節 能 駕 駛 有 撇 步 車 隊 省 油 效 率 高 重 型 柴 油 車 輛 駕 駛 行 為 分 析 技 術 車 輛 研 究 測 試 中 心 呂 仲 生 一 前 言 近 年 來 由 於 國 際 石 油 價 格 的 波 動, 節 能 駕 駛 更 加 受 到 一 般 民 眾 以 及 車 隊 管 理 者 的 矚 目, 怎 樣 開 車 會 耗 油 或 最 省 油 成 為 熱 門 的 話 題 依 據 英 國 Safe and Fuel Efficient Driving (SAFED 計 畫 ) [1] 研 究, 開 車 人 經 由 學 習 節 能 駕 駛 知 識, 平 均 能 夠 達 成 約 10% (1.9%~17% 不 等 ) 的 節 能 效 益 包 括 許 多 車 廠 都 已 在 車 輛 儀 表 上 標 示 節 能 範 圍 來 協 助 駕 駛 者 ( 如 圖 1), 甚 至 美 國 福 特 日 本 日 野 以 及 瑞 典 SCANIA 等 可 能 影 響 車 輛 行 駛 耗 油 量 的 因 素 主 要 有 車 速 檔 位 以 及 引 擎 轉 速 等, 再 依 據 駕 駛 者 的 操 作 搭 配 出 各 式 的 組 合 以 控 制 車 輛 行 進, 因 此 駕 駛 行 為 與 車 輛 油 耗 表 現 關 係 甚 密 以 國 內 道 路 環 境 為 例, 地 小 人 稠 交 通 擁 擠, 造 成 不 少 駕 駛 者 養 成 較 為 急 躁 的 駕 駛 習 慣, 例 如 換 檔 轉 速 過 高 在 短 距 的 路 口 之 間 行 駛 時 使 用 較 低 檔 位 於 高 速 公 路 上 超 速 行 駛 等, 這 些 看 似 不 經 意 的 動 作, 事 實 上 都 會 產 生 不 必 要 的 油 耗, 換 言 之, 也 正 是 節 能 駕 駛 所 要 傳 達 的 精 神 與 內 容 車 廠 還 開 辦 相 關 節 能 駕 訓 課 程, 提 供 客 戶 學 習 降 低 車 輛 耗 油 的 駕 駛 技 巧 在 國 內 方 面, 經 濟 部 能 源 局 亦 對 此 議 題 十 分 重 視, 尤 其 是 行 駛 里 程 數 高 排 氣 量 大 且 高 油 耗 的 大 型 車 輛, 其 能 源 消 耗 佔 國 內 道 路 運 輸 車 輛 耗 能 總 量 的 30%; 因 此 特 別 委 託 車 輛 中 心 針 對 重 型 柴 油 車 輛 的 節 能 技 術 進 行 研 究, 以 及 透 過 輔 導 團 及 說 明 會 等 方 式 進 行 推 廣, 引 領 為 數 眾 多 的 車 隊 業 者 更 有 效 率 地 進 行 節 油 管 理 制 度 並 且 輔 助 駕 駛 者 能 落 實 節 能 駕 駛 二 駕 駛 行 為 分 析 理 論 在 現 行 車 隊 的 燃 油 結 算 制 度 當 中, 結 算 的 報 表 都 以 車 為 單 位, 在 管 理 制 度 上 也 都 以 此 資 料 作 為 駕 駛 者 獎 懲 來 源, 然 而 月 結 油 耗 為 長 期 累 積 結 果, 如 出 現 異 常 也 無 法 立 即 得 知 與 處 理, 同 時 也 無 法 分 析 與 判 斷 駕 駛 者 在 道 路 上 行 駛 時 的 習 慣 是 否 合 乎 標 準, 使 得 燃 油 管 理 的 制 度 難 以 發 揮 更 有 效 益 及 公 平 的 精 神, 因 此 駕 駛 行 為 分 析 研 究 技 術 開 始 受 到 重 視, 並 快 速 發 展 起 來 車 輛 中 心 在 進 行 此 項 技 術 開 發 初 期, 即 先 針 對 常 見 道 路 行 駛 型 態 設 計 兩 套 駕 駛 模 式 ( 一 般 駕 駛 與 節 能 駕 駛 ), 來 釐 清 駕 駛 行 為 與 耗 油 量 之 間 的 關 係 路 線 設 計 區 分 為 三 段, 第 一 段 為 市 區 道 路, 第 二 段 為 郊 區 道 路, 第 三 段 為 高 速 路 段, 共 計 5.5 公 里 分 別 圖 1 部 分 原 廠 儀 表 已 用 顏 色 ( 綠 色 區 域 ) 標 示 經 濟 轉 速 區 域 使 用 16 噸 48 人 座 營 業 大 客 車 以 滿 載 條 件 於 封 閉 測 試 道 路 進 行 試 驗 其 測 試 耗 油 量 結 果 顯 示 於 5.5 公 里 之 22 車 輛 研 測 資 訊 097 期 2013-12
