欧州でのReal-駆動排出量（RDE）規制のためのポータブル排出量測定システム（PEMS）の実装

サマリー

欧州委員会は、ポータブル排出ガス測定システム（PEMS）を使用して、実世界の車両運用中の汚染物質排出を検証するための実走行排出ガス（RDE）試験手順を開発しました。本稿では、新たに採用されたRDE試験に必要な実験手順について紹介します。

要約

車両は、公式の排出値と基準燃料消費量を決定するために、制御された比較的狭い実験室条件でテストされます。ただし、路上では、周囲条件や運転条件が広範囲に異なる場合があり、実験室で測定された排出量よりも排出量が多くなることがあります。このため、欧州委員会は、ポータブル排出ガス測定システム(PEMS)を使用して、道路上のさまざまな通常の運転条件でのガス状汚染物質と粒子数の排出を検証するための補完的なReal-Driving Emissions(RDE)テスト手順を開発しました。本稿では、新たに導入されたRDE試験手順について、1)車両選択、2)車両準備、3)トリップ設計、4)トリップ実行、5)トリップ検証、6)排出ガス計算の6つのステップに分けて紹介します。これらのステップのうち、車両の準備とトリップの実行について詳しく説明します。トリップ検証と排出量の計算の例が示されています。

概要

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 ）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。

プロトコル

1.車両を選択

1. 型式承認のために、からの代表的な車両を選択し、「PEMSテスト家族。」家族は、同じ技術的特性（ すなわち、推進タイプ、燃料、燃焼プロセス、気筒数、エンジンの容積、エンジン燃料供給方法、冷却装置、後処理装置、及び排気ガス再循環）の車両であると考えられます。詳細については、第4章および付録^7〜13を参照^してください。
2. 他の目的のために（ 例えば、オンロード排出量に対する研究室の比較）、実験の目的に合った車両を選択します。

