EP3672825A1 - Verfahren zur beeinflussung des energieverbrauchs eines motors - Google Patents

Verfahren zur beeinflussung des energieverbrauchs eines motors

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Publication number
EP3672825A1
EP3672825A1 EP18758599.7A EP18758599A EP3672825A1 EP 3672825 A1 EP3672825 A1 EP 3672825A1 EP 18758599 A EP18758599 A EP 18758599A EP 3672825 A1 EP3672825 A1 EP 3672825A1
Authority
EP
European Patent Office
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consumption
value
engine
motor
energy
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18758599.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Noack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cpk Automotive & Co KG GmbH
Original Assignee
Cpk Automotive & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Cpk Automotive & Co KG GmbH filed Critical Cpk Automotive & Co KG GmbH
Publication of EP3672825A1 publication Critical patent/EP3672825A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • a method is known to determine the gas consumption of a gas-powered engine.
  • Target operating conditions are known, but the engine is operated under actual operating conditions and the actual gas consumption of the engine is recorded.
  • a target gas consumption of the engine is calculated depending on the detected actual gas consumption and on the deviations between the actual operating conditions and the target operating conditions.
  • a non-generic method for automatic cruise control is known as "cruise control.”
  • a target speed is selected as the target variable and the power of a vehicle engine is automatically influenced to the target speed even with different weather and topographical influences
  • the motor is automatically supplied with more or less energy.
  • DE 10 2012 204 596 A1 also relates to a method for regulating the speed of a motor vehicle.
  • a target speed should be maintained, and the operating angle of the accelerator pedal is taken into account.
  • deviations from a desired speed may result at a certain accelerator pedal position. In order not to exceed certain consumption limits, it is possible to deviate from the set speed to be maintained.
  • a generic method is furthermore known, which is used in a so-called "limiter", ie in a speed limit controller
  • a maximum speed is selected as the target variable and the power of a vehicle engine is automatically influenced by the maximum speed Regardless of the driver's other control commands, such as regardless of the position of the accelerator pedal, this method automatically limits the power supplied to the engine automatically so that the vehicle does not exceed the maximum speed as long as the "limiter" is activated ,
  • the consumption of a motor vehicle is typically determined as a route consumption.
  • this mileage is defined in terms of liters per 100 km traveled (1 / 100km), or as many miles as one gallon of fuel (mpg).
  • mpg miles as one gallon of fuel
  • the invention has for its object to improve a generic method to the effect that the vehicle is operated very economically, namely the consumption of the motor supplied energy is influenced in terms of economic, low-consumption operation.
  • the invention proposes a method which is carried out in relation to consumption, that is to say specifies a maximum admissible route consumption value as the target variable.
  • This makes it possible to counteract current energy consumption, which is perceived as far too high, and to achieve significant economic and ecological effects in the short term.
  • the proposed method can be colloquially referred to as "concept TdH", where "TdH” as an abbreviation for "half of the tank”, based on the well-known classic nutritional diet concept "FdH”, which is both easy for the user comprehensible as well as in its effectiveness is undisputed.
  • the title “TdH” merely specifies a kind of target and signals that it makes a significant contribution to reducing consumption and emissions.
  • the proposed method can result in substantial fuel savings, especially in the passenger car sector, so that the proposed method is particularly suitable for use in passenger cars is provided.
  • the present proposal is based on the consideration that a technologically feasible, sensible route consumption is set for the vehicle, which is well below the usual average distance consumption.
  • the present proposal is based on the consideration that the vehicle in question is provided with facilities which allow the determination of the current route consumption during the journey.
  • the present proposal is also based on the consideration that the vehicle has facilities that allow an automatic influence on the power supply to the engine, for example in the form of an electronic engine control, a fuel injection, an "electronic accelerator” or the like.
  • the current actual consumption is determined in the form of an actual route consumption in a first step.
  • Partial steps of this first step consist, for example, in determining from the quantity of fuel injected over a certain period of time, in conjunction with the distance covered during this period, an actual or actual route consumption. This determination of the actual route consumption takes place continuously or at high frequency in small time intervals, so that a moving average is calculated.
  • this determined actual route consumption is compared with a previously set target route consumption for this vehicle.
  • the energy supply to the engine is either influenced or not: if the determined actual route consumption is greater than the target route consumption, the energy supply to the engine is automatically reduced until the next determination the actual route consumption is equal to or less than that Target track consumption. There is thus an intervention in the driver-selected mode of operation of the engine or driving of the vehicle instead. However, if the determined actual route consumption does not exceed the specified target route consumption, the power supply to the engine will not be affected by the proposed procedure. The driver can therefore drive his vehicle in the desired manner of driving.
  • inefficient vehicle concepts e.g. Vehicles with high-consumption engines or high air resistance in their use as unattractive - namely as "lame" - are perceived, as expected in the driver's desired driving behavior of the vehicle is often intervened automatically and the power to the engine is automatically reduced, while less energy-efficient vehicle concepts If necessary, this may even lead to more energy-efficient vehicles being able to travel at a higher speed than less energy-efficient vehicles.
  • a recuperated during braking amount of electrical energy can also be considered as consumption credit, so that in a later driving state, the current total consumption of fuel and electrical energy can be above a set target distance consumption without a Intervention takes place, which reduces the power supply to the engine or to the two internal combustion and electric motors.
  • control provided in the vehicle which is provided for carrying out the proposed method, can be temporarily suspended , Strictly speaking, not the entire process is interrupted, but only the intervention in the power supply of the motor, which limits the power supply to the engine. This interruption is called break.
  • Intuitive operation to effect such a pause may be provided in the form of a so-called “kick-down", as is known, for example, in the field of automatic vehicles Without having to operate a particular switch with the hands, it is possible to depress it completely the accelerator pedal overrides the control - or the energy limit for the engine - by "kick-down" the maximum available motor power is called up. While this is advantageous for getting out of an emergency situation, it is hardly possible in everyday practice to run the engine at full throttle for a long time, so it is unlikely that the kick-down will last for a long time or over a longer driving distance is used.
  • the control located in the vehicle which is used to carry out the proposed method, can be selectively activated or disabled by the driver. This can be done by the driver not only being able to determine the break as part of a "kick-down.” Constructively, this can be done by either actually stopping the entire process, for example, by turning off a corresponding electronic control, or, if the procedure continues, at least the intervention in the power supply of the engine is prohibited for the duration of the break, leaving the driver alone to decide whether to use the proposed method of support in order to minimize energy consumption or if he: For example, on certain occasions or for certain sections of the route with a certain topography - the vehicle and in particular the engine would like to operate without this procedure, for example, on holiday trips, in which the total vehicle weight is completely or almost excluded is pft and in which optionally additionally increase trailer or roof structures the distance consumption, thus the mentioned control can be switched off in particular for uphill driving, in order to avoid traffic hazard that could result from an unusually low
  • an advantageous development may consist in that the shutdown is automatically limited in time, for example, a few minutes or a few hours, or until the next engine start. After this time limit, the control is then automatically re-activated, so that the proposed method is applied.
  • the time limit prevents the control from being used Höff remains switched off for longer than necessary and unnecessarily high route consumption result.
  • New vehicles - especially new cars - present the proposed method can be retrofitted with a minimum installation and cost.
  • either the existing control system of a vehicle can be correspondingly programmed-that is, an update-or an additional control unit can be installed which, for example, can also have an operating element in order to selectively activate or deactivate the proposed control as described above.
