Det visade sig sv˚art att utv¨ardera f¨orarupplevelsen p˚a chassidynamometern eftersom fordonet stod stilla. Testen med acceleration vid l˚aga varvtal resulterade inte i m¨arkbara vibrationer eller oljud (’booming’). Metoden att reducera vridmomentet f¨or bensinmotorn verkar mer lovande n¨ar det g¨aller att utv¨ardera hur accelerationen upplevs. Denna metod p˚averkar dock inte hur snabbt vridmomentet kan ¨andras eller motorns varvtal. Den s¨ager d¨arf¨or ingenting om ljud och vibrationer. Under testen upplevdes ingen m¨arkbar skillnad i acceleration n¨ar vridmomentet be-gr¨ansades f¨or att motsvara slutv¨axel 3,650. Den upplevdes dock som markant l¨agre n¨ar slutv¨axel 3,350 testades, ungef¨ar som n¨ar endast framhjulsdrift anv¨ands. Vid testen var dock elmotorns vridmoment begr¨ansat till cirka h¨alften av det specificerade maxv¨ardet. En ny unders¨okning skulle beh¨ova genomf¨oras n¨ar elmotorn till˚ats anv¨anda fullt vridmoment.
Kapitel 5
Slutsatser
Av de olika metoder f¨or br¨anslebesparing som utv¨arderats s˚a ¨ar det fr¨amst tv˚a som har visat sig anv¨andbara. Det r¨or sig om elektrisk iv¨agk¨orning f¨or automatv¨axlad bil, redovisad i Tho-mas Mobergs rapport, samt ¨andrad slutv¨axel. Den senare metoden har potential f¨or betydande br¨anslebesparingar f¨or manuell bil och viss br¨anslebesparing f¨or automat tillsammans med en
¨okning av m¨angden ˚aterladdad energi. Det senare f¨oruts¨atter dock att inga st¨orre ¨andringar m˚aste g¨oras i v¨axlingsschemat. Ingen ¨okad anv¨andning av eXWD ¨ar n¨odv¨andig i NEDC ef-tersom fordonet kan genomf¨ora cykeln med ren framhjulsdrift ¨aven f¨or den l¨agsta slutv¨axeln.
Metoden m¨ojligg¨ors av den extra potential f¨or acceleration som eXWD medf¨or, snarare ¨an fak-tisk anv¨andning av elmotorn. Vid k¨orning under verkliga f¨orh˚allanden ¨ar det dock m¨ojligt att mer el g˚ar ˚at vid acceleration, d˚a den ofta ¨ar kraftigare ¨an vad som f¨orekommer i NEDC.
Den f¨orb¨attrade br¨ansleekonomin sker till priset av f¨orlorad prestanda. eXWD kan kompen-sera f¨or denna f¨orlust f¨or automat samt f¨or manuell med slutv¨axlarna 3,737, 3,650 och 3,578 s˚a att hybridvarianten av 540 fortfarande har b¨attre prestanda ¨an den framhjulsdrivna versio-nen. Med de l¨agre utv¨axlingarna 3,350 och 3,095 kan kompensation ske i vissa fartintervall, men inte ¨overallt. ¨Andring av slutv¨axeln p˚averkar fordonets toppfart, men det r¨or sig om en rela-tivt liten ¨andring av ett redan h¨ogt v¨arde och det har sannolikt ingen praktisk betydelse. Den l¨agsta m¨ojliga farten p˚a varje v¨axel (med sluten koppling eller l˚ast momentomvandlare) h¨ojs n¨ar slutv¨axeln s¨anks, men NEDC kan genomf¨oras p˚a de specificerade v¨axlarna ¨aven med den l¨agsta slutv¨axeln f¨or manuell. F¨orlusteffekten i kopplingen ¨okar betydligt n¨ar slutv¨axeln ¨andras. Det kan f¨orv¨antas ¨oka slitaget p˚a komponenten.
Vid framhjulsdrift minskade den simulerade br¨anslef¨orbrukningen med upp till ett par procent beroende p˚a vilken slutv¨axel som anv¨andes. Det var dock sv˚art att utv¨ardera br¨anslebesparingen i hybridl¨aget med den mjukvaruversion som var implementerad i Unified. Br¨anslebesparingen var mycket liten ¨aven med originalslutv¨axeln och m¨angden ˚aterladdad energi minskade vid byte av slutv¨axel. Ber¨akningar visade dock att ungef¨ar lika mycket ˚aterladdning borde vara m¨ojlig f¨or alla slutv¨axlar. F¨or automatv¨axlad bil ¨okade m¨angden ˚aterladdad energi n˚agot n¨ar slutv¨axeln s¨anktes utan att v¨axlingsschemat ¨andrades.
De begr¨ansade tester som genomf¨ordes i mulorna bekr¨aftade att br¨anslef¨orbrukningen mins-kar n¨ar slutv¨axeln s¨anks, men det skulle beh¨ovas fler och mer rigor¨osa f¨ors¨ok f¨or att erh˚alla ett tillf¨orlitligt numeriskt v¨arde. Den senare versionen av hybridmjukvaran som var inl¨ast i mulorna kunde ej testas. Det gick d¨arf¨or inte att j¨amf¨ora dess beteende med den tidigare version som simulerades i Unified.
F¨orarupplevelsen gick inte att unders¨oka p˚a chassidynamometern. ’Booming’ uppstod ej vid acceleration vid l˚agt varvtal, men motorn n˚adde inte fullt vridmoment under testen. Metoden
att begr¨ansa f¨orbr¨anningsmotorns vridmoment tycks vara b¨attre l¨ampad f¨or att utv¨ardera hur f¨oraren upplever f¨orlusten av acceleration.
