La mise en œuvre des émissions mobiles des systèmes de mesure (PEMS) pour le règlement des émissions réel de conduite (RDE) en Europe

Résumé

La Commission européenne a mis au point une procédure d’essai des émissions en conditions de conduite réelles (RDE) pour vérifier les émissions polluantes lors de l’utilisation réelle d’un véhicule à l’aide des systèmes portables de mesure des émissions (PEMS). Cet article présente les procédures expérimentales requises par le test RDE récemment adopté.

Résumé

Les véhicules sont testés dans des conditions de laboratoire contrôlées et relativement étroites afin de déterminer leurs valeurs d’émission officielles et leur consommation de carburant de référence. Cependant, sur la route, les conditions ambiantes et de conduite peuvent varier sur une large plage, entraînant parfois des émissions supérieures à celles mesurées en laboratoire. Pour cette raison, la Commission européenne a mis au point une procédure d’essai complémentaire des émissions en conduite réelle (RDE) utilisant les systèmes portables de mesure des émissions (PEMS) pour vérifier les émissions de polluants gazeux et le nombre de particules dans un large éventail de conditions de fonctionnement normales sur route. Cet article présente la procédure d’essai RDE nouvellement adoptée, en distinguant six étapes : 1) la sélection du véhicule, 2) la préparation du véhicule, 3) la conception du trajet, 4) l’exécution du trajet, 5) la vérification du trajet et 6) le calcul des émissions. Parmi ces étapes, la préparation du véhicule et l’exécution du trajet sont décrites plus en détail. Des exemples de vérification de trajet et de calcul des émissions sont donnés.

Introduction

Les véhicules sont testés dans des conditions contrôlées en laboratoire pour déterminer leurs valeurs d'émission officielles et la consommation de carburant (par exemple, la Commission économique des Nations Unies pour l' Europe (CEE - ONU) le règlement 83) ^1. Pour les véhicules légers, le règlement 715/2007 ² définit les limites Euro 5 et 6 émissions, auxquelles les véhicules des catégories M1, M2 (voitures de tourisme), N1 et N2 (véhicules pour le transport de marchandises) doivent se conformer. La conformité est vérifiée par la soi-disant "type I" test qui mesure les émissions d'échappement après un démarrage à froid lors d' un test standardisé dans le laboratoire ^1. Bien que les tests de laboratoire assure la reproductibilité et la comparabilité des résultats, il ne couvre qu'une petite gamme des conditions ambiantes, conduite et fonctionnement du moteur qui se produisent généralement sur la route. En fait, les résultats officiels des tests de laboratoire reflètent de moins en moins la consommation de carburant réelle vécue par les conducteurs sur la route ^3. En outre, on-route les émissions des véhicules, en particulier les émissions de NO _X de voitures diesel, sont également plus élevés que la réception des valeurs ^4-5. Règlement 715/2007 ² contient des dispositions pour veiller à ce que les limites d'émission sont respectées en fonctionnement normal du véhicule et l' utilisation. Diverses nouvelles composantes réglementaires sont en cours afin de réduire les écarts observés, comme la procédure mondiale harmonisée légers (WLTP), principalement pour le CO ₂ et la consommation de carburant et les émissions réelles-conduite (RDE) procédure de test, principalement pour polluants.

Certes, la composante la plus importante du nouveau paquet réglementaire pour les polluants classiques est que le respect des limites d'émission doit être démontrée sur le fonctionnement du véhicule dans le monde réel suivant la procédure de RDE. La nouvelle procédure complétera la mesure des émissions sur les dynamomètres de châssis, de sorte qu'un contrôle rigoureux des polluants réglementés est réalisée à la fois dans le laboratory et sur la route. Le RDE est basé sur des tests sur route émissions avec les émissions des systèmes portatifs de mesure (PEMS). PEMS ne sont pas nouvelles, en particulier pour les essais de véhicules lourds. L'Environmental Protection Agency des États-Unis (US-EPA) a ajouté aux tests de certification de laboratoire en matière d'émissions supplémentaires avec le concept non-dépassement des limites (NTE) basée sur des tests de véhicule avec PEMS. En Europe, PEMS base-In-Service de la conformité (ISC) des dispositions relatives aux normes EURO VI sont applicables pour les moteurs EURO V ^6,7. PEMS émissions de mesure dans les gaz d' échappement du moteur avec une performance de mesure (par exemple, la linéarité, la précision) qui est comparable à celle des équipements de qualité laboratoire ^8. La nouvelle génération de PEMS peser 30 kg, sont compacts, et peut être facilement installé dans petites voitures, ayant ainsi un impact mineur sur le véhicule.

Pour faire face à la variabilité du monde réel des conditions de test, des tests spécifiques et l'évaluation des données proles procédures doivent être mises en œuvre. Les essais peuvent se produire dans une large gamme de conditions d'altitude, la température et la conduite. Toutefois, les exigences concernant (i) la composition de déclenchement (par exemple, à peu près à parts égales des zones urbaines, rurales, et la conduite sur autoroute) et (ii) la dynamique de conduite (par exemple, la plage admissible des accélérations) visent à assurer que les véhicules sont testés dans une foire, représentant, et de manière fiable. Pourtant, en raison d'un certain nombre de facteurs (par exemple, le trafic, le pilote et le vent), tout essai sur route reste, dans une certaine mesure, aléatoire et non reproductible. Ainsi, le défi principal était le développement d'une méthode d'évaluation des données qui permet d' évaluer ex post la normalité des conditions d'essai pour permettre une évaluation fiable des émissions des véhicules. A cette fin, deux méthodes ont été adoptées dans le RDE: le déplacement moyenne des fenêtres (MAW) et la méthode puissance de binning. La méthode de MAW divise le test en sous-sections (fenêtres) et utilise le dioxyde de carbone spécifique moyenne distance (CO ₂ ) les émissions de chaque fenêtre pour évaluer la normalité des conditions de fonctionnement. La méthode puissance de binning catégorise les émissions routières instantanées dans les bacs d'alimentation en fonction de la puissance correspondant au niveau des roues. La normalité de la distribution de l'énergie résultante est établie au moyen d'une comparaison avec une distribution de fréquence normalisée de roue électrique. Les deux méthodes comprennent des critères pour garantir qu'un test réalisé couvre la gamme de dynamicité permise par la RDE procédure de test ^9-10 conduite. Les deux méthodes donnent généralement des résultats à moins de 10%; cependant, des différences de l'ordre de 50% ont été rapportés ^11,12. Une évaluation approfondie des méthodes d'évaluation de deux données est toujours manquant. La Commission européenne reconnaît cette lacune dans le considérant 14 du règlement de RDE ^13,14 et prévoit un réexamen de ces deux méthodes dans un proche avenir avec l'objectif de les conserver ou de développer une méthode unifiée pour l'évaluation des polluants gazeux et partiles émissions de numéro de cle.

