Vorausschauende Kühlsystemregelung zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches

Stand der Technik in modernsten Kühlsystemen ist die variable, großteils bedarfsgerechte Wärmeauskopplung und Temperatureinstellung am Verbrennungsmotor und seinen Nebenaggregaten. In der vorliegenden Arbeit wird die Kühlsystemregelung um eine vorausschauende, das Fahrerverhalten und die Fahrzeugumgebung berücksichtigende Komponente erweitert. Grundgedanke ist dabei die Ausnutzung der thermischen Trägheiten von Bauteilen und Fluiden, um die mittleren Bauteiltemperaturen anzuheben. Dabei werden die serienmäßigen Spitzentemperaturen nicht überschritten. Mit dem vorausschauenden Regler konnten signifikante Verbrauchsverringerungen nachgewiesen werden, die ohne zusätzliche Sensorik/Aktuatorik realisiert werden können. Nach der Ermittlung des Verbrauchspotentials höherer Bauteiltemperaturen und der eingehenden Analyse des thermodynamischen Hintergrundes wurden in umfangreichen Feldversuchen verschiedene Fahrertypen, Streckentypen und Streckenprofile untersucht. Aus den gemessenen Daten wurden aussagekräftige Variablen klassiert, die den Vergleich des momentan vorhandenen Kühlbedarfs und Kühlpotentials mit den zu erwartenden Werten erlauben. Im Einzelnen sind das die diskreten Streckentypen Stadt, Landstraße und unlimitierte Autobahn sowie die analoge Einordnung des Fahrerverhaltens von sehr ruhig bis sehr dynamisch. Sowohl Strecken- als auch Fahrertypbeschreibung basieren auf längs- und querdynamischen Zustandsbeurteilungen, für den Fahrertyp wird zusätzlich eine Einschätzung des Leistungsbedarfes und der Art der Leistungsanforderung vorgenommen. Steigungen und Gefälle sowie Anhängelasten werden anhand einer Leistungsbilanz erkannt.