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- Continental koordiniert ein Konsortium, das gemeinsam ein intelligentes Sensorsystem zur Bestimmung der Kraftstoffqualität entwickelt, um die Motorsteuerung auf dieser Basis zu optimieren
- Ziel: Optimierung der Kraftstoffeinspritzung, Wirkungsgrad und Fahrbarkeit, Reduzierung von Verbrauch und Emissionen
Der weltweite Megatrend, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und damit den verkehrsbedingten CO2-Ausstoß zu reduzieren, hat den Einsatz einer wachsenden Zahl alternativer Kraftstoffe voran getrieben. Dazu gehört Biodiesel aus unterschiedlichsten Esterquellen ebenso wie Kraftstoff mit Alkoholanteil (Ethanol, E 10+). Da es Unterschiede in den regionalen Strategien zur Überwindung der Abhängigkeit von importiertem Erdöl gibt, ist es erforderlich, moderne, weltweit vermarktete Fahrzeuge künftig auf unterschiedliche Kraftstoffqualitäten vorzubereiten. Continental, der internationale Automobilzulieferer, koordiniert ein Konsortium unter dem Namen IQ FUEL, das ein hoch integriertes, miniaturisiertes Sensorsystem zur Erkennung der aktuellen Kraftstoffzusammensetzung im Tank entwickelt. Dieser neue Kraftstoffqualitätssensor (Fuel Quality Sensor) macht es möglich die Strategie der Motorsteuerung für die tatsächliche Kraftstoffqualität im Tank zu optimieren. Darüber hinaus kann der intelligente Sensor auch Inhaltsstoffe wie Schwefel, Wasser und andere Verunreinigungen im Kraftstoff erkennen. So kann man Motorkomponenten und Teile der Abgasnachbehandlung vor möglichen Einflüssen auf ihre Funktionsweise und die Emissionen schützen.
Ein neuer Ansatz für die Optimierung der Motorsteuerung
"Motorsteuerungen haben es heute mit einer wachsenden Vielfalt an Kraftstoffqualitäten zu tun. Dadurch verursachte Schwankungen bei Kraftstoffeigenschaften, die die Verbrennung und die Emissionen beeinflussen, haben zur Folge, dass wir messen müssen, was wir in den Brennraum einspritzen. Tun wir das nicht, bleiben Schwankungen unerkannt, die sowohl den Wirkungsgrad des Motors verschlechtern als auch unnötig hohe Emissionen verursachen können. Der neue, intelligente Kraftstoffqualitätssensor wird es möglich machen, die Strategie der Motorsteuerung jeweils für die tatsächliche Kraftstoffqualität im Tank zu optimieren. Damit lässt sich bei geringstem Kraftstoffverbrauch das Maximum aus dem Motor heraus holen", erläutert Klaus Hau, Leiter des Continental Geschäftsbereiches Sensors & Actuators. Anfang 2012 wird Continental so weit sein, funktionsfähige Muster des Mikrosensorsystems an Kunden auszuliefern.
Intelligenter Sensor erkennt Kraftstoffmerkmale
Der neue Sensor ist eine Lösung in Embedded-Technologie, die einen MOEMS-Baustein verwendet (Mikro OptoElektroMechanischer Sensor), um die Kraftstoffzusammensetzung mittels Messung der Licht-Transmission im infraroten Bereich des Spektrums zu bestimmen. Dieses optische Messverfahren lässt sich dazu nutzen, um viele Kraftstoffmerkmale zu bestimmen, darunter Dichte, Heizwert, Cetan- und Oktanzahl, Schwefelgehalt, Viskosität und weitere. Mit nur einer Sensorhardware lassen sich Diesel- und Benzinmotoranwendungen abdecken. Die Sensorwerte werden von eingebetteten chemiometrischen Modellen analysiert, die auf der Basis jeweils eines spezifischen Merkmals den Kraftstoffanteil vorhersagen. Nach seiner Installation überwacht das Mikrosensorsystem die Kraftstoffzusammensetzung und stellt diese Daten dem Motorsteuergerät zur Verfügung. Neu entwickelte Softwaremodule für das Motorsteuergerät EMS 3 werden in der Lage sein, zentrale Parameter wie die Einspritzung (Zeitpunkt und Menge) entsprechend anzupassen.