服 務 快 遞 設 計 模 擬 路 線 中, 兩 種 駕 駛 行 為 的 耗 油 量 差 異 高 達 640 毫 升 ; 使 用 節 能 駕 駛 可 減 少 28.02% 之 耗 油 量 時 間 差 異 僅 68 秒, 顯 示 不 同 的 駕 駛 行 為 確 實 對 於 耗 油 量 有 顯 著 的 影 響 力 除 此 之 外, 在 建 立 駕 駛 行 為 分 析 方 法 之 前, 首 先 必 須 選 擇 要 分 析 的 項 目, 以 中 華 FUSO 車 輛 作 為 實 驗 車 輛, 並 且 安 裝 油 耗 計 速 度 計 與 資 料 擷 取 器 等, 如 圖 2 過 程 中 分 別 記 錄 變 速 箱 六 個 檔 位 於 引 擎 轉 速 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 轉 (rpm) 時 之 油 耗 與 車 速, 同 樣 行 駛 200 公 尺 所 消 耗 之 油 量 因 變 速 箱 特 性, 每 個 檔 位 之 間 都 有 重 疊 的 車 速 範 圍, 表 示 在 相 同 車 速 中 車 輛 能 用 不 同 檔 位 依 其 所 對 應 之 轉 速 行 駛, 若 使 用 檔 位 較 低, 轉 速 即 較 高, 其 中 因 重 型 車 輛 低 檔 位 普 遍 設 計 為 起 步 使 用, 因 此 一 至 三 檔 位 行 駛 車 速 較 低, 車 速 重 疊 範 圍 較 小, 四 五 六 檔 位 為 常 用 行 駛 檔 位, 重 疊 車 速 範 圍 較 大, 其 中 五 檔 以 及 六 檔 重 疊 車 速 範 圍 從 40 km/hr 起 最 快 可 至 90 km/hr 公 里 實 務 上, 一 般 駕 駛 者 常 用 車 速 區 域 為 時 速 40~90 km/hr, 駕 駛 者 若 使 用 五 檔 行 駛 於 40~60 km/hr 之 間 時, 在 相 同 車 速 下 其 耗 油 量 與 使 用 六 檔 相 比 略 微 增 加 即 使 同 樣 於 相 同 轉 速 時, 當 車 輛 行 駛 於 車 速 20~60 km/hr 時 使 用 高 檔 位 以 引 擎 轉 速 1,000 rpm 行 駛 時 所 消 耗 之 油 量 比 低 檔 位 及 低 轉 速 行 駛 時 相 對 較 少, 其 原 因 在 於 低 檔 位 及 低 轉 速 行 駛 時 車 速 過 於 緩 慢, 車 輛 需 較 多 時 間 才 可 駛 達 測 量 距 離 終 點, 造 成 圖 2 實 驗 車 輛 實 驗 結 果 發 現 在 每 個 檔 位 中 提 高 轉 速 將 使 耗 油 量 增 加 ( 如 圖 3), 從 一 檔 1,000~3,000 rpm 之 間 耗 油 量 增 加 了 96.48%, 二 檔 時 耗 油 量 變 化 增 加 了 96.3%, 三 檔 耗 油 量 變 化 增 加 91.9%, 四 檔 耗 油 量 變 化 增 加 152.4%, 五 檔 耗 油 量 變 化 增 加 140.48%, 六 檔 耗 油 量 變 化 增 加 180.95% 距 離 內 消 耗 之 油 量 與 較 高 車 速 者 相 比 較 高 透 過 以 上 實 車 油 耗 實 驗 可 得 知 : 過 高 的 引 擎 轉 速 與 車 速 或 同 車 速 下 過 低 的 檔 位 都 會 使 車 輛 的 耗 油 量 增 加 因 此, 整 理 出 4 項 駕 駛 行 為 與 12 項 分 析 指 標, 作 為 此 分 析 技 術 之 主 要 評 估 項 目 駕 駛 行 為 : 轉 速 控 制 車 速 控 制 怠 速 控 制 加 減 速 