Predikativní tempomat: Úprava rychlosti podle profilu tratě

Využívání kinetické energie je alfou a omegou zejména těžkých silničních souprav. Dlouhá desetiletí se řešil problém, jak pohybovou energii účinně mařit, aniž by v klesáních došlo k pálení brzdového obložení. Poslední desetiletí si vývojáři lámou hlavu nad tím, jak kinetickou energii vozidla využít ke snížení spotřeby nafty. V tomto pohledu nesmíme zapomenout na hybridní vozidla, která umějí pohybovou složku proměnit v elektrickou a následně použít pro rozjezd. Technicky náročné řešení s velkou vstupní investicí nechme stranou, i když se dostalo do fáze produkčního používání jak u nákladních vozidel, tak i autobusů.

Rozjet pod kopcem

Opět pohlédněme do minulosti, kdy před každým kopcem bouřily motory nákladních vozidel na plné otáčky, aby je na vrcholu stoupání nepředháněly babičky s kárkou plnou čerstvě posekané trávy. Současná technika nabízející u evropských nákladních vozidel v sériové výrobě až 551 kW a 3550 N.m dokáže hnát čtyřicetitunovou soupravu do prudkých alpských stoupání rychlostí kolem 70 km/h.

Během desetiletí také došlo k další zásadní změně týkající se ceny nafty. V posledních letech dosáhla takové hodnoty, že dopravci řeší každý litr. Proto je možné v západní Evropě potkat vozidla, která automaticky zrychlují před začátkem stoupání. Systém zabudovaný do adaptivního tempomatu používá data z GPS o výškovém profilu tratě a podle něj upravuje rychlost vozidla. Při jízdě v kopcovitém terénu dokáže systém přinést úsporu paliva až do výše 3 %, protože také ubírá tah motoru před klesajícím profilem tratě, na němž souprava díky potenciální energii opět dosáhne maximální rychlost bez potřeby nafty.

Topografické údaje jsou v případě švédského výrobce uloženy ve Scania Communicatoru. Systém přizpůsobuje styl jízdy topografii tratě stejně, jako to dělají nejzručnější řidiči nákladních vozidel. Predikativní tempovat však pomáhá snižovat spotřebu v případech i jim, když jedou po neznámé trase či v noci nebo při nepříznivém počasí se zhoršenou viditelností. Maximálního přínosu je možné dosáhnout ve zvlněném terénu.

Jak systém funguje?

Pomocí tlačítek na volantu řidič nastaví rychlost pro jízdu z kopce, přičemž doporučený rozdíl do cestovního tempa má činit nejméně 4 km/h. V praxi mnohých to znamená sestupovou rychlost 89 km/h a vyžadované běžné tempo 85 km/h. Nastavení obou rychlostí se ukáže na centrálním displeji a nelze je měnit. Když systém nastaví rychlost, objeví se na displeji zelené E, které připomíná u druhého švédského výrobce nákladních vozidel funkci volnoběžky I-Roll.

Predikativní tempomat je činný od 60 km/h. Na cestách bez topografických dat či po ztrátě signálu GPS okno rychlosti Active Prediction zešedne a vozidlo se vrátí do normální funkce adaptivního tempomatu. Nastavení rychlosti mohou být naprogramována jako „Oblíbená“ - okno s nastavenou cestovní rychlostí vlevo a rychlost z kopce vpravo. Zelené E se zobrazí vždy, kdy je aktivní Active Prediction.

Výhody v praxi

Zkušený řidič ví, že k dosažení lepší spotřeby (i rychlosti) je vhodné pod kopcem soupravu rozjet na maximum, aby co nejvíce vystoupal na nejvyšší převodový stupeň. Spořivý řidič dále sundává nohu z plynu ještě před zlomem, za nímž následuje prudší klesání. Pokud trasu zná, může se takto hospodárně chovat.

