En pilotstudie visar att motorvärmning via kylvattnet är mer bränsleeffektivt än att värma smörjoljan. Kallstart av motorfordon ger högre bränsleförbrukning och mer utsläpp eftersom en kall motor innebär att en större friktion behöver övervinnas. Att värma motorn i förväg minskar kallstartseffekterna. Traditionellt sett har motorvärmning skett genom att kylvattnet värmts, vilket i sin tur värmt motorblocket. Syftet med denna studie var att undersöka om det skulle vara mer energieffektivt att värma smörjoljan i stället för kylvattnet. Hypotesen var att en varmare smörjolja leder till mindre friktion i motorn, vilket i sig skulle innebära att det behövs mindre bränsle för att överkomma friktionsmotståndet. Resultaten av testerna visar att kallstartseffekten med en ökad bränsleförbrukning minskar mest genom att värma kylvattnet. Ju varmare kylvattnet är vid motorstart desto mindre bränsleförbrukning. När de totala energibehoven för kallstarter beräknas, det vill säga bränsleförbrukning plus el för motorvärmning, är resultaten inte lika tydliga beträffande vilket alternativ som är energieffektivast. Den minskade bränsleförbrukningen som resulterar av förvärmning tas till viss del ut av den elförbrukning som behövs för själva motorvärmningen. En fördel i sammanhanget är att de lokala utsläppen minskar och om man ser till att den svenska elproduktionen till stor del består av vattenkraft samt kärnkraft så ger motorvärmning lägre utsläpp totalt sett.

Test results show that the cold-start effect with increased fuel consumption is reduced most by heating the cooling water, compared to heating the lubricating oil. Starting an engine when it is cold gives rise to higher fuel consumption and emissions as a cold engine means that a larger friction needs to be overcome and that the combustion is not optimal. To warm the engine in beforehand leads to lesser cold start effect. Traditionally, engine heating has been made by heating the cooling water, which in turn heats the engine block. The purpose of this study was to examine whether it would be more energy efficient to heat the lubricating oil instead of the cooling water. The hypothesis was that a warmer lubricating oil leads to less friction in the engine, which in itself would mean that less fuel to overcome the frictional resistance is needed. Likely, there may be differences in the usefulness of engine heater between cars with gearbox integrated with motor and without such integration. The results of the tests show that the cold-start effect with increased fuel consumption is reduced most by heating the cooling water. The warmer the cooling water is at engine start, the less fuel consumption by the engine start. When the total energy needs for cold starts is calculated, i.e. fuel consumption plus electric use due to engine heating, the results are not as clear regarding which option is the most energy efficient. The reduced fuel consumption as result of pre-heating is overcome by the electricity consumption needed for the actual motor heating. One advantage is that the local emissions will decrease. Since the Swedish electricity production to a large extent is based on emission free production technology, it is most likely that the total emissions are reduced.

För att kunna uppskatta energianvändning och avgasutsläpp för vägtrafik på en regional eller nationell nivå krävs representativa emissionsfaktorer. Emissionsfaktorer kan uppskattas baserat på färdmotstånd. Färdmotstånd kan i sin tur uppskattas baserat på körmönster och fordonsparametrar. För uppskattning av fordonsparametrar krävs tillgång till fordonsdata. I datorprogrammet HBEFA, vilket används för uppskattning av vägtrafikens avgasutsläpp, indelas fordonsparken i kategorier. En sådan kategori är tunga lastbilar (HGV). Varje sådan kategori indelas i segment efter totalvikt (GVW). Fordonssegmenten indelas i Euroklasser vilka motsvarar klasser av årsmodeller. En ytterligare indelning är i lastbilar utan (RT) och med släp (TT). Därmed finns behov av fordonsdata per segment och Euroklass (cell). För varje segment och Euroklass finns en uppsättning med emissionsfaktorer. Emissionsfaktorer per Euroklass för HGV behandlas som varande oberoende av beräkningsår. Emissionsfaktorerna i HBEFA har beräknats med datorprogrammet PHEM. PHEM-beräkningarna baseras på uppskattning av färdmotstånd. Denna studie har avgränsats till fordonsdata tillgängliga i det svenska fordonsregistret (1997, 2004 och 2009) och till enkätbaserade transportundersökningar (1997 och 2003). Enkätundersökningar inklusive uppgifter om körsträckor och släpanvändning är nödvändiga för uppskattning av representative RT- och TT-parametrar på väg. Det totala antalet HGV är ungefär lika 2010 som 1990. Däremot har det skett mycket betydande förändringar av storleksfördelning under denna tidsperiod, andelen lastbilar med totalvikt (GVW) >26t har ökat från 6 till 36 procent. Inom denna grupp finns segment med mycket extrema relativa förändringar under tidsperioden. Parallellt med stora förändringar av fördelningen av HGV på segment är det rimligt att anta att det också med tiden skett betydande förändringar av fördelningen inom enskilda segment och Euroklasser, vilket påverkar fordonsparametrarna och därmed emissionsfaktorerna.

