商用車生態(tài)駕駛應(yīng)用研究

楊洋 蔡寶

摘 要：隨著汽車保有量的增加，交通運(yùn)輸領(lǐng)域能源消耗也逐年增多。占汽車總量約8%的商用車的燃油消耗量卻高達(dá)汽車總油耗60%，降低能源消耗成為各大商用車企業(yè)主要的攻克課題。文章綜述了近年來國內(nèi)外流行的生態(tài)駕駛理念，指出商用車未來生態(tài)駕駛的發(fā)展。

關(guān)鍵字：生態(tài)駕駛;燃油消耗;駕駛行為

中圖分類號(hào)：U471 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）21-250-03

Abstract： With the increase of car stocks， energy consumption is also increasing year by year. However， the commercial vehicles which are only 8% of car stocks expend 60% of the total fuel consumption of all vehicles. Reducing energy consumption has become the main task of vehicle enterprises. This paper summarizes the popular “Eco-driving” concept at home and abroad in recent years and points out the development of ECO-driving of commercial vehicles in the future.

Keywords： Eco-driving; Fuel consumption; Driving behavior

CLC NO.： U471 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）21-250-03

1 研究背景

生態(tài)駕駛最早是歐盟提出的一種節(jié)能減排理念，主要是指在不改變車輛動(dòng)力匹配前提下，通過培訓(xùn)或輔助提升駕駛行為，從而達(dá)到降低油耗的目的。生態(tài)駕駛具有投入成本低、效果明細(xì)等特點(diǎn)已被國內(nèi)外應(yīng)用，本文從影響因素、控制方法、研究成果及實(shí)施現(xiàn)狀對(duì)目前生態(tài)駕駛的研究進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出未來商用車領(lǐng)域生態(tài)駕駛的方向。

2 影響因素

生態(tài)駕駛是通過主動(dòng)或被動(dòng)改變駕駛行為，實(shí)現(xiàn)降低燃油消耗的一種方法。影響生態(tài)駕駛的因素主要有駕駛行為、環(huán)境因素、道路狀況、細(xì)分市場工況等。

2.1 駕駛行為

駕駛行為，指的是由駕駛員引起的油耗變化，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)駕駛最主要因素。例如由不同駕駛員駕駛相同車輛在相同道路行駛進(jìn)行測試，油耗結(jié)果存在差異，主要是因?yàn)椴煌{駛員對(duì)油門開度、制動(dòng)的控制策略存在差異，導(dǎo)致起步、行駛、加減速等行為造成油耗差異。

2.2 環(huán)境因素

環(huán)境的溫度、濕度、海拔等自然條件等。研究發(fā)現(xiàn)溫度的降低、濕度的增加、海拔的變化都會(huì)引起車輛的油耗的變化。

2.3 道路狀況

道路地面類型、擁堵程度等。從經(jīng)驗(yàn)來看長期高速駕駛比市區(qū)駕駛更加省油，而不同駕駛行為在高速駕駛引起油耗差異要小于市區(qū)駕駛工況。

2.4 細(xì)分市場

商用車細(xì)分市場較多，針對(duì)不同細(xì)分市場會(huì)匹配不同的動(dòng)力總成，配置不同的車輛行駛特性不同，相同駕駛行為在不同車型的效果也有明顯區(qū)別，所以細(xì)分市場（動(dòng)力配置）也是影響商用車生態(tài)研究的因素。

3 研究方法

生態(tài)駕駛的研究主要分為經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法和理論分析法，從根本上說兩種方法都是通過優(yōu)化駕駛行為來實(shí)現(xiàn)降低油耗，通過對(duì)行駛過程車輛啟動(dòng)/加速、怠速、減速及勻速工況的分析找出最優(yōu)的換擋時(shí)間和油門開度，從而保證車輛長期在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)行駛，并根據(jù)周圍環(huán)境適應(yīng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率。兩種方法具體由以下區(qū)別：

3.1 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法

通過道路試驗(yàn)或者實(shí)際運(yùn)營情況，獲取不同駕駛習(xí)慣（相同車型、相同道路狀態(tài)）下車輛數(shù)據(jù)，提取總結(jié)車輛節(jié)能行駛的策略。此方法操作簡單但結(jié)果多為定性結(jié)果，基于車輛狀態(tài)、駕駛員狀態(tài)、樣本量情況等常無法得到最優(yōu)生態(tài)駕駛策略。

3.2 理論分析法

通過車載智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)采集車輛行駛信息與道路信息，對(duì)駕駛行為進(jìn)行仿真建立車輛行駛模型，優(yōu)化駕駛行為得到目標(biāo)工況最適宜行駛速度曲線、油門開度、轉(zhuǎn)速等控制策略，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)駕駛定量分析，在滿足道路行駛條件下優(yōu)化駕駛行為控制車輛保證發(fā)動(dòng)機(jī)功率最低從而實(shí)現(xiàn)最終節(jié)油，此方法可量化控制駕駛行為。

