The European Commission has developed a Real-Driving Emissions (RDE) test procedure to verify pollutant emissions during real-world vehicle operation using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). This paper presents the experimental procedures required by the newly-adopted RDE test.
Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. However, on the road, ambient and driving conditions can vary over a wide range, sometimes causing emissions to be higher than those measured in the laboratory. For this reason, the European Commission has developed a complementary Real-Driving Emissions (RDE) test procedure using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) to verify gaseous pollutant and particle number emissions during a wide range of normal operating conditions on the road. This paper presents the newly-adopted RDE test procedure, differentiating six steps: 1) vehicle selection, 2) vehicle preparation, 3) trip design, 4) trip execution, 5) trip verification, and 6) calculation of emissions. Of these steps, vehicle preparation and trip execution are described in greater detail. Examples of trip verification and the calculations of emissions are given.
車両は、彼らの公式排出値と燃料消費量を決定するために管理された実験室条件で試験した( 例えば、国際連合欧州経済委員会(UNECE)規則83)1。軽量車については、規則2007分の715 2は遵守しなければなりませんカテゴリM1、M2(乗用車)、N1、およびN2(物品の運送のための車)で車両にユーロ5と6放出制限を定義します。コンプライアンスは、実験1で標準化されたテスト中にコールドスタート後に排出ガスを測定する、いわゆる「タイプI」の試験によって検証されています。実験室での試験は、再現性と結果の比較可能性を保証するが、それは、典型的には、道路上で発生する周囲の駆動、及びエンジン運転条件のわずかな範囲をカバーします。実際のところ、公式の実験室での試験結果は、道路3上のドライバによって経験少なくなり、実際の燃料消費量を反映しています。また、On型道路車両の排出量、ディーゼル車の具体的NO X排出量は、4-5値タイプ承認よりも高くなっています。規則715/2007 2排出制限は、通常の車両動作と使用の下で尊重されることを保証する条項が含まれています。様々な新たな規制成分は、主に世界調和ライトデューティー手順(WLTP)、主にCO 2と燃料消費量、およびReal-運転排出用(RDE)試験手順、として観測された矛盾を、減少させるために、パイプラインであります汚染物質。
確かに、従来の汚染物質のための新たな規制パッケージの最も重要なコンポーネントは、排出制限の遵守がRDEの手順に従って、実世界の車両操作上で実証する必要があるということです。規制汚染物質の徹底管理が研究所の両方で達成されるように、新たな手順は、シャシーダイナモメータ上の排出量の測定を補完しますyおよび道路上。 RDEは、ポータブル排出量測定システム(PEMS)とオンロード排出量のテストに基づいています。 PEMSは、特に大型車両のテストのために、新しいものではありません。米国環境保護庁(US-EPA)研究室の認定試験PEMSと車両試験に基づいていないツーエクシード(NTE)の概念に追加の放射要件に追加しました。ヨーロッパでは、EURO VI規格のPEMSベースのインサービス適合(ISC)の規定は、EURO Vエンジン6,7に適用可能です。実験室グレードの機器8のそれに匹敵する測定性能( 例えば、直線性、精度)とエンジン排気中のPEMS対策の排出量。 PEMSの最新世代は、30キロの重量を量る、コンパクトであり、かつ容易に、車両に軽微な影響を与えて、小型乗用車内に設置することができます。
