es, Zustandsgrößen von verschiedenen Quellen, d. h. unterschiedlichen Sensoren bzw. verschiedenen Komponenten oder Einheiten des technischen Systems, zu erfassen. Bevorzugt werden hierzu möglichst viele Informationen, d. h. Zustandsgrößen erfasst.
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Hierzu wird parallel eine laufende Erfassung zumindest eines Kennwertes vorgenommen, wobei der Kennwert einen unmittelbaren Rückschluss auf die Menge des erzeugten Schadstoffes ermöglicht. Beispielsweise kann ein Sensor eingesetzt werden, welcher unmittelbar den erzeugten Schadstoff erfasst.
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In einem nachfolgenden Schritt erfolgt eine laufende Plausibilitätsanalyse aller Zustandsgrößen und des zumindest einen Kennwertes, um sicherzustellen, dass dessen Verwendung zur Generierung des Berechnungsmodell zu einem zutreffenden Ergebnis führt. Die Plausibilitätsanalyse naheliegenderweise anhand vordefinierter Wertebereiche für jeweils die zu prüfende Zustandsgröße erfolgen. Es ist jedoch ebenso möglich, einen Wertebereich in Abhängigkeit von Zustandsgrößen zu bestimmen, beispielsweise eine zulässiger Wertebereich einer Zustandsgröße in Abhängigkeit vom Wertebereich einer anderen Zustandsgröße.
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Anhand der so ermittelten Zustandsgrößen und des zumindest einen Kennwertes für verschiedene Zeitpunkte im Betrieb des technischen Systems kann nunmehr mithilfe einer rechnergestützten bzw. Rechner-unterstützten Analyse die Abhängigkeit des Kennwertes und somit des gebildeten Schadstoffes von den Zustandsgrößen bestimmt werden. Dieses ermöglicht die Definition eines Berechnungsmodells.
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Wird nachfolgend das technische System verwendet, ohne dass der Kennwert zur Verfügung steht, so kann anhand des Berechnungsmodells die Bildung des Schadstoffes ermittelt werden.
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Hierzu erfolgt wiederum die laufende Erfassung von Zustandsgrößen. In Abhängigkeit der vorherigen Analyse und der Definition des Berechnungsmodells kann sich die Anzahl der zur Verfügung stehenden Zustandsgrößen reduzieren auf eine Anzahl erforderlicher Zustandsgrößen.
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Es ist anzumerken, dass unabhängig von der Verwendung der erforderlichen Zustandsgrößen gleichwohl auch weitere nicht zwingend erforderliche Zustandsgrößen erfasst, gespeichert und im Berechnungsmodell verwendet werden können.
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Analog der vorherigen Erfassung der Zustandsgrößen ist auch in diesem Fall eine Plausibilitätsanalyse zumindest bei denjenigen Zustandsgrößen durchzuführen, deren Korrektheit nicht zweifelsfrei feststeht.
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Anhand der nunmehr bekannten erforderlichen Zustandsgrößen während des Betriebs des technischen Systems wird mithilfe des Berechnungsmodells die Bestimmung des erzeugten Schadstoffes ermöglicht, ohne dass hierzu ein Kennwert erforderlich wäre.
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Abschließend erfolgt die Protokollierung des erzeugten Schadstoffes.
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Durch den zweigliedrigen Prozess mit einer initialen Bestimmung eines Berechnungsmodells für den Schadstoffausstoß und mit einer Anwendung des Berechnungsmodells im Betrieb des technischen Systems wird die zuverlässige Bestimmung des erzeugten Schadstoffes auch in den Fällen ermöglicht, in denen der Schadstoff nicht unmittelbar durch Sensoren mit hinreichender Lebensdauer bestimmt werden kann. Hierdurch werden unnötige Ausfallzeiten aufgrund defekter Sensoren vermieden.
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Ein vorteilhaftes Berechnungsmodell kann generiert werden, wenn in der ersten Phase mit der Erfassung der Zustandsgrößen bei Kenntnis des Kennwertes das technische System (01) für einen Testzeitraum bei verschiedenen Betriebszuständen, die den zu erwartenden Betrieb abdecken, betrieben wird. Somit liegen Kennwerte für verschiedene Zustände vor, so dass bei Verwendung des technischen Systems ohne unmittelbare Kenntnis des Kennwertes, dieser mit Hilfe des Berechnungsmodells in allen üblichen Betriebszugständen bestimmt werden kann.