2.車両を準備

1. PEMSを準備します。
   注：PEMS機器に⁸規則の付録1を参照してください。
   1. 排気ガス中の汚染物質の濃度を決定するために、（少なくとも）CO及びNO _X分析器を使用。 DRIを決定するために、CO ₂アナライザを使用し検証及び計算ステップの間に、試験（攻撃性）の重症度をレイムス。
   2. 排気質量流量を決定するために、このような排気質量流量計（EFM）1つまたは複数の器具またはセンサを使用します。
   3. 車両の位置、高度、速度を決定するために、全地球測位システム（GPS）を使用します。
   4. 適用可能な、使用センサと、車両の一部ではない他の機器（ 例えば、気象局）は、周囲温度、相対湿度、気圧、または車両速度などの要因を測定する場合。
   5. PEMSに電力を供給するために、車両の独立したエネルギー源を使用してください。乗用車、12 Vまたは24 V電池は典型的に使用されます。
   6. 必要に応じて、バッテリ充電器のように、パーソナルコンピュータをリモートで車の外に牽引バーにインストールするための車、または金属プラットフォームの内部に、PEMSのインストール用ストラップをPEMSの状態を確認するために、他の補助装置を使用しています。
2. インストールPEMS。
   1. （ 例えば、専用のプラットフォームによって牽引バー上）またはブート/トランク（ 図1）で車両の外側にPEMSメインとコントロールユニットを取り付けます。 PEMSは、キャビン内に設置されている場合は、ストラップを使用しても、それを修正し、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）チューブを使用するなど車外の過剰ガスを、ベント。
   2. 少なくともCO _2、CO、及びNO _{Xアナライザ}をインストールします（第三RDEパッケージ、粒子数アナライザの承認を受けて）、その加熱されたサンプリングラインを持ちます。 PEMSメーカーの指示および地域の保健及び安全規制に従ってください。
   3. PEMSが自身のバッテリを備えていない場合には、同時運転席の後ろに、例えば、車室内に12 Vバッテリーマウント。ストラップでよくそれを修正。
   4. 磁石を使用して、（車両の屋根の上など、）車両のシャーシに直接測候所とGPSを取り付けます。にGPS信号ケーブルを接続します本体信号入力ポートをPEMS。
   5. EFMが使用されるたびに、EFMの測定範囲は、試験中に予想される排気の質量流量と一致することを保証します。 EFMについては、製造元の仕様書を参照してください。例は、 表2に示されています。
   6. ホースクランプと可撓性コネクターまたは溶接金属管を使用して、EFMに車両の排気管を適応させます。パーティクルの発生を避けるために、試験中に予想される排気ガスの温度で熱的に安定しているコネクタを使用。同じ位置に多数のサンプリングプローブを追加することによって、より小さな管を使用するか、断面減少排気管の内径を小さくする避けます。
      1. 疑わしい場合は、PEMSのインストールと操作が過度に排気出口の静圧を増加させないことを確認してください。 cと、排気口または同じ直径を有する拡張圧力センサ（0.1キロパスカルより良い精度）で圧力を測定loselyパイプの端に可能な限り。
         注記：圧力限界は、車両メーカーによって指定されていない場合、PEMSの追加または任意のプローブは、±より50キロ/時以上に複数±0.75キロパスカルによって異なるために、車両の排気出口における静圧が発生することはありません何も車両の排気口に接続されていないときに記録静圧から120キロ/時で1.25キロパスカル。
   7. 下流のサンプリング点（ 図2）の周囲の空気の影響を最小化するために、サンプリングプローブ（単数または複数）排気口の出口点の上流に少なくとも200ミリ合います。 EFMが使用される場合、流れ感知素子（ 図2）に少なくとも150ミリの間隔を尊重、EFMの下流のサンプリングプローブを取り付けます。プローブは、中心線からのサンプリングを可能にする適切な長さを有していなければなりません。それらは多ある場合テールパイプの内径に等しい長さを有するプローブを使用することもできますその長さに沿ってPLEの穴。
   8. 最大ペイロードが尊重されていることを確認し（ すなわち、<90％）。 PEMSプラスコ・ドライバーは約150キロあるので、車の最大荷重に達していません。 90％の制限に達しなければならない場合、余分な重みを追加します。
   9. PEMSをインストールした後、PEMSメーカーの指示に従うことでリークチェックを行います。 、軟質プラスチックキャップでプローブ先端をブロックPEMSサンプルは真空を描画するためにポンプ電源を入れ、次にそれらを遮断してください。ポンプは、イーサネットケーブルを介してPCにPEMSを接続することによって制御することができます。これが不可能な場合には、分析装置のサンプル注入口からのリークチェックを行う（ 例えば、プローブは、排気筒内に設置されています）。
      注：PEMSソフトウェアは、メインユニットと通信し、リークチェック手順が開始された後にポンプを制御します。真空圧力を監視します。パス/圧力制限損失はPEMSメーカーによって指定されて失敗します。

1 "FO：キープtogether.withinページ=" 1 "のfo：キープで-next.within-ページ="常に "> フローチューブ外径 に 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 ミリ 25 38 51 64 76 102 127 152 フローチューブの長さ（拡張子を含む長さ） に 20（26） 20（26） 20（26） 25（32.5） 25（34） 25（37） 30（45） 36（54） ミリ 508（660） 508（660） 508（660） 635（825） 635（864） 635（940） 762（1143） 914（1372） 流量で100°C（kg /時間） ミン・フロー 6.9 10.9 15.8 18.9 22.5 30.7 38.6 46.2 マックスフロー 85 276 535 890 1250 2080 3115 4005 400°C（kg /時間）での流量 ミン・フロー 10.4 16.4 23.9 28.4 34 46.3 58.2 69.6 マックスフロー 64 208 402 670 930 1550 2345 3015

表2：典型的な流量計の特性の例各流量計の場合、で寸法と最大流量が異なります。 ENT、排気ガス温度が挙げられます。データは、センサ「高速排気流量計から来ています。

図1：異なるメーカーのPEMSこれらの例では、PEMSは、支持体上または牽引バー上の車両の外部に設置されている。この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2：PEMSインストールガス分析器は、車両の内側に位置しています。 EFM前後の最低限必要な距離はまた、図に示されています。何のエラストマーコネクタは、この設定で使用されなかったことに注意してください。JPG "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