  • the compliance with stricter limit values can be prescribed gradually, for example based on the distance consumption per vehicle weight. While over the past 20 years certain emission levels have been reduced by more than 90%, average distance consumption has decreased by less than 17% over the same period.
  • the mandatory application of the proposed method would presumably result in vehicle development not only in terms of engine specific fuel consumption, but also in actual consumption of the vehicle, including aerodynamic drag, additional consumers such as electric motors and air conditioning, and under
  • the above-mentioned retrofit control unit can be used to assist a driver in changing his driving behavior
  • the driver himself can determine the target route consumption, so that, for example, he can gradually set lower and lower target line consumption, depending on how far he has already changed his driving behavior in the meantime, thus avoiding too frequent automatic interventions in the available engine power being distracting we because the actual route consumption resulting from the current driving behavior deviates too much from a preset target route consumption. Since the reduction in fuel consumption means a reduction in fuel costs directly and to the same extent, the change in driving behavior has a directly positive monetary effect.
  • the driver can not only choose between different vehicle models, but usually also between different engine types for the same vehicle model, in particular between motorization of different energy efficiency and different consumption behavior.
  • the vehicle weight for example, is not limited by the
  • Curb weight of the vehicle is affected, but also by the load, so that the driver can remove, for example, unnecessarily carried ballast from the vehicle.
  • Air and rolling resistance can also be influenced by the driver, where unnecessary attachments such as Carrier removed and the correct tire pressure is maintained.
  • the driver can stop the operation of ancillaries like
  • the driver can avoid not only the driving time, but in particular the route consumption as low as possible by avoiding traffic peak hours.
  • curb weight of the vehicle can be used.
  • a distance consumption of 0.5 1/100 km of fuel per 100 kg vehicle weight represents a realistic, everyday energy consumption for many different vehicles.
  • the vehicle empty weight specified in the vehicle documents For a vehicle of 1 .200 kg, this results in an average distance of 6 1/100 km in everyday life. It is known that both the so-called “standard consumption levels” and the mentioned “Spar marsen” achievable route usages are well below these everyday values.
  • a target route consumption is set, which is, for example, one third below this previous average daily value, so that, for example, for the mentioned vehicle of1 .200 kg, the target route consumption can be set to 4 1/100 km.
  • the keyword "TdH" mentioned at the beginning refers to a reduction in consumption by half and represents a target which is to be achieved in the future.
  • the saving of one third is mentioned purely by way of example and represents in practice a first step towards the target;
  • the advantages include already making it possible to achieve significant fuel savings and, in particular, to be achievable in almost all vehicles with currently available vehicle technology.
  • the acquisition of the instantaneous vehicle weight can, for example, be carried out automatically by the adjustment of the "desired moment" and the actual acceleration.
  • the data required for this purpose are available on modern passenger cars CAN bus in front.
  • the position of the accelerator pedal or the throttle valve of a vehicle can be used as an indicator of the torque desired by the driver.
  • the process can be simplified by always assuming the permissible total weight of the vehicle.
  • the target route consumption can be set as a sum, which is composed of the calculated values for the empty weight of the vehicle and for the calculated additional consumption up to the permissible total weight.
  • the method can be applied with certain correction factors.
  • the nominal route consumption can be converted by means of its energy content or CO2 equivalents according to the following values:
  • the proposed method can also be applied, wherein for the one or more installed in a vehicle electric drive motors, the distance consumption of electrical energy is determined, ie z. In kWh / 100 km.
  • Travel resistances that are not vehicle-specific can be used to adjust the setpoint value.
  • the topography in the form of gradients or gradients or the wind lead to the driver can not be influenced more or less consumption, so that it can be provided to adjust the target value accordingly automatically.
  • Even weather influences such as rain, etc. can lead to an inevitable increase in consumption. Therefore, it may be advantageously provided to detect non-vehicle-specific driving resistances by means of an already existing one on the vehicle or by a separate sensor and to incorporate them into the calculation of the setpoint value.
  • the target value is constantly - that is in sufficiently small time intervals - is updated so that z.
  • the topographic influences can be considered while driving.
  • the above-mentioned control unit with such sensors such.
  • B. a tilt sensor or it can be connecting means for existing on the vehicle sensors such.
  • influences that lead to increased consumption of the engine due to the technology can also advantageously be detected and included in the setpoint calculation, preferably also constantly, ie in sufficiently small time intervals, in order to detect changes in these influences with as little distortion as possible.
  • the engine temperature may be detected, e.g. by the oil or coolant temperature of the engine, so that when a cold run of the engine, a higher target value can be specified.
  • an extremely low outside temperature or the operation of the engine at a very high altitude can lead to technology-related additional consumption.
  • the proposed method can not only be operated in vehicles, but also be used for stationary engines or other engines used. In such cases, no route consumption is taken as the basis for the calculations but, for consumption per unit time or the efficiency of energy production.
  • the amount of fuel used may be considered in relation to the power delivered by the engine.
  • the engine drives a generator
  • the amount of fuel used in relation to the power generated by the generator can be considered, so that in this case not only the specific consumption of the engine is taken into account, but the efficiency of the entire system.
  • the consumption values determined for stationary engines can be expressed in g / kWh for the two cases mentioned.
  • target variable for operating the engine.
  • target values can also be defined, for example emission values such as the emission of NO x , CO 2 or other gases, or the emission of "PM" (particular matter), ie particles in the exhaust gas.
  • a control device may advantageously be provided which has an electronic control.
  • the described, proposed method runs as a program.
  • the control unit has connection means which enable the connection of the control unit to an electronic engine control.
  • connection means may be configured as a vehicle-typical connector, so that if necessary, such a control unit can not only be permanently installed in the vehicle manufacturing, but can also be retrofitted to existing vehicles.
  • the mentioned control unit can advantageously have an indication for the specified target value.
  • This display can be arranged in the housing of the control unit in order, for example, to be able to read out and display the functions or the programming of the control unit. Alternatively, the display may be installed at a local distance from the controller, such as within the driver's view of a vehicle equipped with the controller, or, for example, in a control station located at a local distance from a stationary engine.
  • the controller may have an indication of the existing consumption credit.
  • this display is arranged in the field of vision of the engine operator - for example a driver - the display of the
  • control unit can have calculation and input means for programming the desired value.
  • the setpoint may be changed based on regulations or on targets given by the engine operator himself.
  • a programmable control unit is also suitable for use with different engines or in different vehicles, in which the target values applicable for the respective application or for the respective vehicle can be programmed.
  • Such a control unit can therefore be manufactured for retrofitting in economically advantageous large numbers and adapted for use in the respectively desired engine or vehicle.
  • the controller may comprise calculating means for updating the desired value.
  • corrections of the desired value can be made, for example due to the above-described topographical or weather-related influences. It may be provided to set the target value for a particular engine or for a particular vehicle and display this set, so-called “nominal target value" to the engine operator, while in fact due to the influences mentioned correction factors are taken into account
  • the displayed desired value may be varied as a function of the influences and correction factors mentioned, ie for a so-called “sliding target value” to be used, so that, for example, the current value of such a changing nominal value is also displayed on a target value display visible to the motor operator.
  • the proposed reduction of energy consumption in the operation of an engine is based on the fact that a specific energy consumption value is defined as the target variable for the proposed method. It may be provided in a first embodiment of the method to directly detect the consumption of the energy carrier, for example, in an internal combustion engine, the consumption of fuel in a weight unit such as grams or kilograms, or in a volume metric unit such. Liter, for example by means of a flow meter or the like.