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Um weitere Analysen über den Zustand des technischen Systems zu ermöglichen und/oder um das Berechnungsmodell weiter optimieren zu können ist es vorteilhaft, wenn die Zustandsgrößen sowie die Kennwerte in einer Datenspeichereinheit gespeichert werden.
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Wenn eine Vielzahl von Zustandsgrößen erfasst werden, ist es wahrscheinlich, dass zumindest einige der Zustandsgrößen in keinem oder nur einem unbedeutenden Zusammenhang zu der Menge des erzeugten Schadstoffs stehen. Um die spätere Bestimmung der Menge an Schadstoff zu vereinfachen ist es daher vorteilhaft, wenn aus den zur Verfügung stehenden Zustandsgrößen diejenigen erforderlichen Zustandsgrößen ausgewählt werden, welche einen relevanten Einfluss auf den Kennwert und somit auf die Menge des erzeugten Schadstoffes haben. Ein relevanter Einfluss wird angenommen, wenn über den Wertebereich der jeweiligen Zustandsgröße eine Änderung des Kennwertes von zumindest 2% des Wertebereichs des Kennwertes verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Änderung der Zustandsgröße zu einer Änderung des Kennwertes von zumindest 5% führen kann.
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Beispiel:
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Der Kennwert „K“ hat einen Wertebereich [1..80], wobei 80 der größte Wert bei Einhaltung des höchsten Grenzwertes für den Schadstoff ist.
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Eine Relevanz ist vorhanden, wenn bei einer Änderung der jeweiligen Zustandsgröße eine Änderung des Kennwertes von zumindest delta-K >= (80 - 1) x 0,02 = 1,58 möglich ist.
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Sofern zumindest zwei Zustandsgrößen bezogen auf die Menge des erzeugten Schadstoffs in einem Abhängigkeitsverhält stehen, so kann der Einfluss einer relativen Zustandsgröße (gebildet aus den zwei Zustandsgrößen) einen größeren Einfluss auf den Kennwert besitzen als die zwei Zustandsgrößen jeweils einzeln aufweisen. In diesem Fall ist es für das Berechnungsmodell von Vorteil, wenn die relative Zustandsgröße verwendet wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die einzelnen zugrunde liegenden Zustandsgrößen hierbei durch die relative Zustandsgröße ersetzt werden. Dieses vereinfacht wiederum die nachfolgende Berechnung des Schadstoffes.
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In der folgenden Darstellung werden unter „erforderliche“ Zustandsgrößen ebenso - sofern vorhanden - gebildete relative - Zustandsgrößen gefasst.
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Eine exakte Berechnung des Schadstoffes ist in der Regel auch mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht möglich, da insbesondere ein unmittelbarer Kennwert für den Schadstoff nicht zur Verfügung steht. Entsprechend sind hieraus resultierende Toleranzen beziehungsweise Ungenauigkeiten bei der Darstellung der Berechnungsergebnisse zu berücksichtigen.
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Dieses führt zu der vorteilhaften Möglichkeit, für die erforderlichen Zustandsgrößen diskrete Intervalle festzulegen, wobei die Zustandsgrößen innerhalb eines Intervalls mit einem im Wesentlichen gleichbleibenden Kennwert verbunden sind. Ein gleichbleibender Kennwert wird hierbei angenommen, wenn der Kennwert sich um weniger als 5%, besonders bevorzugt um weniger als 1% ändert.
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Sofern nur eine geringe Anzahl an Daten vorliegen, kann auch das Intervall derart festgelegt sein, dass der Kennwert innerhalb eines Intervalls um bis zu 10% seines Wertebereichs abweichen kann.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Intervalle bei besonders kleinen Kennwerten, die mit einer geringen Menge des Schadstoffs verbunden sind, deutlich größer gewählt werden. Beispielsweise könnte es, bei einem Wertebereich von 0 bis 100, ein erstes Intervall von 0 bis 20, ein zweites Intervall von 21 bis 30 und darüber hinaus gleichmäßig aufgeteilte Intervalle in 2% Schritten gibt.