試験条件は、特定の試験およびデータ評価プロの現実世界の変動に対処しますceduresを実装する必要があります。試験は、高度、温度、および運転条件の広い範囲の下で発生する可能性があります。ただし、(ⅰ)トリップ組成に関する要件( 例えば、およそ都市、農村部、および高速道路走行の同等株)及び(ii)ドライビングダイナミクス( 例えば、加速度の許容範囲)車が公正でテストされていることを確認することを目指し、代表的な、そして信頼性の高い方法。それでも、多くの要因の( 例えば、交通、ドライバ、および風)に、任意のオンロードテストは、ある程度、ランダム及び非再現性のままです。したがって、主な課題は、自動車の排出ガスの信頼できる評価を可能にするために事後に試験条件の正常性を評価するデータ評価方法の開発でした。この目的のために、2つの方法がRDE内で採用された:窓(MAW)とパワービニング方法を移動平均化を。 MAW方法は、サブセクション(ウィンドウ)に試験を分割距離固有平均二酸化炭素(CO 2を使用して </s動作状態の正常性を評価するために、各ウィンドウのUB>)の排出量。パワービニング方法は、車輪に対応する電力に基づいて電力ビンに瞬時オンロード排出量を分類します。得られたパワー分布の正規性は、標準化された車輪パワー周波数分布との比較を介して確立されます。どちらの方法でも実現テストはRDEの試験手順9-10によって許可ダイナミシティを駆動する範囲をカバーすることを保証するために基準を含みます。二つの方法は、典型的には、10%以内の結果を与えます。しかしながら、50%程度の違いは11,12に報告されています。 2データの評価方法の詳細な評価がまだ不足しています。欧州委員会は、RDE規則13,14のリサイタル14でこの欠点を認め、ガス状汚染物質とパルティの評価のための統一された方法でそれらを保持するか、開発の目的で、近い将来、これらの2つの方法の見直しを予見しますCLE番号の排出量。
今までは、2 RDEパッケージは、EU加盟国の自動車研究会(TCMV)によって採用されており、欧州連合(EU)13-15の官報での公表後に法律となりました。最初RDEパッケージには、パッケージが18 日にTCMVによって投票された境界条件、実際の試験手順、PEMSの仕様、およびデータの評価法(MAWおよび/またはパワービニング)ではなく、排出制限を(覆われました2015年5月)。第RDEパッケージは、RDEのテストには適用されませんツー超え(NTE)排出制限を追加しました。また、相補的な境界条件は、ドライビングダイナミクスの過剰または欠如を確認するために導入されました。各有効な個々のRDEテストの排出量は、適合性因子などの調節に呼ばれるそれぞれのNTE排出基準値、未満でなければなりません。現在、唯一の NO x排出量はカバーされません。結合適合因子が導入されます二段階で:要因ユーロ6の2.1 の NO xの上限(80ミリグラム/キロ)は新しいタイプの承認と、すべての新車登録のために2017年から2019年から適用されます。適合率は、その後2020年から2021年には1.5に低下します。 1.5の最終的なユーロ6適合率は、実験装置および試験条件の可能な範囲内のテスト・ツー・テストの排出量の変動( 例えば、温度に比べPEMSの追加測定の不確かさのために0.5の手当を( すなわち、50%)を提供します、ダイナミクス、および高度)。結合適合性因子は、現在議論されていないものの、COについては、オンロードCO排出量を測定し、型式承認を得るために記録されなければなりません。第二のパッケージは、2015年10月の28 日にTCMVによって投票されました。
2追加パッケージのキックオフミーティングは、第三RDEパッケージには、粒子数PEMSテスト、コールドスタート電子に取り組む1月2016年の25 日に開催されましたミッション、およびハイブリッド車のテスト。何検証技術は未だ確立されていないようにオンボード車両粒子数排出量を測定することは、困難です。新しい概念やアプローチは、一定のフローサンプリング16と組み合わせたリアルタイムでのエアロゾルの電気的検出を含む、2013年と2014年の間の期間に開発されました。このパッケージには、第四RDEパッケージがインサービス適合性や市場監視試験のための要件の定義に対応します2016年の後半に投票すべきです。このパッケージの完了は、RDE規則427分の2016 13と646分の2016 14は、現在の規制を補完しますより大きいEUの型式承認規制に世界の調和ライトデューティ車テスト手順(WLTP)と一緒に統合されている初期の2017年予想されます715/2007 2。
