斯堪尼亚集团(Scania)近日率先推出一款全新的高级巡航控制系统,该系统使用GPS确定车辆位置和预测前方道路地形,在进入上坡或下坡路段前,可对巡航速度进行调节,在整个行驶过程中可节省高达3%的燃油。地图数据保存在斯堪尼亚通信器(Communicator)中,它集成GPS定位功能,并与发动机管理系统相互作用,对车速进行有效控制。从2012年初起,欧洲客户即可定制该系统;它以斯堪尼亚驾驶员培训等项目中包含的技术为基础。
卡车驾驶员承受着巨大的工作压力。由于运输时间往往是一个优先考虑因素,为此也付出了高油耗的昂贵代价。采用这款全新的斯堪尼亚巡航控制系统,可以在不浪费燃油的情况下,帮助驾驶员按时抵达目的地。
与使用普通巡航定速控制系统相比,配备斯堪尼亚Active Prediction巡航控制系统的车辆在公路或高速公路上行驶时可以节省高达3%的燃油,并使时间损失降至最低。对于运输公司而言,以一辆年行驶里程为180000公里的40吨组合卡车为例,节省3%的燃油,就相当于每年可节省多达约1700升燃油。节省油耗的关键在于调节下坡前的车速。这种优势在地形崎岖不平、路面起伏的路线上更是发挥到了极致。
缺乏经验的驾驶员将成为最大受益群体;使用该系统将有助于培养他们逐渐养成良好的驾车习惯,学会节油驾驶。对于驾驶技能出众的驾驶员,在他们熟悉的路线上,Active Prediction系统发挥的作用可能不甚显著;但在新路线、夜晚或恶劣天气情况下行驶时,该系统能够有效帮助他们节省燃油。
系统如何工作
技术背景
普通巡航定速控制系统的不足。实现卡车的经济性驾驶包含多个方面的内容,使用巡航控制系统仅是其中的一部分。普通巡航定速控制系统——故名思义,就是让车辆在任何环境下都保持以设定的速度行驶。该系统与自动换档系统完美结合,使车辆表现出色,按时将货载运抵目的地。
尽管这为驾驶员带来了不少便利,但这种驾驶方式亦存在一些弊端。一旦在爬坡时速度出现下降,车辆就将使用最大的发动机扭矩,或许还会采取降档以避免失速情况发生。
此外,普通巡航定速控制系统将致力于使车辆在下坡前全程保持该速度行驶,这意味着车辆将以巡航速度驶入下坡路段。而为避免超速行驶,即使只是一个坡度很小的下坡道,也可能会导致不必要的制动;这与所有的制动情形一样,都会导致燃油浪费。
配备Active Prediction的巡航控制系统。配备Active Prediction的斯堪尼亚巡航控制系统经专门设计,旨在通过使用道路网的地形图数据来弥补普通巡航定速控制系统的不足。目前该系统已完全覆盖欧洲西部和中部地区。如果相关数据出现缺失,本系统将恢复至普通巡航定速控制功能。
结合地形信息与GPS数据,就可以确定车辆位置和前方的道路地形。基于这些信息,系统每分每秒都在为您计算最具燃油效率的速度方案。
车辆界面将持续收集驾驶员和车辆的数据及位置,将其保存在斯堪尼亚通信器(Communicator)中,并传输到斯堪尼亚车队管理系统的门户网站。交付车辆时,地图数据亦保存在装置内存中,并可由斯堪尼亚维修厂进行更新。
斯堪尼亚通信器Communicator
预见性驾驶
当车结合地形信息与GPS数据,就可以确定车辆位置和前方的道路地形
在进入坡道时,驾驶员要确保车辆在开始爬坡前加速,以避免在爬坡时进行换档,造成燃油和时间的浪费。如果熟悉该路线,他们就会在快要下坡前松开油门踏板,充分利用车辆的动力和重量,从而在下坡时“免费”获得较大的速度。这种预见行为是人类本能之一,但往往很难将其融入到具体的装置或系统设计中。而Active Prediction系统就可以。驾驶员有时会难以判断前方道路是否平坦,但系统却能够给出答案。
主动预测地形
当车辆以正常的公路巡航速度行驶时,Active Prediction 系统最多可读取前方3公里范围内的道路数据并进行分析。沿途可识别的两种基本路况:
