轻型车RDE试验方法研究

王勃，戴春蓓，李菁元，闫峰

(中国汽车技术研究中心，天津 300300)

轻型车RDE试验方法研究

王勃，戴春蓓，李菁元，闫峰

(中国汽车技术研究中心，天津 300300)

通过车载试验研究国六征求意见稿II型试验方案，并通过试验分别研究实际驾驶与模拟驾驶规律及驾驶行为对法规要求的窗口适应性。结果显示：按照市区-郊区-高速公路的运行模式进行RDE试验，若控制车辆运行方案为市区19～20 km，郊区20～21 km，高速公路23～24 km，试验总时间控制在5 400～5 500 s，试验总距离63～66 km，市区行驶3 400 s以上转入郊区行驶，可以更容易保证驾驶循环进入RDE的窗口边界，反之，则试验容易失败。

轻型车；RDE试验方法；实际驾驶；模拟驾驶

0 引言

机动车污染已经成为影响大城市环境污染主要因素之一，随着对环境与健康研究的深入，世界各国逐步引入和执行了越来越严格的排放法规。与此同时，检测手段的相对局限性，导致车辆的真实排放与法规排放的差异较大；为应对此现象，欧盟最新排放法规中逐步引入RDE(Real Driving Emission)的排放要求，拟于2017年开始实施2.1倍限值，2019年实施1.5倍的限值。欧盟法规G3 1515125中规定了关于轻型乘用车和商用车RDE测试相关内容：从2016年4月开始，RDE测试仅要求监测和提交数据；从2017年9月开始，所有新型式核准车辆要求进行RDE测试，CF=2.1；从2019年9月开始，所有新车要求进行RDE测试，CF=1.5；海拔由0～700 m扩展到700～1 300 m后CF放宽1.6倍，适用于新车认证、生产一致性和在用车符合性[1-3]。

我国第六阶段轻型车排放标准征求意见稿中II型试验修订原双怠速试验为真实道路排放(RDE)要求。为分析研究新法规要求，文中通过车辆真实道路排放测试，探索满足法规边界限制的车辆行驶特征参数，探索出可靠合理驾驶的具体试验方法，对比研究RDE实际驾驶和道路模拟驾驶的差异，为法规认证试验的实施提供实际可行的操作模式[4]。

1 试验设备和方法

试验车辆及设备安装如图1所示,试验所用车辆参数、试验环境条件及测试设备如表1所示。

图1 车内车外设备表1 试验条件说明

试验用油95号汽油车辆某国五车型环境温度15～20℃海拔1300m测试设备AVLM.O.V.E

道路的选择方法：首先通过网络地图选取多条符合国六II型试验的行驶路线要求，并分别进行实地考察摸索，排除严重堵车、海拔差距大、高架桥涵洞过多等因素，最终选取一条相对合适的、符合国六法规要求(市区-郊区-高速公路)的路线进行试验。

实际驾驶及模拟驾驶的道路选择如表2所示。(实际驾驶[5]：在日常驾驶环境中进行测试，从出发地到目的地，作一次完整的试验循环。模拟驾驶：在城市道路受限的情况下，通过停车和急加减速的驾驶方式，来模拟城市道路拥堵状态、等待信号灯的状态，从而完成一次试验循环。实际驾驶1、2和模拟驾驶1、2代表分别做的两组试验)。

表2 试验道路选择

按照II型试验的行驶路线要求，在同一城市，某车型车分别进行道路实际驾驶和道路模拟驾驶。按照市区-郊区-高速公路模式连续运行的方式，即当市区行驶里程达到16 km以上时转为郊区行驶，市区和郊区占比达到50%平衡时，将转入高速公路行驶[3]。表3是两种驾驶方式的说明。图2表示实际驾驶的两种速度曲线，图3表示模拟驾驶的两种速度曲线。