控 制 ; 分 析 指 標 : 超 高 轉 速 的 次 數 超 高 轉 速 的 比 例 引 擎 轉 速 平 均 值 引 擎 轉 速 標 準 差 車 輛 怠 速 次 數 車 輛 怠 速 比 例 車 輛 平 均 速 度 車 輛 速 度 標 準 差 車 輛 超 速 次 數 車 輛 超 速 比 例 加 速 度 平 均 加 速 度 標 準 差 當 分 析 指 標 決 定 後, 接 著 就 是 考 量 如 何 評 估 圖 3 車 輛 於 不 同 檔 位 轉 速 車 速 時 的 耗 油 量 變 化 人 的 因 素, 以 往 常 見 的 駕 駛 行 為 分 析 方 式 大 多 車 輛 研 測 資 訊 097 期 2013-12 23
採 用 統 計 次 數 的 方 法, 例 如 計 算 車 輛 在 出 勤 時 超 速 或 者 超 高 轉 速 的 次 數 然 而 只 有 數 量 並 不 足 以 證 明 駕 駛 者 的 習 慣 是 好 還 是 差, 也 可 能 會 因 某 位 駕 駛 者 不 佳, 平 均 油 耗 在 五 位 駕 駛 中 表 現 也 較 差, 與 模 組 分 析 結 果 吻 合 ; 其 餘 四 位 駕 駛 於 各 項 指 標 中 分 數 各 有 高 低, 分 數 綜 合 後 與 耗 油 趨 勢 依 然 吻 合 出 勤 時 間 較 長 而 累 積 有 較 高 的 數 量, 所 以 若 單 純 只 用 排 序 來 進 行 駕 駛 行 為 分 析, 容 易 造 成 判 斷 與 評 比 上 的 誤 差 因 此, 最 好 是 除 了 排 序 外, 也 利 用 分 群 的 概 念 來 將 駕 駛 者 區 分 優 良 普 通 不 良 三 個 等 級, 讓 管 理 者 透 過 不 同 角 度 來 瞭 解 哪 些 駕 駛 者 的 駕 駛 行 為 比 較 不 好, 需 要 特 別 注 意 駕 駛 代 號 三 實 車 道 路 驗 證 在 完 成 理 論 基 礎 架 構 後, 為 進 一 步 獲 得 更 精 確 圖 5 駕 駛 行 為 與 油 耗 相 關 性 的 研 究 數 據 及 結 果, 則 必 須 依 靠 搭 配 車 隊 進 行 實 車 道 路 運 行 的 長 期 性 實 驗 研 究 初 期 選 擇 行 駛 路 線 較 為 固 定 的 客 運 來 進 行, 以 掌 握 分 析 方 法 的 準 確 度, 實 驗 車 輛 共 計 五 輛 ( 五 位 駕 駛 者 代 號 分 別 為 A B C D E), 實 驗 路 線 往 返 金 山 至 台 北 車 站, 路 線 過 程 包 含 高 速 公 路 市 中 心 鬧 區 鄉 鎮 郊 區 與 山 路 四 導 入 駕 駛 行 為 輔 導 模 式 多 指 標 分 析 方 法 經 實 車 驗 證 具 有 可 靠 性, 在 管 理 制 度 上 也 較 為 公 平, 但 太 多 的 項 目 及 資 料 反 而 容 易 讓 基 層 駕 駛 者 產 生 困 惑, 因 此 若 希 望 將 節 能 駕 駛 技 術 順 利 地 導 入 業 界, 最 好 將 多 指 標 簡 化 成 五 項 較 為 直 觀 的 駕 駛 行 為, 包 括 : 超 速 換 檔 轉 速 過 高 未 確 實 切 換 至 最 高 檔 位 急 躁 加 減 速 以 及 怠 速 等 五 種 行 為, 方 便 駕 駛 者 了 解 及 即 時 反 應 由 於 國 內 地 區 道 路 巷 弄 等 交 通 環 境 較 為 複 雜 多 變, 駕 駛 者 難 免 會 遭 遇 許 多 突 發 狀 況, 即 使 已 經 接 受 過 節 能 駕 駛 訓 練, 但 在 實 務 上 仍 有 可 能 會 因 為 注 意 周 圖 4 客 運 車 隊 實 車 運 行 實 驗 長 期 運 行 的 記 錄 數 據 經 過 系 統 性 地 分 群 整 理 後 發 現, 其 中 單 一 駕 駛 行 為 無 法 對 整 體 油 耗 造 成 影 響, 但 多 項 指 標 總 合 後 仍 可 預 測 駕 駛 耗 油 趨 勢, 如 圖 5 駕 駛 E 