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Bei einer vorteilhaften Speicherung der erforderlichen Zustandsgrößen erfolgt besonders vorteilhaft eine Zuordnung zu einem jeweiligen Intervall.
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Durch die Intervallbildung und die Zuordnung der erforderlichen Zustandsgrößen zu den jeweiligen Intervallen reduziert sich erheblich die Komplexität des Berechnungsmodells. Hierdurch wird es ermöglicht jeweils Datensätze mit den erforderlichen Zustandsgrößen abgebildet in Intervallen zu einem jeweiligen Zeitpunkt zu bilden.
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In der initialen Phase der Generierung des Berechnungsmodells mit Kenntnis des jeweiligen Kennwertes kann dieser Kennwert dem jeweiligen Datensatz zugeordnet werden. Somit entsteht eine Datenbank mit einer Menge an Datensätzen, wobei ein jeder Datensatz einen Kennwert repräsentiert und hierbei in Intervallen eingeteilte erforderliche Zustandsgrößen umfasst.
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Bei der Verwendung des technischen Systems und der Anwendung des Berechnungsmodells zur Bestimmung der Menge des erzeugten Schadstoffes ist es von Vorteil, wenn die jeweils erfassten Zustandsgrößen mit den gespeicherten Datensätzen verglichen werden. Sofern der aktuelle Zustand mit einem gespeicherten Datensatz innerhalb der jeweiligen Intervalle für die einzelnen erforderlichen Zustandsgrößen übereinstimmt, kann besonders voreilhaft der dem Datensatz zugeordnete Kennwert zur Bestimmung der Menge an Schadstoff verwendet werden.
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Um eine höhere Genauigkeit oder eine weitere Vereinfachung der Bestimmung des Kennwertes zu ermöglichen ist es vorteilhaft möglich, die ermittelten Zustandsgrößen respektive die vorhandene Datenbank mit den gespeicherten Informationen zur Auswertung einem selbstlernenden System zuzuführen. Beispielsweise kann hiermit eine genauere Bestimmung von Abhängigkeiten erreicht werden. Zum Trainieren des selbstlernenden Systems wird vorteilhaft in der initialen Phase der Kennwert zum Abgleich verwendet.
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Ausgehend von der Möglichkeit bei Kenntnis des aktuellen Zustands des technischen Systems mit den Zustandsgrößen den Kennwert zur Berechnung der Menge an erzeugtem Schadstoff bestimmen zu können wird vorteilhaft die Möglichkeit geschaffen, eine Prognose für die in der Zukunft zu erwartender Menge an Schadstoff vorzunehmen. Hierzu wird eine Annahme für den Verlauf des Zustands des technischen Systems getroffen und hieraus abgeleitet prognostizierte Zukunftswerte festgelegt. Die Zukunftswerte repräsentieren hierbei jeweils zumindest die erforderlichen Zustandsgrößen mit einem erwarteten Wert in der Zukunft.
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Anhand dieser Vorhersage der Zukunftswerte, d.h. zu erwartenden Zustandsgrößen, ist somit gleichfalls die Bestimmung des jeweils zu erwartenden Kennwertes möglich. Hieraus abgeleitet ist die Berechnung der in der Zukunft voraussichtlich erzeugten Menge des Schadstoffs möglich.
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In Abhängigkeit der Art des technischen Systems kann es sein, dass der Kennwert unmittelbar von zumindest einem Verbrauchswert abhängig ist, welcher jedoch nicht laufend mit hinreichender Genauigkeit gemessen werden kann (sonst könnte man diesen Verbrauchswert als Kennwert verwenden). Ist es in diesem Fall jedoch möglich, den Verbrauchswert über einen längeren Zeitraum mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen, so kann dieser zum Abgleich der Bestimmung des Kennwertes verwendet werden.
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Hierzu erfolgt zunächst die Erfassung des Verbrauchswertes, beispielsweise die Menge eines Stoffes.
