Tre avhandlingar – olycksrisk, nya körcykler samt smart reglering för diesel-el
Skribent (gästinlägg)
2015-06-17
Emilia Lundgren (Kommunikatör på Svenskt hybridfordonscentrum) har sammanfattat tre nyligen försvarade avhandlingar.
Vi gratulerar alla de disputerade till sina nya titlar.
Ny strategi minskar olycksrisken för elbilar
”Alltmer komplexa komponenter och subsystem i elbilar ökar risken för att fel uppstår under körning, med kollision eller avkörning som följd. Daniel Wanners forskningsresultat gör att föraren har betydligt större möjlighet att behålla kontrollen över bilen i kritiska situationer.
Elektrifierade chassin och drivlinor möjliggör en rad olika funktioner för ökad säkerhet och bekvämlighet i elbilar. Samtidigt gör de allt komplexare komponenterna att risken för tekniska fel ökar i t.ex. drivlinan, bromssystemet eller vid en punktering. Felet i sig behöver inte vara allvarligt, men kan leda till ett oväntat beteende hos bilen som föraren måste kompensera med hjälp av hastighetsförändring och styrning. Om bilen får en kursavvikelse kan det leda till avkörning eller kollision med mötande trafik.
KTH-forskaren Daniel Wanner har studerat fel i drivlinan hos bilar med elektriska hjulmotorer. Han berättar att ett fel exempelvis kan leda till att ett bakhjul plötsligt bromsar kraftigt och att bilen då kan komma ur kurs. En bil utan reglerstrategi hinner röra sig omkring 1,3 meter i sidled på vägbanan medan föraren rattar och försöker få bilen på rätt kurs igen, enligt studier på förarreaktioner som Daniel Wanner och hans kollegor genomfört.
I sin avhandling presenterar Daniel Wanner en lösning på problemet – en s.k. feltolerant reglerstrategi som gör att bilen behåller kursen även vid fel. I tester har forskarna konstaterat att sidoförflyttning, girhastighet och styrarbete minskar med upp till 90 procent om bilen är utrustad med en sådan reglerstrategi, jämfört med en bil utan feltolerant reglering.
-Den här lösningen har potential att verkligen förbättra trafiksäkerheten, säger Daniel Wanner. I bästa fall kan reglerstrategin kompensera för felet så att föraren inte behöver agera alls.”
Läs mer här.
Elektrifierade chassin och drivlinor möjliggör en rad olika funktioner för ökad säkerhet och bekvämlighet i elbilar. Samtidigt gör de allt komplexare komponenterna att risken för tekniska fel ökar i t.ex. drivlinan, bromssystemet eller vid en punktering. Felet i sig behöver inte vara allvarligt, men kan leda till ett oväntat beteende hos bilen som föraren måste kompensera med hjälp av hastighetsförändring och styrning. Om bilen får en kursavvikelse kan det leda till avkörning eller kollision med mötande trafik.
KTH-forskaren Daniel Wanner har studerat fel i drivlinan hos bilar med elektriska hjulmotorer. Han berättar att ett fel exempelvis kan leda till att ett bakhjul plötsligt bromsar kraftigt och att bilen då kan komma ur kurs. En bil utan reglerstrategi hinner röra sig omkring 1,3 meter i sidled på vägbanan medan föraren rattar och försöker få bilen på rätt kurs igen, enligt studier på förarreaktioner som Daniel Wanner och hans kollegor genomfört.
I sin avhandling presenterar Daniel Wanner en lösning på problemet – en s.k. feltolerant reglerstrategi som gör att bilen behåller kursen även vid fel. I tester har forskarna konstaterat att sidoförflyttning, girhastighet och styrarbete minskar med upp till 90 procent om bilen är utrustad med en sådan reglerstrategi, jämfört med en bil utan feltolerant reglering.
-Den här lösningen har potential att verkligen förbättra trafiksäkerheten, säger Daniel Wanner. I bästa fall kan reglerstrategin kompensera för felet så att föraren inte behöver agera alls.”
Läs mer här.
