https://www.popvakuutus.fi/asiakaspalvelu/yhteistyokumppaneiden-edut?utm_source=autostadium&utm_medium=banner&utm_campaign=autovakuutus_autostadium_jatkuva&utm_content=autovakuutus_0418

Kuga PHEV OBD:n kautta tarkasteltuna

tet

Legenda
Liittynyt
24.4.2017
Joutoaikana on tullut hieman lokiteltua dataa autosta Forscanin avulla, joten ajettelin tuoda tänne hieman näkymää Fordin lataushybridin toimintaan datan kautta tarkasteltuna. Laitan muutamia viestejä eri aiheista, sitä mukaa kun ehdin. Ajattelin ensin laittaa nämä tuonne omaan talliin, mutta avasinkin näille nyt oman ketjun merkkikohtaiseen keskusteluun, jotta eivät häviä muun Kuga-keskustelun sekaan.

Ensimmäisenä kuvatuksena alla näkymää akun varaustasosta, sekä lataus- ja purkutehon rajoituksista. Kuvaajassa näkyy yksi täydella akulla aloitettu ajomatka, jossa käytin ensin lataussähkön pois, ja sen jälkeen matka jatkui hybridiajona. Vaaka-akselin aikaleima on sekunteja matkan alusta lähtien.

Sininen käyrä on akun indikoitu varaustaso, eli prosenttilukema joka näkyy latausasetuksien näytöllä olevassa pariston kuvassa sekä FordPass-kännysovelluksessa. Punainen käyrä puolestaan on todellinen varaustaso. Täyteen ladatun akun todellinen varaustaso on 90 %, ja akkumittari näyttää tyhjää, kun varaustaso tippuu noin 19 % paikkeille. Tästä kuluu vielä hetki, ennenkuin polttomoottori käynnistyy noin 18% tasolla. Polttomoottori lataa käydessään akkua niin, että varaus pysyttelee noin välillä 15-19 %. Moottorin käyntiin vaikuttaa varaustason lisäksi myös ajotehon tarve, joten varaustason vaihtelu tällä välillä ei ole säännöllistä. Jos varaustaso laskee lähelle 15 % tasoa, moottori käynnistyy vaikka ajotehon puolesta sitä ei tarvittaisikaan.

Akun bruttokapasiteettihan on 14,4 kWh, ja yllämainituista lukemista voidaan laskea sen nettokapasiteetti. Jos alarajaksi katsotaan polttomoottorin käynnistymishetken taso, on nettokapasiteetti noin 10,4 kWh. Ehdottoman alarajan mukaan laskien se on 10,8 kWh.

Vihreä ja violetti käyrä kuvaavat akuston ohjainlaitteen ilmoittamia suurimpia mahdollisia lataus- ja purkaustehoja. Täyden akun maksimi purkausteho on noin 76 kW, ja laskee varaustason laskiessa lähelle 60 kW tasoa. Lataustehon raja on täydellä akulla tasan nolla (vaikka akku ei oikeasti olekaan täynnä), ja lähtee loivaan nousuun aika pian varaustason laskiessa. Selvästi jyrkimmin varaustehorajoitus nousee noin 85-75 % indikoidun varaustason välillä, ja maksimi varausteho n. 60 kW saavutetaan vasta kun indikoitu varaustaso laskee alle 50 prosentin.

Keltaisella käyrällä näkyvä akuston lämpötila ei käyrien muodosta päätellen suuremmin vaikuta lataus- ja purkaustehon rajoihin, ainakaan vielä näin pienellä lämpötilan muutoksella.
 

Liitteet

  • soc.PNG
    soc.PNG
    27,7 KB · Katsottu: 222
Kugassa näyttää akun lämpötila jäävän alle 30 asteen, Optimalla kun ajaa sähköllä niin maantieajossa lämpöjen noustessa 32 asteeseen, silloin aloitetaan niiden jäähdyttäminen. Ensin tuuletin pyörii 13 %:lla ja maksimissaan ollut 49 % kesän helteillä.
 