本稿の目的は、新たに採用したRDEののReguで必要とされる実験手順を提示することですレーション。 RDEの試験手順は、許容試験条件、試験車両のプロトコル、機器の要件、および車両操作と関連汚染物質の排出量( 表1)を分析するために適用される評価方法の境界を画定します。 1)車両の選択、2)車両の準備、3)旅行の設計、4)旅行の実行、5)旅行の検証、および排出量の6)の計算:手順は、6つのステップに要約することができます。これらの6つのステップのいずれかの要求のいずれかが満たされない場合、テストは失敗したとみなされます。 RDE試験手順の詳細については、読者は、規制自体13-14を参照することができます。
EC規則692/2008の附属書IIIA |
1.はじめに、定義および略語 |
適合要因2.一般要求事項 |
3. RDEテストが実行されます |
4.一般要求事項 |
5.境界条件 |
6.トリップ要件 |
7.運用要件 |
8.潤滑油、燃料および試薬 |
9.排出量とトリップ評価 |
付録 |
付録1:PEMS車両の排出試験のための試験手順 |
付録2:仕様およびPEMSコンポーネントおよび信号のキャリブレーション |
付録3:PEMS及び非追跡可能な排気質量流量の検証 |
付録4:排出量の決意 |
付録5:方法1との旅行動的条件の検証(ウィンドウを移動平均) |
付録6:方法2との旅行動的条件の検証(パワーBinniNG) |
付録7:初期型式承認でPEMS試験のための車の選択 |
付録図7a:全体的な旅行ダイナミクスの検証 |
付録図7b:手順旅の累積正標高ゲインを決定します |
付録8:データ交換および報告要件 |
付録9:コンプライアンスのメーカーの証明書 |
表1:RDE規制の構造調整は、委員会規則2008分の692 10の附属書IIIAであると考えられています。すべての部品と付録は、委員会規則427分の2016(最初のパッケージ)8に記載されています。付録7aと7bは、同様に適合要因は、欧州委員会規則646分の2016(第二のパッケージ)9に記載されています。
本論文では、RDE手順が説明されました。いくつかのポイントは、特別な注目に値する、ここでより詳細に説明します。
型式承認のために、車両のECUに接続することなく、このようなEFM機能するような装置を用いて排気ガスの流れを決定するために必須です。車両の準備については、EFMとテールパイプとの間の接続が重要です。材料は、温度および排気ガス組成耐性であるべきです。これはNO xのように重要ではないが、それが堆積された材料の脱着が人為的に高い排出につながることができ、粒子数のサンプリングのために重要であることになります。また、凝縮物を蓄積させることができる点は避けるべきです。加速中に形成された凝縮物は、測定システムに入力し、損傷したり、それらをブロックすることができます。アナライザーのサンプリング点が全体FLことを確実にするために、EFMの下流に接続されていますOWは、EFMを通過します。場合、これは不可能であり、それらは、EFMの上流側に接続され、抽出されたフローのための補正を行わなければなりません。アナライザは、サンプリングラインの長さに変更せずに、EFMの下流に接続する必要があります。これが不可能な場合は、余分なチューブ内の滞留時間は、正確な放出計算を確実にするために、ソフトウェアに考慮しなければなりません。アナライザは限り安全要件が満たされるように、車両の内部または外部に設置することができます。また、分析装置のキャリブレーションは、注意が必要です。これは、車両の排出ガスの予想範囲内で行われなければなりません。それ以外の場合は、排出試験の有効部分の測定値の99%の90%カバー率の要件が満たされない場合があります。
トリップ検証と排出量の算定は、典型的には、PEMSソフトウェアによって行われています。通常の運転では、すべての条件を容易に満たすことができる17 </ SUP>。例えば、我々の測定に基づいて、正常に駆動旅行は動的境界限界( 図4)の範囲内です。しかし、積極的な駆動は特に都市や高速道路の部分の間に、通過帯域内とすることができます。一方、オランダの都市のデータは、通常の運転でもこれらの制限18を超えることができることを示しています。将来的に、経験は、時間の経過とともに、テストプロシージャ11,19の適用性を評価する> 50%の差を示す境界条件、および評価方法に近い行きました。
不確実性の源はWLTCとCO 2排出量の測定のための道路負荷の決意に由来します。これらの測定は、RDEデータ評価と駆動条件の正常性を評価するために使用されます。理想的には、選択された道路負荷が道路上PEMSでテストアンロード車両のものに似ています。 例えば、Dに(WLTPによってで付与された柔軟性WLTCによって決定され、道路上に後に測定し、CO 2排出量にかなりの偏差を引き起こす可能性があり保守的な汎用パラメータや家族内の最高試験質量を持つ車両に基づいて道路の負荷を)etermine。その結果、この方法は、実際の駆動重症度のバイアスされた評価を得ることができます。道路負荷を設定するためのWLTPの規定は、潜在的にRDEの目的のために指定する必要があります。