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Anhand des Verbrauchswertes wird eine Vergleichsmenge für die aus dem Verbrauchswert resultierende Menge des erzeugten Schadstoffes bestimmt.
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Für einen Vergleichszeitraum, über den sich der Verbrauchswert geändert hat, wird die Summe des mittels der erforderlichen Zustandsgrößen bestimmten Menge an erzeugtem Schadstoff gebildet.
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Nunmehr kann die Vergleichsmenge, von der angenommen wird, dass diese genauer ist als eine Bestimmung über Zustandsgrö-ßen, mit der ermittelten Summe verglichen.
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Weicht die Summe über eine Berechnungstoleranz von der Vergleichsmenge ab, kann das Berechnungsmodell so lange iterativ geändert werden, bis die Summe der Vergleichsmenge (unter Berücksichtigung der Berechnungstoleranz) entspricht.
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Diese Optimierung des Berechnungsmodells kann wiederholt durchgeführt werden, sofern eine entsprechende neue Information über eine Vergleichsmenge zur Verfügung steht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei unterschiedlichen technischen Systemen zum Einsatz kommen, bei denen ein zu bestimmender Schadstoff gebildet werden, dessen Menge jedoch nicht unmittelbar bestimmt werden kann.
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Vorteilhaft ist die Anwendung des Verfahrens bei einem Fahrzeug und besonders vorteilhaft wird die Anwendung, wenn es sich bei dem technischen System um ein Schiff handelt. Dabei weist das Fahrzeug zumindest eine Verbrennungseinheit auf. In der Regel handelt es sich dabei um einen Verbrennungsmotor.
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Als zu bestimmende Schadstoffe, welche von einem Fahrzeug erzeugt werden, sind insbesondere Kohlendioxid CO2, Schwefeldioxid S02 oder Stickoxide NOx von Interesse.
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Als Zustandsgrößen können bei einem Fahrzeug bzw. bei einem Schiff verschiedene Informationen erfasst werden.
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Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn ein Zeitpunkt und/oder ein Zeitraum für den Prozess der Bestimmung der Menge an erzeugtem Schadstoff erfasst und gespeichert wird.
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Weiterhin von Vorteil ist die Kenntnis über die Art bzw. zumindest eine für die Schadstoffbildung relevante Eigenschaft des verwendeten Brennstoffs. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Durchflussmenge des Brennstoffes als Zustandsgröße bekannt ist.
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In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn ein Füllstand eines Brennstoffbehälters bekannt ist.
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Weiterhin einen Einfluss auf die Bildung des Schadstoffes kann die zugeführte Verbrennungsluft haben, so dass es von Vorteil ist, zumindest eine relevante Eigenschaft der Verbrennungsluft, beispielsweise die Luftfeuchtigkeit, als Zustandsgröße zu erfassen. Darüber hinaus kann auch die Durchflussmenge der zugeführten Verbrennungsluft von Interesse sein.
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Weiteren Einfluss auf die Bildung des Schadstoffes kann die Temperatur in (d.h. die Verbrennungstemperatur) respektive an der Verbrennungseinheit (beispielsweise Temperatur einer Außenseite einer Brennkammer) haben, so dass es vorteilhaft ist, diese als Zustandsgröße zu bestimmen.
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Besonders relevanten Einfluss auf die Bildung des Schadstoffes hat in der Regel die aktuelle Leistung des Verbrennungsmotors. Somit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Leistung und/oder die Antriebsgeschwindigkeit und/oder das Drehmoment als Zustandsgröße erfasst wird.
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Je nach Art des Fahrzeugs hat die aktuelle Geschwindigkeit einen nennenswerten Einfluss auf die Bildung des Schadstoffes, so dass die absolute Geschwindigkeit ebenfalls vorteilhaft als Zustandsgröße zu erfassen ist. Insbesondere bei einem Schiff kann es jedoch vorteilhafter sein, wenn auch oder ergänzend eine relative Geschwindigkeit (beispielsweise gegenüber dem umgebenden Wasser) ermittelt wird.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn eine Fahrtstrecke des Fahrzeugs für das Berechnungsmodell zur Verfügung steht, insbesondere um beispielsweise Prognosen zu ermöglichen.