Ansiokasta seurantaa tet. Voiko varaustaso missään olosuhteissa laskea alle tuon 15%? Jos vaikka tyhjällä akulla iskee lapun lattiaan, kyllähän silloin myös sähkö avustaa maksimaalisesti.

Onko tuo alaraja vähän liiankin varovainen, riittäisikö vaikka 10% ja range pitenisi. Tulevaisuudessa näitä saatetaankin ns. lastuttaa vaikka noita rajoja muuttamalla.
 
otj sanoi:
Voiko varaustaso missään olosuhteissa laskea alle tuon 15%?

Tai sitten kun ajaa oikein rauhalliseen tahtiin taajama-ajoa, silloin ehkä akusta saadaan tihrustettua prosentit pienimmilleen. Optimassa ainakin, maantieajossa polttis käynnistyy jo 15-16 %:n tienoilla kun taas hitaassa vauhdissa menty jopa 10 %:n tasolle.

Olisko noin myös Kugalla?
 
ihaa sanoi:
Tai sitten kun ajaa oikein rauhalliseen tahtiin taajama-ajoa, silloin ehkä akusta saadaan tihrustettua prosentit pienimmilleen. Optimassa ainakin, maantieajossa polttis käynnistyy jo 15-16 %:n tienoilla kun taas hitaassa vauhdissa menty jopa 10 %:n tasolle.

Olisko noin myös Kugalla?

Kovin montaa kertaa en ole tätä päässyt toteamaan, joten en osaa varmasti sanoa. Tuon yllä olevan loggauksen aikana ajelin kyllä jotain 50 km/h taajamaa, varoen käyttämästä muuta kuin "pintakaasua", ja tuossa 15% rajassa pörähti silti moottori käyntiin.
 
Datan kertomaa, osa 2. Aiheena tällä kertaa auton ajoteho, todellinen ja tehomittarin näyttämä. Voimalinjan tehotietoja ei Forscan jostain syystä löydä, vaikka melko varmasti sellaisia saatavissa olisikin. Ilmeisesti kyseiset PIDit eivät vain ole softan tekijöiden tiedossa. Onneksi ongelma on osittain kierrettävissä, koska akuston jännite ja virta sieltä löytyy, ja niistähän saa kätevästi laskettua tehon, kun tasavirrasta on kyse. Myös ilmastointikompuran ja DC/DC-konvertterin virta löytyy, joten akuston virrasta saa vähennettyä myös osan apulaitteiden kulutuksesta. Valitettavasti 5 kW lämmitysvastuksen virtaa sieltä ei löydy, joten täysin vedenpitävästi voimalinjan ottetehoa ei pysty laskemaan.

Datankeruu vahvisti aiemman oletukseni, että mittariston tehomittarin näyttämä ei vastaa todellista ajotehoa, vaikka kilowatteja näyttääkin. Oheisessa kuvassa yksi ripeähkö, mutta ei täyskaasulla suoritettu, 0-100 km/h kiihdytys sähköajolla. Aika-akseli on millisekunteina. Sinisellä käyrällä todellinen sähköteho, joka on laskettu edellä mainitulla tavalla. Vihreällä puolestaan indikoitu sähköteho, joka on laskettu tehomittarin neulan prosentuaalisesta asentotiedosta. Käyrät ovat muodoltaan melko identtiset, mutta todellinen teho on selvästi mittarin indikoimaa pienempi. Mittarin näyttäessä noin 140 kW tehoa, on todellinen teho vain noin puolet siitä eli 72 kW - mikä onkin luonnollista, koska akun maksimi purkausteho (joka tulee akuston ohjaimelta suoraan kilowatteina) näyttää samaista 72 kW lukemaa. Kiihdytyksen päätyttyä mittari jää näyttämään noin 70 kW tehoa, todellisen ollessa noin 25 kW eli vain noin kolmannes indikoidusta tehosta.
 