In order to estimate energy use and exhaust emissions from road traffic, on a regional or a national level, one needs representative emission factors. Emission factors are estimated based on vehicle driving resistance. Driving resistance is estimated based on representative driving patterns and vehicle parameters. In the HBEFA program, used for estimation of road traffic exhaust emissions, the vehicle fleet is divided into vehicle categories. One such category is Heavy Goods Vehicles (HGV). The HGV category is divided into vehicle segments after maximum vehicle weight (GVW). One further division is into vehicle combinations, a rigid truck (RT) or a truck with trailer (TT). Vehicle segments are divided into Euro classes approximately corresponding to year model intervals. For each segment and Euro class there is a set of emission factors. Then there is need for vehicle parameters per vehicle segment and Euro class. HGV emission factors on the Euro class level are treated as independent of calculation year. Emission factors for HGV vehicles in HBEFA are calculated by means of the PHEM computer program. The PHEM simulations are based on driving resistance estimation. In order to estimate vehicle parameters, data available in the Swedish national vehicle register (1997, 2004 and 2009) and in transport surveys (1997 and 2003) has been compiled. Survey data including mileage is necessary in order to estimate vehicle parameters for average road conditions. The split into RT and TT segments demands access to mileage data describing the use of trailer. The total number of HGV in the Swedish vehicle fleet is approximately the same 2010 as 1990. Despite this there are most important changes within the HGV fleet in this time period, such as the proportion of trucks with GVW>26t has increased from 6 to 36 per cent. In this group there are some segments with very large changes of proportion. In parallel to an important change in the segment distribution one could expect a change in distribution also inside individual segments and Euro classes by time influencing the average vehicle parameters and finally the emission factors.

Varje år tar VTI fram en trafikbeskrivning som omfattar en historisk del samt en prognosdel över det framtida årliga trafikarbetet. Termen trafikarbete betecknar den totala omfattningen av trafik inom ett visst område och under en viss tid. Baserat på resultatet från VTI:s trafikmodell görs sedan en förenklad beskrivning i emissionsberäkningsverktyget HBEFA. Denna trafikbeskrivning ligger sedan till grund för den årliga beräkningen av trafikens emissioner (utsläpp) som sker på Trafikverkets uppdrag. Syftet med projektet som redovisas i VTI notat 30-2013 har varit att genomföra en allmän metodöversyn av detta arbete. Genomgången visar bland annat att en beräkningsmodell ständigt kan utvecklas och förbättras. Nya data har blivit tillgängliga genom mätaravläsningar för körsträckor och bättre underlag finns nu för att ta hänsyn till att tunga lastbilar i betydande utsträckning används för utlandstransporter. En funktionsanpassning som visar körsträcka som funktion av fordonsålder har tagits fram, vilket visar på en god överensstämmelse med de uppmätta körsträckorna för fordon upp till och med ca 25 till 30 år. En känslighetsanalys av att göra olika antaganden vad gäller körsträcka och åldersfördelning visar effekten på mängd bränsleförbrukning och reglerade emissioner på total nivå för olika fordonskategorier.