Nya metoder för körcykler – ett kraftfullt verktyg för fordonsutveckling
”PRESSMEDDELANDE Forskare vid Linköpings universitet har tagit fram nya metoder för att generera och omforma körcykler. Metoderna gör det lättare för biltillverkare att utforma drivlinan så att utsläpp och bränsleförbrukning minimeras. – Ett kraftfullt och effektivt verktyg för fordonsutveckling, säger Peter Nyberg som presenterar metoderna i sin avhandling.
En körcykel simulerar ett fordons hastighet vid olika tider under en given rutt och används av biltillverkare för att mäta bränsleförbrukning och utsläppsnivå och optimera styrningen av drivlinan. Testvärdena används av försäljare för att ange bränsleförbrukning, samt vid beräkning av fordonsskatt.
Effektivt verktyg för framtidens fordon
Peter Nyberg är doktorand i Fordonssystem vid Linköpings universitet. I sin avhandling presenterar han metoder för att bland annat generera representativa körcykler – det vill säga cykler som speglar verkliga förhållanden – och förändra befintliga cykler så att de uppfyller speciella villkor. Metoderna går att kombinera för att få testresultat som är lättare att jämföra.
-De körcykler som används idag håller inte alltid måttet, säger Peter Nyberg, och för framtidens fordon kommer de att vara omoderna. Metoderna vi har tagit fram utgör ett kraftfullt och effektivt verktyg för fordonsutveckling.
Nytt steg för fordonsteknologin
För att optimera styrningen av drivlinan i fråga om robusthet och känslighet behöver man jämföra flera likvärdiga körcykler på samma fordon. Att utforma körcykler med speciella villkor är ett nytt steg inom fordonsteknologin och innebär att sådana jämförelser nu kan göras snabbare och ge mer tillförlitliga resultat. Peter Nyberg förklarar:
– För att göra en körcykel mer krävande för fordonet att följa har man tidigare till exempel skalat upp den i fråga om tid eller hastighet, eller repeterat samma körcykel flera gånger. Med våra metoder kan man utgå från en befintlig körcykel i en databas och skapa nya, som har samma egenskaper i de lägen man vill studera. Om ett antal sådana olika men likvärdiga körcykler ger olika testresultat till exempel i fråga om bränsleförbrukning kan man göra en betydligt effektivare och mer tillförlitlig analys av orsakerna än vad som varit möjligt tidigare.”
Läs mer här (svensk) / (English version)
En körcykel simulerar ett fordons hastighet vid olika tider under en given rutt och används av biltillverkare för att mäta bränsleförbrukning och utsläppsnivå och optimera styrningen av drivlinan. Testvärdena används av försäljare för att ange bränsleförbrukning, samt vid beräkning av fordonsskatt.
Effektivt verktyg för framtidens fordon
Peter Nyberg är doktorand i Fordonssystem vid Linköpings universitet. I sin avhandling presenterar han metoder för att bland annat generera representativa körcykler – det vill säga cykler som speglar verkliga förhållanden – och förändra befintliga cykler så att de uppfyller speciella villkor. Metoderna går att kombinera för att få testresultat som är lättare att jämföra.
-De körcykler som används idag håller inte alltid måttet, säger Peter Nyberg, och för framtidens fordon kommer de att vara omoderna. Metoderna vi har tagit fram utgör ett kraftfullt och effektivt verktyg för fordonsutveckling.
Nytt steg för fordonsteknologin
För att optimera styrningen av drivlinan i fråga om robusthet och känslighet behöver man jämföra flera likvärdiga körcykler på samma fordon. Att utforma körcykler med speciella villkor är ett nytt steg inom fordonsteknologin och innebär att sådana jämförelser nu kan göras snabbare och ge mer tillförlitliga resultat. Peter Nyberg förklarar:
– För att göra en körcykel mer krävande för fordonet att följa har man tidigare till exempel skalat upp den i fråga om tid eller hastighet, eller repeterat samma körcykel flera gånger. Med våra metoder kan man utgå från en befintlig körcykel i en databas och skapa nya, som har samma egenskaper i de lägen man vill studera. Om ett antal sådana olika men likvärdiga körcykler ger olika testresultat till exempel i fråga om bränsleförbrukning kan man göra en betydligt effektivare och mer tillförlitlig analys av orsakerna än vad som varit möjligt tidigare.”