• 下一个上坡路段: 何时开始加速及加速值,以使发动机扭矩在车辆爬坡时达到最大
• 下一个下坡路段: 何时开始减速及减速值
若车速达到或超过设定的巡航速度60公里/小时,该系统将被激活;低于此速度时,车辆使用普通巡航定速控制功能。系统使用的速度变化范围(即允许偏离巡航速度设定值的范围)为+4%~-8%。基于这些百分比的速度范围是固定的,驾驶员不能对其进行调整。
为了使系统在开始爬坡前有充足的时间加速,斯堪尼亚建议驾驶员将液力缓速器的下坡速度设置为比巡航速度设定值至少快4公里/小时。
系统将持续对数个车辆和地形相关因数进行评估,以确保巡航控制系统的稳定运行:
• 汽车列车的重量
• 驾驶员设定的巡航和下坡速度
• 卡车的规格和性能,例如发动机额定值,变速箱和整体传动装置选项
• 到下一个上坡或下坡路段的距离
• 下一个上坡或下坡路段的坡度
• 沿途前方路况的影响
• 本系统整合了自适应巡航控制系统的功能,与前方车辆始终保持适当的距离
节省燃油的潜力。事实证明,与使用普通巡航定速控制系统相比,在公路或高速公路上行驶时,配备斯堪尼亚Active Prediction巡航控制系统的车辆最多可节省3%的燃油。
节省燃油与道路地形和车辆重量密切相关。与长而陡的坡道相比,在起伏的地形上行驶节油效果更为明显。例如,在长而陡的下坡路段,当车辆达到下坡速度设定值时必定会导致液力缓速器制动。此外,本系统还可在一定程度上对不熟悉路线的驾驶员给予一定协助。例如:
1、在德国杂志《Trucker》和《Verkehrs-Rundschau》的竞赛路线的高速公路段,以一辆总车重达40吨的卡车为例,与普通巡航定速控制系统相比,使用本系统总计可节省4%的燃油。该区域的高速公路往往绵延起伏,为Active Prediction系统提供了大显身手的好机会。
2、在德国南部A1的“千点竞赛”路线中长而陡的上坡和下坡路段,一辆40吨的卡车在上面行驶可节省1.5%的燃油。在这些情况下,爬坡前加速的节油效果很不明显。当下坡时,车辆将迅速达到下坡速度设定值,并启动液力缓速器继续下坡。德国杂志《Lastauto Omnibus》和《Fernfahrer》及其它国家的合作杂志均使用此测试路线。
3、在瑞典中南部从南泰利耶的斯堪尼亚往返延雪平的一条南北向高速公路上,对不同车重的节油效果进行评测。该路线看似平坦,其实相当的崎岖不平且地形起伏较大。一辆40吨卡车可节省2.6%的燃油,时间损失不超过2分钟。
对于总车重较大的车辆,系统将在上坡前更频繁地进行加速。并在下坡前更频繁地减速,因为车辆在下坡时的速度增加较快。如果坡度较陡,车辆将会更快达到下坡速度设定值。对于总车重较小的车辆,由于速度调节的节油效果下降,且节省能源的潜力减小,因此节油量将会相应的减少。
典型情形
驾驶体验。与普通巡航定速控制系统相比,驾驶员会感觉到车辆在进入坡道时速度有所加快,这是为了尽量减少爬坡期间的换档次数。
在开始下坡前,车速将略有回落,就像驾驶员预先知道要松开油门一样。一旦开始下坡后,车辆将依靠自身的动力和重量来加速。正如斯堪尼亚驾驶员培训项目中所描述的那样,您将全面感受到一种轻松的预见性驾驶体验。
节省油耗的关键在于降低下坡前的车速。因此,在绵延起伏且崎岖不平的地形上行驶具有最显著的节油潜力。本系统能够预测这些地形变化并相应的调节车速,从而大大节省燃油,降低成本。
总体而言,实地测评驾驶员对该系统在上下坡方面的表现感到十分满意。其中有一则评价是“就好像真的有一位经验丰富的驾驶员在驾驶车辆一样”。
时间补偿。斯堪尼亚(Scania)Active Prediction系统还对开始上坡前采取降速所损失的时间进行补偿。