4 研究成果

國外對(duì)生態(tài)駕駛研究的較早，歐洲有生態(tài)駕駛“五大黃金則”，日本有“生態(tài)駕駛10法則”，通過各國學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，合理的生態(tài)駕駛可降低5-10%的燃油消耗量，針對(duì)生態(tài)駕駛各國學(xué)者基本達(dá)成以下共識(shí)。

①生態(tài)駕駛的效率與道路交通密度有關(guān)，生態(tài)駕駛的效果隨著交通密度的增加而減小，特別注意的是，有研究表明在道路特別擁擠的條件下，采用生態(tài)駕駛會(huì)導(dǎo)致油耗增加;

②生態(tài)駕駛會(huì)影響整體運(yùn)營時(shí)間，當(dāng)交通量小時(shí)，生態(tài)駕駛會(huì)使行駛時(shí)間加長，而交通量大的反而會(huì)使行駛時(shí)間降低：

③目前生態(tài)駕駛的研究多基于固定細(xì)分市場的單樣車開展，而單車生態(tài)駕駛有時(shí)會(huì)對(duì)影響其他車輛的油耗，各國正在努力將單車生態(tài)駕駛推廣到整體交通系統(tǒng)。

5 應(yīng)用情況

隨著各國對(duì)生態(tài)駕駛的研究進(jìn)展，目前生態(tài)駕駛應(yīng)用主要集中在駕駛行為培訓(xùn)、駕駛輔助系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)三個(gè)方面。

5.1 生態(tài)駕駛行為培訓(xùn)

通過培訓(xùn)將優(yōu)化后的目標(biāo)市場生態(tài)駕駛策略推廣到該細(xì)分市場車輛駕駛過程中，具體方法如下。

①行車前，對(duì)駕駛員進(jìn)行生態(tài)駕駛培訓(xùn)，通過講解理論，將平穩(wěn)換擋、換擋點(diǎn)選取、控制加、減速次數(shù)等策略傳達(dá)給駕駛員，保證車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速、事先規(guī)劃行駛路等。

②行車后，通過車載智能網(wǎng)聯(lián)記錄行駛過程車輛運(yùn)營數(shù)據(jù)，從油門開度、換擋點(diǎn)選取等駕駛行為進(jìn)行評(píng)價(jià)。

5.2 生態(tài)駕駛輔助系統(tǒng)

車輛輔助駕駛系統(tǒng)的功能主要提醒駕駛員生態(tài)駕駛方法，并在必要時(shí)對(duì)駕駛行為進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，主要有以下功能。

5.2.1 駕駛提醒系統(tǒng)

通過車載智能網(wǎng)聯(lián)監(jiān)控車輛瞬時(shí)燃油消耗、駕駛行為等相關(guān)的數(shù)據(jù)，當(dāng)車輛出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高、怠速過長、急加速、急減速等非生態(tài)駕駛行為時(shí)，通過車輛的電器配置（如視覺提醒、語音提醒、觸覺提醒等）提醒駕駛員。

5.2.2 駕駛輔助系統(tǒng)

行駛過程中車載智能網(wǎng)聯(lián)根據(jù)采集行車數(shù)據(jù)和環(huán)境條件，通過車輛基礎(chǔ)設(shè)備（ACC、AEBS、LKA、路標(biāo)識(shí)別、行人識(shí)別等）給出優(yōu)化駕駛策略，由車輛完成通過降低轉(zhuǎn)速、優(yōu)化油門開度的措施輔助駕駛員實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)駕駛。

5.3 生態(tài)交通系統(tǒng)

生態(tài)交通系統(tǒng)是針對(duì)整車隊(duì)列提出的生態(tài)駕駛方案，通過車聯(lián)網(wǎng)信息共享，從整個(gè)行駛工況全局平衡單車與車隊(duì)運(yùn)行效率，減少車隊(duì)停車可能性，可以提高整體運(yùn)輸效率，緩解擁堵，降低燃油消耗同時(shí)還提高道路交通安全。

6 商用車生態(tài)駕駛展望

商用車的細(xì)分市場多，占汽車總量約8%的商用車的燃油消耗量卻高達(dá)總消耗量 60%，國內(nèi)外已基本掌握單車的生態(tài)駕駛的研究及控制策略。為保證生態(tài)駕駛的穩(wěn)定性，全體道路車輛自動(dòng)駕駛的是未來商用車生態(tài)駕駛的必由之路。未來卡車將以自動(dòng)駕駛車輛的硬件設(shè)備為載體，依托車聯(lián)網(wǎng)和5G信息傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)道路信息共享，最終建立商用車交通系統(tǒng)生態(tài)駕駛。

參考文獻(xiàn)

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