PACC預(yù)見性自適應(yīng)巡航的節(jié)油率實(shí)測分析

本文來源：智車科技

／ 導(dǎo)讀 ／

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在商用車的全生命周期TCO中，燃油成本占比達(dá)35％，對于物流重卡來說，其燃油經(jīng)濟(jì)性較低，在現(xiàn)階段能源消耗如此劇烈的今天顯然是急需解決的問題。而如何降低油耗，也成為商用車供需兩端的共同關(guān)注點(diǎn)。2020年底，我國提出2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060年碳中和的3060目標(biāo)，物流重卡作為燃油和碳排大戶，提升燃油效率、降低油耗水平勢在必行。PACC預(yù)見性自適應(yīng)巡航因在節(jié)油及行車安全方面具有較高優(yōu)勢，逐漸成為車企追捧的技術(shù)，對于現(xiàn)階段的能源消耗的減少將起到重大積極的意義。

本文想深入闡明一下當(dāng)下火熱的PACC技術(shù)，并就此采訪了宏景智駕的相關(guān)技術(shù)人員，利用實(shí)際數(shù)據(jù)來驗(yàn)證是否PACC真的能夠輔助駕駛員駕駛，起到節(jié)約油耗的作用，以及具體的節(jié)油率能夠達(dá)到多少。

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PACC介紹

PACC預(yù)見性自適應(yīng)巡航是基于ADAS地圖和ACC自適應(yīng)巡航，通過獲取前方道路的坡度、曲率、限速等道路信息，并進(jìn)行地形匹配，按照最優(yōu)算法控制發(fā)動機(jī)和變速箱，主動實(shí)現(xiàn)對車輛車速、擋位等的最優(yōu)控制。

現(xiàn)如今很多Tire 1都宣稱自己的PACC在跟車的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)油率達(dá)到10％甚至以上，然而真實(shí)數(shù)據(jù)果真如此嗎？為還原PACC節(jié)油率的真實(shí)情況，智車科技采訪了宏景智駕的相關(guān)負(fù)責(zé)人，運(yùn)用實(shí)際數(shù)據(jù)加理論計(jì)算，將PACC功能和有多年駕駛經(jīng)驗(yàn)的老司機(jī)對比，來驗(yàn)證PACC是否真能達(dá)到10％以上如此高的節(jié)油率。

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人工駕駛實(shí)測數(shù)據(jù)分析

本次測試的實(shí)驗(yàn)場地設(shè)置為宏景智駕與某頭部物流公司的戰(zhàn)略運(yùn)營線路，起點(diǎn)為該物流公司上海浦東分撥／松江分撥，終點(diǎn)為該物流公司南昌縣物流中心，全程共計(jì)730－800km，具體線路如下圖所示。運(yùn)營車輛為某OEM重卡，總重量為40噸左右。

本次數(shù)據(jù)為專門做經(jīng)濟(jì)性測試的15－20年駕齡的老司機(jī)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)油耗手動駕駛的展示，錄制數(shù)據(jù)中，全程為801km，高速數(shù)據(jù)記錄里程為733km。

根據(jù)行駛中的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩，將其繪制到發(fā)動機(jī)的萬有特性上，可以直觀的看到人類老司機(jī)的駕駛行為，根據(jù)繪圖結(jié)果顯示大部分的工況點(diǎn)落在發(fā)動機(jī)高效區(qū)域。

滑行可以有效的降低油耗，變速箱允許空擋滑行和在檔滑行，分別統(tǒng)計(jì)兩個(gè)滑行模式所占的比例，但AMT變速箱本身選檔并不受駕駛員直接控制，因此暫排除采用更優(yōu)秀的換擋邏輯所能帶來的油耗優(yōu)化。

對于道路上的坡度、車流量、擁堵情況等復(fù)雜道路情況，經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員擁有更加優(yōu)秀的環(huán)境感知能力和預(yù)測能力，車速的波動，剎車方式都體現(xiàn)了人類司機(jī)對客觀世界的反饋，在現(xiàn)實(shí)世界中預(yù)測性自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)趨向于類似于上述老司機(jī)的駕駛行為。

上圖為某OEM汽車經(jīng)驗(yàn)豐富老司機(jī)為了展示手動駕駛最優(yōu)油耗而做的demo，從中可以看到，當(dāng)經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員以實(shí)現(xiàn)低油耗的方式駕駛時(shí)，發(fā)動機(jī)大部分的運(yùn)行時(shí)間處在高效率區(qū)間（比油耗BSFC ＜ 195g／kwh），這就表明駕齡15年以上的老司機(jī)如果為了追求省油的方式駕駛，留給預(yù)測性自動駕駛的省油空間已經(jīng)很小了。

同時(shí)我們還根據(jù)時(shí)間占比統(tǒng)計(jì)了所有運(yùn)行點(diǎn)的比例，可以看到相對低效點(diǎn)（如＞195g／kwh）的運(yùn)行時(shí)長占比約10．8％，大部分運(yùn)行區(qū)間處于次優(yōu)的185－195g／kwh區(qū)間。

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完全理想的降油耗分析

對老駕駛員的駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析后，我們發(fā)現(xiàn)如果在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)理想的降油耗，便需要在下圖中將藍(lán)色區(qū)域的工況點(diǎn)向最高效區(qū)間轉(zhuǎn)移，即要保證下面兩個(gè)方面：