Jusqu'à présent, deux paquets de RDE ont été adoptées par le Comité technique sur les véhicules à moteur (CTVM) des États membres de l' UE et est devenu loi après leur publication au Journal officiel de l'Union européenne ^13-15. Le premier paquet de RDE couvert les conditions aux limites, la procédure de test réel, les spécifications PEMS, et les méthodes d'évaluation des données (MAW et / ou puissance binning), mais pas les limites d'émission (le paquet a été voté par le CTVM sur le 18 ^ème 2015 mai). Le deuxième paquet de RDE ajouté le pas à dépasser (NTE) limites d'émission applicables aux essais de RDE. En outre, des conditions aux limites complémentaires ont été introduites pour vérifier l'excès ou l'absence de dynamique de conduite. Les émissions de chaque test de RDE individuel valide doit être inférieure à la limite respective d'émission NTE, visée à la réglementation en tant que facteurs de conformité. Actuellement, seules les émissions _de NO _x sont couverts. Binding facteurs de conformité seront introduitsen deux étapes: un facteur 2.1 de la 6 NO _x limite Euro (80 mg / km) seront applicables pour 2017 à 2019 nouveaux agréments de type et toutes les nouvelles immatriculations de voitures. Le facteur de conformité sera ensuite abaissée à 1,5 en 2020-2021. La finale de l' Euro 6 facteur de conformité de 1,5 fournit une allocation de 0,5 (soit 50%) pour l'incertitude de mesure supplémentaire de PEMS par rapport à l' équipement de laboratoire et de la variabilité des émissions d' essai à l' essai dans les gammes possibles de conditions de test (par exemple, la température , la dynamique et l'altitude). En ce qui concerne le CO, bien que les facteurs de conformité contraignantes ne sont actuellement pas discutées, sur la route des émissions de CO doivent être mesurés et enregistrés pour obtenir l'homologation de type. Le deuxième paquet a été voté par le CTVM sur les 28 ^e d'Octobre à 2015.

La réunion de lancement de deux paquets supplémentaires a eu lieu le 25 ^e de Janvier 2016. Le paquet de RDE troisième abordera le nombre de particules PEMS essais, démarrage à froid emissions, et l'essai des véhicules hybrides. La mesure des émissions du nombre de particules à bord des véhicules est difficile, car aucune technique vérifiée n'a encore été établie. De nouveaux concepts et approches ont été développées dans la période entre 2013 et 2014, y compris la détection électrique d'aérosol en temps réel combinée avec l' échantillonnage à débit constant ^16. Ce paquet doit être voté dans la seconde moitié de 2016. Le quatrième paquet de RDE traitera de la définition des exigences de conformité en service et les tests de surveillance du marché. La réalisation de ce paquet est prévu au début de 2017. Le Règlement RDE 2016/427 ¹³ et 2016/646 ¹⁴ sont actuellement intégrés ensemble avec la procédure d' essai mondial harmonisé véhicules légers (WLTP) dans une plus grande réglementation de l' homologation de type UE qui complétera le règlement 715/2007 ^2.

L'objectif de cet article est de présenter les procédures expérimentales requises par la régle RDE nouvellement adoptéelation. La procédure de test de RDE définit les limites des conditions d'essai admissibles, le protocole pour l'essai des véhicules, les exigences pour les instruments et les méthodes d'évaluation à appliquer pour analyser le fonctionnement du véhicule et les émissions de polluants connexes (tableau 1). La procédure peut être résumée en six étapes: 1) la sélection du véhicule, 2) préparation du véhicule, 3) conception de voyage, 4) l'exécution du voyage, 5) Voyage vérification, et 6) calcul des émissions. Si l'une des exigences de l'une de ces six étapes est pas remplie, le test est considéré comme ayant échoué. Pour une description plus détaillée de la procédure de test de RDE, le lecteur peut se référer à la réglementation elle - même ^13-14.

Annexe IIIA du règlement CE 692/2008

1. Introduction, définitions et abréviations

2. Exigences générales sur les facteurs de conformité

3. Test de RDE à effectuer

4. Exigences générales

5. Conditions aux limites

6. Exigences de voyage

7. Exigences opérationnelles

8. huile de lubrification, de carburant et réactif

9. Les émissions et l'évaluation du voyage

annexes

Procédure d'essai pour les essais d'émissions des véhicules avec un PEMS: 1 Annexe

Annexe 2: Spécifications et étalonnage des PEMS composants et signaux

Annexe 3: Validation des PEMS et du débit massique d'échappement non traçable

Annexe 4: Détermination des émissions

Annexe 5: Vérification de déclenchement conditions dynamiques avec la méthode 1 (Moving Window Moyenne)

Annexe 6: Vérification de déclenchement conditions dynamiques avec la méthode 2 (Power Binning)

Annexe 7: Sélection des véhicules pour les essais des PEMS à l'approbation initiale de type

Annexe 7a: Vérification de la dynamique globale de voyage

Annexe 7b: Procédure pour déterminer le gain de dénivelé positif cumulé d'un voyage

Annexe 8: L'échange de données et de rapports

Annexe 9: certificat de conformité du fabricant

Tableau 1:. Structure du règlement RDE Le règlement est considéré comme ANNEXE IIIA du règlement n ° 692/2008 ¹⁰ Commission. Toutes les parties et annexes sont décrites dans le règlement 2016/427 (le premier paquet) ^8. Annexes 7a et 7b, ainsi que les facteurs de conformité, sont décrits dans le règlement 2016/646 (le deuxième paquet) ^9.