3. PEMSのインストールを検証します。
   注：このサブステップはオプションです。しかし、オンロードテストの前または後のいずれかで、型式承認のために使用されるものと同様のサイクルでシャーシダイナモ上でテストを実行することにより、各PEMS車の組み合わせのために一度インストールPEMSを検証することをお勧めします。
   1. シャシダイナモ上PEMSに車両を配置します。旅行を実施するためのステップ4（下記参照）のようにPEMSを準備します。
   2. ^13（付録3を参照）限り実現可能で力実験室の規制の要件を以下の、世界の調和ライト車のテストサイクル（WLTC）の上に型式承認試験を駆動します。
   3. 自動車の型式承認のために使用される実験装置と並行して、PEMSと汚染物質の排出量を測定します。
   4. （ステップ4のように）毎秒PEMS排出量を計算します。 calculaを合計テッドリアルタイム排出量は、汚染物質の排出量（グラム）の総質量を取得し、シャシダイナモメータから得られた試​​験距離（キロ）で割ります。
   5. 規定に従って算出された基準ラボシステムと汚染物質のPEMS総距離、特定の質量（グラム/キロ）を比較。違いは、それぞれの汚染物質（ 例えば、NO _xに対して、15ミリグラム/キロか大きい方の研究室基準の±15％）のための特定の要件を満たさなければなりません。

3.旅行を設計

1. 道路地図に基づいて旅行を設計します。実行旅を表3および4に指定された要件を満たす必要があります。
2. 旅行は都市部（U）一部（速度≤60キロ/時）で始まっていることを確認し、農村部（R）の部分を続行し、そして高速道路（M）の部分（速度> 90キロ/時）で終了します。
3. 都市部、農村部、および高速道路走行の株式が等しいことを確認してください。 TRの目的のためにIP設計、都市農村部、および高速道路事業の定義は、瞬間車速に基づいて定義され、アカウントにテストの場所の地形を呈しています。
   高速道路の旅部の定義時には、実際の速度を制限するような料金所のような制限の存在、に注意を払います。
   注：電子マップは海面に対してローカル制限速度、旅行時間、走行距離、およびローカル標高に関する追加情報を提供することができます。

パラメーター	境界条件
周囲温度 （（）C°摂氏でのT AMB）	中：0≤TのAMB <30（1）
	拡張（低）：-7≤TAMB <0（1）
	拡張（高）：30 AMB≤35
標高（海抜メートルで時間ALT）	中：時間のalt≤700
	拡張：700 <時間ALT≤1,300
運転、道路勾配、風の影響を包含するダイナミクスを駆動ダイナミクス（加速、減速）、およびエネルギー消費の際に補助システムやテスト車両の汚染物質の排出	道路勾配がRDEの旅の累積正標高ゲインとして評価（<1200メートル/ 100キロ）
	加速度のような動的パラメータによって評価旅行中に全体的に過剰やドライビングダイナミクスの不足、V∙+またはRPA
	MAWとパワービニング方法によって確認された旅行のカバレッジと完全性
車両温度条件（2）</ SUP>	いいえ車両コンディショニングは定めません
	除外最大5分のコールドスタート期間
後処理条件（2）	特定の条件下：排出制御システムの定期的な再生、 例えば 、ディーゼル微粒子フィルタ（DPF）、除外することができるか、試験を繰り返すことができます
補助システム	実世界の運転中に消費者によって使用される空調システムまたは他の補助装置を動作させること
車両ペイロードと試験質量	（ドライバ、実装テスト、該当する場合、テスト装置及び電源装置の証人を含む）許可ペイロードの最大90％;人工的なペイロードを添加してもよいです
（1）特例として、アンのセクション2.1で定義されているようではないツー超え（NTE）排出制限を結合するアプリケーションの開始との間規制へのex IIIa族（EC）いいえ20088分の692と5年パラグラフ4及び第10条の5に与えられた日付の後まで、規則（EC）No 20072分の715、の穏やかな条件のためのより低い温度は、以上でなければなりません3°Cと拡張条件のためのより低い温度は、より高いまたは℃〜-2等しくなければなりません。
（2）専用コールドスタート規定は、 第3 RDE規制パッケージの一部として実装されます。コールドスタート期間および/または距離に関する具体的な処方箋は、定期的に後処理システム、エンジン調整及び車両浸漬の再生状態の制御も同様に与えられます。

表3：有効なRDEテストの境界条件は^、12境界条件は前とテスト旅行中に尊重されなければならない初期条件を参照してください。各条件について、制限といくつかのコメントが与えられています。

