Цикл движения — это ряд точек данных, отображающих скорость транспортного средства в зависимости от времени.
Ездовые циклы разрабатываются разными странами и организациями для оценки производительности транспортных средств по разным параметрам, например, расход топлива , автономность электромобиля и выбросы загрязняющих веществ . [1] [2] [3]
Расход топлива и испытания на выбросы проводятся на динамометрических стендах . Выбросы выхлопных газов собираются и измеряются для определения производительности транспортного средства.
Другое применение циклов вождения — моделирование транспортных средств. Например, они используются в моделировании силовых установок для прогнозирования производительности двигателей внутреннего сгорания, трансмиссий, систем электропривода, аккумуляторов, систем топливных элементов и подобных компонентов.
Некоторые циклы вождения выведены теоретически , как в Европейском Союзе , тогда как другие являются прямыми измерениями репрезентативной модели вождения.
Существует два типа ездовых циклов:
Американский FTP - 75 [4] и неофициальный европейский цикл вождения Hyzem являются переходными, тогда как японские циклы 10-15 Mode и JC08 являются модальными циклами.
Некоторые высоко стилизованные модальные циклы вождения, такие как европейский NEDC, были разработаны для соответствия определенным требованиям, но имеют мало отношения к реальным моделям вождения. [5] Напротив, текущая всемирная гармонизированная процедура испытаний легковых автомобилей (WLTP) стремится имитировать реальное поведение вождения. Наиболее распространенными циклами вождения являются WLTP , NEDC , SORDS и FTP-75 , последний соответствует исключительно городским условиям вождения.
Проектирование ездового цикла является основной технологией для этих стандартных циклов. [ необходимо разъяснение ] Для проектирования ездового цикла используются оптимизация и цепи Маркова . [ необходима ссылка ]
Распознавание ездового цикла применяется к гибридному электромобилю. [ необходимо разъяснение ]
В конце 1960-х годов возросшее использование автотранспортных средств привело к появлению первых правил по ограничению выбросов. Сначала они появились в Германии , а затем во Франции , что привело к появлению общей Директивы 70/220/EEC в марте 1970 года: [6]
Это привело к риску иметь различное национальное регулирование в разных государствах-членах Европейского экономического сообщества (ЕЭС). Чтобы избежать этого и защитить общий рынок , все государства-члены принимают одинаковые требования, либо в дополнение к существующим правилам, либо вместо них, чтобы разрешить процедуру утверждения типа ЕЭС, определенную Директивой Совета в 1970 году. [7]
1 августа 1970 года Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК ООН) зарегистрировала Регламент ООН № 15 для транспортных средств, оборудованных двигателем с принудительным зажиганием или двигателем с воспламенением от сжатия, в отношении выбросов газообразных загрязняющих веществ двигателем — метод измерения мощности двигателей с принудительным зажиганием и метод измерения расхода топлива транспортных средств. [8] В этом регламенте ЕЭК ООН № 15 были три вида испытаний, проводимых с октановым числом 99 :
В 1978 году Закон о налоге на энергию потребовал проведения нового тестирования [10] для определения ставки налога на потребление топлива , который применяется к продажам новых автомобилей. Это тестирование, Федеральная процедура тестирования EPA , обычно известная как FTP-75 для городского ездового цикла, представляет собой серию тестов, определенных Агентством по охране окружающей среды США (EPA) для измерения выбросов выхлопных газов и экономии топлива легковых автомобилей (за исключением легких грузовиков и большегрузных автомобилей).
В 1983 году в Европейском Союзе директива 83/351/EEC внесла поправки в директиву 70/220/EEC против загрязнения воздуха газами от двигателей с принудительным зажиганием автотранспортных средств в соответствии с Регламентом ЕЭК № 15/04. [11]
В 1980-х годах была создана старая NEDC как европейская лабораторная процедура омологации для имитации условий городского вождения легкового автомобиля. [12]
В 1988 году в ЕЭС Директивой 88/76/ЕЭС были изменены законы, в результате чего были введены более строгие правила, чем Постановление ЕЭК ООН 15/04. [11]
В 1992 году NEDC был обновлен, чтобы включить также негородской путь (характеризующийся средними и высокими скоростями). В 1997 году также были добавлены цифры выбросов CO2. [ 13]
Структура NEDC характеризуется средней скоростью 34 км/ч, плавными ускорениями, небольшими и продолжительными остановками, а также максимальной скоростью 120 км/ч. [14]
В 1996 году в США Агентство по охране окружающей среды пересмотрело правила сертификации транспортных средств, включив в них новые условия вождения, включая агрессивное поведение водителя, высокие показатели ускорения или работу кондиционеров : [15] Новый тест вводит:
В 2007 году EPA добавило три новых теста Supplemental Federal Test Procedure (SFTP) [16] , которые объединяют текущие городские и шоссейные циклы для более точного отражения реальной мировой экономии топлива. Оценки доступны для автомобилей, выпущенных до 1985 модельного года. [4] [17]
В 2008 году процедура в США была обновлена и включает четыре теста: вождение в городе (собственно FTP-75), вождение по шоссе (HWFET), агрессивное вождение (SFTP US06) и факультативный тест на кондиционер (SFTP SC03).