  • the consumption of the energy carrier can be detected indirectly or indirectly, for example in the case of an internal combustion engine
  • Composition of the exhaust gas For a particular configuration of the engine, that is, for example, with a particular means for aftertreatment of the exhaust gas or even without such a device, based on the detected amount of o or more of certain ingredients of the exhaust gas can be a precise
  • Calculation of the correlated, consumed by the engine Amount of energy to be performed For example, it is known in practice to calculate the fuel consumption of an engine based on the CO2 emission of the engine. Even such a value, which is correlated with the energy consumption of the engine, constitutes, under the present proposal, an energy
  • an internal emission value of the engine can be defined as a target for the energy consumption, for example the amount of heat emitted by an electric motor, an exhaust gas emission value of an internal combustion engine, or the like, provided that this target value correlates with the energy consumption of the engine.
  • the energy consumption value itself can be displayed as the desired value.
  • the proposed method can also be used in such cases for operating an engine, which is not primarily about a targeted reduction in energy consumption, but in which the reduction of another parameter - for example, certain emissions - is in the foreground of interest. Accordingly, by the mentioned correlation of this parameter with the energy consumption of the engine, the energy consumption of the engine is automatically reduced in such applications and the proposed method is applied.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Beeinflussung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Motors,mit den folgenden Verfahrensschritten: eine Zielgröße, welche durch die vom Motor abgegebene Leistung beeinflussbar ist,wird als Soll-Wert eines bestimmten Parameters definiert,dem Motor wird Energie zugeführt,ein sich aus dem Betrieb des Motors ergebender Ist-Wert des Parameters wird mit dem festgelegten Soll-Wert verglichen,anhand des Vergleichs wird die Menge der dem Motor zugeführten Energie automatisch angepasst,die letztgenannten beiden Schritte werden zyklisch wiederholt,unddie Menge der dem Motor zugeführten Energie wird automatisch verringert, falls der Ist-Wertden Soll-Wert überschreitet,wobei als Zielgröße ein Energie-Verbrauchswert definiert wird,schlägt die Erfindung vor,dassdie ermittelten Ist-Werte des Parameters über die Zeit integriert werden, und dass Minderverbräuche, die sich aus den Ist-Werten gegenüber dem Soll-Wert ergeben, zu einem Verbrauchs-Guthaben addiert werden,und dass die Menge der dem Motor zugeführten Energie nur dann automatisch verringert wird, falls der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet und gleichzeitig auch das Verbrauchs-Guthaben null beträgt,wobei ermittelte Mehrverbräuche, die sich aus den Ist-Werten gegenüber dem Soll-Wert ergeben, von dem Verbrauchs-Guthaben subtrahiert werden, bis das Verbrauchs-Guthaben verbraucht ist und somit null beträgt.

Description

"Verfahren zur Beeinflussung des Energieverbrauchs eines Motors"
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Aus der DE 10 2015 1 16 501 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt. Aufgrund einer bekannten, von einem Fahrzeug zurückzulegenden Strecke und anhand von bekannten Störfaktoren auf dieser Strecke, beispielsweise Steigungen, kann das Motordrehmoment quasi„vorausschauend" beeinflusst werden, um einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch des Motors einhalten zu können.
Aus der DE 10 2015 005 043 A1 ist ein Verfahren bekannt, den Gasverbrauch eines mit Gas betriebenen Motors zu bestimmen. Dabei sind Ziel-Betriebsbedingungen bekannt, der Motor wird jedoch unter Ist-Betriebsbedingungen betrieben und der Ist- Gasverbrauch des Motors wird erfasst. Ein Ziel-Gasverbrauch des Motors wird berechnet, abhängig von dem erfassten Ist- Gasverbrauch und von den Abweichungen zwischen den Ist- Betriebsbedingungen und den Ziel-Betriebsbedingungen.
Aus der DE 10 2015 217 538 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Sollübersetzung eines Kraftfahrzeugs bekannt sowie ein dafür verwendbares Computerprogramm. Dem Fahrer des Kraftfahrzeugs werden Schaltempfehlungen angezeigt, um die jeweils optimale Übersetzung zu wählen. Abweichungen zwischen der empfohlenen Sollübersetzung und der vom Fahrer tatsächlich genutzten Übersetzung können als zeitlich kumulierter Wert ausgegeben werden, insbesondere in Form einer symbolhaften Grafik.
Das vorschlagsgemäße Verfahren wird anhand des Anwendungsbeispiels bei Motorfahrzeugen erläutert, ohne jedoch auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Vielmehr kann das Verfahren auch bei anderweitig verwendeten Motoren wie beispielsweise Stationärmotoren Anwendung finden.
Aus der Praxis ist ein gattungsfremdes Verfahren zur automatischen Geschwindigkeitsreglung als so genannter„Tempomat" bekannt. Bei diesem Verfahren wird als Zielgröße eine Soll- Geschwindigkeit gewählt und die Leistung eines Fahrzeugmotors automatisch beeinflusst, um die Soll-Geschwindigkeit auch bei unterschiedlichen Witterung-und topographischen Einflüssen möglichst konstant einzuhalten. Hierzu wird dem Motor automatisch wahlweise mehr oder weniger Energie zugeführt.
Auch die DE 10 2012 204 596 A1 betrifft ein Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs. Bei diesem Verfahren soll eine Sollgeschwindigkeit eingehalten werden, und der Betätigungswinkel des Gaspedals wird berücksichtigt. Je nach äußeren Einflüssen wie Steigungen oder Gefälle der befahrenen Strecke, sowie auf das Fahrzeug einwirkendem Gegen- oder Rückenwind können sich bei einer bestimmten Gaspedalstellung Abweichungen von einer Sollgeschwindigkeit ergeben. Um bestimmte Verbrauchs-Grenzwerte nicht zu überschreiten, kann von der einzuhaltenden Sollgeschwindigkeit abgewichen werden. Aus der Praxis ist weiterhin ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, welches bei einem so genannten„Limiter" Anwendung findet, also bei einer Steuerung zur Geschwindigkeitsbegrenzung. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird als Zielgröße eine Maximalgeschwindigkeit gewählt und die Leistung eines Fahrzeugmotors automatisch beeinflusst, um die Maximalgeschwindigkeit nicht zu überschreiten. Unabhängig von den anderweitigen Steuerbefehlen des Fahrers, beispielsweise unabhängig von der Stellung des Gaspedals, wird bei diesem Verfahren die dem Motor zugeführte Energie automatisch ausschließlich begrenzt, so dass das Fahrzeug die Maximalgeschwindigkeit nicht überschreitet, so lange der„Limiter" aktiviert ist.