Each year, VTI delivers a description of both a historical description and a prognosis of the annual vehicle mileage using a forecast model. Based on the results from this model a simplified description is made of the future traffic in HBEFA, which is the basis for the annual calculation of traffic emissions. The purpose of this project was to undertake a general revision of the method, both historical and future, in the forecast model. The assessment shows, for example, that a computational model can continually evolve and improve. Recent data have become available through the meter readings for mileage and better data are now available to take into account heavy trucks used for overseas shipments. A function adaptation of mileage as a function of vehicle age shows a good agreement with the measured driving distances for vehicles up to and including about 25 to 30 years of age. A sensitivity analysis of making various assumptions regarding the mileage and age distribution shows the effect on the amount of fuel consumption and regulated emissions for different categories of vehicles.

Trafikverket har konstaterat att användningen av modeller för mikrosimulering av bränsleförbrukning och emissioner i Sverige behöver utvecklas. Projektet som redovisas i detta notat är en utvärdering av PHEM-modellen för att undersöka förutsättningar, möjligheter och hinder att använda den till att ta fram underlag till modeller som används i Trafikverkets planeringsarbete. Följande aspekter har utvärderats: Licensavtal (kostnader, rättigheter, ägandefrågor), Användarvänlighet, Innehåll och beräkningsmöjligheter, Anpassnings- och utvecklingsmöjligheter samt Validering. Dessutom har simuleringstester genomförts för beräkning av bränsleförbrukning samt emissioner av kväveoxider, kvävemonoxid, kolmonoxid, kolväten, partikelmassa samt partikelantal, dels för vägar med olika siktklasser, dels för stopptillägg. PHEM-modellen är relativt användarvänlig och med stora möjligheter att anpassa beräkningarna. Detta gör modellen komplex, vilket gör att forskarna rekommenderar att starta användandet av PHEM med en kortare introduktionskurs, även för vana emissionsmodellerare. En slutsats av utvärderingen är en rekommendation att PHEM används för Trafikverkets modellarbete. Den databas som ligger till grund för motormapparna uppdateras kontinuerligt vilket ger mer tillförlitlighet i emissionsberäkningarna. Möjligheten ökar även till en bättre samstämmighet i beräkningar av avgasemissionerna med de olika modeller som Trafikverket förespråkar, vilket är en positiv utveckling. Det finns också en del utvecklingsmöjligheter som bör beaktas.

The Swedish Transport Administration has stated that there is a need to develop the use of micro simulation models of fuel use and emissions of traffic that are used for transport planning. The aim of the project is to perform an evaluation of PHEM model to investigate conditions, opportunities and barriers to use it in transport planning. The following aspects have been assessed: License agreements, costs, rights, property issues; User friendliness; Content and calculation capabilities; Adjustment and development possibilities; Validation. Furthermore, simulation tests have been performed where fuel consumption and emissions of nitrogen oxide, nitrogen monoxide, carbon monoxide, hydrocarbons, particulate mass and particle number has been calculated for roads with different road classes and for additional emissions and fuel use due to a vehicle stop. PHEM model is found to be relatively user-friendly, and with great opportunities to customize calculations. This makes the model complex, therefore it is recommended to start using PHEM with a short introductory course, even for used modellers. A conclusion of the evaluation is a recommendation to use PHEM for transport modelling. The database underlying the engine maps is constantly updated leading to more reliable emission calculations. The possibility to get a greater coherence in the calculations of the exhaust emissions of the different models that the Transport Administration advocate is also improved, which is a positive development. There are, also, some development possibilities that should be considered.

Baserat på så kallad coastdown-mätning har parametrar för färdmotstånd uppskattats för en tung lastbil med släp (60 ton) och med skåp som påbyggnad. Färdmotståndet vid en hastighet av 20 m/s, genomsnittliga vindförhållanden och 50 % lastfaktor fördelas med 5 % på transmissionsmotstånd, 41 % på rullmotstånd och 54 % på luftmotstånd. Mätningar har också utförts med lastbil utan släp. Rullmotstånd beror av vägytans ojämnhet (iri) och makrotextur (mpd). Det totala rullmotståndet kan indelas i: basmotstånd (plan yta), motstånd av iri och motstånd av mpd. På mätsträckan utgör vägyteeffekten cirka 40 % av det totala rullmotståndet. Ojämnhetseffekten bedöms utgöra den dominerande delen av vägyteeffekten till skillnad från lätta fordon.

