Göm meny

Abstract



Optimal Platooning of Heavy-Duty Vehicles


Fordons- och transportindustrin strävar ständigt efter att minska bränsleförbrukningen och för lastbilar finns det flera olika metoder. Två metoder som i tidigare arbete visat sig minska bränsleförbrukningen är look-ahead control (LAC) och kolonnkörning. LAC använder kunskap om framtida vägtopografi för att kunna optimera fordonets hastighet. Kolonnkörning är när lastbilar kör relativt nära varandra med syftet att minska luftmotståndet. Fordon i en kolonn kan även optimera sin hastighet baserat på framförvarande lastbil, vilket kallas adaptive look-ahead control (ALAC). LAC/ALAC möjliggör användandet av pulse-and-glide (PnG) strategin, vilket innebär att ett fordon lägger i neutral växel och frirullar i t.ex. en nedförsbacke och därigenom minska sin bränsleförbrukning. Huvudsyftet med denna uppsats var att studera just hur fordon i en kolonn och kontrollstrategin känd som pulse-and-glide (PnG) interagerar när man eftersträvar lägre bränsleförbrukning. En fordonsmodell, en kolonnmodell och optimeringsbaserade regulatorer (LAC/ALAC) utvecklades. För de optimeringsbaserade regulatorerna valdes dynamisk programmering (DP) som optimeringslösare. Resultaten visar att kombinationen av dessa metoder har stor potential och ger betydande bränslereduktion, både för enskilda fordon och för kolonnen som helhet. När det gäller bränsleförbrukning är den mest lämpliga strategin för kolonnen som helhet nära relaterad till den för enskilda fordon. De strategier som uppnådde högsta individuella bränslereduktion på fordonsnivå är också de som uppnådde högsta totala bränslereduktion för hela kolonnen. Enligt erhållna resultat bör det ledande fordonet utnyttja både LAC och PnG, medan de andra kolonnfordonen bör använda ALAC för att på så sätt också kunna nyttja PnG samtidigt som de upprätthåller ett kort avstånd till framförvarande fordon. Resultaten visar att den största möjliga bränslereduktionen uppnås för nedförsbackesegmentet och när alla metoder kombineras. För det sista fordonet i konvojen är det så högt som 42%, jämfört med det nominella fallet (ett enda fordon som använder konventionell farthållare och inte växlar). Potentialen i bränslereduktion för segmentet platt och uppåt är likartat med varandra, 22% respektive 20%. Det är viktigt att påpeka att PnG i samtliga tre fall står för ungefär 1–3 procentenheter av hela bränslereduktionen. I verkligheten är vägtopografin också ständigt varierande, så det är lovande att det finns en förbättring av bränsleeffektiviteten för alla typer av vägsegment. Enligt resultaten erhålls största möjliga bränslereduktion vid en nedförsbacke. För det sista fordonet i konvojen är det så högt som 42 %, jämfört med det nominella fallet (ett fordon som använder konventionell farthållare och inte växlar). Den potentiella bränslereduktionen för plan väg och uppförsbacke är snarlika, 22 % respektive 20 %. För alla tre segmenten står PnG för cirka 1–3 procentenheter av hela konvojens bränslereduktion. I verkligheten är vägtopografin ständigt varierande, så det är även lovande att bränsleeffektiviteten förbättras för alla vägsegment.

Rikards Ohlsén and Erik Sten

2018

Download Article (pdf-file)Show BibTeX entry

Informationsansvarig: webmaster
Senast uppdaterad: 2019-04-24