Der Verbrauch eines Motorfahrzeugs, genauer: der Verbrauch des das Fahrzeug antreibenden Motors, wird typischerweise als Streckenverbrauch ermittelt. Bei Verbrennungsmotoren, die mit flüssigem Treibstoff betrieben werden, wird dieser Streckenverbrauch beispielsweise als Angabe in Litern pro 100 km zurückgelegter Wegstrecke definiert (1/100km), oder als Angabe, wie viele Meilen mit einer Gallone Treibstoff zurückgelegt werden können (mpg). Trotz Vorhandenseins der technischen Möglichkeiten ist der tatsächliche Streckenverbrauch, insbesondere von PKW, in den vergangenen Jahren nicht signifikant gesunken. Zusätzliches Gewicht, z. B. durch Sicherheits- und Komfortausstattung, sowie Trends, z. B. der steigender Anteil von SUVs am Fahrzeugbestand mit ihrem vergleichsweise höheren Fahrzeuggewicht und ihrem vergleichsweise höheren Luftwiderstand, sowie emotionale Aspekte, die das Fahrverhalten beeinflussen, führen dazu, dass die Neufahrzeuge eine stetig steigende installierte Motorleistung aufweisen, um eine bestimmte Fahrweise zu ermöglichen. Obwohl die spezifischen Leistungen und Verbrauchswerte immer weiter optimiert werden, sind Absenkungen der absoluten Verbrauchswerte in Form der tatsächlichen, d. h. in Praxis messbaren Streckenverbräuche nicht in einem nennenswerten Umfang erkennbar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemaßes Verfahren dahingehend zu verbessern, dass das Fahrzeug besonders wirtschaftlich betrieben wird, nämlich der Verbrauch der dem Motor zugeführten Energie im Sinne einer wirtschaftlichen, verbrauchsarmen Betriebsweise beeinflusst wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten ein Verfahren vor, welches verbrauchsbezogen durchgeführt wird, also einen höchstzulässigen Streckenverbrauchswert als Zielgröße vorgibt. So ist es möglich, dem derzeitigen, weithin als zu hoch empfundenen Energieverbrauch gegenzusteuern und wirtschaftlich wie ökologisch auch bereits kurzfristig deutliche Effekte zu erzielen. Das vorschlagsgemäße Verfahren kann umgangssprachlich griffig als„Konzept TdH" bezeichnet werden, wobei„TdH" als Abkürzung für„Tank' die Hälfte" steht, in Anlehnung an das bekannte klassische Ernährungs-Diät-Konzept„FdH", welches für den Anwender sowohl leicht nachvollziehbar als auch in seiner Wirksamkeit unbestritten ist. Dabei gibt der Titel„TdH" lediglich eine Art Zielgröße vor und signalisiert, dass es um einen signifikanten Beitrag zur Verbrauchs- und Emissionsreduzierung geht.
Während aus Gründen des Wettbewerbs im Nutzfahrzeugsektor ohnehin ein starker Anreiz besteht, die Fahrzeuge möglichst verbrauchseffizient zu betreiben, können mit der vorgeschlagenen Verfahrensweise insbesondere im PKW-Bereich erhebliche Verbrauchseinsparungen erzielt werden, so dass das vorschla- gemäße Verfahren insbesondere für die Anwendung in PKWs geeignet und vorgesehen ist.
Der vorliegende Vorschlag geht erstens von der Überlegung aus, dass ein technologisch möglicher, sinnvoller Streckenverbrauch für das Fahrzeug festgelegt wird, der deutlich unter dem praxisüblichen Durchschnitts-Streckenverbrauch liegt.
Zweitens geht der vorliegende Vorschlag von der Überlegung aus, dass das betreffende Fahrzeug mit Einrichtungen versehen ist, die während der Fahrt die Ermittlung des momentanen Streckenverbrauchs ermöglichen.
Drittens geht der vorliegende Vorschlag auch von der Überlegung aus, dass das Fahrzeug über Einrichtungen verfügt, die eine automatische Beeinflussung der Energiezufuhr zum Motor ermöglichen, beispielsweise in Form einer elektronischen Motorsteuerung, einer Kraftstoffeinspritzung, eines„elektronischen Gaspedals" oder dergleichen.
Unter diesen genannten Voraussetzungen wird in einem ersten Schritt der momentane Ist-Verbrauch in Form eines Ist- Streckenverbrauchs ermittelt. Teilschritte dieses ersten Schritts bestehen beispielsweise darin, dass aus der über einen bestimmten Zeitraum eingespritzten Kraftstoffmenge in Verbindung mit der während dieses Zeitraums zurückgelegten Wegstrecke ein tatsächlicher bzw. Ist-Streckenverbrauch ermittelt wird. Diese Ermittlung des Ist-Streckenverbrauchs erfolgt kontinuierlich bzw. hochfrequent in geringen Zeitintervallen, so dass ein gleitender Durchschnitt berechnet wird.
In einem zweiten Schritt wird dieser ermittelte Ist- Streckenverbrauch mit einem zuvor für dieses Fahrzeug festgelegten Soll-Streckenverbrauch verglichen.
In einem dritten Schritt wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs die Energiezufuhr zum Motor entweder beein- flusst oder nicht: wenn der ermittelte Ist-Streckenverbrauch größer ist als der Soll-Streckenverbrauch, wird die Energiezufuhr zum Motor automatisch verringert, bis bei der nächsten Ermittlung der Ist-Streckenverbrauch gleich oder geringer ist als der Soll-Streckenverbrauch. Es findet somit ein Eingriff in die vom Fahrer gewählte Betriebsweise des Motors bzw. Fahrweise des Fahrzeugs statt. Wenn der ermittelte Ist-Streckenverbrauch jedoch den festgelegten Soll-Streckenverbrauch nicht überschrei- tet, wird die Energiezufuhr zum Motor nicht durch die vorschlagsgemäße Verfahrensweise beeinflusst. Der Fahrer kann also sein Fahrzeug in der von ihm gewünschten Fahrweise fahren.
Im Ergebnis wird bewirkt, dass ineffiziente Fahrzeugkonzepte, z.B. Fahrzeuge mit verbrauchsintensiven Motoren oder hohem Luftwiderstand in ihrer Nutzung als unattraktiv - nämlich als „lahm" - empfunden werden, da voraussichtlich in das vom Fahrer gewünschte Fahrverhalten des Fahrzeugs häufiger automatisch eingegriffen wird und die Energiezufuhr zum Motor automatisch reduziert wird, während bei energieeffizienten Fahrzeugkonzepten weniger derartige Eingriffe erfolgen werden. Gegebenenfalls kann dies sogar dazu führen, dass energieeffizientere Fahrzeuge mit einer höheren Geschwindigkeit unterwegs sein können als weniger energieeffiziente Fahrzeuge.
Vorschlagsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass nicht nur ein kontinuierlicher bzw. hochfrequenter Vergleich des jeweiligen Ist- Streckenverbrauchs mit dem Soll-Streckenverbrauch durchgeführt wird, sondern dass die ermittelten Ist-Streckenverbräuche integriert werden. Fahrabschnitte, in denen der Ist- Streckenverbrauch unterhalb des Soll-Strecken-verbrauchs lag, können somit zu einem Verbrauchs-Guthaben führen, so dass in Abwandlung der oben beschriebenen grundsätzlichen Verfahrensweise auch Überschreitungen des Soll-Streckenverbrauchs ermöglicht werden können, ohne eine automatische Reduzierung der Energiezufuhr zum Motor. Diese Überschreitungen sind so lange möglich, bis das erwähnte Verbrauchs-Guthaben aufgezehrt ist. Ein im Vergleich zum Soll-Streckenverbrauch geringerer Verbrauch während einer Bergabfahrt kann somit zu einem Verbrauchs-Guthaben führen, welches bei einer anschließenden Bergauffahrt aufgezehrt werden kann, so dass ein unerwünscht starker Geschwindigkeitseinbruch vermieden werden kann.