Protocole

1. Sélectionnez le véhicule

1. Aux fins d'homologation de type, choisissez un véhicule représentatif d'une «famille PEMS de test." Les familles sont considérés comme des véhicules ayant les mêmes caractéristiques techniques ( par exemple, le type de propulsion, le carburant, le processus de combustion, le nombre de cylindres, le volume du moteur, méthode d'alimentation du moteur, système de refroidissement, des dispositifs de post-traitement, et la recirculation des gaz). Pour plus de détails, voir le chapitre 4 et l' annexe 7 ^13.
2. Pour toute autre fin (par exemple, la comparaison de laboratoire contre les émissions sur route), choisir un véhicule qui répond aux objectifs expérimentaux.

2. Préparer le véhicule

1. Préparer le PEMS.
   NOTE: Voir l' annexe 1 du règlement ⁸ pour l'équipement PEMS.
   1. Utilisez (au moins) CO et de NO _x analyseurs pour déterminer la concentration des polluants dans les gaz d'échappement. Utiliser un analyseur de CO ₂ pour déterminer le driVing sévérité de l'épreuve (agressivité), lors de la vérification et de calcul étapes.
   2. Utilisez un ou plusieurs instruments ou des capteurs, comme un compteur de débit massique des gaz d'échappement (EFM), pour déterminer le débit massique des gaz d'échappement.
   3. Utiliser un système de positionnement global (GPS) pour déterminer la position, l'altitude et la vitesse du véhicule.
   4. Le cas échéant, utiliser des capteurs et autres appareils qui ne font pas partie du véhicule (par exemple, une station météorologique) pour mesurer des facteurs tels que la température ambiante, l' humidité relative, la pression de l' air ou la vitesse du véhicule.
   5. Utiliser une source d'énergie indépendante du véhicule pour alimenter les SGSD. Pour les voitures particulières, 12 V ou 24 V batteries sont généralement utilisés.
   6. En option, utiliser d'autres équipements auxiliaires, comme des chargeurs de batterie, un ordinateur personnel pour vérifier à distance l'état PEMS, sangles pour l'installation des PEMS à l'intérieur de la voiture, ou plate-forme de métal pour l'installation sur la barre de remorquage à l'extérieur de la voiture.
2. Installerle PEMS.
   1. Installez les principales et les unités de commande PEMS à l' extérieur du véhicule (par exemple, sur une barre de remorquage au moyen d'une plate - forme dédiée) ou dans le coffre / trunk (Figure 1). Si le PEMS est installé dans la cabine, fixez bien l'aide de sangles et évacuer les gaz en excès en dehors de la voiture, par exemple en utilisant polytétrafluoroéthylène (PTFE) tubes.
   2. Installez au moins CO _2, CO, et de NO _x analyseurs (et après approbation du paquet RDE troisième, un analyseur de nombre de particules) avec leurs lignes d'échantillonnage chauffées. Suivez les instructions du fabricant PEMS et les règlements de santé et de sécurité locales.
   3. Lorsque le PEMS est pas fourni avec ses propres batteries, monter une batterie de 12 V dans la cabine du véhicule, par exemple, derrière le siège du co-pilote. Fixez-le bien avec des sangles.
   4. En utilisant des aimants, fixer la station météo et GPS directement sur le châssis du véhicule (par exemple, sur le toit du véhicule). Connectez les câbles de signaux GPS à lale port d'entrée de signal de l'unité principale SGSD.
   5. Chaque fois qu'un EFM est utilisé, veiller à ce que la plage de mesure de l'EFM correspond à des débits de masse d'échappement attendus pendant le test. Consulter la fiche technique du fabricant pour l'EFM. Un exemple est donné dans le tableau 2.
   6. Adapter le véhicule tuyau d'échappement à l'EFM en utilisant des colliers de serrage et connecteurs flexibles ou tubes de soudage métalliques. Utiliser des connecteurs qui sont thermiquement stables à la température des gaz d'échappement prévu pendant l'essai afin d'éviter la génération de particules. Éviter la diminution du diamètre intérieur du tuyau d'échappement en utilisant des tubes plus petits ou en diminuant la section transversale en ajoutant de nombreuses sondes de prélèvement à la même position.
      1. En cas de doute, vérifier que l'installation et le fonctionnement du PEMS ne pas augmenter indûment la pression statique à la sortie d'échappement. Mesurer la pression avec un capteur de pression (précision supérieure à 0,1 kPa) à la sortie d'échappement ou dans une extension ayant le même diamètre que cLosely que possible de l'extrémité du tuyau.
         NOTE: Si aucune limite de pression sont données par le constructeur du véhicule, l'ajout de PEMS ou des sondes ne devraient pas modifier la pression statique au niveau des sorties d'échappement du véhicule à différer de plus de ± 0,75 kPa à 50 km / h ou plus de ± 1,25 kPa à 120 km / h par rapport aux pressions statiques enregistrées lorsque rien est connecté aux sorties d'échappement du véhicule.
   7. Monter la sonde (s) d'échantillonnage d' au moins 200 mm en amont du point de la sortie d'échappement de sortie afin de minimiser l'influence de l' air ambiant en aval du point d'échantillonnage (Figure 2). Si un EFM est utilisé, installer les sondes d'échantillonnage en aval de l'EFM, en respectant une distance d'au moins 150 mm à l'élément de détection de flux (Figure 2). Les sondes doivent avoir une longueur appropriée qui permet l'échantillonnage de la ligne médiane. Les sondes d'une longueur égale au diamètre intérieur du tuyau d'échappement peuvent également être utilisées si elles ont plusieurs trous ples le long de leurs longueurs.
   8. Assurez -vous que la charge utile maximale est respectée (c. -à <90%). Les PEMS plus un co-pilote sont environ 150 kg de sorte que la charge maximale de la voiture ne sont pas atteints. Ajouter des poids supplémentaires si la limite de 90% doit être atteint.
   9. Après l'installation de la PEMS, effectuer une vérification de fuite en suivant les instructions du fabricant PEMS. Bloquer la pointe de la sonde avec un capuchon en plastique souple, tourner les pompes l'échantillon PEMS à tirer un vide, puis les éteindre. Les pompes peuvent être commandées en connectant les PEMS à un PC via un câble Ethernet. Si cela est impossible (par exemple, la sonde est installée dans la pile d'échappement), puis effectuer la vérification de fuite de l'entrée de l'analyseur d'échantillon.
      REMARQUE: Le logiciel PEMS communique avec l'unité principale et contrôle les pompes, une fois la procédure de vérification de fuite a commencé. Surveiller la pression de vide. Le pass / fail perte de limite de pression est spécifiée par les fabricants PEMS.