<テーブルのボーダー= "1"のfo：キープtogether.withinページ= "1"のfo：キープで-next.within-ページ= "常に"> パラメーター 要件 （ストリートマップに基づいて選択される）の距離に固有の都市部、農村部や高速道路株式^（1） 34％、33％、および±10％の許容差で33％（都市部のシェアは29％以上の主要なければなりません） 瞬間的な車速Vに基づいて駆動するU / R / Mの定義^（2） アーバン：車速v≤60キロ/時農村：車速60 高速道路：車速v> 90キロ/時都市部、農村部や高速道路部分の距離^（2） 16キロの最小距離都市部、農村部や高速道路部分の速度^（2） アーバン：平均速度15〜40キロ/時。都市10秒以上の複数の停止期間からなる操作^（3） 停止期間^（4）：都市運転の持続時間の6-30％ 高速道路：90と少なくとも110キロ/時間の速度の適切なカバレッジ少なくとも5分間、V> 100キロ/時最高車速^（2） V≤145キロ/時（高速道路部分の持続時間の3％以下のために15キロ/時を超えてもよいです） トリップ時間^（2） 90と120分の間その他の要件始点と終点は、以上の100メートルによって海抜その仰角に差があってはなりません通常の作業日と時間に実施RDE試験^（1） 都市部、農村部と高速道路部分の最大の可能な継続^（1,2） 設計または旅行を実行する際に（1）を検証します。 （2）旅行の終了後に確認することができます。 停止期間がより180秒続く場合、（3）そのような過度に長い停止期間を次の180秒の間に放出イベントが評価から除外されなければなりません。 （4）約1km / hの車速として定義。

表4：有効なRDEテスト¹²の運用要件動作要件は、テストの旅行中に尊重されなければならない条件をいいます。各条件について、制限といくつかのコメントが与えられています。