異なるタイプの(ドリフト補正が許可され、OBD接続をg / kWhrで排出量を算出するために必要である、など )は、サービス適合規制欧州ヘビーデューティと比較して、いくつかの違いがあることに留意すべきです大型車両(エンジン)のための承認手順6。違いは本書の範囲外です。米国での使用コンプライアンス規制により、評価方法でより多くの違いがあります。
世界的に、RDEはマーク軽量車の最初の規制オンロードテスト。規則2016/427で定義されたRDEの規定は、RDEは、実験室で制御された条件下で、標準的な車両試験を補完する欧州で軽車両の型式承認のための最初の関連するインスタンスをマーク。 RDEの試験手順は事前に定義された運転サイクルで現在適用臨床検査よりも広範囲の動作条件の下で、より堅牢で総合的に検査を可能にし、したがって制御、車両汚染物質の排出量。
それにもかかわらず、RDEはまた、制限の対象となります。まず、長い期間にわたって道路上のモーダルエミッション測定は、(周囲温度の変動に起因する例えば、)アナライザードリフトのリスクを伴います。オンロードの発光測定は、このように、発光測定より(NO xの適用可能な排出限界で百分の20から30の最大と推定される)より大きな不確実性マージン21の対象となっています実験室での、PEMSアナライザは、実験室アナライザなど正確さと精度に関する同様の要件を満たしている場合でも。第二に、PEMS機器の取り扱いはトレーニングが必要です。道路上の発光試験を実施することは、まだプラグアンドプレイ、そして、それは専門家を必要とされていません。 PEMSとオンロードテストはまだむしろ小説であるように、自動車メーカーと技術サービスはベストプラクティスを取得し、共有することを可能にする訓練が必要とされています。本記事では、PEMSの取り扱いや道路上の車両の排出量のテストに知識を普及しようとする試みです。 RDEの規定により大規模な経験、研究室間演習によって、または既存の国際的な立法に対するベンチマーキングによって得ることができるように、依然として行方不明です。 RDEは、世界的に軽量車の最初のオンロードテスト手順を構成するように、欧州委員会は、適合率の年次レビューと中期における全体RDE手順のより包括的な見直しを予見します。
<p class="「jove_content" ">将来のアプリケーションのための2つの主要な領域があります。まず、RDEは、他の国によって採用することができます。中国、インド、日本、韓国は規制目的のために、RDE、またはそれらの要素を採用することに興味を持っています。このように、ここで説明する手順は、世界中の軽量車の規制オンロード排出量のテストのための青写真になることがあります。第二に、RDEは、研究機関や技術サービスによって実行される独立したエミッション試験のためのグッド・プラクティス・ガイドを提示します。規定は、正確かつ堅牢なオンロードの発光測定を確保するために役立ちます。The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Sensors Inc. for providing a PEMS for conducting an inter-laboratory exercise.
PEMS analyzer | Sensors Inc. | SEMTECH ECOSTAR | |
PEMS analyzer | AVL | MOVE | Figure 2 |
PEMS analyzer | Horiba | OBS | Figure 2 |
PEMS analyzer | MAHA | PEMS-GAS | Figure 2 |
Exhaust Flow meter | Sensors Inc. | SEMTECH EFM-HS | EFM-HS specifications of Table 4 |
GPS | Garmin | Drive 50 | |
Weather station | Waisala | AWS310 | |
Zero gas | Air Liquide | AL089 | Alphagaz 1 (N2) |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 1800 ppm NO in N2 |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 13% CO2 in N2 |
Batteries | Discover | EV12A-A | |
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