Bei Fahrzeugen mit Hybrid-Antrieb kann beispielsweise eine beim Bremsen rekuperierte Menge elektrischer Energie ebenfalls als Verbrauchs-Guthaben berücksichtigt werden, so dass in einem späteren Fahrzustand der momentane Gesamtverbrauch aus Kraftstoff und aus elektrischer Energie oberhalb eines festgelegten Soll-Streckenverbrauchs liegen kann, ohne dass ein Eingriff erfolgt, welche die Energiezufuhr zum Motor bzw. zu den beiden Verbrennungs- und Elektromotoren verringert.
Um zu ermöglichen, dass der Fahrer das Fahrzeug in Notsituationen aus einer Gefahrenzone möglichst schnell entfernen kann, kann in einer vorteilhaften Ausgestaltungsverfahrens vorgesehen sein, dass die im Fahrzeug vorgesehene Steuerung, die für die Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist, kurzzeitig außer Kraft gesetzt werden kann. Genau genommen wird nicht das gesamte Verfahren unterbrochen, sondern lediglich der Eingriff in die Energieversorgung des Motors, welcher die Energiezufuhr zum Motor begrenzt. Diese Unterbrechung wird als Pause bezeichnet. Eine intuitive Bedienung, um eine solche Pause zu bewirken, kann in Form eines sogenannten„Kick-Down" vorgesehen sein, wie es beispielsweise aus dem Bereich von Automatikfahrzeugen bekannt ist. Ohne mit den Händen einen bestimmten Schalter betätigen zu müssen, kann durch vollständiges Niedertreten des Gaspedals die Steuerung - bzw. die Energiebegrenzung für den Motor - außer Kraft gesetzt werden. Durch den„Kick-Down" wird die maximale mo- mentan verfügbare Motorleistung abgerufen. Während dies vorteilhaft ist, um aus einer Notsituation zu gelangen, ist es in der alltäglichen Praxis kaum möglich, den Motor über längere Zeit mit„Vollgas" zu betreiben. Somit ist zu erwarten, dass der„Kick- Down" nicht über einen längeren Zeitraum bzw. über eine länge- re Fahrstrecke genutzt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die im Fahrzeug befindliche Steuerung, die zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens dient, vom Fahrer wahlweise aktiviert oder außer Kraft gesetzt werden kann. Dies kann dadurch geschehen, dass die erwähnte Pause vom Fahrer nicht nur im Rahmen eines„Kick-Down" bestimmt werden kann. Konstruktiv kann dies dadurch ermöglicht werden, dass entweder tatsächlich das gesamte Verfahren beendet wird, beispielsweise indem eine entsprechende elektronische Steuerung abgeschaltet wird, oder bei an sich weiterlaufendem Verfahren wird für die Dauer der Pause zumindest der erwähnte Eingriff in die Energieversorgung des Motors unterbunden. Somit bleibt dem Fahrer überlassen, ob er im Interesse eines möglichst geringen Energieverbrauchs die ihn hierbei unterstützende vorschlagsgemäße Verfahrensweise anwenden möchte, oder ob er - beispielsweise bei bestimmten Anlässen oder für bestimmte Streckenabschnitte mit einer bestimmten Topographie - das Fahrzeug und insbesondere dessen Motor ohne diese Verfahrensweise betreiben möchte. Beispielsweise bei Urlaubsfahrten, bei denen das zulässige Gesamtgewicht des Fahrzeugs vollständig oder nahezu ausgeschöpft ist, und bei denen ggf. Anhänger oder Dachaufbauten den Streckenverbrauch zusätzlich erhöhen, kann somit insbesondere für Bergauffahrten die erwähnte Steuerung abgeschaltet werden, um eine Verkehrsgefährdung zu vermeiden, die ansonsten ggf. durch eine außergewöhnlich geringe Fahrzeuggeschwindigkeit am Berg resultieren könnte.
Bei dieser Möglichkeit, die Steuerung wahlweise zu aktivieren oder abzuschalten bzw. in einen Pausenbetrieb zu versetzen, kann eine vorteilhafte Weiterbildung darin bestehen, dass die Abschaltung automatisch zeitlich begrenzt ist, beispielsweise auf einige Minuten oder wenige Stunden, oder bis zum nächsten Motorstart. Anschließend an diese zeitliche Begrenzung wird dann automatisch die Steuerung wieder aktiviert, so dass das vorschlagsgemäße Verfahren Anwendung findet. Durch die zeitliche Begrenzung wird vermieden, dass die Steuerung verse- hentlich länger als erforderlich abgeschaltet bleibt und unnötig hohe Streckenverbräuche resultieren.
Da die Hardware-Voraussetzungen zur Durchführung des vor- schlagsgemäßen Verfahrens in der überwiegenden Anzahl von
Neufahrzeugen - insbesondere neuen PKWs - vorliegen, kann das vorschlagsgemäße Verfahren mit einem minimalen Installa- tions- und Kostenaufwand nachgerüstet werden. Hierzu kann entweder die vorhandene Steuerung eines Fahrzeugs entspre- chend programmiert werden - also ein Update erhalten -, oder es kann ein zusätzliches Steuergerät installiert werden, welches beispielsweise auch ein Bedienelement aufweisen kann, um wie oben beschrieben die vorschlagsgemäße Steuerung wahlweise zu aktivieren oder abzuschalten.
Es kann vorgesehen sein, das vorschlagsgemäße Verfahren zwangsläufig anzuwenden. Ähnlich wie für die Abgas- Grenzwerte vom Gesetzgeber in mehreren Stufen immer schärfere Grenzwerte vorgeschrieben werden, kann beispielsweise ebenso vorgeschrieben werden, dass bei Neufahrzeugen die
Motorsteuerung und ggf. andere Steuerungseinrichtungen derart ausgestaltet sein müssen, dass das vorschlagsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt. Auch dabei kann ähnlich wie bei den Abgas-Grenzwerten nach und nach die Einhaltung immer schär- ferer Grenzwerte vorgeschrieben werden, beispielsweise bezogen auf den Streckenverbrauch pro Fahrzeuggewicht. Während in den vergangenen 20 Jahren bestimmte Abgaswerte um mehr als 90% reduziert werden konnten, sank der durchschnittliche Streckenverbrauch im gleichen Zeitraum um weniger als 17%. Die zwingend vorgeschriebene Anwendung des vorschlagsgemäßen Verfahrens würde voraussichtlich bei der Fahrzeugentwicklung bewirken, dass nicht nur der für den Motor spezifische Verbrauch, sondern der tatsächliche Verbrauch des Fahrzeugs, also unter Berücksichtigung von Luftwiderstand, zusätzlichen Verbrauchern wie Elektromotoren und Klimaanlage, sowie unter
Berücksichtigung von Möglichkeiten, Energie zurückzugewinnen wie z.B. beim Bremsen, zu einer relevanten Zielgröße der Fahrzeugentwicklung würde, die beispielsweise als„Effizienz des Gesamtfahrzeugs" bezeichnet werden kann. Als besonders vorteilhaft wird jedoch erachtet, dass das vorgeschlagene Verfahren auf freiwilliger Basis angewendet wird. Ähnlich wie bestimmte Hilfsmittel einen Raucher bei seinem Ent- schluss unterstützen können, seinen Tabakkonsum zu verringern, kann das oben erwähnte, nachrüstbare Steuergerät dazu dienen, einen Fahrer bei der Änderung seines Fahrverhaltens zu unterstützen. In einer Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass der Fahrer selbst den Soll-Streckenverbrauch bestimmen kann, so dass er beispielsweise nach und nach immer geringere Soll-Streckenverbräuche vorgeben kann, in Abhängig- keit davon, wie weit er sein Fahrverhalten zwischenzeitlich bereits geändert hat. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass zu häufige automatische Eingriffe in die verfügbare Motorleistung als störend empfunden werden, weil der aus dem momentanen Fahrverhalten resultierende Ist-Streckenverbrauch noch zu stark von einem vorgegebenen Soll-Streckenverbrauch abweicht. Da die Verbrauchsreduzierung unmittelbar und im selben Maße auch eine Reduzierung der Kraftstoffkosten bedeutet, wirkt sich die Änderung des Fahrverhaltens unmittelbar positiv monetär aus.
