Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
An engine start/stop strategy for a hybrid city bus
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2009 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
En start/stopp strategi för förbränningsmotorn i en stadshybridbus (Swedish)
Abstract [en]

The heavy vehicle industry is constantly trying to improve fuel economy, reduce emissions and noise. The introduction of hybrid technology offers the possibility to take a big step forward in this area. One feature that the hybridization provides is to automatically turn off the combustion engine when it is not needed.

This thesis work was performed at Scania CV AB and the aim was to evaluate if start/stop can be implemented into Scania’s series hybrid powertrain for city buses. The secondary aim was to develop a strategy for the start/stop function and implement it into the hybrid bus’s control system. Important factors to evaluate were the impact on the different auxiliary systems as well as the impact on fuel consumption, emissions and noise.

The auxiliary system evaluation was a theoretical study where it was found that there are no immediate obstacles that would preclude a start/stop introduction. However, some potential limitations and a few long term impacts were brought to attention. The limitations imply that a start/stop frequency of 2

stops/km would be sustainable. In the theoretical evaluation it was also found that the fuel consumption would be reduced with approximately 4% for inner city driving conditions with the 2 stops/km limitation. It was also found that there is a potential to achieve up to 10% fuel savings if this limitation can be removed. The exhaust emissions are expected to be reduced in the same order of magnitude as the fuel economy.

A strategy for the start/stop function was developed and realized to a function. The function was built in Matlab Simulink and implemented into a pre-existing model of the Hybrid Management System (HMS). It was found that most of the necessary input data for this function can be assessed in the bus’s CAN network and HMS system. A few additional inputs is however necessary to complete the function.

The strategy included engine start where the generator in the hybrid powertrain is used for cranking of the engine. This part of the function was implemented and tested in the hybrid bus with good results. The tests showed that there is very good potential to achieve quick and comfortable starts. By means of a few minor modifications in the suggested control logic the engine restart time can be shortened to less than one second. The tests also showed that engine stops can be made quicker and smoother by applying a breaking torque during shut down.

Abstract [sv]

Den tunga fordonsindustrin försöker ständigt att förbättra bränsleekonomi, reducera emissionen och buller. Introduktionen av hybridteknik medför ett stort steg framåt i utvecklingen. En möjlighet som hybridiseringen erbjuder är att automatiskt stänga av förbränningsmotorn när den inte behövs.

Examensarbetet utfördes på Scania CV AB och målet var att utvärdera hur vida det är möjligt att införa en start/stopp-funktion i Scanias seriehybriddrivlina för stadsbussar. Det sekundära målet var att föreslå en strategi för en sådan funktion och sedan implementera denna i hybridbussens kontrollsystem. Viktiga faktorer att ta hänsyn till var inverkan från start/stopp på bussens olika hjälpsystem samt inverkan på bränsleförbrukning, emissioner och buller.

Inget direkt hinder mot att införa start/stopp kunde hittas. Dock har några potentiellt begränsande faktorer identifierats samt några faktorer där inverkan under en längre tid bör studeras. Den teoretiska studien fann att start/stopp frekvensen bör begränsas till 2

stopp/km. Studien fann också att en bränslebesparing på ca 4% då är möjlig för innerstadstrafik, men att det finns potential för upp till 10% besparing om begränsningen på start/stopp- frekvensen kan arbetas bort. Avgasemissionerna förväntas minska i samma storleksordning som bränsleförbrukningen.

En strategi för start/stopp utvecklades och realiserades till en funktion. Funktionen byggdes i Matlab Simulink och implementerades sedan i en befintlig modell av hybriddrivlinans kontrollsystem. De flesta insignaler som är nödvändiga för denna funktion fanns att tillgå på CAN-nätverket samt internt i hybriddrivlinans kontrollenhet. Det är däremot nödvändigt att komplettera med ytterligare några få insignaler för att göra funktionen komplett.

Strategin inkluderade även motorstart med en metod som utnyttjar hybridkretsens generator för att dra igång förbränningsmotorn. Denna del implementerades och utvärderades i buss med mycket goda resultat. Testen visade att det finns stor potential att göra starterna både snabba och komfortabla genom att använda denna metod. Återstartstiden för motorn kan förkortas till under en sekund. Testen visade även att motoravstängningarna kunde göras snabbare och mjukare genom att lägga på ett bromsande moment.

Place, publisher, year, edition, pages
2009.
Series
MMK2009:64 MDA 342
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99956OAI: oai:DiVA.org:kth-99956DiVA: diva2:542673
External cooperation
Scania CV AB,Karl Karlsson
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-02 Created: 2012-08-02 Last updated: 2012-08-02Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Robin Rockström(2268 kB)890 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2268 kBChecksum SHA-512
9bc4f531eec64439c2e8ee60df36809b03027d517691bc6111ea81099fccf6d6ded8ad3707003811a575e3b4d93192c09ac0497139de009b6d7a81565e18d9d2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 890 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 256 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf