Anlage 5 VO (EG) 2008/692
Überprüfung der Fahrtdynamikbedingungen mit Methode 1 (gleitendes Mittelungsfenster)
-
1.
-
EINLEITUNG
Die Methode des gleitenden Mittelungsfensters ermöglicht die Untersuchung der Emissionen im praktischen Fahrbetrieb (real-driving emissions — RDE), die während der Prüfung bei einem vorgegebenen Maßstab auftreten. Die Prüfung ist in Teilabschnitte (Fenster) unterteilt, und mit der anschließenden statistischen Aufbereitung soll festgestellt werden, welche Fenster zur Bewertung der RDE-Leistung des Fahrzeugs geeignet sind. Die „Normalität” der Fenster wird durch einen Vergleich ihrer entfernungsabhängigen CO2-Emissionen(1) mit einer Bezugskurve ermittelt. Die Prüfung ist vollständig durchgeführt, sobald sie eine ausreichende Anzahl normaler Fenster umfasst, die bestimmte Geschwindigkeitsbereiche (Stadt, Landstraße und Autobahn) abdecken.- Schritt 1.
- Segmentierung der Daten und Ausschluss der Emissionen bei Kaltstart
- Schritt 2.
- teilmengen- oder fensterweise Berechnung der Emissionen (Nummer 3.1)
- Schritt 3.
- Ermittlung der normalen Fenster (Nummer 4)
- Schritt 4.
- Überprüfung der Prüfung auf Vollständigkeit und Normalität (Nummer 5)
- Schritt 5.
- Berechnung der Emissionen anhand der normalen Fenster (Nummer 6)
- 2.
- SYMBOLE, PARAMETER UND EINHEITEN
Der Index (i) verweist auf den Zeitabschnitt. Der Index (j) verweist auf das Fenster. Der Index (k) verweist auf die Kategorie (t = total (insgesamt), u = urban (Stadt), r = rural (Landstraße), m = motorway (Autobahn)) oder auf die charakteristische Kurve (characteristic curve — cc) für CO2. Der Index „Gas” verweist auf limitierte Abgasbestandteile (z. B. NOx, CO, P).- Δ—
- Differenz
- ≥—
- größer oder gleich
- #—
- Anzahl
- %—
- Prozent
- ≤—
- kleiner oder gleich
- a1, b1—
- Koeffizienten der charakteristischen Kurve für CO2
- a2, b2—
- Koeffizienten der charakteristischen Kurve für CO2
- dj—
- je Fenster j zurückgelegte Entfernung [km]
- fk—
- Gewichtungsfaktoren für die Anteile Stadt, Landstraße und Autobahn
- h—
- Abstand der Fenster zur charakteristischen Kurve für CO2 [%]
- hj—
- Abstand des Fensters j zur charakteristischen Kurve für CO2 [%]
—h k - Gewichtungsindex für die Anteile Stadt, Landstraße und Autobahn sowie für die gesamte Fahrt
- k11, k12—
- Koeffizienten der Gewichtungsfunktion
- k21, k21—
- Koeffizienten der Gewichtungsfunktion
- MCO2,ref—
- CO2-Bezugsmasse [g]
- Mgas—
- Masse oder Partikelzahl des Abgasbestandteils „Gas” [g] oder [#]
- Mgas,j—
- Masse oder Partikelzahl des Abgasbestandteils „Gas” im Fenster j [g] oder [#]
- Mgas,d—
- entfernungsabhängige Emission für den Abgasbestandteil „Gas” [g/km] oder [Anzahl/km]
- Mgas,d,j—
- entfernungsabhängige Emission für den Abgasbestandteil „Gas” im Fenster j [g/km] oder [Anzahl/km]
- Nk—
- Anzahl der Fenster für die Anteile Stadt, Landstraße und Autobahn
- P1, P2, P3—
- Bezugspunkte
- t—
- Zeit [s]
- t1,j—
- erste Sekunde des j-ten Mittelungsfensters [s]
- t2,j—
- letzte Sekunde des j-ten Mittelungsfensters [s]
- ti—
- Gesamtdauer in Schritt i [s]
- ti,j—
- Gesamtdauer in Schritt i in Bezug auf Fenster j [s]
- tol1—
- primäre Toleranz für die charakteristische CO2-Kurve eines Fahrzeugs [%]
- tol2—
- sekundäre Toleranz für die charakteristische CO2-Kurve eines Fahrzeugs [%]
- tt—
- Dauer einer Prüfung [s]
- v—
- Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h]
—v - Durchschnittsgeschwindigkeit in Fenstern [km/h]
- vi—
- tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit im Zeitabschnitt i [km/h]
—v j - durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit im Fenster j [km/h]
—v P1 19 km h - Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit niedriger Geschwindigkeit
—v P2 56,6 km h - Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit hoher Geschwindigkeit
—v P3 92,3 km h - Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit sehr hoher Geschwindigkeit
- w—
- Gewichtungsfaktor für Fenster
- wj—
- Gewichtungsfaktor für Fenster j
- 3.