Abgesehen von den Auswirkungen der Fahrzeugkonstruktion auf den Streckenverbrauch des Fahrzeugs hat insbesondere der Fahrer erheblichen Einfluss auf den Streckenverbrauch:
• Bereits bei der Anschaffung des Fahrzeugs kann der Fahrer nicht nur zwischen unterschiedlichen Fahrzeugmodellen, sondern üblicherweise auch zwischen unterschiedlichen Motorisierungen bei demselben Fahrzeugmodell wählen, insbesondere zwischen Motorisierung unterschiedlicher Energieeffizienz bzw. unterschiedlichen Verbrauchsverhaltens.
· das Fahrzeuggewicht beispielsweise wird nicht nur durch das
Leergewicht des Fahrzeugs beeinflusst, sondern auch durch die Beladung, so dass der Fahrer beispielsweise unnötig mit- geführten Ballast aus dem Fahrzeug entfernen kann.
• Luft- und Rollwiderstand können ebenfalls vom Fahrer beein- flusst werden, in dem unnötige Anbauten wie z.B. Gepäckträger entfernt und der korrekte Luftdruck der Reifen eingehalten wird.
• Der Fahrer kann den Betrieb von Nebenaggregaten wie
Klimaanlage, Elektromotoren oder dergleichen überwachen und diese so selten wie möglich und nur so oft wie nötig betreiben.
• Während der Fahrt kann der Fahrer durch sein Fahrverhalten Energie sparen, indem er„steile Rampen" beim Beschleunigen und beim Bremsen vermeidet.
• In gewissen Fällen, in denen die durchzuführende Fahrt nicht Termin gebunden ist, kann der Fahrer durch die Vermeidung von Verkehrs-Stoßzeiten nicht nur die Fahrzeit, sondern insbesondere auch den Streckenverbrauch möglichst niedrig halten.
Diese vorgenannten Maßnahmen bzw. Einflussmöglichkeiten sind seit Jahren bekannt. Durch Anwendung des vorschlagsgemäßen Verfahrens werden ihre Auswirkungen für den Fahrer unmittelbar erlebbar.
Zur Festlegung des Soll-Streckenverbrauchs kann beispielsweise das tatsächliche oder das in den Fahrzeugpapieren notierte Leergewicht des Fahrzeugs herangezogen werden. In sehr grober Vereinfachung und bei Verwendung der heute praxisüblichen Diesel- und Super-Kraftstoffe kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass ein Streckenverbrauch von 0,5 1/100 km Treibstoff pro 100 kg Fahrzeuggewicht für viele unterschiedliche Fahrzeuge einen realistischen, alltäglichen Energieverbrauch darstellt. Dabei wird von dem in den Fahrzeugpapieren angegebenen Fahrzeug-Leergewicht ausgegangen. Für ein Fahrzeug von 1 .200 kg ergibt sich somit ein durchschnittlicher Streckenverbrauch von 6 1/100 km im Alltag. Es ist bekannt, dass sowohl die sogenannten„Norm-Verbrauchswerte" als auch die bei so- genannten„Sparfahrten" erzielbaren Streckenverbräuche deutlich unter diesen Alltagswerten liegen.
Entsprechend dem vorliegenden Vorschlag wird daher ein Soll- Streckenverbrauch festgesetzt, der beispielsweise um ein Drittel unter diesem bisherigen Alltags-Durchschnittswert liegt, so dass beispielsweise für das erwähnte Fahrzeug von1 .200 kg der Soll- Streckenverbrauch auf 4 1/100 km festgesetzt werden kann. Das eingangs erwähnte Schlagwort„TdH" bezieht sich auf eine Ver- brauchsreduzierung um die Hälfte und stellt eine Zielvorgabe dar, die zukünftig erreicht werden soll. Die Einsparung eines Drittels ist rein beispielhaft erwähnt und stellt praktisch einen ersten Schritt zu der Zielvorgabe dar; sie weist die Vorteile auf, bereits eine signifikante Verbrauchseinsparung zu ermöglichen und ins- besondere mit der derzeit verfügbaren Fahrzeugtechnologie in nahezu sämtlichen Fahrzeugen erzielbar zu sein.
Zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft von dem tatsächlichen momentanen Fahrzeuggewicht auszugehen, um eine unerwünscht starke Beeinträchtigung des
Fahrverhaltens durch zu viele Regelungseingriffe zu vermeiden. Aus der Literatur sind pro 100 kg Zuladung Mehrverbrauchswerte von 0,3 bis 0,5 1/100 km bekannt. Ausgehend von dem Mehrverbrauchswert von 0,3 1/100 km und der oben erwähnten, an- gestrebten Verbrauchsreduzierung um ein Drittel kann beispielsweise pro 100 kg Zuladung der Soll-Streckenverbrauch um 0,2 1/100 km höher festgelegt werden. Für das oben erwähnte Fahrzeug von1 .200 kg kann beispielsweise bei einer Zuladung von 500 kg daher ein Mehrverbrauch von 5 x 0,2 1/100 km und somit im Ergebnis der Soll-Streckenverbrauch auf 5 1/100 km festgesetzt werden.
Die Erfassung des momentanen Fahrzeuggewichts kann beispielsweise automatisch über den Abgleich des„Wunschmo- ments" und der tatsächlichen Beschleunigung erfolgen. Die hierzu notwendigen Daten liegen bei modernen PKWs auf dem CAN-Bus vor. Beispielsweise kann die Stellung des Gaspedals oder der Drosselklappe eines Fahrzeugs als Indikator des vom Fahrer gewünschten Moments genutzt werden. Mit dem weiter oben erwähnten Steuergerät, welches bei den meisten derzeit handelsüblichen PKWs nachgerüstet werden kann, ist es somit möglich, das vorschlagsgemäße Verfahren in dem bereits vorhandenen Fahrzeugbestand zur Anwendung zu bringen und die damit verbundenen Verbrauchseinsparungen zu erzielen.
Alternativ dazu, bei jeder Fahrt entweder vor Fahrtantritt oder auch während der Fahrt das tatsächliche Fahrzeuggewicht zu erfassen, kann das Verfahren dadurch vereinfacht werden, dass stets von dem zulässigen Gesamtgewicht des Fahrzeugs ausgegangen wird. In diesem Fall kann der Soll-Streckenverbrauch als Summe festgelegt werden, die sich aus den rechnerischen Werten für das Leergewicht des Fahrzeugs und für den rechnerischen Mehrverbrauch bis zum zulässigen Gesamtgewicht zusammensetzt.