1． 發(fā)動機(jī)沒有轉(zhuǎn)速和扭矩的瞬態(tài)變化，一直處于穩(wěn)態(tài)工作（不可能實(shí)現(xiàn)）。

2． 發(fā)動機(jī)一直處于最高效區(qū)間（即圖中 ＜ 185g／KW．h的比油耗區(qū)間，非混合動力化的傳統(tǒng)動力總成不可能實(shí)現(xiàn)）。

按照上圖的最完美發(fā)動機(jī)工況點(diǎn)轉(zhuǎn)移理論，我們得到最理想情況下預(yù)測性自適應(yīng)巡航相比于經(jīng)驗(yàn)豐富駕駛員的節(jié)油率（假定在同樣路況下，自動駕駛的剎車行為和老司機(jī)一樣，但現(xiàn)實(shí)中基本做不到）。

綜上所述，即使在不可能實(shí)現(xiàn)的完美控制策略下，從提升發(fā)動機(jī)效率的角度來看，相對于經(jīng)驗(yàn)豐富老司機(jī)的駕駛基礎(chǔ)上，節(jié)油率的極限天花板為7％左右，此節(jié)油率基于上述不可能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行工況。

并且在運(yùn)營中的剎車控制方面，自動駕駛系統(tǒng)的感知能力也做不到和駕駛員一樣精密，整車的剎車行為很難追平老司機(jī)為刻意降低油耗而采取的駕駛風(fēng)格，因此不可能在老司機(jī)駕駛油耗基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)超過10％的節(jié)油率，正常來說，相比20年駕齡老司機(jī)，最多可以實(shí)現(xiàn)4－5％的節(jié)油率。

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PACC預(yù)測性自適應(yīng)巡航運(yùn)營數(shù)據(jù)分析

有上述的理論基礎(chǔ)后，我們也收集了PACC預(yù)測性自適應(yīng)巡航運(yùn)營的數(shù)據(jù)，并對此進(jìn)行了詳盡的分析。在此實(shí)驗(yàn)中，采用的發(fā)動機(jī)型號、變速箱型號以及運(yùn)營路段如下表所示。

將PACC自適應(yīng)巡航發(fā)動機(jī)運(yùn)行圖與某OEM經(jīng)濟(jì)性測試司機(jī)手工駕駛發(fā)動機(jī)運(yùn)行圖進(jìn)行對比，可以看到，PACC 明顯將發(fā)動機(jī)運(yùn)行區(qū)間往高效率區(qū)間提升，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速分布區(qū)間更加集中。

同時(shí)，PACC大幅提升了發(fā)動機(jī)最高效區(qū)間（＜185g／kw．h）的運(yùn)行占比（6．5％ －＞22．6％），減少了190－195g／kw．h的運(yùn)行占比（15．8％ －＞ 5．7％）， 并且大幅度增加了空擋滑行的開啟率 （9．3－＞ 23．5％）。

具體測試人工司機(jī)與PACC 自動駕駛的數(shù)據(jù)對比如下表所示，實(shí)際節(jié)油率近4％。

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總結(jié)與展望

通過本次采訪獲悉，宏景智駕PACC項(xiàng)目歷時(shí)4個(gè)月，階段性完成電子視野重構(gòu)、全程經(jīng)濟(jì)車速規(guī)劃、預(yù)測性車速滑行一體式規(guī)劃算法并發(fā)以及算法測試驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)營線路平均節(jié)油率3％，選定線路平均節(jié)油率超過5％。

在未來，宏景智駕的PACC算法的新功能開發(fā)計(jì)劃包括：

1．商用車運(yùn)營中，大城市高速路段存在大量擁堵路段，自動駕駛卡車大部分處于跟車模式而非巡航模式，針對占比超過一半的跟車模式，用合適的邊界條件約束動態(tài)規(guī)劃從而增加預(yù)測性算法開啟比例。

2．針對上述跟車模式，開發(fā)預(yù)測性車距控制以實(shí)現(xiàn)脈沖滑行功能提升節(jié)油潛力。

3．為適配不同品牌，不同配置和不同尺寸的卡車，開發(fā)以下兩個(gè)新算法用以改善車輛未來2－3km距離內(nèi)車速軌跡預(yù)測的精度，從而提升節(jié)油性能：

車重估算算法，從而不再需要裝配軸荷傳感器／車重傳感器，依然能獲得較準(zhǔn)確的整車重量。

車輛行駛阻力自學(xué)習(xí)算法，能較準(zhǔn)確的擬合出車輛在不同運(yùn)行情況下的行駛阻力系數(shù)。

從數(shù)據(jù)結(jié)果分析，PACC可實(shí)現(xiàn)3－5％的節(jié)油率是一個(gè)非?？陀^且符合當(dāng)下行業(yè)普遍認(rèn)知的結(jié)論?，F(xiàn)如今，PACC功能對車輛的基礎(chǔ)配置有一定要求，必須具備ACC功能及獲取ADAS地圖的聯(lián)網(wǎng)功能，因此PACC目前多搭載高端重卡車型。隨著技術(shù)發(fā)展和成本下降，未來必然可搭載在更多的車型上。更重要的是，我們期待隨著PACC算法的更新迭代帶給我們更多的驚喜。

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       原文標(biāo)題 : PACC預(yù)見性自適應(yīng)巡航的節(jié)油率實(shí)測分析