- GLEITENDE MITTELUNGSFENSTER
- 3.1.
- Definition der Mittelungsfenster
Die gemäß Anlage 4 berechneten momentanen Emissionen werden mithilfe einer Methode des gleitenden Mittelungsfensters auf der Grundlage der CO2-Bezugsmasse integriert. Dies geschieht nach folgendem Berechnungsprinzip: Die Emissionsmassen werden nicht für den gesamten Datensatz, sondern für Teildatensätze des gesamten Datensatzes berechnet, wobei die Länge dieser Teildatensätze so festgesetzt wird, dass sie der CO2-Masse entspricht, die das Fahrzeug während des Bezugsfahrzyklus im Labor ausstößt. Die Berechnungen des gleitenden Mittelwerts werden mit einem Zeitinkrement entsprechend der Datenerfassungsfrequenz durchgeführt. Diese zur Ermittlung des Durchschnitts der Emissionen benutzten Teildatensätze werden als Mittelungsfenster bezeichnet. Der unter dieser Nummer beschriebene Rechenweg kann vom letzten Punkt aus (rückwärts) oder vom ersten Punkt aus (vorwärts) durchlaufen werden. Die folgenden Daten werden bei der Berechnung der CO2-Masse, der Emissionen und des Abstands der Mittelungsfenster außer Acht gelassen:- —
die Überprüfung der Instrumente in regelmäßigen Abständen und/oder nach der Überprüfung der Nullpunktdrift
- —
die Emissionen bei Kaltstart im Sinne von Anlage 4 Nummer 4.4
- —
die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Boden < 1 km/h
- —
jeder Abschnitt der Prüfung, während dessen der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist
Abbildung 1
Abbildung 2
Die Dauer (t2,j– t1,j) des j-ten Mittelungsfensters wird festgelegt durch:- 3.2.
- Berechnung von Fensteremissionen und Durchschnitten
Die folgenden Werte werden für jedes nach Nummer 3.1 bestimmte Fenster berechnet:- —
die entfernungsabhängigen Emissionen Mgas,d,j für alle in diesem Anhang angegebenen Schadstoffe
- —
die entfernungsabhängigen CO2-Emissionen MCO2,d,j;
- —
die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit
v j
- 4.
- BEWERTUNG VON FENSTERN
- 4.1.
- Einleitung
Die Bezugsbedingungen für die Dynamik des Prüffahrzeugs werden anhand der CO2-Emissionen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der zum Zeitpunkt der Typgenehmigung gemessenen Durchschnittsgeschwindigkeit dargestellt und als charakteristische Kurve des Fahrzeugs hinsichtlich CO2 bezeichnet. Zur Bestimmung der entfernungsabhängigen CO2-Emissionen wird das Fahrzeug mit den Fahrwiderstandseinstellungen gemäß der UNECE Global Technical Regulation No. 15 — Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure globale technische Regelung Nr. 15 der UNECE — weltweit harmonisierter Prüfzyklus für Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge — WLTP (ECE/TRANS/180/Add.15) geprüft.- 4.2.
- Bezugspunkte der charakteristischen Kurve für CO2
Die zur Festlegung der Kurve erforderlichen Bezugspunkte P1, P2 und P3 werden wie folgt bestimmt:- 4.2.1.
- Punkt P1
- 4.2.2.
- Punkt P2
4.2.3. vP2 56,6 km h (Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit hoher Geschwindigkeit) MCO2 ,d,P2 = CO2-Emissionen des Fahrzeugs während der Phase des WLTP-Zyklus mit hoher Geschwindigkeit × 1,1 [g/km]
- 4.2.4.
- Punkt P3
4.2.5. vP3 92,3 km h (Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit sehr hoher Geschwindigkeit) MCO2 ,d,P3 = CO2-Emissionen des Fahrzeugs während der Phase des WLTP-Zyklus mit sehr hoher Geschwindigkeit × 1,05 [g/km]
- 4.3.
- Festlegung der charakteristischen Kurve für CO2
Die CO2-Emissionen entsprechend der charakteristischen Kurve werden anhand der in Nummer 4.2 definierten Bezugspunkte als Funktion der Durchschnittsgeschwindigkeit unter Verwendung zweier linearer Abschnitte (P1, P2) und (P2, P3) berechnet. Der Abschnitt (P2, P3) wird auf der Achse der Fahrzeuggeschwindigkeit auf 145 km/h begrenzt. Die charakteristische Kurve wird wie folgt durch Gleichungen bestimmt:Für den Abschnitt (P1, P2):
mit:
und:
Für den Abschnitt (P2, P3):
mit:
und:
Abbildung 3
- 4.4.
- Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn
4.4.1. Für Stadt-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten über dem Boden vj unter 45 km/h charakteristisch,
4.4.2. für Landstraßen-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten über dem Boden vj gleich oder größer 45 km/h und unter 80 km/h charakteristisch.
4.4.3. Für Autobahn-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten über dem Boden vj gleich oder größer 80 km/h und unter 145 km/h charakteristisch.
Abbildung 4
- 5.
- NACHPRÜFUNG DER VOLLSTÄNDIGKEIT UND NORMALITÄT DER FAHRT
- 5.1.
- Toleranzen oberhalb und unterhalb der charakteristischen Kurve für CO2
Die primäre Toleranz und die sekundäre Toleranz der charakteristischen Kurve des Fahrzeugs für CO2 sind tol1= 25 % bzw. tol2 = 50 %.- 5.2.
- Nachprüfung der Prüfung auf Vollständigkeit
Die Prüfung ist abgeschlossen, wenn von der Gesamtzahl der Fenster jeweils wenigstens 15 % Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn sind.- 5.3.
- Nachprüfung der Prüfung auf Normalität
Die Prüfung ist normal, wenn wenigstens 50 % der Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn innerhalb des für die charakteristische Kurve festgelegten Bereichs der primären Toleranz liegen. Wird die Mindestanforderung von 50 % nicht erfüllt, kann die obere positive Toleranz tol1 in Schritten von 1 % erhöht werden, bis die Vorgabe von 50 % normaler Fenster erreicht ist. Bei der Anwendung dieses Verfahrens darf tol1 niemals 30 % übersteigen.- 6.
- BERECHNUNG DER EMISSIONEN
- 6.1.
- Berechnung gewichteter entfernungsabhängiger Emissionen
Die Emissionen werden als gewichteter Durchschnitt der entfernungsabhängigen Emissionen der Fenster berechnet, und zwar gesondert für die Kategorien Stadt, Landstraße und Autobahn sowie für die gesamte Fahrt.Abbildung 5
- 6.2.
- Berechnung der Gewichtungsindizes
Die Indizes der Strenge werden gesondert für die Kategorien Stadt, Landstraße und Autobahn berechnet- 6.3.
- Berechnung der Emissionen für die gesamte Fahrt
Anhand der in Nummer 6.1 berechneten gewichteten entfernungsabhängigen Emissionen werden die entfernungsabhängigen Emissionen in [mg/km] für die gesamte Fahrt und jeden gasförmigen Schadstoff wie folgt berechnet:- 7.
- ZAHLENBEISPIELE
- 7.1.
- Berechnung der Mittelungsfenster
610 | |
Richtung bei der Berechnung der Mittelungsfenster | Vorwärts |
Erfassungsfrequenz [Hz] | 1 |
Abbildung 6
- 7.2.
- Bewertung von Fenstern
CO2 Niedrige Geschwindigkeit WLTC (P1) [g/km] | 154 |
CO2 Hohe Geschwindigkeit WLTC (P2) [g/km] | 96 |
CO2 Sehr Hohe Geschwindigkeit WLTC (P3) [g/km] | 120 |
Bezugspunkt | ||
---|---|---|
P1 | ||
P2 | ||
P3 |
Fenster [Nr.] | t1,j [s] | t2,j – Δt [s] | t2,j [s] | [g] | [g] |
---|---|---|---|---|---|
1 | 0 | 523 | 524 | 609,06 | 610,22 |
2 | 1 | 523 | 524 | 609,06 | 610,22 |
… | … | … | … | … | |
43 | 42 | 523 | 524 | 609,06 | 610,22 |
44 | 43 | 523 | 524 | 609,06 | 610,22 |
45 | 44 | 523 | 524 | 609,06 | 610,22 |
46 | 45 | 524 | 525 | 609,68 | 610,86 |
47 | 46 | 524 | 525 | 609,17 | 610,34 |
… | … | … | … | … | |
100 | 99 | 563 | 564 | 609,69 | 612,74 |
… | … | … | … | … | |
200 | 199 | 686 | 687 | 608,44 | 610,01 |
… | … | … | … | … | |
474 | 473 | 1024 | 1025 | 609,84 | 610,60 |
475 | 474 | 1029 | 1030 | 609,80 | 610,49 |
… | … | … | … | ||
556 | 555 | 1173 | 1174 | 609,96 | 610,59 |
557 | 556 | 1174 | 1175 | 609,09 | 610,08 |
558 | 557 | 1176 | 1177 | 609,09 | 610,59 |
559 | 558 | 1180 | 1181 | 609,79 | 611,23 |
Fenster [Nr.] | t1,j [s] | t2,j [s] | dj [km] | [km/h] | MCO2,j [g] | MCO,j [g] | MNOx,j [g] | MCO2,d,j [g/km] | MCO,d,j [g/km] | MNOx,d,j [g/km] | MCO2,d,cc( [g/km] | Fenster (S/L/A) | h [%] | wj [%] |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0 | 524 | 4,98 | 38,12 | 610,22 | 2,25 | 3,51 | 122,61 | 0,45 | 0,71 | 124,51 | STADT | – 1,53 | 1,00 |
2 | 1 | 524 | 4,98 | 38,12 | 610,22 | 2,25 | 3,51 | 122,61 | 0,45 | 0,71 | 124,51 | STADT | – 1,53 | 1,00 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
43 | 42 | 524 | 4,98 | 38,12 | 610,22 | 2,25 | 3,51 | 122,61 | 0,45 | 0,71 | 124,51 | STADT | – 1,53 | 1,00 |
44 | 43 | 524 | 4,98 | 38,12 | 610,22 | 2,25 | 3,51 | 122,61 | 0,45 | 0,71 | 124,51 | STADT | – 1,53 | 1,00 |
45 | 44 | 524 | 4,98 | 38,12 | 610,22 | 2,25 | 3,51 | 122,62 | 0,45 | 0,71 | 124,51 | STADT | – 1,51 | 1,00 |
46 | 45 | 525 | 4,99 | 38,25 | 610,86 | 2,25 | 3,52 | 122,36 | 0,45 | 0,71 | 124,30 | STADT | – 1,57 | 1,00 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