1 "fo: keep-together.within-page =" 1 "fo: keep-with-next.within page =" always "> Débit Tube Diamètre extérieur dans 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 mm 25 38 51 64 76 102 127 152 Débit Tube Longueur (longueur y compris l' extension) dans 20 (26) 20 (26) 20 (26) 25 (32,5) 25 (34) 25 (37) 30 (45) 36 (54) mm 508 (660) 508 (660) 508 (660) 635 (825) 635 (864) 635 (940) 762 (1143) 914 (1372) Débit à100 ° C (kg / h) débit Min 6.9 10.9 15.8 18,9 22.5 30,7 38,6 46.2 débit Max 85 276 535 890 1.250 2080 3115 4005 Débit à 400 ° C (kg / h) débit Min 10.4 16.4 23,9 28.4 34 46,3 58,2 69,6 débit Max 64 208 402 670 930 1.550 2345 3015

Tableau 2:. Exemple de caractéristiques typiques du débitmètre Pour chaque débitmètre, les dimensions et les débits maximaux à différents la température des gaz d'échappement ent sont donnés. Les données proviennent de la vitesse d'échappement haute Capteurs de débitmètre.

Figure 1:.. PEMS de différents fabricants Dans ces exemples, les PEMS sont installés à l' extérieur du véhicule sur un support ou sur la barre de remorquage S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2:. SGSD Installation Les analyseurs de gaz sont situés à l' intérieur du véhicule. Les distances minimales requises avant et après l'EFM sont également donnés dans la figure. Notez que pas de connecteurs élastomères ont été utilisés dans cette configuration.jpg "target =" _ blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

3. Valider l'installation PEMS.
   NOTE: Ce sous-étape est facultative. Toutefois, il est recommandé de valider le PEMS installé une fois pour chaque combinaison PEMS véhicule en exécutant un essai sur un dynamomètre de châssis sur un cycle similaire à celui utilisé pour l'homologation de type, que ce soit avant ou après l'essai sur route.
   1. Mettre le véhicule avec les PEMS sur un dynamomètre de châssis. Préparer les PEMS comme à l'étape 4 (voir ci-dessous) pour effectuer un voyage.
   2. Conduire un essai d'homologation de type sur un monde harmonisé cycle lumière-véhicules d' essai (WLTC), à la suite dans la mesure du possible , les exigences de la réglementation en vigueur en laboratoire (voir annexe 3) ^13.
   3. Mesurer les émissions de polluants avec le PEMS, en parallèle avec le matériel de laboratoire utilisé pour l'homologation de type de véhicules.
   4. Calculer les émissions PEMS par seconde (comme dans l'étape 4). Somme de la Calculated émissions en temps réel pour obtenir la masse totale des émissions de polluants (g), puis le diviser par la distance d'essai (km) obtenu à partir du dynamomètre de châssis.
   5. Comparer la masse PEMS totale spécifique à distance de polluants (g / km) avec le système de laboratoire de référence calculé conformément à la réglementation. La différence doit satisfaire à des exigences spécifiques pour chaque polluant (par exemple, pour le NO _x, ± 15 mg / km ou 15% de la référence du laboratoire, selon le plus grand).

3. Concevoir le voyage

1. Concevoir le voyage basé sur des cartes routières. Avoir le voyage exécuté remplissent les exigences spécifiées dans les tableaux 3 et 4.
2. Assurez-vous que le voyage commence par une partie urbaine (U) (vitesse ≤60 km / h), se poursuit avec une partie rurale (R), et se termine par une partie autoroute (M) (vitesse> 90 km / h).
3. Veiller à ce que les actions de milieu urbain, rural, et la conduite sur autoroute sont égaux. Aux fins de la trconception ip, la définition de l'opération urbaine, rurale, et l'autoroute est définie sur la base de la vitesse instantanée du véhicule et prend en compte la topographie du lieu d'essai.
   Au cours de la définition de la portion de trajet de l'autoroute, faire attention à la présence de restrictions, telles que les stations de péage, ce qui limitera la vitesse réelle.
   REMARQUE: Les cartes électroniques peuvent fournir des informations supplémentaires sur les limites de vitesse locales, la durée du trajet, la distance parcourue, et l'élévation locale par rapport au niveau de la mer.