В настоящее время цикл NEDC устарел, поскольку он не отражает современные стили вождения, поскольку в настоящее время изменились расстояния и разнообразие дорог, с которыми приходится сталкиваться среднестатистическому автомобилю. [18] [19]
С 1 сентября 2019 года все легковые автомобили, подлежащие регистрации в странах ЕС (а также в Швейцарии , Норвегии , Исландии и Турции ), должны соответствовать стандартам WLTP , являющимся частью глобальных правил: [20] В Европейском союзе, включая Великобританию, WLTP заменяет NEDC.
18 октября 2019 г. были опубликованы циклы испытаний автомобилей в Китае (CATC) (GB/T 38146). [21] [22] CATC были разработаны на основе исследования, охватывающего более 17 моделей транспортных средств, 2,5 миллиона вводимых данных, 700 тысяч владельцев автомобилей и 31 провинцию Китая. 1 мая 2020 г. CATC вступили в силу.
Сбор данных с испытательной дороги является наиболее важной деятельностью. Измеренные данные с испытательной дороги (например, город, шоссе и т. д.) являются входными данными для подготовительной деятельности «Цикл вождения».
Процедура включает в себя оснащение тестового автомобиля приборами для сбора информации во время движения по тестовой дороге. Необходимо собрать два основных типа данных: данные о поведении водителя и данные о транспортном средстве по сравнению с дорогой. Данные о транспортном средстве по сравнению с дорогой используются для подготовки дорожного ездового цикла, а данные о поведении водителя — для подготовки модели водителя. Например, чтобы рассчитать расход топлива автомобиля либо в компьютерном моделировании, либо на динамометрическом стенде, который будет запущен в Индии, он должен проехать по индийской дороге с индийским водителем. Индийский ездовой цикл с европейской моделью водителя не дает справедливого сравнения дорожных испытаний.
"Drive-cycle" в основном является представителем дороги. Drive-cycles используются для сокращения расходов на дорожные испытания, времени испытаний и усталости инженера-испытателя. Вся идея заключается в том, чтобы перенести дорогу в испытательную лабораторию (динамометр шасси) или в компьютерное моделирование.
Можно создать два типа ездового цикла. Один из них — ЗАВИСИМЫЙ ОТ РАССТОЯНИЯ (СКОРОСТЬ против РАССТОЯНИЯ против ВЫСОТЫ), а другой — ЗАВИСИМЫЙ ОТ ВРЕМЕНИ (СКОРОСТЬ ПРОТИВ ВРЕМЕНИ ПРОТИВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ). Зависимый от расстояния — это фактическая копия испытательной дороги, тогда как ЗАВИСИМЫЙ ОТ ВРЕМЕНИ — это сжатая версия фактического времени, затраченного на проведение испытания на дороге. Примерами ЗАВИСИМЫХ ОТ ВРЕМЕНИ ездовых циклов являются европейский цикл NEDC, FTP-75. Зависимые от времени ездовые циклы используются специально для испытаний динамометра шасси, поскольку за короткое время можно получить результаты и можно легко провести повторные испытания.
На основе типа применения составляются циклы вождения. Циклы вождения для легковых автомобилей отличаются от циклов вождения для коммерческого транспорта.
Это метод прогнозирования будущих циклов и моделей вождения для различных типов транспортных средств. Эти циклы используются в качестве важного входного фактора при проектировании и оценке будущих систем силовых передач и концепций транспортных средств. На сегодняшний день устаревшие циклы вождения используются на этапе проектирования, и из-за этого изменения в условиях дорожного движения и инфраструктуре, произошедшие за последнее десятилетие, не принимаются во внимание. Поэтому потребность в новых циклах вождения, представляющих сегодняшнее время или следующие несколько десятилетий, велика. Этот метод может прогнозировать будущий цикл вождения, интегрируя доступные данные измерений, высокоточные симуляторы дорожного движения и модели дорожного движения для большегрузных транспортных средств. Желательно, чтобы модели имитации дорожного движения автоматически генерировались и использовались для сбора прогнозируемых циклов вождения.