Zunehmend striktere Emissionsrichtlinien und steigende Energiekosten erfordern neue Maßnahmen zur Verbrauchsreduzierung im Kraftfahrzeug. Ein technischer Stellhebel zur Senkung des Fahrzeugenergieverbrauchs ist die verbrauchsoptimierte und vorausschauende Fahrzeugführung. Das Forschungsfeld der Fahrzeug-Umfeld-Kommunikation eröffnet neue Möglichkeiten der Informationsbeschaffung im Fahrzeug, sodass zukünftig vorausliegende Fahrsituationen detailliert beschrieben und damit vorausschauende effiziente Fahrstrategien ermittelt werden können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung vorausschauender Fahrstrategien für heutige konventionelle Fahrzeuge, die bei der Verfügbarkeit von Vorausschau-Informationen zur Verbrauchsreduzierung oder Vermeidung und Rückgewinnung von Verlustenergien eingesetzt werden sollen. Vorhandene Lösungsansätze zeigen bislang immer noch Defizite bei der gemeinsamen und gesamthaften Betrachtung verschiedener verbrauchsrelevanter Energieflüsse bei der Fahrzeugverzögerung. Der direkte energetische Vergleich zwischen den verfügbaren Betriebsarten wie Segeln, Schub, Bremsen und Variationen daraus ist noch nicht ausreichend vorhanden. Insbesondere die Analyse über alle Geschwindigkeitsbereiche gängiger Verzögerungssituationen im Straßenverkehr und die Variation der elektrischen Bordnetzlasten oder Rekuperationsleistungen im Fahrzeug wurde noch nicht hinreichend untersucht. Es wird ein Ansatz zur energetischen Bewertung von Fahrmanövern bei verschiedenen Betriebsarten des Fahrzeuges vorgestellt. Dieser Ansatz beinhaltet die gemeinsame Bilanzierung verschiedener Energieformen auf ein einheitliches Niveau, um die Vergleichbarkeit der Gesamtenergiebedarfe verschiedener Betriebsarten in gleichen Fahrsituationen zu gewährleisten. Die Berechnung von Fahr- und Verzögerungsverläufen sowie Energieverbräuchen erfolgt mit einem eigens dafür entwickelten und validierten Simulationsmodell. Anhand der Simulationsergebnisse werden die untersuchten Betriebsarten hinsichtlich ihres Energiebedarfs klassifiziert. Darauf - aufbauend erfolgt die Entwicklung einer Funktion zur vorausschauenden Fahrzeugverzögerung mit Kombinationen verschiedener Betriebsarten. Die Potenziale zur Verbrauchsreduzierung durch die vorausschauende Verzögerung liegen während und vor den Verzögerungsphasen im Bereich hoher zweistelliger Prozentwerte gegenüber einer Schub- oder Bremsverzögerung. Der Nachweis dafür erfolgt im Verlauf der Arbeit, sowohl durch die angewendete Simulation als auch durch die Auswertung und Ergebnispräsentation realer Fahrversuche.

    Increasing emission targets for motor vehicles and rising energy prices call for lower energy consumption and pollutant emissions. Anticipatory and predictive driving strategies are a technical means for that. The subjects and fields of research of intelligent transportation systems and vehicle environment communication refer to efforts to add information and communications technology into transportation infrastructure and into vehicles. In near future these technologies will offer detailed information on upcoming driving situations. Based on this data predictive and efficiency-increasing driving strategies may be introduced. The objective of this work is to develop a predictive driving strategy for internal combustion engined vehicles in an effort to reduce energy consumption in case of available predictive information on forthcoming driving situations. Existing approaches reveal deficits in comparing the interdependency of fuel consumption as well as other consumption relevant energy flows while decelerating a vehicle. The direct comparison of different operation modes as coasting, shear-mode, braking and combinations thereof has not been sufficiently studied. Particularly an analysis over all velocity ranges in road traffic with different on-board network loads and variable brake energy regeneration power has not been done yet. Here an approach to induce overall energetic comparability for different deceleration types is developed and introduced. Driving and deceleration characteristics are calculated with a specially developed and validated simulation model. The simulation results enable the classification of different deceleration modes regarding their energy consumption for the whole range of road traffic deceleration situations depending on on-board network load and applied regeneration power. Based on this a driver assistance system is developed using combinations of different deceleration modes. Resulting potentials for fuel and energy consumption reduction grow up to high double-digit ranges while decelerating a vehicle compared with today's standard braking behavior. The proof will be provided in both simulation results and evaluated measurement of real-world test drives.


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    Titel :

    Beitrag einer Fahrzeug-Umfeld-Kommunikation zu vorausschauendem Energiemanagement


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    174 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






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