Paramètre	Condition limite
Température ambiante (Tamb en degrés Celsius (° C))	Modéré: 0 ≤T amb <30 (1)
	Extended (basse): -7 ≤T amb <0 (1)
	Extended (haute): 30 amb ≤35
Altitude (h alt en mètres au dessus du niveau de la mer)	Modéré: h alt ≤700
	Extended: 700 alt ≤1,300
dynamique englobant les effets de la pente de la route, le vent de conduite, la dynamique de conduite (accélérations, décélérations), et les systèmes auxiliaires sur la consommation d'énergie et les émissions polluantes du véhicule d'essai	grade Route évaluée comme cumulative gain de dénivelé positif d'un voyage de RDE (<1200 m / 100 km)
	excès global ou l'insuffisance de la dynamique de conduite pendant le voyage évaluée au moyen de paramètres dynamiques tels que l'accélération, v ∙ un RPA + ou
	couverture de voyage et l'exhaustivité vérifiées par le MAW et les méthodes d'alimentation Binning
Les conditions de température du véhicule (2) </ Sup>	Aucun véhicule climatisé prescrit
	période de démarrage à froid de jusqu'à 5 minutes exclus
Après traitement condition (2)	Sous certaines conditions: la régénération périodique des systèmes de contrôle des émissions, par exemple, filtres à particules diesel (DPF), peut être exclue ou le test peut être répété
Les systèmes auxiliaires	Le système de conditionnement d'air ou d'autres dispositifs auxiliaires doivent être exploités comme utilisé par le consommateur lors de la conduite du monde réel
Charge du véhicule et la masse d'essai	Jusqu'à 90% de la charge utile autorisée (y compris le conducteur, un témoin de l'essai, le cas échéant, l'équipement d'essai avec le montage et les dispositifs d'alimentation); charge artificielle peut être ajouté
(1) Par dérogation, entre le début de l'application de la liaison non-à-dépasser (NTE) limites d'émission tel que défini à la section 2.1 de Annex IIIa du règlement (CE) n ° 692/20088 et jusqu'à cinq ans après les dates indiquées dans les paragraphes 4 et 5 de l'article 10, du règlement (CE) n ° 715/20072, la température plus basse pour des conditions modérées doit être supérieure ou égale à 3 ° C et la température plus faible pour les conditions prolongées doit être supérieure ou égale à -2 ° C.
(2) Les dispositions de démarrage à froid dédiées seront mises en œuvre dans le cadre de la 3 ème RDE paquet réglementaire. prescriptions spécifiques concernant la durée de démarrage à froid et / ou de la distance, le contrôle de l'état de régénération périodique de post-traitement des systèmes, le moteur de conditionnement et de trempage du véhicule seront donnés aussi bien.

Tableau 3:. Les conditions aux limites d'un test de RDE valide ¹² Les conditions aux limites se réfèrent aux conditions initiales qui doivent être respectées avant et pendant le voyage d'essai. Pour chaque condition, les limites et certains commentaires sont donnés.

Tableau 4:. Exigences opérationnelles pour un test de RDE valide ¹² Les exigences opérationnelles se rapportent aux conditions qui doivent être respectées pendant le voyage d'essai. Pour chaque condition, les limites et certains commentaires sont donnés.

4. Effectuer le voyage

1. Allumez les PEMS et le laisser se stabiliser pendant environ 40 minutes, selon les spécifications du fabricant PEMS.
   1. Pour éviter l'humidité et la condensation à l'eNsure efficacité de pénétration appropriées des différents gaz, veiller à ce que la ligne (s) d'échantillonnage ont atteint une température minimale de 60 ° C, avec ou sans frais, pour la mesure des polluants gazeux. Pour les particules, la température minimum est de 100 ° C.
   2. Vérifiez que le PEMS est exempt de signaux d'avertissement et indications d'erreur. En cas de messages d'avertissement, reportez-vous à la section de dépannage manuel PEMS.
2. Choisissez les gaz d'étalonnage pour correspondre à la gamme de concentrations de polluants prévu au cours du voyage (ie, la plage d'étalonnage doit couvrir au moins 90% des valeurs de concentration obtenues à partir de 99% des mesures des parties valides de l'essai d'émissions). Pour le CO _2, une gamme de 10-14% est recommandée, tandis que pour les NO _x, autour de 1500-2000 ppm est recommandé. La concentration réelle d'un gaz d'étalonnage doit être de ± 2% du chiffre indiqué.
3. Effectuer zéro et d'étalonnage de portée des ajustements deles analyseurs en utilisant les gaz d'étalonnage.
   1. Raccorder le gaz de zéro (N ₂₎ ou de l' air synthétique ou utiliser l'air ambiant comme gaz zéro.
   2. Préparer le logiciel (par exemple, Tech de capteur). Sélectionnez Test → Session Manager → Donnez un nom → Ouvrir (une session) → Options Pre test: Zero.
   3. Débranchez le gaz de zéro.
   4. Connecter la bouteille de gaz d'étalonnage aux PEMS à une pression de 1 bar.
   5. Préparer le logiciel. Sélectionnez les options Test → Session Manager → Pré test: Span.
   6. Insérez les concentrations des gaz dans la bouteille dans le logiciel PEMS (sous les interfaces utilisateur graphiques zéro / span). Le logiciel détecte automatiquement SGSD la réponse de l'analyseur et la compare avec la valeur de la bouteille. Le système ajuste automatiquement la réponse de l'analyseur à la valeur de portée.
   7. Débranchez le gaz d'étalonnage et de connecter le prochain.
      REMARQUE: L'utilisateur a la possibilité d'utiliser une bouteille d'envergure avec toutes les ga pertinentesSES (au moins CO ₂ et de NO _x) ou des bouteilles de gaz séparés.
4. Quand tout est prêt, démarrer la mesure d'échantillonnage. Créer un nom de fichier dans l'onglet "Nom du test".
   1. Avant de démarrer le moteur, commencer à enregistrer les paramètres en appuyant sur "Démarrer" dans le gestionnaire de session via le logiciel PEMS déjà installé sur le PC. Pour faciliter l'alignement temporel, commencer à enregistrer les paramètres, soit dans un dispositif d'enregistrement de données simple ou avec un horodatage synchronisé.
      REMARQUE: Les commandes pour démarrer et arrêter l'échantillonnage et pour démarrer et arrêter l'enregistrement sont disponibles dans le logiciel PEMS, qui a déjà été installé sur un PC et connecté via un câble Ethernet à l'unité principale PEMS. Différents logiciels et interfaces graphiques sont adoptées par les fabricants PEMS.
5. Effectuer le voyage mappé en suivant les instructions d'un système de navigation. Le voyage devrait durer 90-120 min. Conduisez normalement, en évitant trop timides oula conduite agressive. Respecter toutes les règles de sécurité routière locales et nationales. Le système de conditionnement d'air ou d'autres dispositifs auxiliaires peuvent être actionnés d'une manière qui est compatible avec leur utilisation éventuelle par le consommateur.
6. Poursuivre l'échantillonnage, la mesure et l'enregistrement des paramètres tout au long de l'essai sur route. Le moteur peut être arrêté et démarré, mais l'échantillonnage des émissions et l'enregistrement des paramètres doit se poursuivre. Mesure et enregistrement de données peuvent être interrompues pour moins de 1% de la durée totale du voyage, mais pas plus d'une période consécutive de 30 sec, uniquement dans le cas d'imprévu perte de signal ou à des fins de maintenance du système PEMS.
7. Documenter tous les signaux d'avertissement suggérant un dysfonctionnement de l'PEMS.
8. A la fin du voyage, éteindre le moteur à combustion. Continuer l'enregistrement de données jusqu'à ce que le temps des systèmes d'échantillonnage de réponse est écoulé (environ 20 secondes). Appuyez sur "Stop" dans le gestionnaire de session.
9. A la fin du test et avant laanalyseurs sont éteints, vérifier la dérive des analyseurs, qui ont mesuré le zéro et la durée, en utilisant les gaz d'étalonnage qui ont été utilisés avant le test, comme suit. Suivez la procédure à l'étape 4.3, à la différence de sélection Zéro et Span de la fenêtre "Post Test".
   1. Mesurer le niveau zéro de l'analyseur (s). Vérifier que la différence entre les résultats pré-test et post-test est conforme aux exigences spécifiées par l' appendice 1 ^8. Par exemple, pour le NO _x, la dérive admissible zéro est de 5 ppm.
   2. Mesurer le niveau de l'analyseur (s) de portée. Il est permis de zéro l'analyseur avant la vérification de la dérive de la durée, si la dérive du zéro a été déterminée à l'intérieur de la plage autorisée. Vérifier que la différence entre les résultats pré-test et post-test est conforme aux exigences spécifiées par l' appendice 1 ^8. Par exemple, pour le NO _x,