5.1 Rekommendationer och f¨ orslag till vidare unders¨ okningar
Huruvida det ¨ar l¨ampligt att ¨andra slutv¨axeln och vilket alternativ som i s˚a fall ska v¨aljas ¨ar ytterst en fr˚aga om SAAB vill prioritera prestanda eller br¨ansleekonomi. Det beror i sin tur p˚a vad kunden f¨orv¨antar sig att f˚a f¨or den premiumkostnad som f¨oljer med hybridversioner av fram-tida bilar baserade p˚a 540. Flera val av slutv¨axel ger en viss minskning av br¨anslef¨orbrukningen samtidigt som eXWD fortfarande ger en betydande prestanda¨okning j¨amf¨ort med ordinarie 540.
F¨orslagsvis s˚a kan utv¨axlingarna 3,650 och 3,578 vara bra avv¨agningar f¨or den manuella versio-nen.
Denna rapport har fokuserat enbart p˚a effekter i den europeiska k¨orcykeln NEDC. Innan ett beslut om ¨andring av slutv¨axeln fattas s˚a kan det vara l¨ampligt att unders¨oka mer verklig-hetstrogna k¨orfall. En b¨orjan skulle kunna vara den amerikanska k¨orcykeln US06, som ¨ar mer kr¨avande ¨an NEDC. Det som framf¨or allt b¨or unders¨okas ¨ar hur mycket mer el som g˚ar ˚at vid de kraftigare accelerationerna och om detta inverkar negativt p˚a br¨ansleekonomin.
De unders¨okningar som genomf¨orts skulle i flera fall beh¨ova kompletteras. Det skulle vara relativt enkelt att byta ut den f¨or˚aldrade mjukvaran i Unified mot den senaste versionen, vilket skulle m¨ojligg¨ora simuleringar med den senare. Sj¨alva mjukvaran skulle kunna studeras n¨armare f¨or att se om optimeringen av br¨anslef¨orbrukningen fungerar lika bra f¨or andra slutv¨axlar som f¨or originalkonfigurationen. Fler tester p˚a chassidynamometern skulle beh¨ova genomf¨oras f¨or att bekr¨afta m¨angden sparat br¨ansle i praktiken. Ett mer rigor¨ost genomf¨orande vore att f¨oredra, med kontroll av d¨acktryck och temperatur, mm och inkluderande tester d¨ar eXWD och hy-bridmjukvaran anv¨ands. Testen visade att det ¨ar mycket sv˚art f¨or en vanlig f¨orare att exakt f¨olja referenshastigheten under f¨ors¨oket. Anv¨andande av en specialutbildad f¨orare rekommende-ras d¨arf¨or. Metoden med s¨ankt motorvridmoment skulle kunna testas av SAAB:s validerare s˚a snart begr¨ansningarna av elmotorns vridmoment har tagits bort. Det skulle ge en b¨attre bild av hur mycket prestadaf¨orlust som ¨ar acceptabel. I rapporten har accelerationen ber¨aknats utifr˚an specificerat motorvridmoment. M¨atningar i bil visade dock att detta kan ¨overskridas relativt mycket. Om vridmomentet inte begr¨ansas i framtida versioner av mjukvaran s˚a b¨or acceleratio-nen ber¨aknas p˚a nytt utifr˚an uppm¨att vridmoment. Detta skulle resultera i h¨ogre acceleration, vilket eventuellt ger st¨orre utrymme att s¨anka slutv¨axeln. En bieffekt av l¨agre slutv¨axel ¨ar h¨ogre f¨orluster i kopplingen. Detta b¨or medf¨ora h¨ogre slitage, men har inte unders¨okts n¨armare. Det g˚ar dock ej att f¨orbise om ett slutv¨axelbyte ska genomf¨oras.
F¨or automatv¨axlad bil b¨or liknande tester p˚a chassidynamometer genomf¨oras f¨or att un-ders¨oka br¨anslef¨orbrukning i hybridl¨age samt unders¨oka om ’booming’ uppst˚ar vid l˚aga varvtal.
De flesta av de metoder f¨or br¨anslebesparing som inledningsvis utv¨arderades avf¨ardades snabbt. Det vore dock bra att snabbt unders¨oka om s¨ankt tomg˚angsvarvtal ¨ar genomf¨orbart och vilka effekter det i s˚a fall f˚ar. F¨orslagsvis genom ett test i bil d¨ar tomg˚angsvarvtalet kan regleras manuellt i motormjukvaran.
F¨ orfattarens Tack
F¨orfattaren ¨onskar tacka f¨oljande tidigare anst¨allda p˚a SAAB som har varit behj¨alpliga med projektet. I synnerhet g¨aller det handledarna Philip Gebel, Lars G Johansson och Fredrik As-sarsson, samt Chistian Fransson som var f¨orare under k¨orproven, Johan Larsson som hj¨alpte till med ¨andringar av bilmjukvaran och John Lord f¨or hj¨alp med simuleringsmjukvaran.
• Christian Fransson
• Fredrik Assarsson
• Johan Larsson
• John Lord
• Lars G Johansson
• Lars Mattsson
• Leif Hermansson
• Linus Andersson
• Olof Martander
• Philip Gebel
Tack ¨aven till ¨amnesgranskare Mikael Sternad och examinator Tomas Nyberg.
Litteraturf¨ orteckning
[1] Intern dokumentation, N18.
[2] Intern dokumentation, 540.
[3] L. Guzzella A. Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems, andra upplagan, Berlin 2007.
[4] Intern dokumentation, M32.
[5] Intern dokumentation, F21-250.
[6] Intern dokumentation, eXWD.
[7] Lord, John; Civilingenj¨or p˚a SAAB Powertrain. 2011. Epost 25 maj.
[8] Simuleringsparametrar i Unified.