Parametrar ingående i funktioner för färdmotstånd har uppskattats med statistisk analys. Ett problem i detta sammanhang är hur större korrelationer mellan de ingående förklaringsvariablerna skall kunna undvikas. En målsättning i försöksuppläggningen har varit att undvika sådana beroenden.

Föreliggande studie bör kunna vara av metodintresse avseende följande punkter:

• mätsträckans lutning, bestäms med hög noggrannhet (avvägning), och övriga vägytedata ingår i analysen
• fordonsvikt, uppföljning från utrullning till utrullning
• utrustningen för registrering av utrullningsförloppen (Dopplerteknik)
• separering av olika delar av färdmotståndet

By use of coastdown measurements, driving resistance parameters have been estimated for a truck with trailer (60t) and a box vehicle body. At a vehicle speed of 20 m/s, average meteorological wind conditions and a load factor of 50% the following distribution of the driving resistance components has been obtained:

• transmission resistance (churning losses), 5%
• rolling resistance (test route surface conditions), 41%
• air resistance, 54%.

There are also measurements for the truck without a trailer. Rolling resistance is dependent on road surface conditions, in particular roughness (iri) and macro texture (mpd). The total rolling resistance consists of three parts: a basic, an iri and a mpd part. The road surface effect amounts to approximately 40% of the total rolling resistance. The iri effect seems to be the dominating part of the surface effects on the contrary to light vehicles.

Driving resistance parameters have been estimated by means of regression analysis. A major problem is how to avoid high correlations between explanatory variables. One objective of the experiment design has been to minimize such dependencies. This study might also be of interest for methodological reasons and in particular for including:

• the introduction of high accuracy road gradients as well as other road surface properties
• the estimation of vehicle mass from coastdown to coastdown
• the equipment (based on Doppler technique) used in order to measure the coastdown driving pattern
• the method used in order to separate parts of the driving resistance

För att uppskatta hur trafikenergin påverkas av förbättrad vägytestandard behövs följande:

• • rullmotstånd som funktion av vägytans tillstånd
• • alla övriga färdmotstånd
• • bränsleförbrukning (Fc) som function av färdmotstånd.

Huvudsakligen baserat på data från svenska coastdown-mätningar har en generell rullmotståndsmodell utvecklats. Denna modell använder följande förklaringsvariabler: vägojämnheter (iri), makrotextur (mpd), temperatur och hastighet. Modellen har kalibrerats för personbil, tung lastbil och för tung lastbil med släp. Rullmotståndsmodellen har integrerats i en bränslemodell med färdmotstånd som bas. Modellen har en hög förklaringsgrad. Färdmotståndsuttrycket i Fc-funktionen innehåller utöver vägytevariabler sådana för horisontell kurvatur (ADC) och lutning (RF).

Om mpd per väglänk reduceras med upp till 0,5 mm, kommer den totala bränsleförbrukningen i vägnätet att reduceras med 1,1 %. Genom att reducera iri per länk med 0,5 m/km kommer hastigheten att öka parallellt med att rullmotståndet minskar, vilket har uppskattats resultera i att den totala bränsleförbrukningen i vägnätet approximativt blir oförändrad. Om spårdjup skulle reduceras parallellt med iri kan hastigheten förväntas öka ytterligare. Därmed skulle den resulterande bränsleeffekten bli en ökning. För enskilda väglänkar kan bränsleförbrukningen minska om andelen tung trafik är tillräckligt stor.

In order to evaluate traffic energy changes due to the improvement of road surface standard one need to describe:

• • rolling resistance at different road surface conditions
• • all other driving resistance
• • fuel consumption (Fc) as a function of driving resistance.

Based mainly on empirical data from coastdown measurements in Sweden a general rolling resistance model – with roughness (iri), macrotexture (mpd), temperature and speed as explanatory variables – was developed and calibrated for a car; a heavy truck and a heavy truck with trailer.