"Unabhängig davon, wie die Anforderungen einzelner Fahrzeughersteller aussehen, wird der intelligente Kraftstoffqualitätssensor den Einstieg in eine adaptive Motorsteuerung ermöglichen. Durch Integration des Sensormoduls im Fahrzeug und Erweiterung der Motorsteuerungssoftware wird es möglich, Schwankungen der Kraftstoffqualität zu kompensieren, den Motorbetrieb zu optimieren und nicht nur Teilsysteme wie die Abgasnachbehandlung, sondern auch den Motor selbst zu schützen", sagt Gerhard Böhm, Leiter des Continental Geschäftsbereiches Engine Systems. "Damit wird der Kraftstoffqualitätssensor helfen, trotz zunehmend unvorhersehbarer Tankmöglichkeiten einen stabilen Motorbetrieb zu sichern."
Continental liefert seit vielen Jahren Lösungen für die Kraftstoffsensorik und hat diese Erfahrung (etwa mit Flex Fuel Sensoren und der direkten Zylinderdruckmessung) genutzt, um den neuen Kraftstoffqualitätssensor zu integrieren und die umfangreichen Fähigkeiten des Systems in konkrete Vorteile für die Motorsteuerung umzusetzen.
Weitere Beispiele für mehr Effizienz und Umweltverträglichkeit auf der IAA
Welche große Rolle der Megatrend "Umwelt" für die Entwicklungsarbeit bei Continental spielt, lässt sich an vielen weiteren technischen Highlights ablesen: Für mehr Umweltverträglichkeit sorgen z.B. der neue innovative Abgasturbolader für kleine Ottomotoren von Continental, optimierte bedarfsgeregelte Kraftstoffpumpen sowie der neue fremderregten Synchronmotor für Elektrofahrzeuge. Ein weiteres Highlight ist unsere MK 100® ESC Hybrid, die bei Fahrzeugen mit regenerativen Bremssystemen zum Einsatz kommt. Zur Energierückgewinnung werden die Verzögerungsphasen des Fahrzeugs ausgenutzt (bis zu 0,2 g - abhängig von der Verfügbarkeit des Generators). Zur Erhöhung der Rückgewinnungseffizienz wird die Hydraulikbremse erst bei stärkerer Betätigung des Bremspedals aktiviert, bei Normalbremsungen wird die Bremsenergie vom Generator zurückgewonnen. Durch den Einsatz vorteilhafter Werkstoffe und darauf basierenden Komponenten werden Autos ebenfalls umweltfreundlicher. Eine Stellschraube für verbrauchsarme und emissionsreduzierte Motoren sind beispielsweise die eingesetzten Antriebsriemen: Keilrippenriemen von ContiTech helfen Reibungsverluste zu verringern und arbeiten in Kraftstoff und CO2 sparenden Start-Stopp-Systemen. Der ölresistente Zahnriemen CONTI® OIL RUNNER ersetzt Ketten im Antrieb von Ölpumpen und Nockenwellensteuertrieben und verbessert so das Emissions- und Geräuschverhalten. Auch Reifen können, ohne Einbußen bei der Sicherheit, Ressourcen schonen. Dies gelingt vor allem durch ihre Auslegung auf niedrigen Rollwiderstand bei gleichzeitiger Verkürzung der Bremswege, insbesondere auf nasser Straße. Hier konnten die Entwicklungsingenieure mit dem seit diesem Jahr lieferbaren ContiEcoContact 5 deutliche Fortschritte in beiden Disziplinen erreichen. Der Sommerreifen eignet sich für eine Vielzahl von Fahrzeugen und ist in einer breiten Lieferpalette erhältlich. Auch mit Themen wie LED Light Control und direkter Reifendrucküberwachung bietet Continental weitere Innovationen, die für größere Energieeffizienz sorgen. Und: Mit dem Eco-Profil des Simplify your Drive-Konzepts kann der Fahrer einfach per Knopfdruck sämtliche Fahrzeugdomänen auf maximale Energieeffizienz trimmen.