Predikativní prvek je proto navržen tak, aby eliminoval nevýhody normálního tempomatu snažícího se v každém okamžiku držet navolenou rychlost. Predikativní tempovat kombinuje údaje GPS o poloze vozidla s daty o výškovém profilu tratě uloženými v komunikátoru začleněném v kabině. Na základě těchto informací se každou sekundu vypočítává nejhospodárnější rychlostní profil. Při běžné jízdě konstantní dálniční rychlostí načítá systém Active Prediction údaje pro analyzování až 3 km cesty dopředu. Na trase se identifikuje blížící se stoupání, kvůli kterému zařízení rozhodne, kde a nakolik je třeba zvýšit rychlost vozidla. Systém dále předvídá příjezd soupravy ke klesání a účelně zastaví dodávku paliva do motoru, aby nechal dojet vozidlo na hranu, za níž souprava díky klesání opět nabere rychlost na maximum.

Dovolené odchylky

Systém může během jízdy měnit rychlost v rozsahu +4 až –8 % proti nastavenému cestovnímu tempu. Rozsah možné změny rychlosti na základě těchto procentních hodnot je pevný a řidič ho upravit nemůže. Vyhodnocení změny tempa vozidla také počítá s jeho okamžitou hmotností a výkonovou verzí pohonné jednotky. Predikativní systém je spojen s adaptivním tempomatem, tudíž zároveň udržuje bezpečnou vzdálenost od vpředu jedoucího vozidla.

Kolik uspoří?

Potenciál snížení nároků na naftu závisí na topografi i cesty a hmotnosti vozidla. Nejlepších výsledků se dosahuje ve vlnitém terénu, zatímco na trase s dlouhými strmými kopci je úspora menší. Predikativní systém samozřejmě také hodně uspoří v oblastech, kde nelze sledovat trasu s dostatečným předstihem či za snížené viditelnosti.

Švédská zkouška

Na trase vedoucí po dálnici z města Södertälje, sídla společnosti Scania, do Jönköpingu v jižní části středního Švédska a zpět se posuzoval vliv různých hmotností. Tento úsek o délce 520 km se zdá být vodorovný, ve skutečnosti je však lehce zvlněný. Dvacetitunová souprava uspořila 0,7 %, čtyřicetitunová 2,6 procenta, šedesátitunová dokonce 3,8 procenta nafty. Šestihodinová jízda byla prodloužena o zanedbatelných 1-2 minuty.

Už před třemi roky

Společnost Daimler uvedla tzv. predikativní tempomat u vozidel Freightliner v USA již v roce 2009. Novinka umístěná do poslední generace Mercedes-Benzu Actros vychází ze zkušeností v zámoří a je zdokonalená.

VOLVO I-SEE

Stejnou snahu využít kinetickou energii vozidla si podobně jako Mercedes-Benz a Scania zvolilo také Volvo Trucks. Jde však na to odlišnou cestou. Nevyužívá topografická data o výškovém profilu tratě, ale pomocí snímače náklonu na převodovce si monitoruje výškový profil tratě. Systém je schopen uložit do paměti 4000 nerovností, což i v členitém terénu odpovídá délce trasy kolem 5000 km.

„I-See je autopilot spojený s tempomatem nákladního vozidla, který zajišťuje a řídí řazení rychlostních stupňů, přidává plyn a brzdí na svazích a zajišťuje, aby to vše probíhalo s nejvyšší možnou úsporou paliva. Systém I-See maximálně využívá jízdy na volnoběh, takže na určitých úsecích trasy se nespotřebovává téměř žádné palivo,“ vysvětluje produktový specialista společnosti Volvo Trucks Hayder Wokil.

Pro maximální využití kinetické energie provádí systém I-See šest různých činností. Nejdůležitějšími z nich jsou akcelerace do kopců, zajištění jízdy na nejvyšším převodovém stupni co nejdéle a jízda v režimu volnoběhu při pohybu ze svahu. Systém I-See bude na trhu dostupný v roce 2013.