This rolling resistance model has been incorporated into a driving resistance based Fc model with a high degree of explanation. The Fc function also includes variables for horizontal curvature (ADC) and the road gradient (RF). If mpd per road link is reduced by up to 0.5 mm, the total Fc in the road network will be reduced by 1.1%. By reducing iri per link by 0.5 m/km, speed will increase in parallel to reduced rolling resistance and there will be approximately no resulting effect on Fc. If rut depth is decreased in parallel to iri there will be a further increase in speed. For individual road links there might be an energy saving potential if the proportion of heavy vehicles is big enough.

Den anmälda rattfylleribrottsligheten i Sverige har ökat under de senaste åren (1999-–2005).Det pågår diskussioner om att skärpa lagstiftningen mot rattfylleri och andra grova trafikbrott somårligen orsakar många dödsfall och skador.Projektet syftar till att belägga i vad mån det finns skillnader mellan onyktra och nyktra förare i fråga omstraffpåföljden för trafikbrott som resulterar i trafikolyckor där människor dödas eller skadas. Studienbegränsas till vägtrafikolyckor i Sverige där domar avkunnats 1990-–2005. Det har inte påträffats någonpublicerad forskning och litteratur som handlar om jämförelse mellan kategorierna ”inte rattfulla” och”rattfulla” angående straffpåföljden för huvudbrotten: ”vållande till annans död” och ”vållande tillkroppsskada eller sjukdom”.Analysen baseras på data från en samkörning mellan lagföringsregistret och registret för vägtrafikolyckor.Samkörningen gjordes av SCB. Undersökningen baseras på lagföringsregistret. Totalt finns1 995 personer som är i åldern 18–64 år och åtalade i tingsrätter med vållandebrott i trafiken som huvudåtal.I analysen studeras huvudåtal, huvuddom och huvudpåföljder. Dessutom jämförs kategorierna”rattfulla” och ”inte rattfulla”.Vad som inte analyserats i föreliggande studie är om det finns skillnader i straffutmätning kopplad tillkön och ålder. Andra faktorer som skulle kunna vara av intresse att relatera till straffutmätning skullekunna vara: personer födda i Sverige respektive utomlands, inkomst, region och etc.

The number of reported drink-driving offences in Sweden has increased in recent years (1999-2005). Discussions are going on about tightening up the legislation against drunk-driving and other serious traffic offences that cause many fatalities and injuries every year. The project aims to substantiate to what extent differences exist between drunk and sober drivers as regards the penalties for traffic offences that result in traffic accidents where people are killed or injured. The study is limited to road traffic accidents in Sweden where sentences were passed between 1990 and 2005. No published research and literature have been found that deal with comparisons between the categories "drunk behind the wheel" and "not drunk behind the wheel" as regards punishment for a principal offence of "causing another person's death" or "causing bodily harm or illness". The analysis is based on data from a matching between the register of legal proceedings and the register of road accidents. The matching was done by Statistics Sweden (SCB). The study is based on the register of legal proceedings. In all, there are 1,995 people between the ages of 18 and 64 who have been prosecuted for carelessness in traffic offence as the principal charge. The analysis studies principal charge, principal sentence and principal penalty. The categories "drunk behind the wheel" and "not drunk behind the wheel" are also compared. What is not analyzed in the present study is whether differences exist in the meting out of a penalty linked to gender and age. Other factors that might be of interest to relate to the penalty meted out might include people born in Sweden and abroad, income, region, etc.

Hur rullmotstånd och bränsleförbrukning påverkas av vägytans egenskaper, såsom makrotextur och ojämnhet, är betydelsefullt att veta när man ska utforma beläggningen på en viss väg. Resultaten av en VTI-studie visar att inverkan av ojämnhet är generellt betydligt lägre än inverkan av makrotextur. Då denna påverkan är av en relativt liten storleksordning så blir mätningen av den en utmanande uppgift. I litteraturen förekommer stora variationer i de kvantitativa skattningarna av dessa samband och det råder fortfarande stor osäkerhet om hur stor påverkan vägytan verkligen har. I föreliggande studie har försök gjorts att finna pålitliga skattningar av hur makro-textur och ojämnhet påverkar rullmotståndet. Utgångspunkten har varit utrullningsmetoden eftersom denna kan ge konsistenta skattningar av alla typer av färdmotstånd som inverkar på fordonet, inte bara rullmotståndet.