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Paramètre	Exigence
Actions-distance spécifique en milieu urbain, rural et autoroutier (sélectionnés sur la base d' un plan) (1)	34%, 33%, et 33% avec une tolérance de ± 10% (actions urbaines doivent être majeure de 29%)
Définition de U / R / M entraînement instantané sur la base de la vitesse du véhicule v (2)	Urban: la vitesse du véhicule v ≤60 km / h
	Rural: la vitesse du véhicule 60
	Autoroute: vitesse du véhicule v> 90 km / h
Distance des portions rurales et des autoroutes urbaines (2)	La distance minimale de 16 km
Vitesse des portions rurales et des autoroutes urbaines (2)	Urban: vitesse moyenne de 15-40 km / h; Urbainopération consistant à plusieurs périodes d'arrêt de 10 secondes ou plus (3)
	Arrêter périodes (4): 6-30% de la durée de fonctionnement urbain
	Autoroute: une couverture adéquate des vitesses comprises entre 90 et au moins 110 km / h
	v> 100 km / h pendant au moins 5 min
Vitesse maximale du véhicule (2)	v ≤145 km / h (peut être dépassée de 15 km / h pour ne pas plus de 3% de la durée de la partie de l'autoroute)
Durée du voyage (2)	Entre 90 et 120 min
Autres exigences	Le début et le point final ne doivent pas différer dans leur élévation au-dessus du niveau de la mer de plus de 100 m
	Tests de RDE effectués sur des jours et des heures normales de travail (1)
	Continuité maximale possible pour des parties rurales et autoroutes urbaines (1,2)
(1) à vérifier lors de la conception ou de l'exécution du voyage.
(2) à vérifier après la fin du voyage.
(3) si une période d'arrêt dure plus de 180 secondes, les événements d'émission au cours de la seconde 180 suivant cette période d'arrêt trop long sont exclus de l'évaluation.
(4) définie comme la vitesse du véhicule est inférieure à 1 km / h.

Résultats

Un exemple de la fonction des besoins RDE sera donné.

Sélectionner et préparer le véhicule et la conception et la conduite du voyage: Ce ne fut pas un essai d'homologation de type, mais une application des procédures de RDE. Ainsi, le véhicule sélectionné, l'essence véhicule à injection directe d'un légers Euro 5B (cylindrée du moteur de 1,2 L), était déjà disponible dans le laboratoire du CCR. Un voyage de RDE conforme a été sélectionné (Figure 3). Après l'installation et la préparation de la PEMS, le voyage a été effectué.

Figure 3: la conception de voyage Un voyage qui comprend urbaine (≤60 km / h), en milieu rural, et l' autoroute (> 90 km / h) parties à parts égales est affiché.. La conception est basée sur les limites de vitesse des routes choisies.rce.jove.com/files/ftp_upload/54753/54753fig3large.jpg "target =" _ blank "> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Vérifier le voyage: Le voyage a été vérifiée en vérifiant (i) la limite et les conditions d'exploitation et (ii) la normalité de la conduite. Les conditions aux limites et de fonctionnement et les conditions de déclenchement ont été remplies (tableau 5). La température ambiante et l'altitude maximale étaient toutes deux dans les limites modérées de 0 à 30 ° C et ≤700 m, respectivement. Le voyage consistait en conduite urbaine suivie par la conduite en milieu rural et de l'autoroute. Elle a duré 96 minutes et a parcouru une distance d'au moins 16 km pour chacun des U / R / M portions. Les actions de distance étaient à 29-44% pour la partie urbaine et 23-43% pour les zones rurales et des autoroutes. Le voyage a montré des périodes d'arrêt, définies comme des périodes avec une vitesse de véhicule de moins de 1 km / h, dans la gamme prescrite de 6-30% de la durée de fonctionnement urbain. En ce qui concerne la s le véhicule profils de vitesse sont concernés, le test a montré une opération d'autoroute qui correctement couverte (i) la plage comprise entre 90 et 110 km / h et (ii) des vitesses supérieures à 100 km / h pendant au moins 5 min. La vitesse maximale du véhicule était bien au-dessous du seuil de 145 km / h, alors que la vitesse moyenne de la partie conduite urbaine du voyage, y compris les arrêts, était dans la plage autorisée de 15-40 km / h. Le gain de dénivelé positif cumulé sur l'ensemble du voyage a été en dessous de la limite de 1 200 m par 100 km. La différence d'altitude entre les points de début et de fin était de <100 m. L'accélération positive relative et 95 ^e percentiles de la vitesse multipliée par l'accélération positives étaient dans les limites (voir la figure 4). Les données expérimentales avec une conduite plus agressive en utilisant la même voiture, ainsi que d' autres essais rapportés dans la littérature, sont présentés à titre de comparaison ^17,18.

