基于預見性巡航對整車經濟性影響的研究

中圖分類號：U461 收稿日期：2025-06-19

DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.08.007

Research on Influence of Vehicle Economy Based on Predictive Cruise Control

Wu Pingan Anhui Jianghuai Automobile Group Co.，Ltd，Hefei 230601，China

Abstract：Predictive CruiseControl （PCC）uses high-precision positioning systemand ADAS inteligent map to identifythe slope，curve，andcongestionoftheroadaead.Bydynamicallyadjusting thevehicle'scruisingspeedandgear，thevehicle'spowery temcanoperateintheoptimaleficiencyzone，therebytoachieveenergyconservationandconsumptioneduction.Thepaperuses Cruisesoftwaretobuildavehiclesimulationmodelofpureelectricheavy-dutytruck.Basedontheworkingprincipleofthepredictive cruiseystemeusigsdisoablyatdndvingoiiosfuhillatowill，nddaei ulated.Thevehicleeconomysimulationcalculation iscariedout，andtheresultsshowedthatthevehicleeconomycanbesaved about 3.15%～6.91% ：

Key words：Predictive cruise;PCC;Cruise;Vehicle economy

1前言

斯堪尼亞（Scania）于2012年推出一款全新主動預測地形的高級巡航控制系統，通過GPS確定車輛位置和預測前方道路地形，控制上坡和下坡路段車速，進入坡道時，巡航系統識別坡度并計算合適的加速度，使驅動扭矩達到最大，避免在爬坡時多次切換擋位，下坡時免費利用整車勢能獲得較大的車速，整車行駛過程可節省燃油 3%^[1] O

利用ADAS智能地圖識別前方道路的坡度、彎道曲率、限速信息計算車輛所需的最優扭矩和擋位，預見性巡航（PredictiveCruiseControl，PCC）系統比一般駕駛員節油 3%～4% ，對于特定有利路況，節油可達 6% ，成為商用車節能減排的重要手段[2-3]。國內某物流公司開展PCC節油效果驗證，整車總質量 49t ，運行路線為青島至曲阜高速路段，配置預見性巡航系統的物流車可獲得較好的燃油經濟性和更快的平均車速，綜合節油率可達6.4% ，符合物流行業高效節能的特點[3]。

2預見性巡航系統工作原理

PCC系統主要由高精度定位系統、ADAS智能地圖、傳感器模塊、中央控制單元組成。當車輛開啟PCC系統后，首先通過高精度定位系統和ADAS智能地圖匹配，獲取車輛位置以及前方道路的坡度、彎道、擁堵情況；若前方存在上坡路段，系統自動識別坡道的坡度和長度，將信息傳輸給中央控制單元；傳感器模塊，包括高精度傳感器、超聲波雷達、毫米波雷達等，結合智能地圖，持續跟蹤監測車輛面臨的交通狀況；中央控制單元，收集定位系統、智能地圖、傳感器模塊的信息，實時與動力系統（發動機、變速箱、電機控制器等）進行通信，控制輸出扭矩和擋位，最終通過優化車速控制、合理利用道路坡度等方式，有效減少了不必要的加減速和能源浪費，降低了整車能耗[4-5]。

3整車Cruise模型搭建

AVLCruise作為一款整車高級仿真分析軟件，通過建立模型、仿真計算，可實現對整車傳動系匹配優化，發動機排放，循環工況油耗分析，從而為整車設計提供參考依據[6-7]。本文研究某 4×2 純電重卡開啟PCC系統后，對整車經濟性的影響，利用Cruise軟件搭建整車仿真模型，設定模型參數（與實車參數保持一致），創建計算任務，開展整車經濟性仿真計算。

3.1整車參數

擬開發的 4×2 純電重卡主要為快遞物流公司定制，常用滿載 30 000kg ，續航里程 350～400km ，最高車速89km/h ，要求能耗低續航長，補能速度快，智能化水平高，安全可靠。經整車動力匹配計算，選取動力電池500.8kW?h ，額定電壓 640V ；驅動電機額定/峰值扭矩310/620N?m ，最大轉速 11000r/min ;三擋AMT電驅橋，后橋速比 54.521/32.565/17.989 輪胎型號為 295/80R22.5 整車基本參數如表1所示，滑行阻力由空氣阻力、滾動阻力、加速阻力和坡道阻力構成，滑行阻力系數通過整車滑行阻力試驗獲取[8]。

