Умный круиз-контроль в автобусе экономит топливо

Современный автомобиль сложно себе представить без многочисленных электронных помощников. Однако инженерный гений не стоит на месте, сегодня DALNOBOI.ORG предлагает читателям подробный обзор первого в мире умного круиз-контроля для автобусов. Автоматическая система регулирования скорости с интегрированным управлением коробки передач междугородных автобусов создана инженерами концерна Daimler.

• Расход топлива уменьшается до четырех процентов
• Цифровые данные о дорожной сети обеспечивают «прогнозирующее» движение
• Многочисленные возможности настройки для индивидуальной адаптации

С появлением Predictive Powertrain Control подразделение Daimler Buses 2014 сделало следующий шаг в направлении еще большей экономичности при одновременном облегчении труда водителя. «Прогнозирующий» круиз-контроль знает топографию лежащей перед ним местности и, таким образом, избегает системных слабостей автоматического темпомата. Прежде всего, подъемы, которые являются естественным противником свободного и одновременно экономичного вождения, обычный темпомат не может отличить от равнинной местности. А ведь именно это и умеет Predictive Powertrain Control.

Представленная на рынке система помощи водителю Predictive Powertrain Control от Daimler Buses ознаменовала собой первую в мире автоматическую систему регулирования скорости с интегрированным управлением коробки передач междугородных автобусов.

Predictive Powertrain Control в первую очередь работает при движении по пересеченной местности. Тем самым система превращает классический системный недостаток обычных систем круиз-контроля в существенно ощутимую выгоду: полностью загруженные междугородные автобусы, например, новые TopClass 500, при их эксплуатации на междугородных маршрутах экономят до четырех процентов топлива по сравнению с транспортными средствами, оборудованными классическими системами круиз-контроля.

Нужно лишь провести компетентный краткий инструктаж для водителя относительно «прогнозирующих» способностей «интеллигентного» автоматического круиз-контроля. И неважно, сидит ли за рулем профессиональный водитель или любитель, в любом случае, расход топлива тестовых автомобилей с Predictive Powertrain Control в результате выходит меньше, чем у обычных транспортных средств из контрольной группы.

Во время сравнительных тестов на типичных междугородных трассах, например, Штуттгарт – Гамбург – Штуттгарт, система убедительно доказала свое превосходство, в том числе и благодаря очень простому управлению, отличия от обычного круиз-контроля в TopClass — минимальны.

Predictive Powertrain Control представляет собой новую технику, которая синхронизирует имеющееся в транспортном средстве оборудование с данными, получаемыми из внешнего мира. Речь идет о прогнозирующем вождении, ранее доступном лишь очень опытным водителям.

Так как профессионалы знают: следует сбросить газ перед вершиной подъема. Потеряв немного времени, можно сэкономить много топлива. Обычный круиз-контроль так не умеет. Хорошие водители также знают: нужно своевременно набрать скорость перед подъемом. Это экономит пару переключений передач при движении в гору и, тем самым, снижает расход топлива и, одновременно, сокращает время в пути. Стандартный круиз-контроль пасует и перед этой задачей.

И, наконец, лишь любящий окружающую среду водитель в конце крутого подъема перестает выжимать педаль акселератора до упора, когда понимает, что кинетической энергии массы транспортного средства хватит вытащить автобус к спуску, следующему за подъемом.

Здесь возможности круз-контроля обычного типа также весьма существенно ограничены. Как, впрочем, и возможности водителя автобуса, оборудованного механической коробкой передач. Особенно, если он не знаком с профилем трассы, и темнота дополнительно ограничивает его восприятие. Или, если, например, разговор по телефону отвлекает от просмотра трассы вдаль. Или, если способность водителя к концентрации в конце рабочей смены за рулем может находиться уже не на том уровне, что в начале поездки.

Все это не влияет на работу Predictive Powertrain Control. Система всегда в тонусе и никогда не отвлекается от своих первейших задач – от экономичного движения. Прежде всего, необходимые для экономичного вождения ноу-хау уже есть на борту:
на основании сохраненных в памяти топографических данных Predictive Powertrain Control великолепно осведомлен о каждом подъеме и спуске. Степень картографического охвата центрально-европейских стран включает в себя практически 100 процентов всех автомагистралей и междугородных трасс. Позиция автомобиля на дорожной сети определяется с помощью GPS.

