商用車生態駕駛應用研究

楊洋 蔡寶

摘 要：隨著汽車保有量的增加，交通運輸領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汽車總油耗60%，降低能源消耗成為各大商用車企業主要的攻克課題。文章綜述了近年來國內外流行的生態駕駛理念，指出商用車未來生態駕駛的發展。

關鍵字：生態駕駛;燃油消耗;駕駛行為

中圖分類號：U471 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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

生態駕駛最早是歐盟提出的一種節能減排理念，主要是指在不改變車輛動力匹配前提下，通過培訓或輔助提升駕駛行為，從而達到降低油耗的目的。生態駕駛具有投入成本低、效果明細等特點已被國內外應用，本文從影響因素、控制方法、研究成果及實施現狀對目前生態駕駛的研究進行系統分析，并提出未來商用車領域生態駕駛的方向。

2 影響因素

生態駕駛是通過主動或被動改變駕駛行為，實現降低燃油消耗的一種方法。影響生態駕駛的因素主要有駕駛行為、環境因素、道路狀況、細分市場工況等。

2.1 駕駛行為

駕駛行為，指的是由駕駛員引起的油耗變化，是實現生態駕駛最主要因素。例如由不同駕駛員駕駛相同車輛在相同道路行駛進行測試，油耗結果存在差異，主要是因為不同駕駛員對油門開度、制動的控制策略存在差異，導致起步、行駛、加減速等行為造成油耗差異。

2.2 環境因素

環境的溫度、濕度、海拔等自然條件等。研究發現溫度的降低、濕度的增加、海拔的變化都會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。從經驗來看長期高速駕駛比市區駕駛更加省油，而不同駕駛行為在高速駕駛引起油耗差異要小于市區駕駛工況。

2.4 細分市場

商用車細分市場較多，針對不同細分市場會匹配不同的動力總成，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別，所以細分市場（動力配置）也是影響商用車生態研究的因素。

3 研究方法

生態駕駛的研究主要分為經驗總結法和理論分析法，從根本上說兩種方法都是通過優化駕駛行為來實現降低油耗，通過對行駛過程車輛啟動/加速、怠速、減速及勻速工況的分析找出最優的換擋時間和油門開度，從而保證車輛長期在經濟轉速區行駛，并根據周圍環境適應調整發動機轉速從而降低發動機功率。兩種方法具體由以下區別：

3.1 經驗總結法

通過道路試驗或者實際運營情況，獲取不同駕駛習慣（相同車型、相同道路狀態）下車輛數據，提取總結車輛節能行駛的策略。此方法操作簡單但結果多為定性結果，基于車輛狀態、駕駛員狀態、樣本量情況等常無法得到最優生態駕駛策略。

3.2 理論分析法

通過車載智能網聯技術采集車輛行駛信息與道路信息，對駕駛行為進行仿真建立車輛行駛模型，優化駕駛行為得到目標工況最適宜行駛速度曲線、油門開度、轉速等控制策略，從而實現對生態駕駛定量分析，在滿足道路行駛條件下優化駕駛行為控制車輛保證發動機功率最低從而實現最終節油，此方法可量化控制駕駛行為。

4 研究成果

國外對生態駕駛研究的較早，歐洲有生態駕駛“五大黃金則”，日本有“生態駕駛10法則”，通過各國學者研究發現，合理的生態駕駛可降低5-10%的燃油消耗量，針對生態駕駛各國學者基本達成以下共識。

①生態駕駛的效率與道路交通密度有關，生態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，采用生態駕駛會導致油耗增加;

②生態駕駛會影響整體運營時間，當交通量小時，生態駕駛會使行駛時間加長，而交通量大的反而會使行駛時間降低：

③目前生態駕駛的研究多基于固定細分市場的單樣車開展，而單車生態駕駛有時會對影響其他車輛的油耗，各國正在努力將單車生態駕駛推廣到整體交通系統。

5 應用情況

隨著各國對生態駕駛的研究進展，目前生態駕駛應用主要集中在駕駛行為培訓、駕駛輔助系統、智能交通系統三個方面。

5.1 生態駕駛行為培訓

通過培訓將優化后的目標市場生態駕駛策略推廣到該細分市場車輛駕駛過程中，具體方法如下。

①行車前，對駕駛員進行生態駕駛培訓，通過講解理論，將平穩換擋、換擋點選取、控制加、減速次數等策略傳達給駕駛員，保證車輛在發動機經濟轉速、事先規劃行駛路等。

②行車后，通過車載智能網聯記錄行駛過程車輛運營數據，從油門開度、換擋點選取等駕駛行為進行評價。

5.2 生態駕駛輔助系統

車輛輔助駕駛系統的功能主要提醒駕駛員生態駕駛方法，并在必要時對駕駛行為進行適當干預，主要有以下功能。

5.2.1 駕駛提醒系統

通過車載智能網聯監控車輛瞬時燃油消耗、駕駛行為等相關的數據，當車輛出現發動機轉速過高、怠速過長、急加速、急減速等非生態駕駛行為時，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

行駛過程中車載智能網聯根據采集行車數據和環境條件，通過車輛基礎設備（ACC、AEBS、LKA、路標識別、行人識別等）給出優化駕駛策略，由車輛完成通過降低轉速、優化油門開度的措施輔助駕駛員實現經濟駕駛。

5.3 生態交通系統

生態交通系統是針對整車隊列提出的生態駕駛方案，通過車聯網信息共享，從整個行駛工況全局平衡單車與車隊運行效率，減少車隊停車可能性，可以提高整體運輸效率，緩解擁堵，降低燃油消耗同時還提高道路交通安全。

6 商用車生態駕駛展望

商用車的細分市場多，占汽車總量約8%的商用車的燃油消耗量卻高達總消耗量 60%，國內外已基本掌握單車的生態駕駛的研究及控制策略。為保證生態駕駛的穩定性，全體道路車輛自動駕駛的是未來商用車生態駕駛的必由之路。未來卡車將以自動駕駛車輛的硬件設備為載體，依托車聯網和5G信息傳輸技術，實現道路信息共享，最終建立商用車交通系統生態駕駛。

參考文獻

[1] 付銳，張雅麗，袁偉.生態駕駛研究現狀及展望[J].中國公路學報， 2019.

[2] 趙曉華，陳晨，榮建，胡江.“生態駕駛”的應用現狀與新思路[J].節能與環保，2017.