WO2005047048A1 - Verfahren zur verringerung des kraftstoffverbrauchs eines fahrzeugs - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the fuel consumption of a motor vehicle.
  • the object is achieved in that a driver's request for a uniform vehicle speed is determined and that when the driver's request for a uniform vehicle speed has been recognized, the Vehicle speed changes, which are not prompted by the driver, are at least partially corrected for the lowest possible fuel consumption, such as gasoline or diesel fuel, of the drive motor of the vehicle.
  • the uniformity of driving is improved as an important factor for an energy-saving driving style. This means that acceleration and deceleration processes should be reduced to the necessary extent.
  • This method is particularly preferably used for vehicles with a gasoline direct injector or diesel engines as the drive motor, which have particular advantages in terms of consumption in part-load operation.
  • the vehicle should react to changes in the accelerator pedal position as before (without consumption-optimized control according to the method of the invention) if the traffic situation requires it and if it corresponds to the driver's request.
  • this solution advantageously does not "force" any other general driving behavior on this solution.
  • the automatic intervention in the vehicle control by the method according to the invention is not regarded as patronizing for the driver and can be accepted more easily by the driver.
  • Driving resistance change is at least partially corrected.
  • a change in the inclination of the road in the longitudinal direction of the vehicle such as a road gradient or gradient, or a change in weather conditions, in particular changing speeds of atmospheric wind, or driving conditions, such as changing inflow angles of the vehicle in a slipstream of another Vehicle or object, and / or cornering is taken into account.
  • the driver's desire for a uniform vehicle speed is recognized on the basis of the accelerator pedal movement (accelerator pedal movement).
  • a vehicle speed resulting from this position of the accelerator pedal is recognized as a desired speed representing the driver's request.
  • a period of time in a range from 1 seconds (sec) to 8 seconds, preferably approximately 5 seconds, is specified.
  • the desired speed representing the driver's request is stored.
  • the current vehicle speed is compared with the desired speed representing the driver's request and, if the current vehicle speed deviates from the desired speed, the vehicle is automatically accelerated, decelerated or braked to reduce the deviation, essentially similar to a function of a vehicle Cruise control with brake intervention option.
  • the automatic acceleration or the automatic braking of the vehicle is carried out in such a way that the lowest possible fuel consumption for the drive motor of the vehicle, such as gasoline or diesel fuel, is required.
  • the automatic acceleration or the automatic braking of the vehicle can be carried out in such a way that acceleration or braking operations that are as comfortable as possible for the driver result.
  • the vehicle is automatically accelerated or braked if the deviation of the current vehicle speed from the desired speed is greater than 0.2 km / h to 2 km / h.
  • a vehicle has a vehicle control and regulating unit which can automatically influence the vehicle deceleration by "accelerating” and / or “brake pressure build-up” and the vehicle acceleration by "accelerating” and / or “brake pressure reduction”.
  • the driver's request for constant travel can be opposed to certain, often changing driving resistance situations during the journey.
  • the second important change in driving resistance which the driver cannot directly detect, is the change in air resistance caused by driving in the slipstream or changing inflow angles and / or changing speeds of the atmospheric wind can.
  • This change in driving resistance is corrected according to the invention by the method according to the invention.
  • the driving resistance also increases due to cornering and the associated slip slip. This increase is considered to be of minor importance. This change in driving resistance is also corrected according to the invention by the method according to the invention.
  • the driver's desire to drive a constant speed is realized by monitoring the accelerator pedal position (pedal position).
  • the speed then determined is saved. According to the invention, it is assumed that this determined speed represents the desired speed.
  • the current vehicle speed is constantly compared with the stored speed (desired speed). If a deviation of 0.2 km / h to 2 km / h is detected, the engine torque is changed by this Minimizing the deviation means "correcting" in the sense of the invention.
  • the monitoring does not allow any deviations that are noticeable to the driver. Therefore, the likelihood of inefficient intervention by the driver is significantly reduced.
