21.02.2014
BMW Innovationstage 2014: Der Vorausschauende Antrieb.
BMW Modelle antizipieren neben dem Streckenverlauf auch die Verkehrssituation.
 

Eine wichtige Säule innerhalb der Efficient Dynamics Strategie der BMW Group stellt das intelligente Energiemanagement dar. Das Ziel lautet, unnötigen Energieverbrauch im Fahrzeug zu vermeiden bzw. möglichst viel der verbrauchten Energie wieder zurückzugewinnen. Um den Energieverbrauch ihrer Modelle weiter zu senken und somit die Reichweite zu erhöhen, entwickelt die BMW Group das Management der einzelnen Fahrzeugkomponenten konsequent weiter. Systeme wie die Auto Start Stop Funktion, die den Motor an einer roten Ampel oder im Stop&Go-Verkehr zum Kraftstoffsparen automatisch abstellt und unmittelbar vor dem Losfahren wieder startet, gehören seit vielen Jahren in immer mehr Modellen der BMW Group ebenso zur Serienausstattung wie die Technologie der Rekuperation, also der Wiedergewinnung von Bremsenergie.

Eine Weiterentwicklung des Prinzips, Energie nur dann einzusetzen, wenn sie tatsächlich benötigt wird, ist der Vorausschauende Antrieb. Die Idee dahinter: Durch das Vorauserkennen der Fahrsituation wird das Fahrzeug automatisch optimal auf die individuellen Anforderungen eingestellt. Die dafür notwendigen Informationen liefern die Bordelektronik mit zahlreichen Sensordaten, das Navigationssystem sowie neuerdings auch Radar- und Kamerasensoren in der Fahrzeugfront.

Bereits heute lässt sich in immer mehr Modellen quer durch alle Baureihen der BMW Group diese Steuerung des Fahrzeugs nutzen. Mithilfe der navigationsgestützten Informationen sind so die Getriebesteuerung und der Vorausschauassistent in der Lage, den Straßenverlauf und das Streckenprofil mit Steigungen und Gefälle, aber auch Tempolimits zu erkennen. Das „Voraussehen“ ermöglicht dem Getriebe, entsprechend der Fahrsituation vorzeitig selbstständig den richtigen Gang zu wählen. Damit erreicht BMW eine im Wettbewerb einzigartige Charakterspreizung zwischen den Modi SPORT, COMFORT und ECO PRO. Je nach aktiviertem Modus stellt der Vorausschauende Antrieb das Fahrzeug entsprechend dem gewünschten Fahrzeugcharakter ideal auf die kommende Fahrsituation ein.

ECO PRO Modus: maximale Effizienz per Tastendruck.

Der ECO PRO Modus ermöglicht – abhängig vom individuellen Fahrverhalten – eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von bis zu 20 Prozent. Zusätzliche fünf Prozent können durch das Nutzen der Funktionen „Segeln“, Vorausschauassistent und ECO PRO Route eingespart werden. Die Segel- Funktion (bei Modellen mit Automatikgetriebe) entkoppelt zwischen 50 km/h und 160 km/h den Motor vom Antriebsstrang und ermöglicht so ohne Antrieb das „Segeln“.

Der Vorausschauassistent erkennt in Verbindung mit dem Navigationssystem die Gegebenheiten auf der Strecke frühzeitig. Dabei berücksichtigt der Vorausschauassistent Geschwindigkeitslimits, Kurven, Ortseingänge, Kreisverkehre, Abbiegungen und Autobahnausfahrten. Anhand der gesammelten Daten gibt das System dem Fahrer Tipps für eine kraftstoffsparende Fahrweise.

Der Vorausschauende Antrieb konditioniert das Schaltprogramm des Automatikgetriebes im COMFORT und SPORT Modus entsprechend der Fahrsituation. Das Ergebnis: Während eine konventionelle Schaltstrategie nur reaktiv arbeitet und als „blindes“ Bauteil lediglich auf Gaspedalstellung und Fahrwiderstände reagieren kann, verleiht ihr der Vorausschauende Antrieb die Fähigkeit, den Streckenverlauf „voraussehen“ und die Schaltvorgänge in Echtzeit entsprechend adaptieren zu können.

ECO PRO Route: auf effizientestem und günstigstem Weg zum Ziel.

Bei aktiviertem ECO PRO Modus zeigt das BMW Navigationssystem dem Fahrer neben der schnellsten und der kürzesten Route auf Wunsch auch den verbrauchsgünstigsten Weg zum Ziel an. Unter Berücksichtigung der aktuellen Verkehrssituation und des jeweiligen Streckenprofils ermittelt das System exakt die Strecke, die eine maximale Verbrauchsreduzierung bei minimalem zeitlichem Mehraufwand ermöglicht. Der Fahrer erhält somit die Möglichkeit, zwischen Zeitverlust und Verbrauchseinsparung abzuwägen. Der auf jeder Route zu erzielende Einspareffekt wird in Prozent angezeigt. Im Falle eines Staus oder anderer Behinderungen auf der gewählten Strecke schlägt das System Alternativrouten vor. Schließlich wird bei der Berechnung auch die individuelle Fahrweise des Fahrers permanent in Echtzeit berücksichtigt. Hierfür wird das Verbrauchsverhalten des Fahrzeugs in unterschiedlichen Fahrsituationen herangezogen.

ECO PRO Analyser: aufzeichnen, lernen und Energie sparen.

