Vernetzung des Fahrzeugantriebs mit der Umgebung: Wenn die Elektronik weiß, welcher Straßenabschnitt kommt, dann lässt sich das Verhalten des Antriebs optimal vorausplanen.
AVL List
Das Fahrzeug trifft ununterbrochen wichtige Entscheidungen, die der Autofahrer nicht direkt steuern kann – von der Abgasnachbehandlung über Temperaturregelung bis zur Anpassung der Betriebsstrategie in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Damit das optimal funktioniert, braucht man intelligente Regelungsmethoden. Diese werden nun am kürzlich eröffneten "Christian-Doppler-Labor für innovative Regelung und Überwachung von Antriebssystemen" an der TU Wien erforscht und entwickelt. Unterstützt wird das Labor vom österreichischen Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW) sowie vom Industriepartner AVL List.
Vernetzung des Fahrzeugantriebs mit der Umgebung
"Es gibt eine ganze Reihe von Zielen, die wir mit unseren Regelungsmethoden verfolgen", sagt Christoph Hametner vom Institut für Mechanik und Mechatronik der TU Wien, der Leiter des neuen CD-Labors. "Wir wollen Antriebsenergie sparen, den Abgasausstoß senken, und auch die Haltbarkeit von Batterien beziehungsweise Brennstoffzellen in Elektroautos verbessern. All das hängt von ganz unterschiedlichen Betriebsparametern ab, die man elektronisch steuern muss, um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen."
Ein wichtiger Forschungsansatz soll dabei die Vernetzung des Fahrzeugantriebs mit der Umgebung sein: Wenn die Elektronik weiß, welcher Straßenabschnitt nun kommt, ob eine Kurve naht, ob es bergauf oder bergab gehen wird, dann lässt sich das Verhalten des Antriebs optimal vorausplanen. Auf Basis von Simulationsmodellen lässt sich entscheiden, wie das Fahrzeug mit der Situation am besten umgehen soll. "So kann beispielsweise ein Hybridauto entscheiden, dass man problemlos per Elektroantrieb den Berg hinauffahren kann, weil es danach wieder bergab geht und der Akku dann wieder aufgeladen wird", erklärt Hametner.
Breite Aufgabenpalette
Damit solche intelligenten Vorhersagen gelängen, müsse man den aktuellen Betriebszustand aller Komponenten jederzeit über Sensoren erfassen und genau überwachen, so der Forscher. Mit prädiktiven Modellen werde berechnet, wie sich die Parameter voraussichtlich änderten und wie sich darauf gegebenenfalls gezielt Einfluss nehmen lasse.
"Wir arbeiten im Bereich der anwendungsorientierten Grundlagenforschung", sagt Hametner. "Wir wollen nicht nur ein bestimmtes Problem für ein bestimmtes Auto lösen, uns geht es darum, Rechenmodelle zu analysieren, weiterzuentwickeln und Methoden zu finden, mit denen man eine breite Palette an Aufgaben bewältigen kann."