- Continental koordiniert ein Konsortium, das gemeinsam ein intelligentes Sensorsystem zur Bestimmung der Kraftstoffqualität entwickelt, um die Motorsteuerung auf dieser Basis zu optimieren
- Ziel: Optimierung der Kraftstoffeinspritzung, Wirkungsgrad und Fahrbarkeit, Reduzierung von Verbrauch und Emissionen
Der weltweite Megatrend, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und damit den verkehrsbedingten CO2-Ausstoß zu reduzieren, hat den Einsatz einer wachsenden Zahl alternativer Kraftstoffe voran getrieben. Dazu gehört Biodiesel aus unterschiedlichsten Esterquellen ebenso wie Kraftstoff mit Alkoholanteil (Ethanol, E 10+). Da es Unterschiede in den regionalen Strategien zur Überwindung der Abhängigkeit von importiertem Erdöl gibt, ist es erforderlich, moderne, weltweit vermarktete Fahrzeuge künftig auf unterschiedliche Kraftstoffqualitäten vorzubereiten. Continental, der internationale Automobilzulieferer, koordiniert ein Konsortium unter dem Namen IQ FUEL, das ein hoch integriertes, miniaturisiertes Sensorsystem zur Erkennung der aktuellen Kraftstoffzusammensetzung im Tank entwickelt. Dieser neue Kraftstoffqualitätssensor (Fuel Quality Sensor) macht es möglich die Strategie der Motorsteuerung für die tatsächliche Kraftstoffqualität im Tank zu optimieren. Darüber hinaus kann der intelligente Sensor auch Inhaltsstoffe wie Schwefel, Wasser und andere Verunreinigungen im Kraftstoff erkennen. So kann man Motorkomponenten und Teile der Abgasnachbehandlung vor möglichen Einflüssen auf ihre Funktionsweise und die Emissionen schützen.
Ein neuer Ansatz für die Optimierung der Motorsteuerung
"Motorsteuerungen haben es heute mit einer wachsenden Vielfalt an Kraftstoffqualitäten zu tun. Dadurch verursachte Schwankungen bei Kraftstoffeigenschaften, die die Verbrennung und die Emissionen beeinflussen, haben zur Folge, dass wir messen müssen, was wir in den Brennraum einspritzen. Tun wir das nicht, bleiben Schwankungen unerkannt, die sowohl den Wirkungsgrad des Motors verschlechtern als auch unnötig hohe Emissionen verursachen können. Der neue, intelligente Kraftstoffqualitätssensor wird es möglich machen, die Strategie der Motorsteuerung jeweils für die tatsächliche Kraftstoffqualität im Tank zu optimieren. Damit lässt sich bei geringstem Kraftstoffverbrauch das Maximum aus dem Motor heraus holen", erläutert Klaus Hau, Leiter des Continental Geschäftsbereiches Sensors & Actuators. Anfang 2012 wird Continental so weit sein, funktionsfähige Muster des Mikrosensorsystems an Kunden auszuliefern.
Intelligenter Sensor erkennt Kraftstoffmerkmale
Der neue Sensor ist eine Lösung in Embedded-Technologie, die einen MOEMS-Baustein verwendet (Mikro OptoElektroMechanischer Sensor), um die Kraftstoffzusammensetzung mittels Messung der Licht-Transmission im infraroten Bereich des Spektrums zu bestimmen. Dieses optische Messverfahren lässt sich dazu nutzen, um viele Kraftstoffmerkmale zu bestimmen, darunter Dichte, Heizwert, Cetan- und Oktanzahl, Schwefelgehalt, Viskosität und weitere. Mit nur einer Sensorhardware lassen sich Diesel- und Benzinmotoranwendungen abdecken. Die Sensorwerte werden von eingebetteten chemiometrischen Modellen analysiert, die auf der Basis jeweils eines spezifischen Merkmals den Kraftstoffanteil vorhersagen. Nach seiner Installation überwacht das Mikrosensorsystem die Kraftstoffzusammensetzung und stellt diese Daten dem Motorsteuergerät zur Verfügung. Neu entwickelte Softwaremodule für das Motorsteuergerät EMS 3 werden in der Lage sein, zentrale Parameter wie die Einspritzung (Zeitpunkt und Menge) entsprechend anzupassen.