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Von besonderem Interesse kann der Ort der Entstehung des Schadstoffes sein, so dass die jeweilige Position des Fahrzeugs zu erfassen ist.
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Eine Betriebsdauer des Fahrzeugs und/oder ein Alter des Fahrzeugs und/oder ein Zeitraum seit einer Wartung kann weiterhin Einfluss auf die Menge des erzeugten Schadstoffes haben, so dass es vorteilhaft ist derartige Werte zu erfassen.
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Ein weitere Einflussfaktor auf die Bildung von Schadstoff kann die vorliegende Umgebungstemperatur haben.
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Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Flugzeug, so ist die Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung der umgebenden Luft von besonderem Einfluss auf die Bildung des Schadstoffs.
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Bei einem Schiff haben demgegenüber die Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung des umgebenden Wassers einen Einfluss auf die Bildung des Schadstoffs.
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Auch kann die Wellenhöhe einen Einfluss auf die Bildung des Schadstoffes besitzen.
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Sofern ein Abgleich über ein Verbrauchswert möglich ist, so handelt es sich bei einem Fahrzeug hierbei vorteilhaft um die Art und die Menge des verbrauchten Brennstoffes. Der Verbrauchswert entspricht somit vorteilhaft der Mengenänderung des bevorrateten Brennstoffs. Beispielsweise kann dies die jeweils nachgefüllte Menge an Brennstoff sein.
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Um umfassende Informationen über die Menge des erzeugten Schadstoffes liefern zu können ist es von besonderem Vorteil, wenn eine Information über die Position, an der der Schadstoff gebildet bzw. abgegeben wird, gespeichert wird.
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Hierzu kann es vorteilhaft sein, wenn geographische Gebiete in Zonen eingeteilt werden, so dass die jeweilige Position einer entsprechenden Zone zugeordnet werden kann. Insbesondere kann somit vermieden werden, dass eine Auskunft über eine exakte Route des Fahrzeugs nur zur Meldung des erzeugten Schadstoffes gegeben werden muss.
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Insbesondere ist es somit nicht erforderlich eine exakte Position mit Koordinaten zu protokollieren, sondern es kann für eine Zone eine Summe des gebildeten Schadstoffes als Information bereitgehalten werden.
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Für die Bereitstellung von Informationen über die Menge des gebildeten Schadstoffes wird es in der Regel hinreichend sein, wenn Summen als Information zur Verfügung stehen. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Menge des erzeugten Schadstoffes fortlaufend aufsummiert wird und in regelmäßigen Abschnitten in Datensätzen gespeichert wird.
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Hierzu kann es vorteilhaft sein, Datensätze jeweils für eine vordefinierte maximale Zeitspanne vorzusehen.
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Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein Datensätze zu vorbestimmten Uhrzeiten (bzw. 0 Uhr) oder Tagen (bzw. montags oder erster des Monats) zu bilden.
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Auch kann vorgesehen sein, dass für einen jeweiligen Datensatz eine Höchstmenge des Schadstoffes vorgesehen ist.
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In naheliegender Weise wird ein Datensatz zumindest gebildet, wenn die Verbrennungseinrichtung abgeschaltet wird.
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Auch kann ein Trigger für die Erzeugung eines Datensatzes die Änderung des eingesetzten Brennstoffes sein.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn mit einem Wechsel der geographischen Zone ein Datensatz erzeugt wird.
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Zumindest, wenn das Fahrzeug in den Ruhezustand versetzt wird, sollte ein Datensatz gebildet werden, um die vorherige Menge an Schadstoffen für den vorherigen Betrieb dokumentieren zu können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug. Dieses weist hierbei einen Verbrennungsmotor auf, in dem ein Brennstoff verbrannt und dabei zumindest ein Schadstoff gebildet wird. Mit zumindest einer Sensoreinheit kann zumindest eine Zustandsgröße des Fahrzeugs erfasst werden.
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Weiterhin ist eine Berechnungseinheit erforderlich, mittels derer ein Verfahren wie zuvor beschrieben durchgeführt werden kann, so dass mit Kenntnis der Zustandsgröße auf die Menge an gebildeten Schadstoff geschlossen werden kann.