  • Accelerator pedal movements d. H. Vibrations of the accelerator pedal that are greater than 1 Hz, i.e. movements more than once per second, are not used to change the desired speed. These accelerator pedal movements are considered a disturbance.
  • Rapid accelerator pedal movements in one direction and with a clear amplitude, which remain in one position at the end, are also implemented immediately and viewed as a driver request after a short monitoring time.
  • the change in torque which is permitted by the regulation of the desired speed, does not include the entire torque available by the motor, but only changes from + 10% to + 40% of the initial torque (torque that was applied when the desired speed was saved) , This always gives the driver the opportunity to actively accelerate or apply drag torque.
  • the predominant savings potential lies at higher speeds (greater than 60 km / h to 70 km / h). Constant speeds are more common in these speed ranges than in city trips. The method is therefore preferably used at vehicle speeds greater than approximately 60 km / h to 70 km / h.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs wird ein Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und wenn der Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wurde, werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen, die nicht durch den Fahrer veranlasst sind, zumindest teilweise ausgeregelt im Hinblick auf einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch, wie Benzin oder Dieselkraftstoff, für den Antriebsmotor des Fahrzeugs.

Description

Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftf hrzeugs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs .
Aufgrund ständig steigender Energiepreise richtet sich ein besonderes Interesse auf den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen. Eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs heutiger Fahrzeuge wird immer wichtiger.
Weiterentwicklungen von Antriebsmotoren, Verringerungen von Luftwiderstand oder Rollwiderstand und andere verbrauchmindernde Verbesserungen können das vorhandene Potential der möglichen Verbrauchreduzierung aber nur teilweise ausnutzen.
Weitere, vergleichsweise große Einsparungen sind im Grundsatz nur durch eine energiesparende Fahrweise möglich.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Fahrzeugregelung im Hinblick auf energiesparendes Fahren zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird und dass wenn der Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wurde, die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen, die nicht durch den Fahrer veranlasst sind, im Hinblick auf einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch, wie Benzin oder Dieselkraftstoff, des Antriebsmotors des Fahrzeugs zumindest teilweise ausgeregelt werden.
Im Sinne der Erfindung wird die Gleichmäßigkeit der Fahrt als ein wichtige Faktor für eine energiesparende Fahrweise verbessert. Das bedeutet, es sollen Beschleunigungs- und auch Verzögerungsvorgange auf ein nötiges Maß verringert werde .
Besonders bevorzugt wird dieses Verfahren für Fahrzeuge mit einem Benzin-Direkteinspritzer oder Dieselmotore als Antriebsmotor eingesetzt, die im Teillastbetrieb besondere Vorteile im Verbrauch aufweisen.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug auf Änderungen der Fahrpedalstellung wie bisher (ohne verbrauchsoptimierte Regelung nach dem Verfahren der Erfindung) reagieren soll, wenn es die Verkehrssituation erfordert und wenn es dem Fahrerwunsch entspricht.
Insgesamt wird dem Fahrer vorteilhaft durch diese Lösung keine generelles anderes Fahrverhalten "aufgezwungen" . Der automatische Eingriff in die Fahrzeugregelung durch das Verfahren nach der Erfindung wird nicht als eine Bevormundung für den Fahrer angesehen und kann vom Fahrer einfacher akzeptiert werden.
Es zeigt sich, dass durch diese Maßnahmen nach der Erfindung der Fahrer dort unterstützt wird, wo selbst ein geübter und vorausschauender Fahrer Defizite bei seinem Verhalten im Hinblick auf optimale Energieeffizienz des Fahrzeugs aufweißt. Darüber hinaus verbessert das Verfahren nicht nur den Kraftstoffverbrauch, sondern steigert auch den Fahrkomfort durch eine gleichmäßigere FahrZeuggeschwindigkeit .
