Überprüfung der gesamten Fahrtdynamik mit der Methode des gleitenden Mittelungsfensters

1.

Einleitung

Die Methode des gleitenden Mittelungsfensters wird zur Überprüfung der gesamten Fahrtdynamik verwendet. Die Prüfung ist in Teilabschnitte (Fenster) unterteilt und mit der anschließenden Analyse soll festgestellt werden, ob die Fahrt für RDE-Zwecke geeignet ist. Die „Normalität” der Fenster wird durch einen Vergleich ihrer entfernungsabhängigen CO₂-Emissionen mit einer Bezugskurve ermittelt, die von den gemäß dem WLTP-Verfahren gemessenen CO₂-Emissionen stammt.

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.

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

MCO2—

CO₂-Masse, [g]

MCO2,j—

CO₂-Masse in Fenster j, [g]

t_i—

Gesamtdauer in der Phase i, [s]

t_t—

Dauer einer Prüfung, [s]

v_i—

tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit in der Phase i, [km/h]

vj—

durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit im Fenster j, [km/h]

tol_1H—

obere Toleranz für die charakteristische CO₂-Kurve eines Fahrzeugs, [%]

tol_1L—

untere Toleranz für die charakteristische CO₂-Kurve eines Fahrzeugs, [%]

3.

Gleitende Mittelungsfenster

3.1.

Definition der Mittelungsfenster

Die gemäß Anlage 4 berechneten momentanen Emissionen werden mithilfe der Methode des gleitenden Mittelungsfensters auf der Grundlage der CO₂-Bezugsmasse integriert. Es gilt folgendes Berechnungsprinzip: Die entfernungsabhängigen RDE-CO₂-Emissionsmassen werden nicht für den gesamten Datensatz, sondern für Teildatensätze des gesamten Datensatzes berechnet, wobei die Länge dieser Teildatensätze so festgesetzt wird, dass sie immer demselben Anteil an der CO₂-Masse entspricht, die das Fahrzeug während des WLTP-Zyklus im Labor ausstößt. Die Berechnungen des gleitenden Fensters werden mit dem Zeitinkrement Δt entsprechend der Datenerfassungsfrequenz durchgeführt. Diese Teildatensätze, die zur Berechnung der CO₂-Emissionen des Fahrzeugs auf der Straße und seiner durchschnittlichen Geschwindigkeit verwendet werden, werden in den folgenden Abschnitten als „Mittelungsfenster” bezeichnet. Die unter dieser Nummer beschriebene Berechnung ist vom ersten Datenpunkt an durchzuführen (vorwärts). Die folgenden Daten werden bei der Berechnung der CO₂-Masse, der Entfernung und der Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs im Mittelungsfenster außer Acht gelassen:

—

die Überprüfung der Instrumente in regelmäßigen Abständen und/oder nach der Überprüfung der Nullpunktdrift

—

Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Boden ist kleiner als 1 km/h

Die Berechnung beginnt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Boden größer als oder gleich 1 km/h ist, und sie beinhaltet Fahrereignisse, in deren Verlauf kein CO₂ ausgestoßen wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Boden größer als oder gleich 1 km/h ist. Die Massenemissionen MCO2,j werden durch Integration der momentanen Emissionen in g/s gemäß Anlage 4 dieses Anhangs bestimmt.

Abbildung 1

Abbildung 2

Die Dauer (t_2,j – t_1,j ) des j-ten Mittelungsfensters wird festgelegt durch:MCO2t2,jMCO2t1,jMCO2,ref Dabei ist: MCO2ti,j die CO₂-Masse [g], die zwischen dem Beginn der Prüfung und dem Zeitpunkt t_i,j gemessen wurde. MCO2,ref die Hälfte der CO₂-Masse, die vom Fahrzeug im Verlauf der gemäß Anhang XXI Unterhang 6 dieser Verordnung durchgeführten WLTP-Prüfung ausgestoßen wird. Während der Typgenehmigung ist der CO₂-Bezugswert dem im Rahmen der Typgenehmigungsprüfungen des Einzelfahrzeugs durchgeführten WLTP-Prüfverfahren zu entnehmen. Für die Zwecke der Prüfungen der Übereinstimmung im Betrieb (ISC-Prüfungen) ist der Wert der CO₂-Bezugsmasse dem Punkt 12 der Transparenzliste 1 der Anlage 5 des Anhangs II mit Interpolation zwischen Fahrzeug H und Fahrzeug L (gegebenenfalls) gemäß der Definition in Anhang XXI Unteranhang 7, unter Verwendung der aus der Übereinstimmungsbescheinigung hervorgehenden Prüfmasse und Fahrwiderstandskoeffizienten (f0, f1 und f2) des Einzelfahrzeugs gemäß der Definition in Anhang IX zu entnehmen. Der Wert für OVC-HEV-Fahrzeuge ist der WLTP-Prüfung mit Ladungserhaltungsbetrieb zu entnehmen. t_2,j muss so gewählt werden, dassMCO2t2,jΔtMCO2t1,jMCO2,refMCO2t2,jMCO2t1,j Wobei Δt der Datenerfassungszeitraum ist. The CO₂-Massen MCO2,j in den Fenstern werden durch Integration der gemäß Anlage 4 dieses Anhangs errechneten momentanen Emissionen berechnet.