Наряду с приоритетом управления перед обычным круиз-контролем, Predictive Powertrain Control ,в некоторых случаях, берет на себя роль командного центра по управлению трансмиссией.

То есть: Predictive Powertrain Control на основании наилучших знаний дороги может принимать решение о включении определенной передачи. Кроме того, система может комфортабельно использовать известный по грузовым автомобилям EcoRoll для экономии топлива, который также имеется на борту. Благодаря предвидению профиля именно холмистой местности количество переключений передач уменьшается.

В весь пакет Predictive Powertrain входят данные относительно профиля лежащей впереди дороги, а также текущая позиция транспортного средства по данным GPS. О самом автобусе известны масса, скорость, крутящий момент двигателя и мощность, а также включенная передача в коробке PowerShift.

Ко всему этому в качестве решающей заданной величины добавляется соответствующее желаемое значение скорости движения, которое водитель задает кнопками управления на рулевом колесе.

Имеющий такую базу сведений, предвидящий круиз-контроль в отдельных случаях берет на себя управление степенью нажатия на педаль акселератора, рабочей тормозной системой и коробкой передач. Но приоритет контроля над всем, разумеется, принадлежит водителю. И, само собой разумеется, что дополнительный пакет, состоящий из темпомата контроля дистанции и системы активного торможения Active Brake Assist, имеет приоритет своих действий над деятельностью Predictive Powertrain Control для обеспечения безопасности транспортного средства и безопасности дорожного движения.

Как только от темпомата контроля дистанции с интегрированной АВА поступает сообщение о свободном участке пути, Predictive Powertrain Control может неограниченно сосредоточиться на дороге. В центре внимания прогнозирующей, лучше сказать, заранее знающей системы, всегда находится поддержание установленной курсовой скорости в пределах заданного водителем гистерезиса (допустимое отклонение от заданной скорости в сторону уменьшения и увеличения) при одновременном наиболее благоприятном расходе дизельного топлива.

Имеющиеся в программе экспертные знания о правильном обращении с массой транспортного средства круиз-контроль применяет при движении на подъеме и на спуске. Здесь, в стороне от ровных трасс Predictive Powertrain Control может наилучшим образом проявить свои сильные стороны. На ровных участках интеллигентная система круиз-контроля работает точно по такой же стратегии, что и обычный круиз-контроль.

На холмистой местности, которая, как известно, составляет существенную часть европейской дорожной сети, Predictive Powertrain Control находится в своей стихии. Водителю нужно лишь установить заданную скорость движения и, при необходимости, верхнюю и нижнюю границу гистерезиса. Этим задается индивидуальная максимальная скорость для движения вниз. (= заданная скорость + верхний гистерезис). В обычном круиз-контроле все происходит так же.

Новым в Predictive Powertrain является третья переменная в виде уже упомянутой нижней границы скорости ниже курсовой скорости. С помощью этого значения водитель задает нижний предел скорости, который система использует для снижения скорости в подходящих дорожных ситуациях, чтобы уменьшить расход топлива.

Например, при начале движения на плавно поднимающийся холм. Система Predictive Powertrain Control распознает уклон и оценивает, имеет ли автобус в своей текущей конфигурации потенциал, исходя из номинальной мощности и полной массы, чтобы преодолеть подъем на текущей включенной передаче без снижения скорости ниже установленной желаемой скорости.

То есть, если управляемого крутящего момента на полном газу достаточно для поддержания скорости, то еще до конца подъема Predictive Powertrain Control использует преимущество положения. На основании известных системе данных о дорожной сети заранее учитывается примыкающий к подъему спуск, чтобы, прежде всего, экономить топливо. Крутящий момент двигателя предусмотрительно уменьшается, затем автобус катится с примыкающего спуска в режиме принудительного холостого хода и с нулевым расходом.

При этом скорость движения падает до нижнего заданного водителем предельного значения: это заранее было рассчитано системой Predictive Powertrain Control на основе динамики массы и известного ей профиля дороги. Если бы автобус двигался под управлением нерегулируемого круиз-контроля, то он бы слишком долго работал в режиме сжигания топлива, что означало бы перерасход. При следующем далее движении под уклон транспортное средство двигалось бы неоправданно быстро в режиме постоянного торможения.