Liitteet

  • power.PNG
    power.PNG
    22,1 KB · Katsottu: 170
Havaintoa tukee ihan persdyno, että painaessa pedaalia kohti lattiaa sähköajolla, tehoa ei tunnu tulevan enää lisää kun kilowattien näyttämä menee yli 70-80 kW:n. Kuga kiihtyy ihan mukavasti sähköllä 80 km/h:n, 80-100 väli onkin sitten jo huomattavasti hitaampaa.
 
Osa 3: Jarrutusenergian talteenotto. Jarrutustehon (kuvaajassa vihreällä) laskenta tapahtuu samoilla tiedoilla, kuin ajotehonkin, mutta hieman etumerkkejä vaihtaen. Akun virtamittaus näyttää miinusmerkkisiä ampeereja, kun virta kulkee akkuun päin.

Mittariston tehomittarissa ei varsinaisesti kerrota talteenottotehoa, koska mittarissa ei nollan alapuolella ole asteikkoa. On vain vihreä alue, joka ilmaisee talteenoton olevan käynnissä. Oheisessa kuvaajassa sinisellä näkyvä indikoitu teho perustuu mittarin kulutuspuolella olevaan asteikkoon. Maksimaalisella talteenotolla mittarin viisari on yhtä kaukana nollasta, kuin ajotehon puolella 45 kW kohdalla. Todellinen regenerointiteho on kuitenkin tässä jarrutuksessa suurempi, rajoittuen akkuohjaimen ilmoittamaan lataustehon kyseisen hetken maksimiin 55 kW.

Violetti käyrä näyttää hydraulijarrujen jarrupaineen kilopascaleina. ABS-ohjain ei näemmä päivitä tietoa kovin usein, sen vuoksi käyrä on hyvin portaittainen. Aika-asteikko (millisekunteina) kertoo kuitenkin, että jarrupaine on ollut päällä reilun kahden sekunnin ajan.

Monesti on sähköauto- ja hybridikeskusteluissa näkynyt väite, että joissain autoissa hydraulijarruja käytettäessä regenerointi keskeytetään. Sama väite on näkynyt myös joissain autolehtien artikkeleissa. Kuten oheisesta kuvaajasta näkyy, ainakaan Ford ei sorru moiseen energian tuhlaukseen. Generaattori tuottaa tasaisen 55 kW tehon koko jarrutuksen tehokkaan osan ajan, myös silloin kun käyttöjarrut tulevat mukaan jarrutusta tehostamaan.
 

Liitteet

  • brake.PNG
    brake.PNG
    25,2 KB · Katsottu: 153
tet sanoi:
Monesti on sähköauto- ja hybridikeskusteluissa näkynyt väite, että joissain autoissa hydraulijarruja käytettäessä regenerointi keskeytetään. Sama väite on näkynyt myös joissain autolehtien artikkeleissa.

Ai minä en tuollaista väitettä ole ennen kuullutkaan. Missähän merkissä regenerointi keskeytetään? Kiassa maksimiregenerointiteho on 54 kW eli aika samaa luokkaa näyttää siis olevan. Eli jos autolla aletaan jarruttamaan ns. paniikkijarrutusta, mittariin pamahtaa samantien tuo 54 kW.
 
^
Miten tuo generoinnin voimakkuus ohjataan jarrutus tilanteessa,jos vaikka jokun pyörän kitka on hyvin pieni, ohjataanko sitä sitten abs:n rinnalla?
 
Erinomaisen informatiivisesti ja riittävän avatusti kerrottua tarinaa tet:ltä, kiitos!
 
VILLE66 sanoi:
Miten tuo generoinnin voimakkuus ohjataan jarrutus tilanteessa,jos vaikka jokun pyörän kitka on hyvin pieni, ohjataanko sitä sitten abs:n rinnalla?

Tämä on vielä arvoitus, jonka selvittäminen jää talviliukkaille. Palataan asiaan...
 