3.2.

Berechnung von Fenster-Parametern

Die folgenden Werte werden für jedes nach Nummer 3.1 bestimmte Fenster berechnet:

—

die entfernungsabhängigen CO₂-Emissionen MCO2,d,j:

—

die durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit vj.

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 in der Prüfung Typ 1 gemessenen Durchschnittsgeschwindigkeit dargestellt und als charakteristische Kurve des Fahrzeugs hinsichtlich CO₂ bezeichnet. Zur Bestimmung der entfernungsabhängigen CO₂-Emissionen wird das Fahrzeug im WLTP-Zyklus gemäß Anhang XXI dieser Verordnung geprüft.

4.2.

Bezugspunkte der charakteristischen Kurve für CO₂

Die in diesem Absatz zur Bestimmung der Bezugskurve zu berücksichtigenden entfernungsabhängigen CO₂-Emissionen sind Punkt 12 der Transparenzliste 1 der Anlage 5 des Anhangs II mit Interpolation zwischen Fahrzeug H und Fahrzeug L (gegebenenfalls) gemäß der Definition in Anhang XXI Unteranhang 7, unter Verwendung der aus der Übereinstimmungsbescheinigung hervorgehenden Prüfmasse und Fahrwiderstandskoeffizienten (f0, f1 und f2) des Einzelfahrzeugs gemäß der Definition in Anhang IX zu entnehmen. Für OVC-HEV-Fahrzeuge gilt der in der WLTP-Prüfung mit Ladungserhaltungsbetrieb ermittelte Wert. Während der Typgenehmigung sind die Werte dem im Rahmen der Typgenehmigungsprüfungen des Einzelfahrzeugs durchgeführten WLTP-Prüfverfahren zu entnehmen. Die zur Festlegung der charakteristischen Kurve für CO₂ erforderlichen Bezugspunkte P₁, P₂ und P₃ werden wie folgt bestimmt:

4.2.1.

Punkt P₁

vP1 = 18,882 km/h (Durchschnittsgeschwindigkeit für die Phase des WLTP-Zyklus mit niedriger Geschwindigkeit) MCO2,d,P1 = CO₂-Emissionen des Fahrzeugs während der Phase des WLTP-Zyklus mit niedriger Geschwindigkeit [g/km]

4.2.2.

Punkt P₂

vP2 = 56,664 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 [g/km]

4.2.3.

Punkt P₃

vP3 = 91,997 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 [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):MCO2,d,CCva1vb1 with: a1MCO2,d,P2MCO2,d,P1vP2vP1 and: b1MCO2,d,P1a1vP1 Für den Abschnitt (P₂, P₃):MCO2,d,CCva2vb2 with: a2MCO2,d,P3MCO2,d,P2vP3vP2 and: b2MCO2,d,P2a2vP2

Abbildung 3

Abbildung 4

4.4.

Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn

4.4.1.

Stadt-Fenster

Für Stadt-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vj von unter 45 km/h charakteristisch.

4.4.2.

Landstraßen-Fenster

Für Landstraßen-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vj größer als oder gleich 45 km/h und unter 80 km/h charakteristisch. Bei Fahrzeugen der Klasse N2, die gemäß Richtlinie 92/6/EWG mit einer Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit auf 90 km/h ausgerüstet sind, ist das Landstraßen–Fenster durch durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vj von weniger als 70 km/h gekennzeichnet.

4.4.3.

Autobahn-Fenster

Für Autobahn-Fenster sind durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vj von größer als oder gleich 80 km/h und unter 145 km/h charakteristisch. Bei Fahrzeugen der Klasse N2, die gemäß Richtlinie 92/6/EWG mit einer Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit auf 90 km/h ausgerüstet sind, ist das Autobahn–Fenster durch durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vj von größer als oder gleich 70 km/h und weniger als 90 km/h gekennzeichnet.

Abbildung 5

Abbildung 6

4.5.

Überprüfung der Gültigkeit einer Fahrt

4.5.1.

Toleranzen oberhalb und unterhalb der charakteristischen Kurve des Fahrzeugs für CO₂

Die obere Toleranz der charakteristischen Kurve für CO₂ des Fahrzeugs beträgt für den Stadtverkehr tol_1H = 45 % und für Fahrten auf Landstraßen und Autobahnen tol_1H = 40 %. Die untere Toleranz der charakteristischen Kurve für CO₂ des Fahrzeugs beträgt für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und für NOVC-HEV tol_1L = 25 % und für OVC-HEV tol_1L = 100 %.

4.5.2.

Überprüfung der Gültigkeit einer Prüfung

Die Prüfung ist gültig, wenn mindestens 50 % der Fenster für Stadt, Landstraße und Autobahn innerhalb der für die charakteristische Kurve für CO₂ festgelegten Toleranz liegen. Wird bei NOVC-HEV und OVC-HEV die Mindestanforderung von 50 % zwischen tol_1H und tol_1L nicht erfüllt, kann die obere positive Toleranz tol_1H in Schritten von 1 % erhöht werden, bis die Vorgabe von 50 % erreicht ist. Bei der Anwendung dieses Verfahrens darf der Wert für tol_1H niemals 50 % übersteigen.