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In nachfolgenden Figuren wird beispielhaft ein technisches System sowie schematisch das erfindungsgemäße Verfahren skizziert. Es zeigen:
- 1 ein Schiff als technisches System;
- 2 schematisch die Generierung des Berechnungsmodells;
- 3 schematisch die Anwendung des Berechnungsmodells.
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In der 1 wird beispielhaft ein Schiff 01 als technisches System skizziert. Dieses 01 weist einen Verbrennungsmotor 02 auf, welcher 02 im Betrieb des Schiffes 01 zumindest einen Schadstoff abgibt. Weiterhin skizziert ist ein Antriebsstrang 03, welcher 03 den Verbrennungsmotor 02 mit einem Propeller verbindet. Der Brennstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors 02 ist hierbei in einem Brennstofftank 04 gespeichert. Vom Verbrennungsmotor 02 werden die Abgase durch einen Abgaskanal 09 abgeleitet.
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Weiterhin skizziert ist eine Positionserfassungseinheit 07, mittels derer 07 eine geographische Position bzw. Koordinaten bestimmt werden können. Weiterhin ist zur vorteilhaften Durchführung des Verfahrens eine Bestimmung von Uhrzeit und Datum mittels einer Uhr 06 notwendig.
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Grundsätzlich ist es möglich, den Schadstoff unmittelbar in einem Abgaskanal 09 zu messen. Jedoch weisen die hierfür eingesetzten Sensoren eine rasche Alterung auf, sodass es immer wieder zu Ausfällen kommt. In diesem Fall ist eine Protokollierung des erzeugten Schadstoffes üblicherweise nicht mehr möglich, bis der entsprechende Sensor ausgetauscht wurde.
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Erfindungsgemäß wird demgegenüber jedoch eine Berechnung eines Kennwertes zur Bestimmung der Menge an Schadstoff eine Sensoreinheit 05 zur Erfassung von Zustandsgrößen sowie eine Berechnungseinheit 08 aufweist.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einer ersten Phase das Schiff 01 in einem Testbetrieb betrieben - siehe 2, wobei die Betriebszustände möglichst denen in späterer Verwendung entsprechen sollten. Während des Testbetriebs werden Zustandsgrößen erfasst. Dies können beispielsweise eine Drehzahl am Antriebsstrang 03 oder ein daran gemessenes Drehmoment, ein Füllstand in einem Brennstofftank 04, Uhrzeit und Datum, und eine Temperatur am Abgaskanal 09 sein. Diese Zustandsgrößen, welche zusammengefasst als Betriebsdaten 13 Aufschluss über den derzeitigen Zustand des Schiffes 01 geben, werden von der Sensoreinheit 05 erfasst und der Berechnungseinheit 08 zugeführt.
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Weiterhin wird im Testbetrieb ein Kennwert 14 ermittelt, beispielsweise ein CO2-Anteil im Abgas, welcher 14 unmittelbar Aufschluss über die Menge des erzeugten Schadstoffes gibt.
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Mit einer Datenanalyse 12 kann nunmehr ein Berechnungsmodell 11 gebildet werden, welches 11 eine Korrelation zwischen den Zustandsgrößen 13 und dem Kennwert 14 abbildet.
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Im Betrieb des Schiffes 01 ist nunmehr möglich, auch ohne direkte Kenntnis des Kennwertes 14, diesen 14 mithilfe des Berechnungsmodells 11 bestimmen zu können - siehe 3. Hierzu werden im Betrieb des Schiffes 01 wiederum die Zustandsgrößen von der Sensoreinheit 05 erfasst und dem Berechnungseinheit 08 zugeführt. Dort kann mithilfe des Berechnungsmodell für 11 der Kennwert und somit die gebildete Menge des Schadstoffs bestimmt werden.
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Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Uhrzeit 06 und die Position 07 des Schiffes 01 erfasst werden. Dabei wird der jeweiligen Position 07 mittels eines Zuordnungssystems 17 eine Zone zugewiesen.
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Abschließend erfolgt eine entsprechende Protokollierung des gebildeten Schadstoffes mit der Eintragung der jeweiligen Zone sowie eines Datums bzw. Uhrzeit.
