Sähköajoneuvon vetoluistoneston toteuttaminen kiihtyvyysanturia käyttäen

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin osana Metropolia Ammattikorkeakoulun induktiivisen latauksen kenttäkoetta. Järjestelmä suunniteltiin ja asennettiin Fiat Doblo konversio-sähköautoon. Työn tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa autoon vetoluistonestojärjestelmä.

Työssä käydään läpi eri vetoluistonestomenetelmiä sekä niiden etuja että haittoja ja ominaisuuksia. Perinteisestä sutimisenestomallista poiketen käytettiin ajoneuvon nopeuden vertailuanturina pelkästään kiihtyvyysanturia ja ajoneuvon nopeutta estimoitiin ohjelmallisesti kiihtyvyyden perusteella. Päätös olla käyttämättä vetämättömän- ja vetävän pyörän nopeuseroa luistonlaskennassa toi työhön uusia haasteita.

Varsinainen ohjelmiston suunnittelu suoritettiin MATLAB Simulink-ohjelmointiympäristössä. Vetävän renkaan luiston arviointiin kehitysvaiheessa käytettiin Hans. B. Pacejkan kehittämää renkaan luistomallia. Auton liikkeen mitta-arvoja tallennettiin Dewetron-laitteella. Nopeuden mallintaminen pelkän kiihtyvyysanturin perusteella osoittautui vaikeaksi, mutta järjestelmä saatiin toimimaan luotettavasti liikkeelle lähdettäessä.

Lopputuloksena syntyi toimiva vetoluistonestojärjestelmä. Ohjelmisto rajoittaa vääntömomenttia välittömästi, jos luistoa havaitaan.

This Bachelor’s thesis was carried out as a part of the field test of inductive charging Helsinki Metropolia University of Applied Sciences. The system was designed and implemented to Fiat Doblo electric conversion vehicle. The aim of the work was to design and build a traction control system for the vehicle.

The study presents different types of systems that prevent wheel spin and compare negative and positive features of these systems. Differing from traditional traction control systems accelerometer was the only sensor used to compare vehicle speed. The speed of the vehicle was estimated using a program that reads acceleration. The decision not to use the speed difference of the non-powered and pulling wheel when calculating the slip made the work more challenging.

The actual designing of the program was implemented in the MATLAB Simulink programming environment. In the development phase, Hans. B. Pacejka’s wheel slip model was used to model pulling wheels estimation of slip. Vehicle movement measurements were recorded using Dewetron data acquisition unit. Speed modelling based only accelerometer turned out to be difficult, but it was possible to make the system function reliably when accelerating from standstill.

The result was a working traction control system program. The program reduces given torque instantly, if slip is detected.