Für unterschiedliche Energiearten kann das Verfahren mit bestimmten Korrekturfaktoren angewendet werden. Beispielsweise können für unterschiedliche Kraftstoffarten die Soll-Streckenverbräuche über ihren Energieinhalt bzw. die CO2-Äquivalente entsprechend den folgenden Werten umgerechnet werden:
Diesel - 2,62 kg CO2/l
Benzin - 2,32 kg CO2/l
Autogas - 1 ,9 kg CO2/l
In rein elektromotorischen oder in Hybrid-Fahrzeugen kann das vorschlagsgemäße Verfahren ebenfalls angewendet werden, wobei für den einen oder die mehreren in einem Fahrzeug verbauten elektrischen Antriebsmotoren der Streckenverbrauch an elektrischer Energie ermittelt wird, also z. B. in kWh/100 km.
Fahrwiderstände, die nicht fahrzeugspezifisch sind, können zu einer Anpassung des Soll-Wertes genutzt werden. Beispielswei- se kann die Topographie in Form von Steigungen bzw. Gefällen oder der Wind zu vom Fahrer nicht beeinflussbaren Mehr- oder Minderverbräuchen führen, so dass vorgesehen sein kann, den Soll-Wert dementsprechend automatisch anzupassen. Auch Witterungseinflüsse wie Regen etc. können zu einem unumgänglichen Mehrverbrauch führen. Daher kann vorteilhaft vorgesehen sein, nicht fahrzeugspezifische Fahrwiderstände durch eine am Fahrzeug bereits vorhandene, oder durch eine separate Senso- rik zu erfassen und in die Berechnung des Soll-Wertes einfließen zu lassen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Soll-Wert ständig - das heißt in ausreichend kleinen Zeitintervallen - aktualisiert wird, damit z. B. die topografischen Einflüsse während der Fahrt berücksichtigt werden können. Beispielsweise kann das oben bereits erwähnte Steuergerät mit derartigen Sensoren wie z. B. einem Neigungssensor ausgestattet sein, oder es kann Anschlussmittel für am Fahrzeug vorhandene Sensoren wie z. B. Temperatur- oder Regensensoren aufweisen.
Das Gleiche gilt für Einflüsse, die technologiebedingt zu Mehrverbräuchen des Motors führen. Auch diese Einflüsse können vorteilhaft ebenfalls erfasst und in die Sollwert-Berechnung einfließen, vorzugsweise ebenfalls ständig, also in ausreichend kleinen Zeitintervallen, um Änderungen dieser Einflüsse möglichst verzugsarm zu erfassen. Beispielsweise kann die Motortemperatur erfasst werden, z.B. durch die Öl- oder Kühlmitteltemperatur des Motors, so dass bei einem Kaltlauf des Motors ein höherer Soll-Wert vorgegeben werden kann. Auch eine extrem niedrige Außentemperatur oder der Betrieb des Motors in einer sehr großen Höhe können zu technologiebedingten Mehrverbräuchen führen.
Das vorschlagsgemäße Verfahren kann nicht nur in Fahrzeugen betrieben werden, sondern auch für Stationärmotoren oder anderweitig eingesetzte Motoren angewendet werden. Als Zielgröße wird in derartigen Fällen kein Streckenverbrauch den Berechnungen zu Grunde gelegt, sondern beispielsweise der Ver- brauch pro Zeiteinheit oder die Effizienz der Energieerzeugung. Beispielsweise kann die Menge eines eingesetzten Kraftstoffs im Verhältnis zur vom Motor abgegebenen Leistung betrachtet werden. Oder, falls der Motor einen Generator antreibt, kann die Menge eines eingesetzten Kraftstoffs im Verhältnis zur vom Generator erzeugten Leistung betrachtet werden, so dass auch in diesem Fall nicht nur der spezifische Verbrauch des Motors berücksichtigt wird, sondern die Effizienz der Gesamtanlage. Die für Stationärmotoren ermittelten Verbrauchswerte können für die beiden genannten Fälle z.B. in g/kWh ausgedrückt werden.
Das oben beschriebene, vorschlagsgemäße Verfahren geht davon aus, dass als Zielgröße für das Betreiben des Motors ein bestimmter Energieverbrauchswert definiert wird. Dieser führt über die Limitierung des Kraftstoffverbrauchs letztlich natürlich auch zu einer Limitierung der CO2-Emissionen des Motors. Alternativ zu der bisher beschriebenen Verfahrensweise können daher auch andere Zielgrößen definiert werden, beispielsweise Emissionswerte wie der Ausstoß von NOx-, CO2- oder anderen Gasen, oder der Ausstoß von„PM" (particular matter), also Partikeln im Abgas.
Zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens kann vorteilhaft ein Steuergerät vorgesehen sein, welches eine elektronische Steuerung aufweist. In dieser elektronischen Steuerung läuft das beschriebene, vorschlagsgemäße Verfahren als Programm ab. Weiterhin weist das Steuergerät Anschlussmittel auf, die den Anschluss des Steuergeräts an eine elektronische Motorsteuerung ermöglichen. Bei der Anwendung in Fahrzeugen können derartige Anschlussmittel als fahrzeugtypische Steckverbinder ausgestaltet sein, so dass ggf. ein derartiges Steuergerät nicht nur bei der Fahrzeugherstellung fest eingebaut werden kann, sondern auch bei bereits vorhandenen Fahrzeugen nachträglich installiert werden kann. Das erwähnte Steuergerät kann vorteilhaft eine Anzeige für den festgelegten Soll-Wert aufweisen. Diese Anzeige kann im Gehäuse des Steuergeräts angeordnet sein, um beispielsweise die Funktionen bzw. die Programmierung des Steuergeräts auslesen und anzeigen zu können. Alternativ dazu kann die Anzeige in örtlicher Entfernung vom Steuergerät installiert sein, beispielsweise im Blickbereich des Fahrers eines mit dem Steuergerät ausgestatteten Fahrzeugs, oder beispielsweise in einem Steuerstand, der in örtlicher Entfernung von einem Stationärmotor an- geordnet ist.
Vorteilhaft kann das Steuergerät eine Anzeige für das vorhandene Verbrauchs-Guthaben aufweisen. Insbesondere wenn diese Anzeige im Blickfeld des Motoren-Bedieners - zum Beispiel ei- nes Fahrzeugführers - angeordnet ist, kann die Anzeige des
Verbrauchs-Guthabens einen Anreiz für eine besonders verbrauchsoptimierte Fahrweise darstellen.
Vorteilhaft kann das Steuergerät Berechnungs- und Eingabemit- tel zur Programmierung des Soll-Wertes aufweisen. Auf diese
Weise kann der Soll-Wert aufgrund von Vorschriften oder von Zielvorgaben, welche sich der Motoren-Bediener selbst gibt, geändert werden. Insbesondere ist ein derart programmierbares Steuergerät auch zum Einsatz bei unterschiedlichen Motoren bzw. in unterschiedlichen Fahrzeugen geeignet, in dem die für den jeweiligen Einsatz bzw. für das jeweilige Fahrzeug geltenden Soll-Werte programmiert werden können. Ein derartiges Steuergerät kann daher zur Nachrüstung in wirtschaftlich vorteilhaft großer Stückzahl hergestellt werden und an die Verwendung bei dem jeweils gewünschten Motor bzw. Fahrzeug angepasst werden.