Osa 4: Hybridiajo. Ensimmäisen viestin varaustasokuvaajan lopussa, lataussähkön loputtua, on pitkä pätkä hybridiajoa. Alla kuvaajaa samaisesta hybridiajojaksosta. Sinisellä polttomoottorin kierrosluku, punaisella sen kuormitustaso. Mustalla nopeus ja vihreällä jäähdytysnesteen lämpötila.

Kuvaaja on hieman suttuinen, mutta tarkoituksena on antaa yleiskuva hybridiajon luonteesta. Kerran käynnistyttyään polttomoottori käy niin kauan, että jäähdytysnesteen lämpötila nousee hieman yli 60 C tasolle. Aikaa tähän menee noin 5,5 minuuttia. Tämän jälkeen moottori käy vain lyhyitä jaksoja, ajon ollessa taajama-ajoa. Vasta maantienopeuksissa siirrytään pääosin polttomoottorin käyttöön. Koko hybridiajojakson aikana polttomoottori on sammuksissa yli 45 % ajasta.

Moottorin ensimmäisen käyntijakson aikana kuormitustaso vaihtelee aika lailla, mutta muulloin kuormitus pysyy aika hyvin halutulla noin 70 % tasolla, jossa hyötysuhde on parhaimmillaan. Moottorin kierrosluku (asteikko kuvaajan oikeassa reunassa) pysyttelee pääosin noin 2000 rpm vaiheilla, käyden korkeimmillaan juuri ja juuri 3000 rpm yläpuolella.

Laitan vielä erikseen toiseen viestiin kuvaajan, jossa vähän tarkemmin lyhyempi pätkä hybridiajoa.
 

Liitteet

  • ice1.PNG
    ice1.PNG
    35,7 KB · Katsottu: 160
Edellisen kuvaajan loppuosalla on jakso maantieajoa, jossa polttomoottori käy suurimman osan aikaa. Alla tarkempi kuvaaja tästä jaksosta. Edellisen kuvaajan lämpötilatrendin paikalle on nyt vihreään käyrään otettu voimalinjan sähköteho, ja nollapistettä on siirretty niin, että myös regenerointiteho näkyy. Nollataso on korostettu keltaisella vaakaviivalla, sen alapuolella vihreä käyrä kuvaa akkuun menevää tehoa, yläpuolella taas akusta otettavaa tehoa.

Jakso alkaa 80 km/h "sileällä", jossa kaikki mittausarvot pysyvät hyvin vakaina. Kuorma on hieman vajaat 70 %, kierrosluku noin 1800 rpm, ja sähköä ladataan akkuun vajaan 10 kW teholla. Tätä seuraa jarrutus pysähdyksiin STOP-merkille, polttomoottori sammuu heti jarrutuksen alkaessa, ja regenerointiteho nousee hetkeksi 40 kW tuntumaan.

Stop-and-Go -penaltyn jälkeen kiihdytys takaisin 80 km/h nopeuteen alkaa sähköllä, mutta polttomoottori starttaa jo alle 30 km/h nopeudessa. Voimalinjan ohjaus hoitaa kuormituksen välittömästi optimiin 70 % tuntumaan kierroslukua säätämällä, kierrosten pysytellessä kiihdytyksen ajan noin 2400 rpm tuntumassa. Kiihdytyksen loputtua kierrosluku laskee 1800 rpm tasolle, käyden taas korkeammalla kiihdytyksessä 100 km/h nopeuteen. Tasaisessa 100 km/h maantieajossa kierrokset elävät tieprofiilin mukaan, hakien optimaalista kuormitustasoa. Sähkövirta kulkee pääsosin voimalinjasta akkuun päin, käyden välillä sähköavustuksen puolella.