Utrullningsmetoden har tillämpats dels på en personbil, dels på en tung lastbil. För personbilsdäck finns även två alternativa mätmetoder för direkt skattning av makrotexturens påverkan på rullmotståndet. Den ena metoden innebär att en speciellt utvecklad mätvagn mäter rullmotståndet för ett därpå monterat däck, den andra metoden innebär att i laboratorium, på trummor med olika ytbeläggningar, mäta rullmotståndet.

Vad beträffar ojämnheters inverkan på rullmotståndet så tillhandahåller endast utrullningsmetoden någon information om detta. Resultaten visar att inverkan av ojämnhet är generellt betydligt lägre än inverkan av makrotextur.Utrullningsmetoden tillhandahåller, förutom information om rullmotstånd, även andra värdefulla data om fordonet, såsom luftmotstånds- och temperaturkoefficienter samt transmissionsmotstånd.

The influence of road surface properties, such as macrotexture and unevenness, on rolling resistance and fuel consumption is an important factor to consider when deter¬mining the coating of a road surface. Results of a VTI study show that the effect of unevenness is in general significantly smaller than that of macrotexture.

The relative smallness of this influence makes measurements of it a challenging task. In literature a wide range of results can be found and there is still much confusion and uncertainty about how large the influence actually is. In this study, an attempt is made to obtain more reliable estimates of how macrotexture and unevenness affect rolling resistance. The primary method used here is the coastdown method. It has been applied to a private car and to a heavy goods vehicle (HGV). Concerning the effect of unevenness on rolling resistance, only the coastdown method provides any information. Results show that the effect of unevenness is in general significantly smaller than that of macrotexture.

The coastdown method provides, besides information about rolling resistance, other useful data for the vehicle, such as air resistance coefficients, temperature coefficients and transmission resistance.

There is a need for engine maps in order to simulate fuel consumption for road vehicles after mechanistic principles. In an engine map, fuel consumption (g/kWh or g/s) is expressed as a function of engine speed and engine torque. In general, there is a considerable lack in engine map data. The main purpose of this study is to develop a tool for assigning any segment of the car fleet a representative engine map. Two methods have been developed: a "matrix" method based on interpolation of measured values to a uniform grid of values and a "function" method based on regressions. The function alternative is in focus in this documentation. The estimated functions have a high degree of explanation (>0,97). On commission of the Swedish Road Administration, Rototest AB has measured stationary fuel consumption and exhaust emissions for more than 400 cars of different year models. If this data set could be used in mechanistic simulation models one could expect increased representativity in different applications. Advantages with the Rototest method, where the engine at measurements is mounted in the vehicle, could be increased representativity and lower costs compared to motor test bench, which is the traditional method for engine map measurements. One problem with the Rototest data set is that engine torque or power, which is needed in an engine map, is not available, only the output power from the final gear box. In order to estimate crankshaft torque, transmission losses need to be estimated.

I Sverige tillåts lastbilar i inrikestrafik som är upp till 25,25 meter långa och 60 ton tunga. Detta skiljer sig från EU-normen, där lastbilar som regel inte är längre än 18,75 meter och väger maximalt 40 ton. Näringsdepartementet har gett VTI i uppdrag att studera vilka samhällsekonomiska konsekvenser avvikelsen har medfört för Sverige samt beskriva konkurrensytan mellan väg- och järnvägstransporter. Effekterna på transportkostnader för näringslivet, avgas- och bulleremissioner, vägslitage, tidsfördröjning för bilister samt trafiksäkerheten har beräknats. En mycket stor andel av godstransporterna på väg utförs med fordon som överskrider EU-normen. Att krympa fordonsstorleken skulle leda till stora samhällsekonomiska förluster. Framför allt är det transportkostnaderna som ökar, men det skulle även uppkomma betydande kostnadsökningar inom områdena trafiksäkerhet, avgasemissioner och bulleremissioner. I utredningen konstateras att det är svårt, åtminstone på kort sikt, att åstadkomma överflyttningar mellan väg och järnväg. Detta beror delvis på att järnvägens kapacitet är högt utnyttjad.