4.旅行を実施

1. PEMSに切り替えて、それが約40分間安定させ、PEMSメーカーの仕様に従って。
   1. 湿度結露を避けるためにと電子します各種ガスのnsure適切な浸透効率、サンプリングライン（複数可）は、ガス状汚染物質の測定のために、または冷却することなく、60℃の最低温度に達したこと。保証粒子について、最低温度は100℃です。
   2. PEMSが警告信号とエラー表示がないことを確認してください。警告メッセージの場合は、PEMSマニュアルのトラブルシューティングのセクションを参照してください。
2. （ すなわち、キャリブレーション範囲が排出テストの有効部分の測定値の99％から得られた濃度値の少なくとも90％をカバーする必要があります）旅行中に予想される汚染物質濃度の範囲と一致するように校正ガスを選択してください。 NO _xに対して、周りの1,500〜2,000 ppmのが推奨されている間、CO ₂のために、10から14パーセントの範囲は、推奨されます。校正ガスの真の濃度は、当該数値の±2％以内でなければなりません。
3. のゼロ、スパン校正の調整を行います校正ガスを用いた分析装置。
   1. ゼロガス（N _2）または合成空気を接続するか、ゼロガスとして周囲空気を使用しています。
   2. ソフトウェア（ 例えば、センサーの技術）を準備します。テスト→セッション・マネージャを選択→プレテストオプション→オープン（セッション）→名前を付け：ゼロ。
   3. ゼロガスを抜きます。
   4. 1バールの圧力でPEMSにスパンガスボンベを接続します。
   5. ソフトウェアを準備します。スパン：テスト→セッション・マネージャ→プレテストオプションを選択します。
   6. （ゼロ/スパングラフィック・ユーザ・インターフェースの下）PEMSソフトウェアでボトル内のガスの濃度を挿入します。 PEMSソフトウェアは自動的に分析器の応答を検出し、ボトルの値と比較します。システムが自動的にスパン値に分析計の応答を調整します。
   7. スパンガスを外し、次のいずれかを接続します。
      注：ユーザーは、関連するすべてのGAで1スパンのボトルを使用するオプションを持っていますSES（少なくともCO ₂とNO _x）のか、別個のガスボトル。
4. すべての準備が整うと、サンプリング測定を開始します。 「試験名」タブにファイル名を作成します。
   1. エンジンを始動する前に、すでにPCにインストールPEMSソフトウェアを介して、セッションマネージャで「スタート」を押して、パラメータの記録を開始します。タイムアライメントを容易にするために、単一のデータ記録装置または同期タイムスタンプのいずれかのパラメータの記録を開始します。
      注：開始とサンプリングを停止し、録画を開始および停止するためのコマンドは、以前のPCにインストールし、PEMS本体にEthernetケーブルを介して接続されたPEMSソフトウェアでご利用いただけます。異なるソフトウェアとグラフィックユーザーインターフェイスは、PEMSのメーカーに採用されています。
5. ナビゲーションシステムの指示に従ってマッピングされた旅行を行っています。旅行は90-120分を持続させるべき。過度に臆病避け、通常のドライブまたはアグレッシブなドライビング。すべての地域および国の交通安全ルールを尊重します。空調システムまたは他の補助デバイスは、消費者がそれらの可能な使用と互換性のある方法で操作することができます。
6. 測定、およびオンロードテスト全体のパラメータを記録し、サンプリングを続行します。エンジンが停止して始めたが、排出量のサンプリングおよびパラメータ記録を継続する必要がありますすることができます。測定データの記録は、総旅行時間の1％未満のため、しかし専ら意図しない信号損失の場合又はPEMSシステムメンテナンスのために、30秒の連続した期間を超えないために中断されてもよいです。
7. PEMSの誤動作を示唆している任意の警告信号を文書化します。
8. 旅の終わりには、内燃エンジンオフの切り替え。サンプリングシステムの応答時間（約20秒）が経過するまでのデータの記録を継続します。押して、セッションマネージャで「停止します」。
9. テストの終わりに、と前に分析装置は、以下のように、試験の前に使用された較正ガスを使用して、ゼロおよびスパンを測定する、分析器のドリフトを確認し、オフされます。 「ポストテスト」ウィンドウから、ゼロ、スパンを選択するの違いは、ステップ4.3の手順に従ってください。
   1. アナライザ（複数可）のゼロレベルを測定します。プレテストとポストテストの結果の差は、付録1 ⁸で指定された要件に準拠していることを確認してください。例えば、NO _xに対して、許容ゼロドリフトは5 ppmです。
   2. アナライザ（複数可）のスパンレベルを測定します。ゼロドリフトが許容範囲内であると判定された場合、スパンドリフト検証前アナライザをゼロに許容されます。プレテストとポストテストの結果の差は、付録1 ⁸で指定された要件に準拠していることを確認してください。例えば、NO _xに対して、許容ゼロドリフトは5 ppmであると許容スパンドリフトは5 ppm以下、または2％（いずれか大きい方）読み取りの。
   3. ゼロ、スパンドリフトの事前テストと事後テスト結果の差が許容よりも高い場合、テスト結果を無効にし、テストを繰り返します。

5.トリップを確認します

1. スプレッドシートファイルに記録されたデータをエクスポートします。で「データファイル、「テスト前に作成されたファイルをアップロードします。次に、「データ解析」の選択「ファイルを処理します。」
   注：「設定」タブでは、設定が正しいことを確認してください。疑問がある場合は、メーカーからのデフォルト値を使用します。 「出力」タブでは、あなたが（一般的にそれらのすべて）をエクスポートしたい信号を選択します。
2. （II）分析器の較正範囲は、有効な部分の測定値の99％から得られる濃度値の少なくとも90％を占める、パラメータ記録は99％以上の必要なデータを完全に到達したこと（i）をチェック排出ガス試験、および（iii）リットル評価に用いた測定値の合計数の1％以上ESSは2倍までによる分析装置の校正済み範囲を超えています。これらの要件が満たされていない場合、テストは無効にする必要があります。
3. エクスポートされたデータに基づいて、境界条件（ 表3）の遵守を確認してください。
   1. それぞれ、瞬間的な周囲の湿度と温度のデータをチェックすることにより、 表3で指定されるように、周囲の気温と高度の境界条件への適合性を確認します。
   2. 旅行期間が90と120分の間であることを確認してください。
   3. 都市部、農村部、および高速道路走行の株式を確認してください。最高車速。平均速度;そして、市街地走行の株式をアイドリングし、彼らは表3に準拠していることを確認します。
   4. 瞬時の車両速度と正の加速度（V∙+）の積で指定されるように、動的性を駆動する過剰の有無を確認し、相対Positiv電子加速（RPA）（第5章および付録図7aを参照^）13,14。
   5. 実現高度プロファイル（ すなわち、旅行累積正標高ゲインと旅行の開始点と終了点の間の高低差）（第6章と付録7b）は^13,14を確認します。
4. エクスポートされたデータに基づいて、動作要件（ 表4）の遵守を確認してください。通常の動的性の十分なカバレッジがウィンドウを移動平均（MAW）および/またはCO ₂のような複合パラメータ、に基づいて電力ビニング方法を適用し、テスト（ 表4）の間に達成されたことを確認し、の効果を包含しています道路勾配、風、ダイナミクスを駆動する、（ 例えば、加速、減速）、および車両のエネルギー消費量と排出量に応じて補助システム（付録5及び^6〜13を参照^してください）。