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine Änderung eines Fahrwiderstands ermittelt wird und die
Fahrwiderstandsänderung zumindest teilweise ausgeregelt wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass bei der Ermittlung der Fahrwiderstandsänderung eine Änderung der Fahrbahnneigung in Fahrzeuglängsrichtung, wie eine Fahrbahnsteigung oder eine Fahrbahngefälle, oder eine Änderung von Witterungsbedingungen, insbesondere veränderliche Geschwindigkeiten atmosphärischen Windes, oder Fahrbedingungen, wie veränderliche Anströmwinkel des Fahrzeugs in einem Windschatten eines anderen Fahrzeugs oder Objekts, und/oder eine Kurvenfahrt mit berücksichtigt wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird auf Grundlage der Fahrpedalbewegung (Gaspedalbewegung) .
Damit ist es möglich, Fahrgeschwindigkeitsänderungen, die nicht durch den Fahrer initiiert werden, feinfühlig auszuregeln, ohne das der Fahrer es bemerkt. Dabei sind zusätzliche technische Bauteile im Grundsatz nicht notwendig.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenn eine Stellung des Fahrpedals für einen bestimmten, vorgegebenen Zeitraum konstant vom Fahrer eingestellt bzw. gehalten wird, eine aus dieser Stellung des Fahrpedals resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit als eine den Fahrerwunsch repräsentierende Wunschgeschwindigkeit erkannt wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass ein Zeitraum in einem Bereich von 1 Sekunden (sec) bis 8 sec, vorzugsweise ca. 5 sec, vorgegeben wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die den Fahrerwunsch repräsentierende Wunschgeschwindigkeit gespeichert wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mit der den Fahrerwunsch repräsentierenden Wunschgeschwindigkeit verglichen wird und bei einer Abweichung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Wunschgeschwindigkeit das Fahrzeug automatisch beschleunigt oder verzögert bzw. abgebremst wird, um die Abweichung zu verringern, im wesentlichen ähnlich einer Funktion eines Tempomaten mit Bremseingriffsmöglichkeit.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die automatische Beschleunigung oder das automatische Abbremsen des Fahrzeugs so durchgeführt werden, dass ein möglichst geringer Kraftstoffverbrauch für den Antriebsmotor des Fahrzeugs, wie Benzin oder Dieselkraftstoff, benötigt wird.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann die automatische Beschleunigung oder das automatische Abbremsen des Fahrzeugs so durchgeführt werden, dass für den Fahrer möglichst komfortable, relativ geringe Beschleunigungsoder Abbremsvorgänge resultieren. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Fahrzeug automatisch beschleunigt oder abgebremst wird, wenn die Abweichung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Wunschgeschwindigkeit größer ist als 0,2 km/h bis 2 km/h.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ein Fahrzeug weist eine Fahrzeugsteuerungs- und Regeleinheit auf, welche die Fahrzeugverzögerung, durch "Gas wegnehmen" und/oder "Bremsdruckaufbau", und die Fahrzeugbeschleunigung, durch "Gas geben" und/oder "Bremsdruckabbau", automatisch beeinflussen kann.
Ausgehend von der Erkenntnis, dass der überwiegende Teil der Fahrzeit (speziell im Langstreckenbetrieb) vom Fahrer mit konstanter Geschwindigkeit zurück gelegt werden möchte, wird dieser hierbei unterstützt und unnötige Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge werden vermieden.
Dem Fahrerwunsch Konstantfahrt können im Laufe der Fahrt bestimmte, häufig auch wechselnde Fahrwiderstandssituationen entgegenstehen .
Strebt der Fahrer eine konstante Geschwindigkeit an und ändert sich der Fahrwiderstand (durch eine Steigung oder ein Gefälle oder Wind usw.) langsam, dann bemerkt er dies erst, wenn sich eine signifikante
Geschwindigkeitsabweichung {5 km/h bis 10 km/h) von seiner Wunschgeschwindigkeit eingestellt hat. Dies liegt einerseits an der Häufigkeit der Geschwindigkeitskontrolle (Blick zum Tacho) and zum anderen an der visuellen Auflösbarkeit eines analogen Tachos. Auch die Fahrgeräusche ändern sich bei den angesprochen Abweichungen nur geringfügig.