Der im ECO PRO Modus serienmäßig integrierte ECO PRO Analyser bietet dem Fahrer jederzeit die Möglichkeit, seinen eigenen Fahrstil zu analysieren und weitere Einsparpotenziale zu erkennen. Vor, während und nach der Fahrt kann im ECO PRO Analyser eine Statistik aufgerufen werden, anhand derer sich bewerten lässt, wie effizient der Fahrer beschleunigt, verzögert und schaltet – und wie positiv sich eine Optimierung des Fahrstils auf den Verbrauch und damit auf die Reichweite auswirkt. Vom Fahrzeug angebotene ECO PRO Tipps geben Hinweise für eine effizientere Fahrweise. In Kombination mit BMW ConnectedDrive Services lassen sich die aufgezeichneten Daten zudem mittels der kostenlosen BMW Connected App problemlos auf ein kompatibles Smartphone übertragen. Anhand einer Bewertungsskala wird dem Nutzer dann gezeigt, wie effizient er fährt. Das macht das eigene Fahrverhalten transparent und hilft, verbrauchsorientierter zu fahren.

Dynamik pur: stets im passenden Gang unterwegs.

In der dritten Generation kann der Vorausschauende Antrieb dank der an Bord befindlichen Radar- und Kamerasensoren auch die unmittelbare Fahrzeugumgebung mit in seine Betriebsstrategie einbeziehen. Die Berücksichtigung der so gesammelten Daten ermöglicht es dem Automatikgetriebe, die Schaltstrategie noch exakter und effizienter auf die aktuelle Fahrsituation anzupassen. So erkennt das System beispielsweise sowohl langsamere Fahrzeuge voraus als auch Fahrzeuge auf den Nebenspuren. Durch gezielte Schaltvorgänge kann beispielsweise ohne Bremsvorgang verzögert werden, um nicht auf den Vordermann aufzufahren. Gleichzeitig wird durch ein Wechseln der Fahrstufe eine genügend hohe Zugkraftreserve für Überholvorgänge und dynamische Spurwechsel zur Verfügung gestellt.

Der Vorausschauende Antrieb trägt nicht nur zur herausragenden Effizienz bei, sondern steigert gleichzeitig auch ihre dynamischen Eigenschaften. Während der ECO PRO Modus konsequent auf eine maximal effiziente Arbeitsweise ausgelegt ist, nutzt das Automatikgetriebe im SPORT Modus eine dynamisch geprägte Schaltstrategie und im COMFORT Modus eine souveräne Ausprägung.

Nähert sich das Fahrzeug beispielsweise auf der Landstraße einer Kurve, schaltet das Getriebe selbsttätig in den optimalen Gang zurück und nutzt bei Bedarf die Bremswirkung des Motors. Vor der Kurve sind hierbei sämtliche Schaltvorgänge abgeschlossen. Die nächste Kurve wird als Folgekurve erkannt. Das System identifiziert den Kurvenradius und schaltet wiederum in den optimalen Gang. So steht vor Kurven ein höheres Schleppmoment bereit. Die Zugkraftreserve zur Beschleunigung ist größer und überflüssige Schaltungen beziehungsweise Pendelschaltungen in oder zwischen Kurven werden vermieden. Die präzise Strategie entlastet den Fahrer und steigert Dynamik und Fahrerlebnis. In vergleichbarer Weise arbeitet der Vorausschauende Antrieb bei Kreisverkehren, an Kreuzungen und Abzweigungen sowie auf Auf- und Abfahrten der Autobahn. Unabhängig von der Routenführung reagiert der Vorausschauende Antrieb auch auf Blinkersignale.

Energiemanagement der Zukunft: Nutzung der in der Raumluft enthaltenen Energie zur Reichweitensteigerung.

Ein weiteres Beispiel für innovative Lösungsansätze im Rahmen der Efficient Dynamics Strategie ist die Nutzung der in der Innenraumluft enthaltenen Wärmeenergie, um die Reichweite von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zu erhöhen.

Bei heutigen Fahrzeugen ist es üblich, die mit beträchtlichem Energieeinsatz temperierte Raumluft (im Winter aufgeheizt, im Sommer abgekühlt) nach dem Durchströmen des Innenraums an die Umgebung abzugeben. Die darin enthaltene Restenergie wird folglich nicht genutzt, sondern entweicht über die Heckentlüftung ins Freie. Zwar kann dieser Effekt – etwa im Umluftbetrieb – abgeschwächt werden, gänzlich verhindern lässt er sich in der Praxis aber nicht.

Gerade bei reinen Elektrofahrzeugen (BEV) und solchen mit Plug-in-Hybrid- Antrieb (PHEV) ist der intelligente Umgang mit Energie von entscheidender Bedeutung. Denn jedes Watt, das beispielsweise beim Betrieb von Nebenaggregaten eingespart werden kann, steht dem Elektromotor für zusätzliche Kilometer zur Verfügung.

Ingenieure der BMW Group arbeiten deshalb an einem Verfahren, bei dem die im Fahrzeuginnenraum gespeicherte Energie mittels Wärmetauscher entzogen wird, noch bevor sie ungenutzt nach außen entweicht. In einem aktuellen Versuchsfahrzeug wird die so „gewonnene“ Energie dann zum Vorwärmen der Ansaugluft für die Heizklimaanlage genutzt. Auf diese Weise lässt sich der Energiebedarf zur Erzeugung von Warmluft reduzieren und die eingesparte Energie für den Antrieb und damit zur emissionsfreien Reichweitenerhöhung nutzen.

Quelle: BMW Presse Mappe vom 21.02.2014

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