雖 於 少 數 指 標 項 目 如 怠 速 次 數 和 轉 速 標 準 差 中 有 良 好 表 現, 但 多 項 行 為 分 數 當 中 表 現 較 為 遭 路 況 而 忘 記 維 持 節 能 駕 駛 方 式 此 時, 為 了 隨 時 讓 駕 駛 員 能 得 知 操 作 行 為 是 否 仍 符 合 節 能 駕 駛 之 定 義 範 圍, 車 輛 中 心 特 別 利 用 一 套 即 時 顯 示 裝 置, 可 協 助 駕 駛 員 即 時 調 整 其 行 為, 以 發 揮 輔 助 功 效 此 項 顯 示 裝 置 分 為 兩 個 區 塊 : 一 區 塊 為 整 體 行 為 評 價 ; 另 一 區 塊 為 耗 油 行 為 類 型 說 明 耗 油 行 為 依 照 上 述 常 見 的 五 種 行 為 超 速 換 檔 轉 速 過 高 24 車 輛 研 測 資 訊 097 期 2013-12
服 務 快 遞 未 確 實 切 換 至 最 高 檔 位 急 躁 加 減 速 以 及 怠 速 等 來 分 類 ; 評 價 則 使 用 綠 黃 紅 三 種 燈 號 顯 示 九 種 等 級, 區 分 出 優 良 或 者 待 改 善 的 程 度 ; 開 機 時 預 設 為 滿 分, 當 不 良 行 為 出 現 時 分 數 燈 號 會 逐 一 熄 滅, 對 應 之 不 良 行 為 類 型 也 隨 之 亮 起, 若 不 良 行 為 較 為 嚴 重 時, 行 為 分 數 燈 號 也 會 大 量 熄 滅 顯 示 其 嚴 重 程 度, 如 此 一 來 就 能 使 駕 駛 員 得 知 目 前 行 駛 過 程 中 所 得 到 的 評 價 分 數, 也 可 確 切 得 知 本 身 需 改 善 之 行 為, 刺 激 其 不 斷 的 修 正 及 挑 戰 根 據 上 述 二 項 重 點, 車 輛 中 心 選 擇 以 營 運 路 線 較 不 固 定 的 貨 運 車 隊 再 次 展 開 長 期 實 車 道 路 運 行 實 驗, 評 估 導 入 的 節 能 駕 駛 課 程 與 即 時 顯 示 輔 助 裝 置 後, 可 獲 得 多 少 改 善 效 益 實 驗 車 輛 為 耗 油 量 較 大 的 曳 引 車, 共 計 三 輛, 其 中 A 車 與 B 車 營 運 性 質 相 近, 都 以 跨 縣 市 長 程 運 輸 為 主,A 車 為 該 車 隊 中 油 耗 表 現 最 佳 的 車 B 車 為 油 耗 最 差 的 車 另 一 輛 為 純 市 區 行 駛 的 C 車 實 驗 目 的 在 於 探 討 經 由 駕 駛 輔 助 裝 置 與 行 為 分 析 軟 體 的 結 果, 是 否 能 刺 激 油 耗 最 佳 的 駕 駛 者 更 進 一 步 減 少 耗 油 量? 而 油 耗 較 差 的 駕 駛 是 否 能 有 所 改 善? 以 及 在 純 市 區 道 路 行 駛 中, 駕 駛 行 為 改 善 後 對 於 耗 油 量 的 影 響 程 度 為 何? 圖 6 即 時 顯 示 裝 置 分 為 兩 個 區 塊 並 固 定 於 駕 駛 者 前 方 除 了 行 為 分 析 裝 置 之 外, 車 輛 中 心 的 節 能 輔 助 計 畫 中 也 包 含 了 節 能 駕 駛 訓 練 課 程, 例 如 許 多 貨 運 司 機 經 常 在 換 檔 的 時 候 會 超 過 經 濟 轉 速 區 域, 而 且 會 使 用 較 低 檔 位 維 持 高 轉 速 較 長 的 時 間, 以 及 在 高 速 路 段 行 駛 時 以 最 高 時 速 90 公 里 行 駛 ( 大 型 車 最 高 速 限 為 90 公 里 / 時 ) 等 駕 駛 習 慣, 均 可 先 經 由 訓 練 課 程 予 以 說 明 導 正, 讓 駕 駛 者 了 解 不 當 的 駕 駛 行 為 可 能 造 成 的 不 必 要 油 耗, 藉 此 加 以 改 善 圖 8 實 驗 車 輛 類 型 及 至 截 稿 前 為 止, 本 項 實 車 測 試 仍 在 持 續 運 行, 但 以 目 前 所 獲 得 的 駕 駛 行 為 