Bemerkt der Fahrer die Abweichung, versuchte er die zuvor eingestellte Wunschgeschwindigkeit wieder einzustellen, das bedeutet er beschleunigt das Fahrzeug. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ weit von der Wunschgeschwindigkeit entfernt hat, muss dann sehr viel Energie eingesetzt werden, um die Wunschgeschwindigkeit wieder einzustellen.
Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit, z.B. bei einer Bergabfahrt, an, wird durch eine dann ggf. eingeleitete Bremsung Energie vernichtet, die zuvor dem System zugeführt wurde .
In beiden Situationen kann zusätzlich ein Einschwingvorgang um die Wunschgeschwindigkeit herum den Vorgang noch ineffizienter machen.
Somit haben die Fahrwiderstandsänderungen eine Vielzahl von Ursachen, die nur zum Teil vom Fahrer intuitiv erfasst werden können.
Die offensichtlichste Fahrwiderstandsänderung ist die Fahrt auf einer geneigten Fahrbahn. Auch hierbei wird eine geringe Fahrbahnneigung vom Fahrer meist nicht bemerkt. Diese Fahrwiderstandsänderung wird nach der Erfindung durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeregelt.
Der zweite wichtige Fahrwiderstandsänderung, die vom Fahrer nicht direkt erfasst werden kann, ist die Änderung des Luftwiderstandes, der durch Fahren im Windschatten, bzw. veränderliche Anströmwinkel und/oder veränderliche Geschwindigkeiten des atmosphärischen Windes entstehen können. Diese Fahrwiderstandsänderung wird nach der Erfindung durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeregelt.
Auch durch eine Kurvenfahrt und dem damit verbundenen Schräglaufschlupf steigt der Fahrwiderstand an. Dieser Anstieg wird als von untergeordneter Bedeutung angesehen. Auch diese Fahrwiderstandsänderung wird nach der Erfindung durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeregelt .
Der Fahrerwunsch eine konstante Geschwindigkeit zu fahren, wird nach der Erfindung durch eine Überwachung der Fahrpedalstellung (Pedal Position) realisiert.
Stellt der Fahrer eine Fahrpedalstellung für 1 bis 8 Sekunden (sec) konstant ein, wobei Abweichung innerhalb eines engen Bandes nicht berücksichtig werden, wird dieses der FahrpedalStellung entsprechende Moment vom Motorsteuergerät eingestellt. Es wird nun gewartet, bis sich die Fahrzeuggeschwindigkeit dem Moment '-entsprechend eingestellt hat and sich nicht mehr verändert.
Die dann festgestellte Geschwindigkeit wird gespeichert. Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, dass diese festgestellte Geschwindigkeit die Wunschgeschwindigkeit darstellt.
Wenn dies nicht der Fall ist, fordert der Fahrer über das Fahrpedal mehr Moment an. Das Moment ist dann nicht mehr konstant .
Die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit wird ständig mit der gespeicherten Geschwindigkeit (Wunschgeschwindigkeit) verglichen. Wird eine Abweichung von 0,2 km/h bis 2 km/h detektiert, dann wird das Motormoment verändert, um diese Abweichung zu minimieren, das bedeutet im Sinne der Erfindung "auszuregeln" .
Die Überwachung lässt dabei keine Abweichungen zu, die dem Fahrer auffällig werden. Daher ist die Wahrscheinlichkeit eines ineffizienten Eingriffs durch den Fahrer deutlich reduziert.
Fahrpedalbewegungen, d. h. Schwingungen des Fahrpedals, die größer 1 Hz sind, das bedeutet Bewegungen öfter als 1 mal pro Sekunde, werden nicht zur Änderung der Wunschgeschwindigkeit herangezogen. Diese Fahrpedalbewegungen werden als Störung angesehen.
