Virtual approach to improve buses in-line fuel consumption forecasting reliability

The energetic consumption topic has always more importance in the choice and economic management of industrial vehicles, especially for bus. A typical example is when public transport companies have to renew circulant fleets and they have to choose a priori, among different bus models, the best in terms of consumption. Nowadays public transport companies choose considering energy forecast from standard cycles (UITP SORT); that cycles should represent the typical energetic consumption of a particular bus model in different conditions. This doesn’t always happen and a deviation from the foreseen consumption could negatively impact on the business budget and energetic costs. This work is proposed to analyse differences among real consumption and the one foreseen by standard SORT cycles. For this purpose, it has been used IPG TruckMaker software in order to generate bus virtual models, with using real SORT data. A SORT scenario has been created in order to correlate numerical results with measured data on real vehicles. Then an urban and suburban scenario has been created, comprising altimetric profile, signposting, traffic light and traffic. The obtained results demonstrate how SORT cycle is not always able to foresee the energy consumption of buses in absolute terms; in some critical cases there is a wrong list of best performing subjects. Subsequently, two alternative methodologies for energy consumption estimation have been proposed. The first one is based on the use of the numerical simulation aimed to obtain equivalent consumption maps, able to cover the bus line mission profile. The second one is based on the extraction of a significant speed profile of the bus line; a significant sample of the real mission profile. The speed profile is imposed on the vehicle in order to increase the likelihood between the test phase and the real exercise. Finally, the present work proposes system of easy on-board installation aimed to control the vehicle longitudinal dynamic by means of ride by wire.

Il tema del consumo energetico assume sempre maggiore importanza nella scelta e gestione economica dei veicoli industriali, soprattutto per gli autobus di linea. Un esempio tipico accade quando le aziende di trasporto pubblico devono rinnovare le flotte circolanti, e hanno la necessità di scegliere a priori, tra diversi modelli di autobus, il migliore in termini di consumi. Attualmente, le aziende di trasporto orientano la scelta basandosi su previsioni energetiche estrapolate da cicli normati sperimentali (UITP SORT); tali cicli dovrebbero rappresentare il consumo energetico tipico di un particolare modello di autobus in diverse condizioni di missione. Ciò non sempre accade, ed uno scostamento dell’effettivo consumo in linea rispetto al consumo previsto può impattare negativamente in termini di bilancio e costi energetici di esercizio. Il presente lavoro si propone quindi di analizzare le differenze tra il reale consumo del veicolo e il consumo previsto dai cicli normati SORT. Per lo scopo è stato utilizzato il software IPG TruckMaker per generare i modelli virtuali di autobus, utilizzando dei dati SORT acquisiti durante prove reali. È stato ricreato uno scenario di prova SORT, per correlare i risultati numerici con i dati misurati sui rispettivi veicoli reali. È stato poi generato uno scenario di linea urbana e suburbana, comprendente il profilo altimetrico, la segnaletica, i semafori ed il traffico. I risultati ottenuti dimostrano come il ciclo di prova SORT non sia sempre in grado di prevedere il consumo energetico degli autobus in termini assoluti e, in alcuni casi critici si assiste ad un’errata graduatoria dei soggetti meglio performanti. Sono state quindi proposte due metodologie complementari per la stima del consumo energetico. La prima si basa sull’utilizzo della simulazione numerica al fine di estrapolare delle mappe di consumo equivalenti tali da coprire il profilo di missione proprio della linea in esame. La seconda si basa sull’estrazione di un profilo di velocità significativo della linea in esame; un campione che sia rappresentativo del reale profilo di missione. Lo stesso venga poi imposto al veicolo potendo così aumentare la verosimiglianza tra la fase di prova e collaudo e l’esercizio reale. Il presente lavoro propone infine un sistema di facile installazione a bordo veicolo atto a controllare la dinamica longitudinale del veicolo, tramite ride by wire.