Дополнительно к первой важной дорожной ситуации «легкий подъем» прогнозирующий круиз-контроль может по ситуации добавлять прогнозирующее вмешательство в управление коробки передач. Например, если параметры покажутся целесообразными для активации функции EcoRoll, то это случится существенно раньше, чем сделало бы стандартное управление.

Благодаря этому уменьшается время и пробег в режиме установившегося движения со сжиганием топлива, и вместо этого увеличивается доля пробега на холостом ходу с минимальным расходом.

Вторым рабочим режимом с существенным участием Predictive Powertrain Control является преодоление крутых подъемов. Пособие для водителей по экономичному вождению автобусов в этом случае говорит, что еще до начала подъема водитель должен заранее увеличить скорость свыше курсовой. Цель урока: запасти кинетическую энергию автобуса, чтобы потом, уже на подъеме, избежать переключений передач, и это благодаря предварительному разгону.

Для обычного круиз-контроля такая манера вождения является табу. И водитель, управляющий вручную, при интуитивном подсчете массы транспортного средства, крутизны и длины подъема лучше угадывает результат. А вот для Predictive Powertrain Control таких проблем не существует. Данные имеются, экспертные знания сохранены в памяти. В результате автобус с активированной системой до начала подъема сам заранее увеличивает скорость выше заданной курсовой скорости, чтобы получить дополнительный разгон для успешного преодоления подъема на максимально возможной передаче.

Предложение: если PPC для лежащего впереди участка дороги видит необходимость нескольких переключений на пониженные передачи (например, Кассельские горы), то при необходимости делает это сразу.

В зависимости от заданной программы движения еще на равнине может быть выполнено переключение на 2 понижающие передачи, а не на подъеме, и тем самым уменьшена потеря скорости при движении в гору.

Раннее переключение экономит топливо, так же как точные сдвоенные переключения на пониженную передачу по всей протяженности подъема, что и является главной целью технологии. Конечно, движение в гору «по учебнику» еще также экономит время, хотя водители автобусов с тягой к перфекционизму все же проиграют системе Predictive Powertrain Control, так как им зачастую неизвестна траектория подъема и у них нет знаний о ее взаимодействии с текущей массой транспортного средства.

Но Predictive Powertrain Control приносит выгоду не только при движении в гору. При движении под гору Predictive Powertrain Control тоже может оказать помощь. Программисты системы заложили в нее то, что знают профессионалы: заранее, еще до завершения подъема, убрать ногу с педали акселератора. Остальное сделают энергия движения вместе с силой тяжести.

Именно это и делает Predictive Powertrain Control: если в конце подъема нет большого уклона, то путем предусмотрительного переключения на передачу, при необходимости, на две передачи выше, можно заранее уменьшить обороты до низкого экономичного уровня. С помощью или без помощи EcoRoll происходит регулирование скорости при движении вниз. Своевременные переключения на пониженные передачи, равно как и предотвращение переключений на повышенные передачи, также могут внести свой вклад в то, что рабочая тормозная система будет работать с наилучшим КПД.

Вся система Predictive Powertrain Control дает водителю целый ряд вариантов регулировок для индивидуальной и точной регулировки параметров. Скорость движения, верхний и нижний предел скорости в эти параметры входят.
Возможность отключения Predictive Powertrain Control и/или EcoRoll после включения зажигания упоминается только для технической полноты описания. На практике эта опция будет использоваться крайне редко.

В зависимости от индивидуальной программы переключения передач – «Standard» или «Power», – Predictive Powertrain Control работает с дифференцированными параметрами. Например, водитель может установить минимальную скорость в диапазоне от нуля до 10 км/ч. Предусмотрительное увеличение скорости перед крутым подъемом в стандартном режиме переключений ограничено значением до 4 км/ч, при установленной программе Power система Predictive Powertrain Control может самостоятельно добавить к заданной курсовой скорости еще 6 км/ч. В обоих случаях установленная водителем максимальная скорость движения под уклон (заданная курсовая скорость + верхний гистерезис) является абсолютным верхним пределом.