Kesken maantieajon polttomoottori sammuu, kun tullaan lyhyeen, loivaan alamäkeen. Sähköajoa noin 20 kW teholla kestää 18 sekuntia. Lopussa tulee vielä toinen, lyhyempi sähköajojakso, juuri ennenkuin jarrutellaan taajaman sisääntuloon ja polttomoottori sammuu viimeisen kerran. Viimeisessä jarrutuksessa regenerointiteho käy kahteen otteeseen 60 kW tuntumassa, kun kuski huomaa jarrutelleensa hieman turhan aikaisin.
 

Liitteet

  • ice2.PNG
    ice2.PNG
    33 KB · Katsottu: 141
Hienoa ja mielenkiintoista dataa.

Saako näihin vielä lisäksi polttomoottorin kulutuskäyrän näkyviin?
 
^ Näissä loggauksissa ei moista ole ollut mukana, joten näihin kuvaajiin ei onnistu. Mutta täytyy katsoa vastaisuudessa, josko hetkelliskulutuksen vielä noihon saisi mukaan, jos tulee lisää tutkittua.
 
Jos ne saisi niin voisi nähdä mitä kulutus on ja minkä verran kulutus nousee esim kun laittaa charge-tilan päälle.
 
Muistan hyvin.  :)

Jos viitsit niin tee käppyrät niin nähdään miten ne moodit eroavat.
 
Osa 5: Virtuaalivaihteet. Fordin hybridissä on tällainen hyvin "jenkkimäinen" ominaisuus, liekö Toyotalla lainkaan vastaavaa? Kun sikäläinen kuluttaja on toisen maailmansodan ajoista asti tottunut, että kaasua painaessa vaihteet vaihtuvat itsekseen ja auto senkun kiihtyy, niin eihän sitä fiilistä sovi muuttaa. :) Hybridivaihteisto (eCVT) on tunnetusti portaaton, mutta siihen on ohjelmoitu virtuaalisia vaihtokohtia. Jossain lehdessä muistan kirjoitetun, että virtuaalivaihteita olisi peräti 8 kpl. Omat kokemukset eivät tätä tue, eikä myöskään tämä alla oleva dataplotti yhdestä rauhallisesta kiihdytyksestä sivutieltä 100 km/h seututielle.

Sinisellä kierrosluku, punaisella kuorma, mustalla ajonopeus. Oranssi käyrä väittää olevansa kierroslukumittarin asento, oikeasti kyseessä on tehomittari jonka nollapiste on regenerointialueesta johtuen 24 % kohdalla. Kiihdytyksen aikana tapahtuu ainakin kolme "vaihteenvaihtoa", kenties myös neljäs aivan heti kolmannen jälkeen kun kuski jo himmailee tavoitenopeuden tullessa vastaan. Kohdat ovat yleensä juuri ja juuri korvin havaittavia, joskus saattaa myös tuntua aivan aavistuksenomainen nykäys. Joskus taas niitä ei tahdo erottaa millään - liekö niitä aina edes tapahtuu.
 

Liitteet

  • v-gears.PNG
    v-gears.PNG
    29 KB · Katsottu: 151
Nuo virtuaaliset vaihdot tapahtuvat vain osakaasulla kiihdyttäessä. Kun iskee pedaalin pohjaan, silloin niitä ei tapahdu, vaan tähtäimessä on maksimaalinen kiihtyvyys -> kone huutaa tasaisesti ja laatikko muuttaa välitystä lennossa. Mitään nykäyksiä ei noiden vaihtojen tapahtuessa tunne, "vaihdon" kuulee ainoastaan koneen äänestä. Ja kiihdytys pitää olla juuri sopiva, mieto kiihdytys sujuu niin sivistyneesti ettei moottoria edes kuule, eli pitää olla sellainen hieman normaalia rajumpi kiihdytys, muttei maksimaalinen.

Mielestäni nuo tapahtuvat tapahtuvat vain normaalimoodilla, Ecolla optimoidaan kierroslukua taloudellisuuden & akun lataamisen kannalta parhaalle alueelle (moottori saattaa huutaa, muttei auto kiihdy) ja taas Sportilla haetaan joka tilanteessa maksimaalista suorituskykyä ja vastetta kaasuun. 