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Figure 4: Indices de vérifier l'excès ou l' absence de dynamique de conduite. (A) 95 ^e percentile du produit de la vitesse instantanée et une accélération positive pendant urbain, rural, et la conduite sur autoroute. (B) d'accélération positive relative en milieu urbain, rural, et la conduite sur autoroute. Les carrés vides sont les résultats expérimentaux. Les triangles ouverts sont des résultats avec la conduite agressive dans la même voiture. Les astérisques sont des voyages agressifs dans les villes allemandes. La ligne continue montre les limites permises. La réussite ou d' échec des zones sont également indiquées. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Conditions	Unités	Limites	Voyage	Urbain	Rural	Autoroute	commentaires
La vitesse	[Km / h]			≤60	60	v> 90
Charge utile	[%]	90	75				D'accord
Température ambiante	[° C]	-7 ... + 35	19				ok (modérée)
Max. altitude	[M]	≤1,300	302				ok (modérée)
Début / Fin différence d'altitude	[M]	<100	40				D'accord
gain de dénivelé positif cumulé	[M / 100 km]	<1.200	636				D'accord
Accélération relative positive	[m / s 2]	Figure 4		0,215	0,134	0,100	D'accord
accélération positive vitesse de x	[m 2 / s 3]	Figure 4		15.5	22,7	21,4	D'accord
Durée du voyage	[seconde]	90-120	96				D'accord
Distance parcourue	[Km]	> 16		29	27	23	D'accord
Partager	[%]	23 (29) -43		36,7	34.2	29.1	D'accord
Arrêter le temps (de durée urbaine)	[%]	& #160; 30/06		28,8			D'accord
v> 100 km / h	[Min]	≥5				9.7	D'accord
v> 145 km / h (de temps Autoroute)	[%]	<3				0	D'accord
La vitesse moyenne (partie urbaine)	[Km / h]	15-40		28	75	114	D'accord

Tableau 5: Résumé de l' évaluation du voyage Les conditions aux limites;. les exigences d'essai; et les résultats obtenus avant et / ou pendant le voyage pour les rurales, et des portions d'autoroutes urbaines, respectivement, sont répertoriés.

La normalité de la conduite a été menée avec le évaluat MAWméthode d' ions, à l' exclusion du démarrage à froid et la marche au ralenti et pesant les émissions _de NO _x avec des écarts émissions de CO ₂ de plus de 25% du cycle d'homologation de type selon la méthode de MAW (voir l' annexe 5) ^8. Le logiciel EMROAD libre a été utilisé.

Calculer les émissions de RDE: L'analyse des résultats a également été réalisée avec le logiciel EMROAD. Les résultats peuvent être vus dans la figure 5. Les NO _x émissions urbaines étaient au même niveau ou plus bas que les émissions de phases de WLTC respective (0,02 g / km). Les émissions rurales et autoroutes étaient> 0,05 g / km plus élevé que les phases de WLTC respectives. En moyenne, les émissions routières étaient 0,056 g / km, ce qui est inférieur à la limite NTE (pour ce cas, le facteur 0,06 mg / km x 2.1 de la conformité). Ainsi, ce véhicule spécifique passerait le test de RDE (même si la procédure de RDE est pas applicable aux véhicules Euro 5). D' autres exemples peuvent être trouvés ailleurs ¹7-18.

Figure 5:. MAW NO _x émissions du voyage sur la route en fonction de la vitesse de MAW Les carrés bleus indiquent les moyennes de NO _x émissions de chaque fenêtre en moyenne se déplaçant en fonction de la vitesse du véhicule respective fenêtre à la moyenne. Diamants solides représentent la moyenne sur route émissions de NO _x de toutes les fenêtres représentant urbain, rural, et la conduite sur autoroute. Les cercles blancs représentent le laboratoire émissions de NO _x au cours des quatre phases du WLTP. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Discussion

Dans cet article, la procédure de RDE a été décrite. Plusieurs points méritent une attention particulière et seront discutés plus en détail ici.

Aux fins de l'homologation de type, il est obligatoire de déterminer le débit de gaz d'échappement en utilisant un équipement tel qu'un fonctionnement EFM sans aucune connexion à l'ECU du véhicule. En ce qui concerne la préparation du véhicule, la connexion entre l'EFM et le tuyau d'échappement est important. Les matériaux doivent être à la température et la composition des gaz d'échappement résistant. Bien que ce soit pas aussi critique pour les NO _x, il sera important pour le nombre de particules d' échantillonnage, où la désorption du matériau déposé peut conduire à des émissions artificiellement élevés. En outre, des points qui peuvent accumuler des condensats doivent être évités. Les condensats formés lors d'accélérations peuvent entrer dans les systèmes de mesure et d'endommager ou de les bloquer. Les points des analyseurs d'échantillonnage sont connectés en aval de l'EFM afin de garantir que l'ensemble de flow passe par l'EFM. Dans le cas où cela est impossible et ils sont connectés en amont de l'EFM, une correction pour le débit extrait doit être fait. Les analyseurs doivent être connectés en aval de l'EFM, sans aucune modification de la longueur des lignes d'échantillonnage. Si cela est impossible, le temps de séjour dans le tube supplémentaire doit être pris en compte dans le logiciel afin d'assurer le calcul des émissions correctes. Les analyseurs peuvent être installés à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule, aussi longtemps que les exigences de sécurité soient respectées. En outre, l'étalonnage des analyseurs nécessite une attention. Il doit être fait dans la fourchette prévue des émissions du véhicule. Dans le cas contraire, l'exigence d'une couverture de 90% de 99% des mesures des parties valides de l'essai d'émissions pourrait ne pas être remplie.