Läs mer här (svensk) / (English version)
Minskad bränsleåtgång för diesel-elektriska drivlinor med smart reglering
”PRESSMEDDELANDE: En diesel-elektrisk drivlina kan ge tunga arbetsfordon kapacitet som vida överträffar den hos fordon med traditionell förbränningsmotor. Tekniken kräver dock att reglersystemet utformas på ett smart sätt. Vid Linköpings universitet pågår nu en studie i hur man bäst utnyttjar diesel-elektriska drivlinors fulla potential.
I en diesel-elektrisk drivlina alstras den elektriska energin i en generator som drivs av dieselmotorn. Bild: BAE.
Diesel-elektriska drivlinor har inget batteri, utan alstrar elektrisk energi via en generator som drivs av dieselmotorn. All elektrisk effekt måste därför produceras exakt när den behövs. Motorn har inte heller någon mekanisk koppling till hjulen, vilket innebär att motorns varvtal är en frihet som måste styras. Därmed kan man få maximal verkningsgrad även när fordonet är stillastående, en egenskap som är mycket värdefull för tunga arbetsfordon som kranar och grävmaskiner. Hittills har relativt lite forskning gjorts kring hur tekniken kan tillämpas i arbetsfordon, medan den är vanlig i fartyg och tåg.
Två strategier minskar responstid och bränsleåtgång
I sin avhandling ”Optimal Control of Electrified Powertrains” presenterar Martin Sivertsson två olika strategier för optimering av en diesel-elektrisk drivlina, med avseende på responstid eller bränsleförbrukning. Forskarna har framför allt undersökt hur man genomför en transient, det vill säga en övergång mellan två arbetspunkter i drivlinan, på bästa sätt. Resultaten visar att den tidsoptimala strategin kan reducera responstiden med 1-2% och samtidigt minska bränsleförbrukningen avsevärt.
– Vid jämn gas är det lätt att avgöra vilken arbetspunkt för drivlinan som är mest effektiv, förklarar Martin Sivertsson. När gasen ändras blir en annan arbetspunkt den mest effektiva. Vi har undersökt hur man styr den här övergången optimalt. Den långsamma dynamiken i dieselmotorns turboaggregat har stor betydelse för hur drivlinan bör styras, liksom om man väljer att optimera för bränsle eller för tid.”
Läs mer här (svensk version) /(english version)
I en diesel-elektrisk drivlina alstras den elektriska energin i en generator som drivs av dieselmotorn. Bild: BAE.
Diesel-elektriska drivlinor har inget batteri, utan alstrar elektrisk energi via en generator som drivs av dieselmotorn. All elektrisk effekt måste därför produceras exakt när den behövs. Motorn har inte heller någon mekanisk koppling till hjulen, vilket innebär att motorns varvtal är en frihet som måste styras. Därmed kan man få maximal verkningsgrad även när fordonet är stillastående, en egenskap som är mycket värdefull för tunga arbetsfordon som kranar och grävmaskiner. Hittills har relativt lite forskning gjorts kring hur tekniken kan tillämpas i arbetsfordon, medan den är vanlig i fartyg och tåg.
Två strategier minskar responstid och bränsleåtgång
I sin avhandling ”Optimal Control of Electrified Powertrains” presenterar Martin Sivertsson två olika strategier för optimering av en diesel-elektrisk drivlina, med avseende på responstid eller bränsleförbrukning. Forskarna har framför allt undersökt hur man genomför en transient, det vill säga en övergång mellan två arbetspunkter i drivlinan, på bästa sätt. Resultaten visar att den tidsoptimala strategin kan reducera responstiden med 1-2% och samtidigt minska bränsleförbrukningen avsevärt.
– Vid jämn gas är det lätt att avgöra vilken arbetspunkt för drivlinan som är mest effektiv, förklarar Martin Sivertsson. När gasen ändras blir en annan arbetspunkt den mest effektiva. Vi har undersökt hur man styr den här övergången optimalt. Den långsamma dynamiken i dieselmotorns turboaggregat har stor betydelse för hur drivlinan bör styras, liksom om man väljer att optimera för bränsle eller för tid.”
Läs mer här (svensk version) /(english version)