Uppkopplad farthållare använder kommunikation mellan fordon och fordon för att låta automatiserade fordon svara på flera bilar åt gången i ett försök att spara energi och förbättra säkerheten.

University of Michigan forskare har visat sin effektivitet på allmänna vägar, även när bara ett automatiserat fordon rör sig bland mänskliga bilar.

Kommunikation mellan fordon och fordon, eller V2V, avser bilarnas förmåga att trådlöst dela data inklusive deras hastighet och position i realtid. Ansluten farthållare kan justera ett fordons hastighet baserat på information som erhållits via V2V. Det skiljer sig från adaptiv farthållare genom att den spårar fler fordon än bara bilen framför den.

Testen på allmänna vägar har visat hur ansluten farthållare och V2V mellan automatiska och konventionella bilar presterar i ett vanligt trafikscenario-en kedjereaktionsbromsning och återacceleration orsakad av en bil i spetsen för flera andra. Ett automatiserat fordon som använde ansluten farthållare kunde bromsa med 60 procent mindre av G-kraften som krävs av en bil med en mänsklig förare.

Och den smidigare övergången från bromsning till acceleration förbättrade energieffektiviteten med hela 19 procent för det automatiska fordonet utrustat med V2V. Det överträffade också prestandan för andra automatiserade fordon som kör utan V2V. Resultaten publicerades nyligen i tidningen Transportforskning .

"Automatiserade bilar som använder V2V -data kommer inte bara att prestera bättre, men de kan också främja en vänligare miljö där få säkerhetsrisker smyger sig in i trafiken och högre effektivitet är möjlig för alla bilar på vägen, "sa Gabor Orosz, en U-M docent i maskinteknik som ledde forskningen.

Automatiserade bilar kommer, men de kommer att möta många utmaningar när de delar vägarna med mänskliga fordon. Inbyggda sensorer kan inte se runt hörnen eller se igenom bussar och lastbilar. Om en bil plötsligt dyker upp inom sensorerna, den automatiska bilen har lite tid att svara och kan behöva bromsa hårt för att undvika en eventuell kollision - precis som en mänsklig förare.

Liknande, om ett fordon några bilar framåt utlöser en kaskad av bromsning, inbyggda sensorer säger bara till den automatiska bilen att reagera när bilen omedelbart framåt träffar bromsarna. Att inte se bortom den direkta siktlinjen innebär många överraskningar att hantera vid körning.

Även om erfarna förare ofta förutser potentiella säkerhetsrisker för att köra smidigt och vara säkra, automatiserade bilar har fortfarande en lång väg att gå om sensorer ombord är deras enda informationskälla.

"En betydande mängd bilar på vägen kommer att utrustas med V2V -kommunikationsenheter under de närmaste åren, eftersom stora biltillverkare som General Motors, Volkswagen och Toyota använder sådana kommunikationsenheter på sina nya bilar, "Sa Orosz.

"De flesta av dessa bilar kommer fortfarande att vara mänskligt drivna, men de kommer att sända sin rörelseinformation som position, hastighet och acceleration. När en automatiserad bil stöter på dessa signaler på vägen, den kan lätt hämta sådana V2V-data och se trafiksituationen utanför räckvidden för inbyggda sensorer. "

Forskargruppen genomförde en rad experiment på allmänna vägar i sydöstra Michigan där det automatiska fordonet fick rörelseinformation från upp till sex människor som körs framåt.

I experimenten, Orosz grupp spelade in scenarier där bromsningen blev allt svårare när den kaskade längs en kedja av människodrivna fordon. När hastigheten minskade från 55 mph till nästan noll och sedan nådde 55 igen, vissa människor bromsade kraftigt upp till 0,8 G, skicka något som inte spänns ner och flyger mot vindrutan. Dock, den V2V-baserade automatiserade köralgoritmen upprätthöll en stabilare hastighetsprofil, glider genom krusningarna av den snabbt föränderliga trafiken. Retardationen av det automatiserade fordonet hölls mindre än 0,3 G, inte spilla en droppe från en full kopp kaffe.

"V2V -data gör att den automatiska bilen kan förutse hur trafiken framför kan bromsa när någon börjar bromsa flera fordon framåt, "Sade Orosz." Den V2V-baserade anslutna farthållaren lindrar sedan gasen och förbereder sig för att bromsa tidigt, kvällen ut som mest när en automatiserad bil går genom stopp-och-kör-trafikvågor.

"I kontrast, en sensorbaserad adaptiv farthållare skulle bara börja bromsa efter att bilen omedelbart framför började bromsa, några sekunder efter att avmattningen sänds av V2V. Och de få sekunderna kan vara avgörande när du kör i tät trafik. "

Säkerhet och komfort är inte de enda fördelarna med en automatiserad bil från V2V-information från närliggande mänskliga bilar. Orosz grupp fann också att den V2V-baserade automatiserade köralgoritmen kan spara energi i stop-and-go-trafik jämfört med traditionella sensorbaserade algoritmer. Trots allt, mer stabil hastighet betyder mindre energi som slösas bort vid bromsning och högre körsträcka för en liter bränsle eller ett paket batteri. Och även människodrivna bilar som följer det automatiska fordonet kan spara upp till 7 procent energi, tack vare den mjukare hastighetsprofilen.

Studien har titeln, "Experimentell validering av ansluten automatiserad fordonsdesign bland mänskligt drivna fordon." Forskningen finansierades av Mcity, ett UM-ledt offentligt-privat partnerskap som arbetar för att påskynda avancerade fordon och tekniker.