表1整車基本參數

3.2模型搭建

搭建整車Cruise模型，根據整車參數對整車、電池、電機等模塊進行設定，連接整車控制總線，創建計算任務，完成模型搭建，如圖1所示。

圖1整車Cruise仿真模型

3.3模型精度驗證

在Cruise模型中分別設定 40km/h.60km/h.80km/h 等速工況計算任務，對比整車經濟性試驗結果，如表2所示，計算誤差 ?3% ，說明該模型參數設定與整車實際情況相吻合，模型精度較高。依據此模型研究PCC系統對整車經濟性的影響，計算結果可信。

表2等速工況計算結果與實測能耗對比

4整車經濟性仿真計算

PCC主要在坡道、彎道條件下，通過提前調整車速發揮優勢，本文通過模擬坡道、彎道工況開展整車仿真計算，研究其對整車經濟性的影響。

4.1坡道工況經濟性計算

4.1.1坡道工況設定

模擬一段 3km 的行駛工況，由 1km 平路 ?1km 上坡 ?1km 下坡組成，同時根據中國工況的坡度特點，分別設置 1.5% 和 3% 的常用坡度進行對比分析，其工況如圖2所示。

圖2坡道工況示意圖

4.1.2計算結果分析

按照PCC車速調節策略，設定相同的起始車速80km/h 、終點車速 80km/h ，接近上坡的車速均為88km/h ，調整不同到達坡頂的車速（ 70～80km/h 變化），整個過程勻加速或勻減速，與定速巡航 80km/h 計算結果進行對比可得（表3和表4），隨著到達坡頂車速的增大，整車消耗電能增大，節能百分比減小，運行時間減少；隨著坡度由 1.5% 增大至 3% ，節能效果更加明顯。在同步考慮運行時間和節省能耗的前提下， 1.5% 的坡度工況，到達坡頂速度為 74km/h 的效果較優，節能3.15% 3% 的坡度工況，到達坡頂速度為 74km/h 的效果較優，節能 6.91% 。

4.2彎道工況經濟性計算

4.2.1彎道工況設定

模擬一段 1.5km 的行駛工況，由 1km 直道 ?0.5km 彎道組成，工況示意圖如圖3所示。

表3 1.5% 坡度不同車速整車經濟性對比表

圖3彎道工況示意圖

4.2.2計算結果分析

按照PCC車速調節策略，設定相同的起始車速80km/h 、彎道車速 60km/h ，分別按照距離彎道提前0.5km，0.8km，1km 進行減速，與正常駕駛行為（提前 0.2km 減速）計算結果進行對比可得（如表5），隨著提前減速距離的增大，整車消耗電能減小，節能百分比增大，運行時間增多。在同步考慮運行時間和節省能耗的前提下，提前 0.5km 減速效果較優，節能 13.39% 。

表5彎道不同距離減速整車經濟性對比表

汽車實用技術，2022，47（18）：33-38.

5結語

通過對某 4×2 純電重卡建立Cruise整車模型，根據PCC系統的工作原理，對模擬坡道工況和彎道工況的巡航車速進行調節，開展整車經濟性仿真計算，在坡道路段，PCC可節能 3.15%～6.91% ；彎道路段，提前減速控制車速，節能可達 13.39% ，節能效果更優。由于本文是通過Cruise軟件仿真并且模擬的是理想坡道、彎道路段，實際道路則更加復雜、不規律，后續將開展道路測試驗證PCC的節能效果。可以預見，隨著汽車智能化以及雙碳經濟的推動發展，PCC系統勢必將成為商用車節能降耗的重要手段之一。

參考文獻：

[1]高斯.斯堪尼亞推出主動預見性巡航控制系統[J].交通世界，2012（2）：105-107.

[2]彭宏偉，劉冬.一種商用車預見性節油巡航系統的開發及應用[J].

[3]王玉海，李興坤，張鵬雷，等.基于ADAS地圖的載貨車預見性巡航實時優化算法[J].汽車工程，2020，42（10）：1335-1339+1411.

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[5]杜文龍，李霞，常開慧.基于數據融合的ADAS系統在重卡上的研究及應用[J].專用汽車，2020，39（10）：64-67.

[6]李盈盈.基于Cruise的某廂式貨車動力性經濟性優化設計[J].專用汽車，2022，41（11）：13-14+31.

[7]章印，王或喧，吳鷹，等.基于Cruise的某純電動商用汽車動力系統參數匹配及仿真研究[J].農業裝備與車輛工程，2022，60（3）：121-124.

[8]余志生.汽車理論[M].6版.北京：機械工業出版社，2018.

作者簡介：

吳平安，男，1989年生，工程師，研究方向為整車性能集成、整車動力性、經濟性。