100 | 99 | 564 | 5,25 | 41,23 | 612,74 | 2,00 | 3,68 | 116,77 | 0,38 | 0,70 | 119,70 | STADT | – 2,45 | 1,00 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
200 | 199 | 687 | 6,17 | 46,32 | 610,01 | 2,07 | 4,32 | 98,93 | 0,34 | 0,70 | 111,85 | LANDSTRASSE | – 11,55 | 1,00 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
474 | 473 | 1025 | 7,82 | 52,00 | 610,60 | 2,05 | 4,82 | 78,11 | 0,26 | 0,62 | 103,10 | LANDSTRASSE | – 24,24 | 1,00 |
475 | 474 | 1030 | 7,87 | 51,98 | 610,49 | 2,06 | 4,82 | 77,57 | 0,26 | 0,61 | 103,13 | LANDSTRASSE | – 24,79 | 1,00 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | |
556 | 555 | 1174 | 8,46 | 50,12 | 610,59 | 2,23 | 4,98 | 72,15 | 0,26 | 0,59 | 105,99 | LANDSTRASSE | – 31,93 | 0,72 |
557 | 556 | 1175 | 8,46 | 50,12 | 610,08 | 2,23 | 4,98 | 72,10 | 0,26 | 0,59 | 106,00 | LANDSTRASSE | – 31,98 | 0,72 |
558 | 557 | 1177 | 8,46 | 50,07 | 610,59 | 2,23 | 4,98 | 72,13 | 0,26 | 0,59 | 106,08 | LANDSTRASSE | – 32,00 | 0,72 |
559 | 558 | 1181 | 8,48 | 49,93 | 611,23 | 2,23 | 5,00 | 72,06 | 0,26 | 0,59 | 106,28 | LANDSTRASSE | – 32,20 | 0,71 |
- 7.3.
- Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn — Vollständigkeit der Fahrt
In diesem Zahlenbeispiel besteht die Fahrt aus 7036 Mittelungsfenstern. In Tabelle 5 ist die Anzahl der Fenster aufgeführt, die entsprechend der in ihnen erreichten Durchschnittsfahrzeuggeschwindigkeit der Kategorie Stadt, Landstraße oder Autobahn zugeordnet und gemäß ihrem Abstand von der charakteristischen Kurve in CO2-Bereiche aufgeteilt wurden. Die Fahrt ist abgeschlossen, da von der Gesamtzahl der Fenster jeweils wenigstens 15 % Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn sind. Die Fahrt wird als normal eingestuft, da wenigstens 50 % der Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn innerhalb des für die charakteristische Kurve festgelegten Bereichs der primären Toleranzen liegen.Fahrbedingungen | Anzahl | Fenster in % |
---|---|---|
Stadt | 1909 | 1909 / 7036 × 100 = 27,1 > 15 |
Landstraße | 2011 | 2011 / 7036 × 100 = 28,6 > 15 |
Autobahn | 3116 | 3116 / 7036 × 100 = 44,3 > 15 |
Insgesamt | 1909 + 2011 + 3116 = 7036 | |
Stadt | 1514 | 1514 / 1909 × 100 = 79,3 > 50 |
Landstraße | 1395 | 1395 / 2011 × 100 = 69,4 > 50 |
Autobahn | 2708 | 2708 / 3116 × 100 = 86,9 > 50 |
Insgesamt | 1514 + 1395 + 2708 = 5617 |
Fußnote(n):
- (1)
Bei Hybridfahrzeugen wird der Gesamtenergieverbrauch in CO2 umgerechnet. Die Regeln für diese Umrechnung werden in einem zweiten Schritt eingeführt.
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Tipp: Verwenden Sie die Pfeiltasten der Tastatur zur Navigation zwischen Normen.