變 化 來 看 ( 如 圖 9), 可 發 現 駕 駛 者 原 本 所 習 慣 的 換 檔 方 式 ( 會 超 過 經 濟 轉 速 區 域 ), 在 導 入 即 時 顯 示 裝 置 以 及 節 能 安 全 駕 駛 課 程 後, 已 經 明 顯 收 斂 許 多, 可 確 實 將 切 換 檔 位 的 時 機 控 制 在 經 濟 轉 速 區 域 內 ; 在 高 速 行 駛 路 段 也 將 車 速 從 90 降 低 到 80, 符 合 節 能 駕 駛 的 方 法 而 在 單 程 油 耗 測 試 中, 如 果 駕 駛 者 未 觸 發 顯 示 版 分 析 項 目, 與 一 般 駕 駛 習 慣 者 相 比, 有 5~34% 的 油 耗 差 異 圖 7 節 能 駕 駛 課 程 安 排 表 現, 如 表 1 所 示 車 輛 研 測 資 訊 097 期 2013-12 25
為 輔 導 模 式, 經 由 一 連 串 的 實 驗 運 行 及 驗 證 結 果 得 知, 藉 由 多 指 標 分 析 可 較 為 準 確 的 協 助 車 隊 管 理 單 位 掌 握 駕 駛 行 為 較 好 的 員 工 以 及 需 要 注 意 的 族 群 ; 而 即 時 顯 示 版 更 可 隨 時 提 醒 駕 駛 者 修 正 其 駕 駛 習 慣, 長 此 以 往, 對 車 隊 整 體 的 節 油 管 理 將 能 提 供 很 大 的 效 益 自 2011 年 起, 車 輛 中 心 即 成 立 輔 導 團 隊, 針 對 國 內 的 客 貨 運 業 者 進 行 節 能 駕 駛 推 廣 訓 練, 協 助 第 一 線 的 駕 駛 朋 友 建 立 起 良 好 的 駕 駛 習 慣 及 環 保 概 念, 也 輔 導 車 隊 業 者 建 置 節 能 管 理 機 制, 幫 業 者 省 下 高 額 的 燃 油 成 本, 而 且 在 落 實 節 能 之 際, 同 時 也 減 少 了 碳 排 放 量, 為 友 善 環 境 貢 獻 一 份 心 力 ; 計 畫 圖 9 實 驗 進 行 後 駕 駛 者 換 檔 轉 速 變 化 比 較 圖 推 動 至 今, 光 是 節 能 駕 駛 課 程 就 已 吸 引 超 過 百 家 業 表 1 單 程 油 耗 測 試 結 果 觸 發 項 目 測 試 路 段 總 得 分 耗 油 量 L/100 km 差 異 者 500 位 以 上 的 學 員 主 動 報 名 參 與, 獲 得 廣 大 的 迴 響 希 望 接 下 來 能 鼓 勵 更 多 的 車 隊 業 者 投 入 節 能 行 列, 從 自 身 作 起 從 每 個 小 小 的 工 作 環 節 中 一 城 際 滿 載 空 車 滿 載 車 速 過 高 1 34.574 -- 無 9 29.92-13.46% 車 速 過 高 1 22.348 -- 無 9 20.495-8.29% 轉 速 太 高 檔 位 過 低 1 41.46 -- 急 躁 行 為 起 響 應 節 能 減 碳 愛 地 球 更 多 車 隊 節 能 之 相 關 資 訊, 請 洽 : 車 輛 中 心 04-7811222 分 機 3225 蘇 先 生 E-mail : goresu@artc.org.tw 市 區 空 車 無 9 39.34-5.11% 轉 速 太 高 檔 位 過 低 1 56.667 -- 急 躁 行 為 備 註 : [1] http://uk-roadsafety.co.uk/eco_driving/eco_ 無 9 37.21-34.34% Driving.htm, SAFED - Safe and Fuel Efficient 五 結 論 車 輛 中 心 投 入 重 型 柴 油 車 輛 的 駕 駛 節 能 技 術 研 Driving - UK Road Safety. 究 至 今, 從 初 期 理 論 架 構 的 建 立, 搭 配 客 運 業 者 進 行 實 車 道 路 驗 證, 到 最 後 搭 配 貨 運 業 者 導 入 駕 駛 行 26 車 輛 研 測 資 訊 097 期 2013-12