Da das gesamte Verfahren vorteilhaft recht träge ausgelegt ist, werden die hier ggf. entstehenden relativ kurzen Übergangszeiten (Delays) vom Fahrer nicht bemerkt.
Langsame Fahrpedalbewegungen werden sofort umgesetzt, da dies mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit keine Störung, sondern ein neuer Fahrerwunsch ist.
Ebenfalls schnelle Fahrpedalbewegungen in eine Richtung und mit einer eindeutigen Amplitude, die am Ende in einer Position verbleiben, werden auch sofort umgesetzt und nach kurzer Überwachungszeit als Fahrerwunsch angesehen.
Die Momentenänderung, die durch die Einregelung der Wunschgeschwindigkeit zugelassen wird, umfasst nicht das gesamte durch den Motor zur Verfügung stehende Moment, sondern es werden nur Änderungen von + 10% bis + 40% des Anfangsmomentes (Moment welches bei der Speicherung der Wunschgeschwindigkeit anlag) zugelassen. Damit wird dem Fahrer immer die Möglichkeit gegeben, aktiv zu beschleunigen bzw. Ξchleppmoment aufzubringen.
Des weiteren ist erfindungsgemäß eine Begrenzung des Geschwindigkeitsbereichs vorgesehen, in dem die Funktion nach der Erfindung durchgeführt wird. Das überwiegende Sparpotential liegt bei höheren Geschwindigkeiten (größer 60 km/h bis 70 km/h) . In diesen Geschwindigkeitsbereichen liegen häufiger Konstantfahrten vor als bei Stadtfahrten. Daher kommt das Verfahren vorzugsweise zur Anwendung bei Fahrzeuggeschwindigkeiten größer ca. 60 km/h bis 70 km/h.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen FahrZeuggeschwindigkeit ermittelt wird und dass wenn der Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wurde, die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen, die nicht durch den Fahrer veranlasst sind, im Hinblick auf einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors des Fahrzeugs zumindest teilweise ausgeregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung eines Fahrwiderstands ermittelt wird und die Fahrwiderstandsänderung zumindest teilweise ausgeregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Fahrwiderstandsänderung eine Änderung der Fahrbahnneigung in Fahrzeuglängsrichtung, wie eine Fahrbahnsteigung oder eine Fahrbahngefälle, oder eine Änderung von Witterungsbedingungen, insbesondere veränderliche Geschwindigkeiten atmosphärischen Windes, oder Fahrbedingungen, wie veränderliche Anströmwinkel des Fahrzeugs in einem Windschatten eines anderen Fahrzeugs ode Objekts und/oder eine Kurvenfahrt mit berücksichtigt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, , dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerwunsch nach einer gleichmäßigen Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird auf Grundlage der Fahrpedalbewegung (Gaspedalbewegung) .
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Stellung des Fahrpedals für einen bestimmten, vorgegebenen Zeitraum konstant vom Fahrer eingestellt bzw. gehalten wird, eine aus dieser Stellung des Fahrpedals resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit als eine den Fahrerwunsch repräsentierende Wunschgeschwindigkeit erkannt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitraum in einem Bereich von 1 sec bis 8 sec, vorzugsweise ca. 5 sec, vorgegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fahrerwunsch repräsentierende Wunschgeschwindigkeit gespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mit der den Fahrerwunsch repräsentierenden Wunschgeschwindigkeit verglichen wird und bei einer Abweichung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Wunschgeschwindigkeit das Fahrzeug automatisch beschleunigt oder verzögert bzw. abgebremst wird, um die Abweichung zu verringern .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Beschleunigung oder das automatische Abbremsen des Fahrzeugs so durchgeführt werden, dass ein möglichst geringer Kraftstoffverbrauch für den Antriebsmotor des Fahrzeugs, wie Benzin oder Dieselkraftstoff, benötigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug automatisch beschleunigt oder abgebremst wird, wenn die Abweichung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von der Wunschgeschwindigkeit größer ist als 0,2 bis 2 km/h.
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