En ole laskenut, monta niitä tapahtuu, mutta tuskin kahdeksaa, minunkin tuntumani on tuon graafin mukainen, että 4-5 "vaihtoa" kuulee tapahtuvan 0-100 kiihdytyksen aikana. Minua nuo eivät haittaa, joskaan niistä ei ole mitään hyötyäkään. Fiilis on kuitenkin samanlaista kuminauhan venyttelyä niistä huolimatta, kun taas perinteisissä voimalinjoissa / automaateissa vaihdon kohdalla tapahtuu kuitenkin aina joku havaittava pieni kiihtyvyyden hidastuminen, vaikka nykäisyä ei enää yleensä nykyisissä lootissa tunnukaan. Tässä tuo eCVT tekee noita "vaihtoja", eli käytännössä asettaa softalla sinne jotain kiinteitä välityksiä, niin millisekunneissa, ettei mitään muuta huomaa kuin muutoksen äänessä.
 
Yleisön pyynnöstä, osa 6: latausmoodi. Ajoin samana iltana kahteen kertaan saman noin 15 km pätkän, ensin säästömoodilla (eli varauksen pidolla) ja perään latausmoodilla. Näistä paljastuikin mielenkiintoinen ero voimalinjan ohjauksessa.

Tässä ensin kuva varauksen pitomoodista. Käyrien värit ovat samat kuin aiemmassa hybridimoodin tarkemmassa kuvassa, mutta lisäksi tähän on otettu vielä polttoaineen kulutus (violetti) ja akun varaustaso (oranssi). Polttoaineen kulutuksen absoluuttista tasoa ei kannata kovin tarkkaan tuijottaa, se näyttää aikalailla eri lukuja kuin ajotietokone. Lukema on konvertoitu OBD:lla löytyvästä kulutusluvusta jonka yksikkö on grammaa sekunnissa, ja siitä ilmeisesti puuttuu vielä jokin trimmiarvo, koskapa se vaikuttaa antavan selvästi todellista korkeampia kulutuksia.

Latausmoodin kuvaajan laitan seuraavaan viestiin.
 

Liitteet

  • hold.PNG
    hold.PNG
    46,6 KB · Katsottu: 142
Normaalilla hybridiajolla, kuten varauksen pitomoodissa yllä, ajonopeuden jälkeen seuraavaksi tärkein säädettävä suure on moottorin kuormitustaso. Sekä kierrosluku että latausteho vaihtelevat koko ajan, jotta vaihtuvissa olosuhteissa kuormitus saadaan pidettyä mahdollisimman vakiona.

Latausmoodissa sen sijaan säätöön valitaankin kuormituksen sijaan latausteho. Sekä kierrosluku että kuormitus vaihtelevat paljon enemmän, kuin hybridiajossa, mutta latausteho pysyttelee melko vakiona noin 7-8 kW tasolla. Ainoastaan kiihdytyksissä siirrytään latauksesta sähköavustukseen, ja heti kiihdytyksen päätyttyä taas halutulle vakiolle lataustehotasolle.

Entäpä se polttoaineen kulutus? Säästömoodissa ajetun matkan keskikulutus OBD:n ilmoittamana oli 7,3 l/100km, kun latausmoodissa se oli 8,8 l/100km. Ajotietokoneen ilmoittamat kulutukset taas olivat vain 6,6 ja 8,2 l/100km, niihin tosin pitää lisätä vielä pari desiä jotta päästään jotakuinkin todelliseen tasoon. Pitomoodillakin akun varaustaso nousi matkan aikana vajaat 2 %-yksikköä, mutta latausmoodissa tason nousu oli 7,6 %-yksikköä eli noin 1,1 kWh.
 

Liitteet

  • charge.PNG
    charge.PNG
    48,9 KB · Katsottu: 118