"Unabhängig davon, wie die Anforderungen einzelner Fahrzeughersteller aussehen, wird der intelligente Kraftstoffqualitätssensor den Einstieg in eine adaptive Motorsteuerung ermöglichen. Durch Integration des Sensormoduls im Fahrzeug und Erweiterung der Motorsteuerungssoftware wird es möglich, Schwankungen der Kraftstoffqualität zu kompensieren, den Motorbetrieb zu optimieren und nicht nur Teilsysteme wie die Abgasnachbehandlung, sondern auch den Motor selbst zu schützen", sagt Gerhard Böhm, Leiter des Continental Geschäftsbereiches Engine Systems. "Damit wird der Kraftstoffqualitätssensor helfen, trotz zunehmend unvorhersehbarer Tankmöglichkeiten einen stabilen Motorbetrieb zu sichern."
Continental liefert seit vielen Jahren Lösungen für die Kraftstoffsensorik und hat diese Erfahrung (etwa mit Flex Fuel Sensoren und der direkten Zylinderdruckmessung) genutzt, um den neuen Kraftstoffqualitätssensor zu integrieren und die umfangreichen Fähigkeiten des Systems in konkrete Vorteile für die Motorsteuerung umzusetzen.
Weitere Beispiele für mehr Effizienz und Umweltverträglichkeit auf der IAA
Welche große Rolle der Megatrend "Umwelt" für die Entwicklungsarbeit bei Continental spielt, lässt sich an vielen weiteren technischen Highlights ablesen: Für mehr Umweltverträglichkeit sorgen z.B. der neue innovative Abgasturbolader für kleine Ottomotoren von Continental, optimierte bedarfsgeregelte Kraftstoffpumpen sowie der neue fremderregten Synchronmotor für Elektrofahrzeuge. Ein weiteres Highlight ist unsere MK 100® ESC Hybrid, die bei Fahrzeugen mit regenerativen Bremssystemen zum Einsatz kommt. Zur Energierückgewinnung werden die Verzögerungsphasen des Fahrzeugs ausgenutzt (bis zu 0,2 g - abhängig von der Verfügbarkeit des Generators). Zur Erhöhung der Rückgewinnungseffizienz wird die Hydraulikbremse erst bei stärkerer Betätigung des Bremspedals aktiviert, bei Normalbremsungen wird die Bremsenergie vom Generator zurückgewonnen. Durch den Einsatz vorteilhafter Werkstoffe und darauf basierenden Komponenten werden Autos ebenfalls umweltfreundlicher. Eine Stellschraube für verbrauchsarme und emissionsreduzierte Motoren sind beispielsweise die eingesetzten Antriebsriemen: Keilrippenriemen von ContiTech helfen Reibungsverluste zu verringern und arbeiten in Kraftstoff und CO2 sparenden Start-Stopp-Systemen. Der ölresistente Zahnriemen CONTI® OIL RUNNER ersetzt Ketten im Antrieb von Ölpumpen und Nockenwellensteuertrieben und verbessert so das Emissions- und Geräuschverhalten. Auch Reifen können, ohne Einbußen bei der Sicherheit, Ressourcen schonen. Dies gelingt vor allem durch ihre Auslegung auf niedrigen Rollwiderstand bei gleichzeitiger Verkürzung der Bremswege, insbesondere auf nasser Straße. Hier konnten die Entwicklungsingenieure mit dem seit diesem Jahr lieferbaren ContiEcoContact 5 deutliche Fortschritte in beiden Disziplinen erreichen. Der Sommerreifen eignet sich für eine Vielzahl von Fahrzeugen und ist in einer breiten Lieferpalette erhältlich. Auch mit Themen wie LED Light Control und direkter Reifendrucküberwachung bietet Continental weitere Innovationen, die für größere Energieeffizienz sorgen. Und: Mit dem Eco-Profil des Simplify your Drive-Konzepts kann der Fahrer einfach per Knopfdruck sämtliche Fahrzeugdomänen auf maximale Energieeffizienz trimmen.
