Titel

Verfahren zum Energiemanagement eines Fahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Energiemanagement eines sich auf einer

Strecke bewegenden Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor nach der Gattung des Anspruchs 1 .

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, ein

Energiemanagement eines Fahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen

Verfahrens durchzuführen.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2012 223 964 A1 ist ein Verfahren zum Energiemanagement eines auf einer Straße mit einer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugs bekannt geworden, bei dem ein Zielpunkt auf der Straße erfasst wird, der in einem

Abstand in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegt, sowie ein Ausrollweg bestimmt wird, auf dem das Fahrzeug den Zielpunkt mit einer vorbestimmten

Sollgeschwindigkeit, insbesondere innerhalb eines vorbestimmten

Geschwindigkeitskorridors ohne Eingriff durch eine Bremse erreicht, und schließlich ein Ausrollsignal ausgegeben wird basierend auf wenigstens einer weiteren Information über eine Verkehrssituation, in der sich das Fahrzeug auf der Straße bewegt, wenn sich das Fahrzeug auf dem Ausrollweg befindet. Diese Information kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Betriebszustand des Fahrzeugs oder beispielsweise einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug umfassen. Das Verfahren ermöglicht das Erreichen des Zielpunktes ohne einen Eingriff durch eine Bremse auf möglichst Sprit sparendem, ökonomischem Wege.

Unter Segeln, auch als "freewheeling", "high speed free rolling", "coasting" bezeichnet, wird ein Zustand des Fahrzeugs verstanden, bei dem der Triebstrang geöffnet ist, also der Verbrennungsmotor und das Getriebe entkoppelt sind. Durch das in diesem Falle fehlende Motor-Schleppmoment rollt das Fahrzeug antriebslos weiter aus als beispielsweise bei einem Schubabschalten in der höchsten Getriebestufe, also dem höchsten Gang. Um Kraftstoff zu sparen, kann der Motor im Leerlauf weiter betrieben (Leerlauf-Segeln) oder ausgeschaltet werden (Motor-Stopp-Segeln). Der Motor wird abhängig vom Betriebszustand der Verbrennungsmaschine, vom Fahrzustand des Fahrzeugs oder auf

Fahrerwunsch gestartet. Ein Leerlauf-Segeln, wie es beispielsweise aus der DE 10 2012 223 964 A1 hervorgeht, ermöglicht bereits eine erhebliche

Spriteinsparung, insbesondere wenn das Leerlauf-Segeln auf einem zuvor auf oben beschriebene Weise ermittelten und definierten Ausrollweg erfolgt. Eine weitere Steigerung der Spritersparnis ist möglich durch Motor-Stopp-Segeln. In diesem Falle wird beim Segeln die Verbrennungsmaschine abgeschaltet. Motor- Stopp-Segeln wird daher auch als Start/Stopp-Segeln bezeichnet. Ein Motor- Stopp-Segeln sollte jedoch nur bei warmem Motor erfolgen und wird daher von dem Motorsteuergerät nur dann freigegeben, wenn der Motor eine vorgebbare Temperatur erreicht hat. Diese Temperatur kann beispielsweise 60° C betragen. Es sind auch Temperaturen von 40° C oder sogar 25° C vorstellbar. Diese bedeutet, dass in den ersten Minuten eines Fahrzyklusses nur Leerlauf-Segeln möglich ist, nicht jedoch Motor-Segeln.

Untersuchungen haben nun gezeigt, dass die durchschnittliche Fahrtzeit in Deutschland bei ca. 1 1 bis 20 Minuten liegt. Dies hat zur Folge, dass während eines großen Zeitraums dieser Fahrzeit ein Motor-Stopp-Segeln nicht möglich ist, da in diesem Zeitraum die Verbrennungsmaschine nicht genügend erwärmt wird. Aus diesem Grunde wird gewöhnlich von dem elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs während dieses Zeitraums ein Motor-Stopp-Segeln unterdrückt. Der Zeitraum umfasst ca. 1/6 der durchschnittlichen Fahrtzeit. Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Energiemanagement eines sich auf einer Strecke bewegenden Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor mit den

Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine

Abschaltung der Verbrennungsmaschine bei Segelphasen abhängig von vorgebbaren Bedingungen erfolgt, die gebildet werden aus den aktuellen und/oder den erwarteten Fahrzustand charakterisierenden Daten und

Navigations-Daten. Ziel der Erfindung ist es, auch längere Motor-Stopp- Segelphasen trotz kalter Verbrennungsmaschine zu erlauben. Dies ist möglich, da die den aktuellen und/oder erwarteten Fahrzustand charakterisierenden Daten und die Navigationsdaten eine Aussage erlauben, ob längere Segelphasen möglich sind. Die vorgebbaren Bedingungen umfassen den aktuellen und/oder den erwarteten

Fahrzustand charakterisierende Daten. Diese können den Fahrzustand des Fahrzeugs charakterisierende kinematische Daten, aber auch die Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug befindet, charakterisierende Daten umfassen. Diese Daten ermöglichen eine Aussage über die Existenz möglicher Motor-Stopp- Segelphasen.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dabei als Navigations-Daten GPS-Daten eines GPS-Navigationssystems herangezogen, welche eine Aussage erlauben, ob längere Segelphasen möglich sind. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Navigations-

Daten abgespeicherte, regelmäßig auftretende Fahrstrecken umfassen. Auch derartige Navigationsdaten ermöglichen eine Entscheidung, ob längere

Segelphasen zugelassen werden können oder nicht. Wenn also festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug auf einer entsprechenden Strecke bewegt, kann ein Motor-Stopp-Segeln auch bei kalter Verbrennungsmaschine ermöglicht werden.

Die vorgebbaren Bedingungen umfassen schließlich auch die Betriebstemperatur der Verbrennungsmaschine. Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist dabei allerdings vorgesehen, dass eine Priorisierung der vorgebbaren

Bedingungen vorgenommen wird, wobei den Navigations-Daten und den den Fahrzustand charakterisierenden Daten eine höhere Priorität eingeräumt wird als der Betriebstemperatur der Verbrennungsmaschine.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht dabei vor, dass aus den Navigations- Daten und aus den den Fahrzustand charakterisierenden Daten eine mögliche

Länge einer Segelphase prädiziert wird und abhängig von der Länge der prädizierten Segelphase die Verbrennungsmaschine ungeachtet deren

Betriebstemperatur abgeschaltet wird. Besonders vorteilhaft wird in langen Segelphasen die Verbrennungsmaschine abgeschaltet, bei der eine während der prädizierten Segelphase bei

ausgeschalteter Verbrennungsmaschine eingesparte Kraftstoffmenge größer als oder gleich eine(r) Kraftstoff menge ist, die aufzuwenden ist beim Start und einer Wiederanbindung der Verbrennungsmaschine.

Dabei ist eine vorgebbare Geschwindigkeitsänderung während der Segelphase ein Kriterium für die Beendigung der Segelphase.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterbricht mit anderen Worten den

Aufwärmvorgang des Verbrennungsmotors, um eine Kraftstoffeinsparung und damit auch eine Einsparung von Kohlendioxid (CO2) zu realisieren. Dies kann auch als„Thermomanagement" bezeichnet werden.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem elektronischen

Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist das maschinenlesbare Speichermedium vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemäße

Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen

Computerprogramms auf ein elektronisches Steuergerät wird das

erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um das Verfahren durchzuführen. Dies ermöglicht auch die Nachrüstung bestehender Steuergeräte, da keine Hardwareerweiterungen oder -änderungen vorgenommen werden müssen. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Figur ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Nach einem Start-Signal 100 wird in einer Abfrage 1 10 zunächst geprüft, ob die Betriebstemperatur eines Verbrennungsmotors T M eines Fahrzeugs größer ist als eine vorgebbare Solltemperatur T _so n. Die Solltemperatur wird vorgegeben und es werden beispielsweise 60° C oder 90° C oder auch nur 40° C oder sogar 25° C gewählt. Gewöhnlich wird ein Motor-Stopp-Segeln zu Beginn eines

Fahrzyklusses verhindert, um die Verbrennungsmaschine möglichst ohne Unterbrechung auf die gewünschte Betriebstemperatur T _so n zu erwärmen.

Gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren ist es möglich, längere Motor-Stopp-Segelphasen trotz kaltem Motor zu erlauben. Hintergrund hierfür ist, dass die durchschnittliche Fahrtzeit beispielsweise in Deutschland bei 1 1 bis 20 Minuten liegt. Bei einem großen Anteil der Fahrten wäre es hierbei nicht möglich Motor-Stopp-Segelphasen einzulegen. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf die Temperaturabfrage eine weitere Abfrage 130 folgt, in der kinematische Daten des Fahrzeugs mit vorgegebenen gespeicherten

kinematischen Daten verglichen werden, also beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Beschleunigung des Fahrzeugs. Wenn hierbei vorgegebene Werte erreicht werden, die eine Motor-Stopp-Segelphase ermöglichen, wird zu einer weiteren Abfrage 140 gesprungen, in der Navigations-Daten bearbeitet werden. Diese Navigations-Daten sind insbesondere GPS-Daten eines GPS- Navigationssystems, aus denen gefolgert werden kann, ob sich das Fahrzeug auf einer Strecke befindet, auf der ein Motor-Stopp-Segeln möglich ist. Diese Daten umfassen aber auch abgespeicherte, regelmäßig auftretende

Fahrstrecken, bei denen von vornherein feststeht, dass ein Motor-Stopp-Segeln möglich ist. Diese Daten umfassen auch die Fahrbahn, auf der sich das

Fahrzeug aktuell befindet, charakterisierende Daten, also beispielsweise die Straßenneigung und dergleichen. Es werden nun die Daten, die den aktuellen oder den erwarteten Fahrzustand charakterisieren, also die Geschwindigkeit und Fahrwiderstände und dergleichen, kombiniert mit den Navigations-Daten, also beispielsweise der Straßenneigung. Dabei wird zum Beispiel überprüft, ob ein Motor-Stopp-Segeln die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit nur minimal ändert. Wenn dies der Fall ist, wird zu Schritt 120 gesprungen, in dem ein Motor-Stopp- Verbot aufgehoben, also ein Motor-Stopp-Segeln im Prinzip ermöglicht wird. Gerade in diesen langen Segelphasen ist es vorteilhaft, das Fahrzeug nicht in einem Leerlauf-Segelbetrieb, sondern in einem Motor-Aus-Segelbetrieb zu betreiben. Anders ausgedrückt wird aus den Navigations-Daten und den den Fahrzustand charakterisierenden Daten eine mögliche Länge einer Segelphase prädiziert und abhängig von der Länge der prädizierten Segelphase der

Verbrennungsmotor ungeachtet seiner Betriebstemperatur abgeschaltet. Als lange Segelphase wird dabei eine Segelphase angesehen, bei der eine während der prädizierten Segelphase bei angeschaltetem Verbrennungsmotor

eingesparte Kraftstoffmenge größer oder gleich ist als eine Kraftstoff menge, die aufzuwenden ist beim Start und Wiederanbindung der Brennkraftmaschine, wobei unter Wiederanbindung die Ankopplung an den Triebstrang gemeint ist.

Eine vorgebbare Geschwindigkeitsänderung während der Segelphase wird dabei als Kriterium für die Beendigung der Segelphase verwendet. Nur wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit praktisch nicht ändert, wird die Segelphase

aufrechterhalten. Sobald eine vorgebbare Geschwindigkeitsänderung während der Segelphase erreicht ist, wird die Segelphase abgebrochen.

Das Verfahren, das auch als Thermomanagement bezeichnet werden kann, unterbricht daher in diesen Situationen den Aufwärmvorgang des

Verbrennungsmotors, um so einen "C02-Vorteil" durch Motor-Stopp-Segeln zu erhalten.

Das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann als Computerprogramm realisiert sein und in einem elektronischen Steuergerät implementiert werden. Das Programm kann auch auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert sein, welches eine Nachrüstung bei bestehenden Steuergeräten ermöglicht.