Kaasupoljinohjeen toteuttaminen hybridilinja-auton säätöjärjestelmälle
Alho, Jani (2014)
Kandidaatintyö
Alho, Jani
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014050825739
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014050825739
Tiivistelmä
Sähkö- ja hybridiajoneuvot yleistyvät tiukentuvien päästömääräysten seurauksena, koska sähkömoottoritekniikan avulla ajoneuvon kokonaishyötysuhdetta on mahdollista parantaa merkittävästi. Akkujen kapasiteettiin, kokoon, painoon ja latausaikoihin liittyvien ongelmien vuoksi sekä nestemäistä polttoainetta että sähköä hyödyntävä hybriditekniikka on toistaiseksi pelkkään sähkökäyttöön verrattuna usein toimivampi toteutus. Vanhojen hyötyajoneuvojen hybridikonversiot saattavatkin yleistyä, jos voidaan osoittaa, että konversio on toteutettavissa järkevin resurssein ja voidaan laatia konversion teknisiä haasteita helpottavia ohjeita.
Syksyllä 2012 käynnistyi Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston vetämä CAMBUS-projekti, jossa on tarkoitus kehittää kaupallisesti tarjolla olevia järjestelmiä pätevämpi hybriditekniikka linja-autokäyttöön. Tämä kandidaatintyö pyrkii kirjallisuuskatsauksen keinoin selvittämään, minkälainen kaasupolkimen toteutus olisi tätä hybridikonversiota ajatellen paras kuljettajan kontrolloiman säätöohjeen käytännön toteutukseen.
Lähdemateriaalina on käytetty mm. Boschin ja Automobiltechnische Zeitschriftin ajoneuvoalan käsikirjoja ja oppikirjoja, Volkswagenin koulutuskäsikirjoja ja täydentävästi tieteellisiä artikkeleita ja patentteja. Niiden pohjalta on koottu yleisimmät tämänhetkiset tekniset toteutustavat, pohdittu tiedonsiirron ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden haasteita, sekä kokonaissäätöjärjestelmän näkökulmasta säätöohjeen suuretta.
Selvityksen perusteella polkimen asentotunnistuksen kannalta oleellista on turvallisuus, eli lähinnä mekaaninen kestävyys ja riittävä häiriösuojaus. Ajoneuvossa ilmeneviä voimakkaita magneettikenttiä hyvin sietävä digitaalinen väyläjärjestelmä voi hyvin toteutettuna myös yksinkertaistaa ajoneuvon sähköjärjestelmän muuta toteutusta. Aineistojen perusteella vääntömomentti on luonnollisin valinta ohjaussuureeksi. Vääntömomenttiohjeen avulla voidaan helposti luoda selkeä ja johdonmukainen tuntuma kuljettajalle voimanlähteiden turvalliseen hallintaan ja se helpottaa myös kommunikointia pidonhallintajärjestelmän ja muiden ajoneuvon hallintaan liittyvien järjestelmien kanssa. Electric and hybrid electric vehicles are becoming more common. They have proved to provide an effective solution for the requirements of the increasingly stringent emission control legislation. Hybrid technology helps to greatly improve the overall efficiency of any given motor vehicle. The hybrid conversions of older vehicles may become more interesting if a conversion may be produced economically enough.
In fall 2012, Lappeenranta University of Technology has started a project called CAMBUS. The aim of the project is to create a more efficient hybrid technology than is currently available in commercial commuter buses. This bachelor’s thesis study is a literature review, which concentrates on finding the most suitable methods for implementing the driver request signal (accelerator pedal) for the control system of a hybrid bus.
The most common commercially available technical solutions, means of data communication, electromagnetic compatibility and the type of reference quantity and control strategy have been discussed through. The research material included essential automotive design study books and technical handbooks made by Bosch and Automobiltechnische Zeitschrift, Volkswagen Group training manuals, relevant patents and articles.
The research concludes that the most obvious criteria for the position recognition in an accelerator pedal is safety. Thus structural rigidity and protection against electromagnetic interference is of great importance. The digital data communication can largely simplify the overall electrical design in a vehicle, yet it must also be tolerant to the powerful magnetic interference present in the vehicle. The material suggests the use of a torque setpoint as the most natural type of instruction. The torque based setpoint strategy also provides a consistent and easily manageable interface for the driver to safely control the vehicle power sources and provides a useful measure of quantity for communication with stability control and other vehicle maneuvering related systems.
Syksyllä 2012 käynnistyi Lappeenrannan Teknillisen Yliopiston vetämä CAMBUS-projekti, jossa on tarkoitus kehittää kaupallisesti tarjolla olevia järjestelmiä pätevämpi hybriditekniikka linja-autokäyttöön. Tämä kandidaatintyö pyrkii kirjallisuuskatsauksen keinoin selvittämään, minkälainen kaasupolkimen toteutus olisi tätä hybridikonversiota ajatellen paras kuljettajan kontrolloiman säätöohjeen käytännön toteutukseen.
Lähdemateriaalina on käytetty mm. Boschin ja Automobiltechnische Zeitschriftin ajoneuvoalan käsikirjoja ja oppikirjoja, Volkswagenin koulutuskäsikirjoja ja täydentävästi tieteellisiä artikkeleita ja patentteja. Niiden pohjalta on koottu yleisimmät tämänhetkiset tekniset toteutustavat, pohdittu tiedonsiirron ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden haasteita, sekä kokonaissäätöjärjestelmän näkökulmasta säätöohjeen suuretta.
Selvityksen perusteella polkimen asentotunnistuksen kannalta oleellista on turvallisuus, eli lähinnä mekaaninen kestävyys ja riittävä häiriösuojaus. Ajoneuvossa ilmeneviä voimakkaita magneettikenttiä hyvin sietävä digitaalinen väyläjärjestelmä voi hyvin toteutettuna myös yksinkertaistaa ajoneuvon sähköjärjestelmän muuta toteutusta. Aineistojen perusteella vääntömomentti on luonnollisin valinta ohjaussuureeksi. Vääntömomenttiohjeen avulla voidaan helposti luoda selkeä ja johdonmukainen tuntuma kuljettajalle voimanlähteiden turvalliseen hallintaan ja se helpottaa myös kommunikointia pidonhallintajärjestelmän ja muiden ajoneuvon hallintaan liittyvien järjestelmien kanssa.
In fall 2012, Lappeenranta University of Technology has started a project called CAMBUS. The aim of the project is to create a more efficient hybrid technology than is currently available in commercial commuter buses. This bachelor’s thesis study is a literature review, which concentrates on finding the most suitable methods for implementing the driver request signal (accelerator pedal) for the control system of a hybrid bus.
The most common commercially available technical solutions, means of data communication, electromagnetic compatibility and the type of reference quantity and control strategy have been discussed through. The research material included essential automotive design study books and technical handbooks made by Bosch and Automobiltechnische Zeitschrift, Volkswagen Group training manuals, relevant patents and articles.
The research concludes that the most obvious criteria for the position recognition in an accelerator pedal is safety. Thus structural rigidity and protection against electromagnetic interference is of great importance. The digital data communication can largely simplify the overall electrical design in a vehicle, yet it must also be tolerant to the powerful magnetic interference present in the vehicle. The material suggests the use of a torque setpoint as the most natural type of instruction. The torque based setpoint strategy also provides a consistent and easily manageable interface for the driver to safely control the vehicle power sources and provides a useful measure of quantity for communication with stability control and other vehicle maneuvering related systems.