La vérification de voyage et le calcul des émissions sont généralement menées par le logiciel PEMS. Pour une conduite normale, toutes les conditions peuvent être facilement remplies ^{17 <}/ Sup>. Par exemple, sur la base de nos mesures, un voyage normalement entraîné est bien dans les limites aux limites dynamiques (Figure 4). Cependant, la conduite agressive peut être dans la zone de passage, en particulier pendant les portions urbaines ou autoroutes. D'autre part, les données dans les villes néerlandaises montrent que la conduite normale peut également dépasser ces limites ^18. À l'avenir, l' expérience au fil du temps, des tests menée au plus près des conditions aux limites, et les méthodes d'évaluation qui montrent des différences de> 50% évaluera l'applicabilité de la procédure ^11,19.

Une source d'incertitude provient de la détermination des charges de la route pour la mesure des émissions de CO ₂ avec le WLTC; Ces mesures sont utilisées pour évaluer la normalité des conditions de conduite de l'évaluation de données de RDE. Idéalement, les charges de la route choisis ressemblent à ceux du véhicule vide testé avec les PEMS sur la route. Les flexibilités accordées par le WLTP (par exemple, à déterminer la charge de route en fonction des paramètres génériques conservateurs ou le véhicule avec la masse d'essai le plus élevé dans une famille) peut entraîner des écarts importants dans les émissions de CO ₂ déterminées par le WLTC et mesurés plus tard sur la route. En conséquence, les méthodes peuvent donner une évaluation biaisée de la gravité de la conduite réelle. Les dispositions de WLTP pour le réglage de la charge de route peuvent potentiellement besoin d'être spécifié pour des fins de RDE.

Il convient de noter que, par rapport à la lourde européenne en matière de réglementation service de conformité, il y a quelques différences (par exemple, la correction de dérive est autorisé, la connexion OBD est nécessaire pour calculer les émissions en g / kWh) en raison du type différent procédure d'approbation pour les véhicules lourds (moteurs) ^6. Les différences sont hors de la portée de cet article. Avec la réglementation américaine en usage-respect, il y a plus de différences dans la méthode d'évaluation.

Dans le monde entier, marque le RDEpremier test réglementaire sur route pour les véhicules légers. Les dispositions RDE définies dans le règlement 2016/427 marquent la première instance pertinente pour l'homologation de type de véhicules légers en Europe, où RDE complète le test standard de véhicule dans des conditions contrôlées en laboratoire. La procédure de test de RDE permet de tester, et donc de contrôle, les émissions polluantes des véhicules dans le cadre d'un large éventail de conditions de fonctionnement et d'une manière plus robuste et plus complète que les tests de laboratoire actuellement appliqué avec un cycle de conduite prédéfinie.

Néanmoins, RDE est également soumis à des limitations. Premièrement, les mesures des émissions modales sur la route sur de longues périodes entraîne le risque de dérive de l' analyseur (par exemple, en raison de la variabilité de la température ambiante). Sur route des mesures d'émission sont donc soumis à de plus grandes marges d'incertitude (estimés à un maximum de 20-30% à la limite d'émissions applicables aux NO _x) ²¹ que la mesure des émissionss dans le laboratoire, même si les analyseurs PEMS répondent aux exigences similaires concernant l'exactitude et la précision que les analyseurs de laboratoire. Deuxièmement, la manipulation de l'équipement PEMS nécessite une formation; des essais d'émission sur la route est pas encore plug-and-play, et il faut un expert. Comme sur la route des essais avec des PEMS est encore assez nouveau, la formation qui permet aux fabricants d'automobiles et de services techniques pour acquérir et partager les meilleures pratiques est nécessaire. Le présent article est une tentative de diffuser les connaissances sur le traitement des PEMS et le contrôle des émissions des véhicules sur la route. l'expérience à plus grande échelle avec les dispositions RDE, que peuvent être obtenus par des exercices inter-laboratoires ou par l'analyse comparative contre la législation internationale existante, est toujours porté disparu. Comme RDE constitue la première procédure sur route essai pour véhicules légers dans le monde entier, la Commission européenne prévoit un examen annuel des facteurs de conformité et un examen plus complet de la procédure de RDE ensemble dans la mi-parcours.

Il existe deux grands domaines d'application future. D'abord, RDE peut être adopté par d'autres pays. Chine, l'Inde, le Japon et la Corée du Sud sont intéressés à adopter RDE, ou des éléments de celui-ci, à des fins réglementaires. En tant que tel, la procédure décrite ici peut devenir le modèle pour la réglementation des essais sur route les émissions des véhicules légers dans le monde entier. Deuxièmement, RDE présente un guide de bonne pratique pour tout test d'émission indépendante réalisée par des instituts de recherche et des services techniques. Les dispositions permettent d'assurer des mesures précises et fiables sur la route émission.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Analyseur PEMS	Sensors Inc.	Analyseur PEMS SEMTECH ECOSTAR
	AVL	MOVE	Figure 2
Analyseur PEMS	Horiba	OBS	strong>Figure 2
PEMS	MAHA	PEMS-GAS	strong>Figure 2
Exhaust Flowmeter	Sensors Inc.	SEMTECH EFM-HS	Spécifications EFM-HS de Table 4
GPS	Garmin	Drive 50
Station météo	Waisala	AWS310
Zero gas	Air Liquide	AL089	Alphagaz 1 (N2)
Gaz de portée	Air Liquide	SM190022710IT	1 800 ppm NO en N2
Air	Liquide	SM190022710IT	13 % de CO2 dans N2
Batteries	Découvrez	EV12A-A
La mention de noms commerciaux ou de produits commerciaux ne constitue pas une approbation ou une recommandation de la part des auteurs ou de la Commission européenne