6.排出量を計算します

1. RDEのemを計算MAWおよび/または電力ビニング方法を使用して、通常のドライビングダイナミクスの境界内のすべてのイベントのission結果。 「設定」タブで、「ウィンドウ」方法を選択した場合など、SensorのテックPCソフトウェアの場合、これは自動的に行われます。
2. 特定の汚染物質の放出限界にRDEの排出量の比率を計算します。汚染物質の排出は、2つの方法（MAWやパワービニング）の少なくとも1つを使用して、該当する適合率（第2章を参照してください^）8の下に残っている場合に車両が試験に合格します。 NO _xに対して、この要因は、2017年から2019年から2.1である（新しいタイプの承認/新規登録）し、2020年から2021年には1.5に低下します。
   注：ほとんどのPEMSメーカーは、適切な計算ソフトを提供していますように旅の終わりには、最も計算量と排出量の報告は、自動的に行われます。あるいは、または（パワービニング用）CLEAR（MAW用）フリーソフトウェアEMROADは、ステップ5（トリップを検証）を実行するために使用することができます。

結果

RDE要件の機能の一例を説明します。

選択し、車両やデザインを準備し、旅行を実施：これは、型式承認試験が、RDE手続きの適用はありませんでした。このように、選択された車両、ユーロ5（b）の軽ターボチャージャー付直噴ガソリン車（1.2-Lエンジン変位）は、JRCの実験室ですでに利用可能でした。 RDE準拠の旅行は（ 図3）を選択しました。 PEMSのインストールと準備した後、旅行を行いました。

図3：同等の株式の旅行デザイン都市（≤60キロ/時）を含ん旅行、農村部、および高速道路（> 90キロ/時）の部分が示されています。デザインは、選択された道路の制限速度に基づいています。rce.jove.com/files/ftp_upload/54753/54753fig3large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

旅行を確認します。旅行は、（i）の境界と動作条件及び駆動の（ii）の正常性をチェックすることによって確認しました。境界と動作条件および旅行要件は、（ 表5）を満たしました。周囲温度と最大高度はそれぞれ0〜30°Cと≤700メートル、中程度の制限内の両方でした。旅行は農村部や高速道路走行が続く市街地走行から成っていました。これは、96分間持続し、U / R / M部分のそれぞれに対して少なくとも16キロの距離をカバーしました。距離の株式は、都市部と農村部と高速道路の部分のための百分の23から43までのための百分の29から44の範囲内でした。旅行は都市運転期間の6-30％を所定の範囲内で、約1km / hの車両速度と期間として定義され、停止期間を示しました。限り sの速度プロファイルが懸念されている車両は、テストが適切に覆われた高速道路の運転（ⅰ）90と110キロ/時と、（ii）少なくとも5分間、100キロ/時以上の速度の間の範囲を示しました。停止を含む旅行の都市駆動部の平均速度は、15〜40キロ/時の許容範囲内にあった最高車速は、よく145キロ/時のしきい値を下回りました。全体の旅行を超える累積正標高ゲインは100キロあたり1200メートルの限界以下でした。始点と終点との間の高度差は、<100でした。相対的な正の加速度と正の加速度を乗じた速度の95 ^{パーセンタイル}は、（ 図4を参照）範囲内でした。同じ車を使用して、よりアグレッシブなドライビング、ならびに文献で報告されている他の試験と実験データは、比較^17,18のために示されています。