Vorteilhaft kann das Steuergerät Berechnungsmittel zur Aktualisierung des Soll-Wertes aufweisen. So können Korrekturen des Soll-Wertes vorgenommen werden, beispielsweise aufgrund der oben bereits erläuterten topographischen oder witterungsbeding- ten Einflüsse. Dabei kann vorgesehen sein, den Soll-Wert für einen bestimmten Motor bzw. für ein bestimmtes Fahrzeug festzulegen und diesen festgelegten, so genannten„nominalen Soll- Wert" dem Motor-Bediener anzuzeigen, während tatsächlich jedoch aufgrund der erwähnten Einflüsse Korrekturfaktoren berücksichtigt werden, die beim Betrieb des Motors beispielsweise eine Überschreitung des nominalen Soll-Werts zulassen. Es erscheint jedoch vorteilhaft, dass auch der angezeigte Soll-Wert in Abhängigkeit von den genannten Einflüssen und Korrekturfaktoren verändert wird, also ein so genannter„gleitender Soll-Wert" verwendet wird, so dass beispielsweise auch auf an einer für den Motor-Bediener sichtbaren Sollwert-Anzeige jeweils der aktuelle Wert eines derart sich ändernden Soll-Wertes angezeigt wird.
Die vorschlagsgemäß angestrebte Reduzierung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Motors beruht darauf, dass als Zielgröße für das vorschlagsgemäße Verfahren ein bestimmter Energie-Verbrauchswert definiert wird. Dabei kann in einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, den Verbrauch des Energieträgers unmittelbar zu erfassen, beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor den Verbrauch von Kraftstoff in einer Gewichtseinheit wie Gramm bzw. Kilogramm, oder in einer volumenmetrischen Maßeinheit wie z.B. Liter, beispielsweise mittels eines Durchflussmengenmessgerätes oder dergleichen.
In einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens kann der Verbrauch des Energieträgers mittelbar bzw. indirekt erfasst wer- den, bei einem Verbrennungsmotor beispielsweise anhand der
Zusammensetzung des Abgases. Für eine bestimmte Konfiguration des Motors, also beispielsweise mit einer bestimmten Einrichtung zur Nachbehandlung des Abgases oder auch ohne eine solche Einrichtung, kann anhand der erfassten Menge eines o- der mehrerer bestimmter Inhaltsstoffe des Abgases eine präzise
Berechnung der damit korrelierenden, vom Motor verbrauchten Energiemenge durchgeführt werden. Aus der Praxis ist es beispielsweise bekannt, den Kraftstoffverbrauch eines Motors anhand der CO2-Emission des Motors zu berechnen. Auch ein solcher, mit dem Energieverbrauch des Motors korrelierender Wert stellt im Rahmen des vorliegenden Vorschlags einen Energie-
Verbrauchswert dar.
Dementsprechend kann als Zielgröße für den Energieverbrauch verfahrensintern ein Emissionswert des Motors definiert werden, beispielsweise die von einem Elektromotor abgegebene Wärmemenge, ein Abgas-Emissionswert eines Verbrennungsmotors, oder dergleichen, sofern diese Zielgröße mit dem Energieverbrauch des Motors korreliert. Nach außen hin, beispielsweise als für den Motor-Bediener sichtbare Anzeige, kann hingegen der Energie-Verbrauchswert selbst als Soll-Wert angezeigt werden. Somit kann das vorschlagsgemäße Verfahren auch in solchen Fällen zum Betreiben eines Motors herangezogen werden, in denen es nicht in erster Linie um eine angestrebte Reduzierung des Energieverbrauchs geht, sondern in denen die Reduzierung eines anderen Parameters - beispielsweise bestimmte Emissionen - im Vordergrund des Interesses steht. Durch die erwähnte Korrelation dieses Parameters mit dem Energieverbrauch des Motors wird dementsprechend bei derartigen Anwendungen automatisch auch der Energieverbrauch des Motors reduziert und das vorschlagsgemäße Verfahren angewendet.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur Beeinflussung des Energieverbrauchs beim Betrieb eines Motors, mit den folgenden Verfahrensschritten:
• eine Zielgröße, welche durch die vom Motor abgegebene Leistung beeinflussbar ist, wird als Soll-Wert eines bestimmten Parameters definiert,
• dem Motor wird Energie zugeführt,
• ein sich aus dem Betrieb des Motors ergebender Ist- Wert des Parameters wird mit dem festgelegten Soll- Wert verglichen,
• anhand des Vergleichs wird die Menge der dem Motor zugeführten Energie automatisch angepasst,
• die letztgenannten beiden Schritte werden zyklisch wiederholt, und
• die Menge der dem Motor zugeführten Energie wird automatisch verringert, falls der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet,
wobei als Zielgröße ein Energie-Verbrauchswert definiert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ermittelten Ist-Werte des Parameters über die Zeit integriert werden,
und dass Minderverbräuche, die sich aus den Ist-Werten gegenüber dem Soll-Wert ergeben, zu einem Verbrauchs- Guthaben addiert werden,
und dass die Menge der dem Motor zugeführten Energie nur dann automatisch verringert wird, falls der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet und gleichzeitig auch das Verbrauchs-Guthaben null beträgt,
wobei ermittelte Mehrverbräuche, die sich aus den Ist- Werten gegenüber dem Soll-Wert ergeben, von dem Verbrauchs-Guthaben subtrahiert werden, bis das Verbrauchs- Guthaben verbraucht ist und somit null beträgt. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Energie-Verbrauchswert mit dem Energieverbrauch korrelierender Wert als Zielgröße definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren bei einem Fahrzeug durchgeführt wird, welches von dem Motor angetrieben ist,
und dass als Parameter ein Streckenverbrauch des Fahrzeugs definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einer elektronischen Steuerung abläuft,
und dass der Soll-Wert als überschreibbare Variable hinterlegt ist,
derart, dass ein zunächst festgelegter Soll-Wert gegen einen anderen Soll-Wert auswechselbar ist.
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren für die Dauer einer definierten, so genannten Pause unterbrochen wird,
derart, dass während der Pause eine Verringerung der dem Motor zugeführten Energiemenge auch dann unterbleibt, falls der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Parameter die vom Motor abgegebene Leistung im Verhältnis zu der dem Motor zugeführten Energiemenge definiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Soll-Wert anhand des momentanen Fahrzeuggewichts bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erfassung des momentanen Fahrzeuggewichts automatisch über den Abgleich des Wunschmoments und der tatsächlichen Beschleunigung erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels des Motors ein elektrischer Generator ange- trieben wird,
und dass als Parameter die vom Generator abgegebene Leistung im Verhältnis zu der dem Motor zugeführten Energiemenge definiert wird. 10. Steuergerät,
mit einer elektronischen Steuerung, in welcher das nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet Verfahren als Programm abläuft,
und mit Anschlussmitteln, die den Anschluss des Steuerge- räts an eine elektronische Motorsteuerung ermöglichen.
1 1 . Steuergerät nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät eine Anzeige für den festgelegten Soll-Wert aufweist.
12. Steuergerät nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät eine Anzeige für das vorhandene Verbrauchs-Guthaben aufweist. Steuergerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät Berechnungs- und Eingabemittel zur Programmierung des Soll-Wertes aufweist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät Berechnungsmittel zur Aktualisierung des Soll-Wertes aufweist.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuergerät Eingabemittel zur Aktivierung einer Pause in der Art aufweist,
dass während der Pause eine Verringerung der dem Motor zugeführten Energiemenge auch dann unterbleibt, falls der Ist-Wert den Soll-Wert überschreitet.
20
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