表3 驾驶模式说明

图2 实际驾驶速度曲线

图3 模拟驾驶速度曲线

按照法规要求，试验需要满足所有路段的条件，包括市区、郊区和高速公路的速度范围要求及窗口占比范围和CO2排放要求。当其中一项或多项不能满足条件时即试验失败。

2 试验结果分析

试验结果采用PEMs后处理软件进行计算，根据移动窗口平均法进行数据处理，并基于WLTP的I型试验CO2排放量确定窗口大小(选择CO2排放量的1/2设定窗口)。采用移动平均的方法对试验结果进行积分，对每个窗口计算污染物排放及CO2排放。计算平均车速，依据3个阶段中每个窗口计算结果，确定试验的完整性及试验达标性。同时在各个窗口的加权计算时按照计算结果与试验室I型试验CO2排放的特征曲线之间的公差进行，分别得出3个路段的平均排放结果以及总里程的排放结果。

2.1 试验驾驶路况分析

实际驾驶及模拟驾驶试验结果统计如表4所示。试验总时间和运行距离分别如图4、图5所示。

表4 统计结果

图4 试验总时间

图5 试验车辆运行距离

法规要求整个行驶过程持续时间应在5 400～7 200 s之间，市区、郊区、高速路段最小行驶距离均为16 km，意味着行驶总距离大于等于48 km。试验时，实际驾驶的平均运行时间6 236.5 s，平均运行距离69.3 km；模拟驾驶平均运行时间5 445.5 s，平均运行距离64.7 km。

实际驾驶1和2，平均行驶总时间6 236.5 s；模拟驾驶1和2，平均行驶时间5 445.5 s：两种驾驶方式都能满足要求的行驶时间5 400 s以上。实际驾驶平均行驶总距离69.225 km，高于最小行驶距离44%；模拟驾驶平均行驶距离64.71 km，高于最小行驶距离38%。实际驾驶的平均总时间高于模拟驾驶的平均总时间的14.5%，实际驾驶平均总距离高于模拟驾驶平均行驶距离的7%。按照试验要求，完成一次试验(无论最终试验是否满足RDE窗口条件)，相同道路选择不同驾驶方式对总距离总时间有较大影响[6]。

在实际驾驶状态下,市区平均公里数26.25 km，郊区平均公里数26.9 km，高速公路平均公里数16.1 km，行驶总时间在6 100～6 400 s之间。

实际驾驶1由于市区道路较为通畅，运行够16 km时，行驶时间只有2 700 s，为了保证总时间超过5 400 s而相应拉长了行驶距离，市区和郊区总公里数变长，剩余能够运行在高速上的路程变短。实际道路市区过于平缓，导致市区正常窗口比例很小，高速长时间怠速多，正常窗口不够，试验失败。

实际驾驶2市区道路较拥堵，行驶16 km时转为郊区行驶，由于高速长时间低速行驶，高速道路也都进入到市区、郊区窗口占比，市区和郊区总公里数变长，剩余能够运行在高速公路上的路程变短，导致高速比例少，高速难于进入正常窗口，试验失败。

在模拟驾驶状态下，市区平均公里数19.9 km，郊区平均公里数20.5 km，高速平均公里数24.3 km，行使总时间在5 400～5 500 s之间。

模拟驾驶1和模拟驾驶2都是在实际道路上用模拟的驾驶方式，不断改变行驶速度，模拟停车、等灯信号等情景，分配好合理的行驶距离和行驶总时间，这样，市区、郊区正常窗口占比都能达到100%，满足法规边界条件要求。若由于道路临时变化的原因，导致高速路运行过半，选择了折返路线再运行，会产生进出收费站的停车长怠速时间，影响到了正常窗口占比，若高速窗口能控制在50%以上也能达到法规边界条件要求。

2.2 排放及油耗分析

图6—图9是实际驾驶结果和试验室WLTC(World harmonized Light vehicks Test Cycles)结果的油耗和排放的数据分析图，表5是试验结果的详细数据。

由图6—图9及表5可得：实际驾驶1、2状态下，油耗低于试验室WLTC的8%～13%，CO2排放量低于试验室WLTC的14%～17%，CO排放量远低于试验室排放量。