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図4：インデックスは、ドライビングダイナミクスの過剰の有無をチェックします 。 （a）は、都市部、農村部、および高速道路走行時の瞬時速度と正の加速度の積の95 ^{パーセンタイル} 。 （b）は都市部、農村部、および高速道路走行時の相対的な正の加速度。白四角は実験結果です。白三角は、同じ車の中で積極的な駆動に結果です。アスタリスクは、ドイツの都市で積極的に旅行しています。実線は許可限界を示しています。パスや地域を失敗も示されている。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

条件	ユニット	境界	旅行	都市	農村	高速道路	注釈
速度	【キロ/時]			≤60	60	V> 90
ペイロード	[％]	90	75				OK
周囲温度	[°C]	-7 ... + 35	19				OK（中程度）
マックス。高度	[M]	≤1,300	302				OK（中程度）
開始/終了高度差	[M]	<100	40				OK
累積正標高ゲイン	[メートル/ 100キロ]	<1200	636				OK
相対的な正の加速度	[メートル/秒2]	図4		0.215	0.134	0.100	OK
速度X正の加速度	[M 2 / secで3]	図4		15.5	22.7	21.4	OK
トリップ時間	[秒]	90-120	96				OK
距離覆われました	[キロ]	> 16		29	27	23	OK
シェア	[％]	23（29）-43		36.7	34.2	29.1	OK
時間を停止（都市持続時間の）	[％]	＆＃160; 6月30日		28.8			OK
V> 100キロ/時	[分]	≥5				9.7	OK
（高速道路、時間の）V> 145キロ/時	[％]	<3				0	OK
平均速度（都市部）	【キロ/時]	15-40		28	75	114	OK

表5：トリップ評価の概要境界条件;。テスト要件。そして前および/または都市部、農村部、および高速道路の部分のための旅行中に得られた結果は、それぞれ、記載されています。

運転の正常性はMAWを行ったevaluatイオン法、コールドスタートを除くと、MAW法による型式承認サイクルの25％よりも高いCO ₂排出量偏差と_の NO _x排出量をアイドリングず、計量^8（付録5を参照）。フリーEMROADソフトウェアを使用しました。

RDE排出量を計算する：結果の分析もEMROADソフトウェアで行いました。結果を図5に見ることができる。都市_の NO _x排出量が同じレベルであったか、それぞれWLTC相排出（0.02グラム/キロメートル）より低いです。農村部や高速道路の排出量は、それぞれのWLTCフェーズよりも> 0.05グラム/キロ高かったです。平均して、オンロード排出量はNTE限度（この場合のために、0.06ミリグラム/キロのx 2.1適合率）よりも低い0.056グラム/キロでした。したがって、この特定の車両は（RDE手順はユーロ5の車両には適用できない場合であっても）RDE試験に合格でしょう。より多くの例は、他の場所で見つけることができます¹7-18。

図5：MAW速度の関数としてMAW道路の旅のNO _x排出を青い四角はそれぞれのウィンドウ平均車速の関数として各移動平均ウィンドウの平均_の NO _x排出量を示しています。黒菱形は、平均を示しているオンロード都市、農村部、および高速道路走行を表現するすべてのウィンドウのNO _x排出。白丸はWLTPの4つのフェーズにわたって実験室のNO _x排出を示していない。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

ディスカッション

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。

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。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
PEMS分析装置	センサーズ社	SEMTECH エコスター
PEMS 分析装置	AVL	MOVE	strong>図 2
>PEMS 分析装置	堀場製作所	OBS	Figure 2
PEMS 分析装置	MAHA	PEMS-GAS	Figure 2
Exhaust Flow meter	Sensors Inc.	SEMTECH EFM-HS	EFM-HS仕様 表4
GPS	ガーミン	ドライブ50
ウェザーステーション	ワイサラ	AWS310
ゼロガス	エア・リキード	AL089	アルファガズ1(N2)
スパンガス	エア・リキード	SM190022710IT	1,800ppm NO in N2
スパンガス	エア・リキード	SM190022710IT	N2> 13% CO2
	Discover	EV12A-A
商品名または商品製品への言及は、著者または欧州委員会による推奨または推奨を構成するものではありません