图6 不同驾驶方式车辆油耗

图7 不同驾驶方式车辆CO排放量

图8 不同驾驶方式车辆CO2排放量

图9 不同驾驶方式车辆NOx排放量表5 车辆排放油耗及排放测试结果

方式油耗排放量/(g·km-1)CO2COTHCNMHCCH4NOx实际19.96226.20.20.0010.00100.011实际210.43236.90.170.0010.00100.023模拟113.45305.60.330.0010.00100.017模拟211.02249.40.330.0010.00100.015WLTC11.392730.710.0010.00100.014

模拟驾驶1状态下，由于处在激烈驾驶情形，油耗与实际排放差距大，油耗高于试验室转鼓WLTC的15%，氮氧化物排放高于转鼓WLTC的18%。模拟驾驶2状态下，正常等灯的情形下，根据边界条件需求时间长短模拟短时停车，油耗差距3%，NOx排放与试验室WLTC实际结果大致相当。因此，模拟驾驶2的方式既能较好地满足法规要求的窗口边界条件，排放结果相对于其他驾驶模式也最接近于试验室循环实际排放结果。

3 结论

(1)实际驾驶若要满足窗口条件，需要不断增加行驶距离和时间，导致实际驾驶可以满足行驶线路和行驶试验的要求，但难于满足窗口占比法规要求。

(2)模拟驾驶1能够满足行驶试验、行驶线路、窗口占比、正常窗口占比等各项要求，但是对排放结果影响大，偏离实际道路排放结果。模拟驾驶2能满足行驶试验、行驶线路、窗口占比、正常窗口占比等各项要求，实际排放结果最接近于试验室测试结果。道路模拟2驾驶方式是最优选的进行RDE试验方式。

(3)按照市区-郊区-高速依次递增的公里数运行最可能满足窗口条件，如市区运行19～20 km、郊区运行20～21 km、高速公路运行23～24 km，试验总时间在5 400～5 500 s，试验总距离63～66 km，市区行驶3 400 s以上转入郊区行驶，则行驶试验、行驶线路、窗口占比、正常窗口占比更容易进入RDE边界条件。

【1】方荣华,彭美春,吴晓伟,等.出租车PEMS与VMAS排放测试比较[J].车用发动机,2011(2):42-46. FANG R H,PENG M C,WU X W,et al.Comparison between PEMS and VMAS Based on Taxi Emission Measurement[J].Vehicle Engine,2011(2):42-46.

【2】马冬,赵阳,梁宾.不同行驶工况下轻型汽车排放特性研究[J].北京汽车,2010(4):9-11,16.

【3】付松青,彭磊,秦孔建,等.混合动力电动汽车测试方法[J].汽车工程师,2010(10):49-52. FU S Q,PENG L,QIN K J,et al.Test Method of Hybrid Electric Vehicle[J].Auto Engineer,2010(10):49-52.

【4】陈燕涛.基于PEMS技术的重型客车道路排放评估[J].重型汽车,2007(3):8-10.

【5】张雄,李孟良,乔维高.汽车排放污染物测试的发展方向——车载排放测试[J].北京汽车,2006(6):34-39.

【6】陈重.汽车发动机原理和汽车理论[J].黑龙江交通科技,2008,31(6):108.

Research on RDE Test Methods for Light-duty Vehicle

WANG Bo, DAI Chunbei ,LI Jingyuan,YAN Feng

(China Automotive Technology & Research Center, Tianjin 300300,China)

Based on the vehicle test, the compliance analysis was studied for the China six stage standard II type test scheme. The actual driving and simulated driving laws and the windows adaptation of the driving behavior to the regulatory requirements were studied.The results show that in urban, suburban, high-speed operation mode of RDE testing, controlling the operation scheme of a vehicle for urban 19～20 km, suburban 20～21 km,high speed 23～24 km,total time in 5 400～5 500 s, the total distance 63～66 km, urban driving time over 3 400 s into suburban driving,it is assured that the driving cycle can easily come into the RDE window conditions, contrarily,the experiment is easy failure.

Light-duty vehicle; RDE test methods;Real driving; Simulated driving

2016-11-21

王勃(1987—)，男，本科，主要从事排放标准、法规、政策方向研究。E-mail：373617714@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.03.002

U461.91

A

1674-1986(2017)03-006-04