一种轻型汽油车RDE短周期极限验证方法与流程

一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法
技术领域
1.本发明涉及轻型汽油车排放标定试验技术领域，特别涉及一种结合台架测试以及实际道路测试的汽车排放试验方法。


背景技术：

2.汽车排放是在售燃油车必须通过的试验项目，也是各大车企在研发、试验需要大量投入资金和人员的领域，此项试验是衡量车辆是否环保的重要指标之一。2023年对在售燃油车增加了实际道路排放试验(rde)，目前由于法规中限制条件较多，如温度、海拔、驾驶激进程度、坡度、速度、里程占比、试验时间等都可能影响排放值，而且此试验在实际道路进行又会受到天气、路况的影响导致试验失败，如果开发过程中按照法规要求，在所有边界条件都逐一进行测试，边界条件的组合会导致测试周期长，试验成本高。所以寻找一种短周期内可以验证rde的方法会给企业减少大量的试验成本，同时可缩短此项内容的开发周期。中国专利cn202210612507.7，公开了一种rde模拟测试方法，按照预设的速度区间阈值将待测车型对应的实际行驶数据划分为多个速度区间及若干短行程片段；基于待测车型对应的待测激烈驾驶工况确定各速度区间的权重值及用于rde模拟测试的短行程片段的数量；根据用于rde模拟测试的短行程片段的实际行驶数据及权重值构建rde模拟工况,动力总成台架控制系统基于rde模拟工况进行待测车型的rde模拟测试,降低测试失误率和开发成本并提升测试效率。但是此专利内容仅限于仿真分析或者模拟，无法进行实际测量。中国专利cn202210174867.3：公开了一种适用于任意测试边界的实际道路排放rde评估方法，该方法在法标规定的固定测试边界和固定整车测试循环条件下,进行底盘测功机rde排放测试,通过转毂试验确定每个主要影响因子对应的修正函数中的各修正系数；基于待评估测试边界下的实际rde排放值e-r和rde排放目标值,求解排放风险系数；基于排解风险系数,对待评估测试边界进行风险判断。但是此专利更加局限于转毂试验，并且仅能评估排放风险。对于一种rde模拟测试方法中公开的内容，只是一种模拟rde的检测方法，与实际测量会有很大差异；对于一种适用于任意测试边界的实际道路排放rde评估方法中公开的系统，更侧重于评估车辆的排放水平，而且需要在固定的测试边界和测试循环条件下进行，有一定的局限性，更适用于风险预判。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，用于rde短周期内极限验证，以克服上述现有技术的不足。
4.本发明提供的一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，具体包括以下步骤：
5.步骤s1：确定排放试验的边界条件，主要的边界条件分为以下三种：温度、坡度、激进驾驶程度；
6.步骤s2：极限验证中温度的选择；
7.步骤s21：按照gb18352.6-2016，轻型汽车污染物排放限值及测量方法，中国第六
阶段中，附录d实际行驶污染物排放试验中温度的分段，具体分为三个温度范围：-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃；
8.步骤s32：由于在不同温度下排放结果存在差异，同时法规判定也存在差异，所以在步骤s21中的-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃三个温度范围找到特征温度，特征温度为边界温度，但是由于高于或者低于0℃、30℃判定限值是不同的，所以取苛刻的判定条件，考虑到环境仓的控制精度和pems气象站的测量偏差，将特征温度放宽1℃，特征温度定义为-6℃、1℃、23℃、29℃、34℃，以上温度增加23℃，是因为此温度为基础i型排放的试验温度；有一定的参考意义。
9.步骤s33：简化工况，由于实际道路的排放有市区、市郊和高速(超高速)路段，将实际道路排放简化成时间和车速曲线(wltc-p)工况；
10.步骤s34：稳定测试环境，利用转毂提供道路阻力，利用环境仓提供温度条件，利用更加稳定的实验室排放设备测量尾气中污染物含量；将试验车辆驱动轮胎压(冷态)调整至与进行道路载荷测量时一致，将底盘测功机的当量惯量调整至与进行道路载荷测量时的试验质量一致，调整底盘测功机，使旋转质量的总惯量模拟车辆行驶时的惯量及其他路面阻力；
11.步骤s35：将步骤s34中的试验车辆，进行步骤s32中的五个温度的i型试验，由于rde试验需要剔除冷启动，在剔除冷启动的排放结果、以及将环境扩展加入i型试验后，根据气态和固态污染物与温度的关系，选取气态和固态污染物最大排放值对应的温度，作为极限验证中的温度(最苛刻的温度)；
12.步骤s4：极限验证中坡度的选择，由于坡度对排放的影响比较直观，坡度越大排放结果越恶劣，在步骤s3中其他条件不变的情况下，寻找多坡工况作为极限坡度的边界条件；
13.步骤s5：极限激进驾驶程度的选择，激进驾驶程度类似于坡度，驾驶越激进排放结果越差，在步骤s3中其他条件不变的情况下，激进驾驶程度需达到限值的90％以上；
14.步骤s6：选择步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到rde短周期内极限数据。
15.作为本发明的优选，在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，根据步骤s6得到的rde短周期内极限数据，测试海拔对汽车排放的影响，具体步骤如下：
16.步骤s7：极限验证中海拔的选择，
17.步骤s71：在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，将试验车辆分别从低海拔至高海拔依次测试多次；
18.步骤s72：将步骤s71中带有海拔极限边界的rde短周期内极限数据与步骤s6得到的rde短周期内极限数据比对，根据多个海拔试验车辆的排放数据得到排放最为苛刻的海拔高度。
19.作为本发明的优选，带有温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的rde短周期内极限数据包括如下步骤：
20.步骤s8：将步骤s7中海拔高度的极限边界条件与步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到带有温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的rde短周期内极限数据。
21.本发明的优点及积极效果是：
22.1、本发明在短周期内可以验证rde的方法会给企业减少大量的试验成本，同时可缩短此项内容的开发周期。
23.2、本发明在gb 18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》中，附录d实际行驶污染物排放试验对排放试验的边界条件作了充分说明。由于边界条件较多，在短期内无法一一将所有边界条件进行充分研究，本技术根据附录说明选择关键的边界条件进行分析，从而得出轻型汽油车rde短周期极限验证结论。
24.3、由于海拔是一个较为复杂的情况，首先高海拔空气稀薄会导致实际进气氧的含量较低，但是高海拔空气密度小又会导致车辆在高速段风阻减小，且法规对高海拔又增加了扩展因子，再未经过大量车型的海量试验验证，很难简单说明海拔对汽车排放的影响方向。本技术打破需要长周期的实验室测试海拔的方式，通过实际驾驶测试，并选择温度、海拔、坡度、激进驾驶程度对比的方式得到较为准确的海拔高度极限边界条件。
25.4、本技术中将对rde验证影响最大的温度极限边界条件的选择进行了规范，通过将温度继续拆分，结合法规要求剔除冷启动重点考量nox和pn与温度的关系，针对气态和固态污染物选取出排放最为苛刻的温度，而且本技术在选择的过程中将扩展系数考虑进去，因此可得到符合法规要求的温度极限边界条件。
26.5、本技术具有台架测试稳定，安全可靠、验证周期短、节省排放标定时间、苛刻的边界条件组合实现极限验证、避免反复验证等优点。
具体实施方式
27.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
28.实施例1
29.本实施例提供的一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，具体包括以下步骤：
30.步骤s1：确定排放试验的边界条件，主要的边界条件分为以下三种：温度、坡度、激进驾驶程度；
31.步骤s2：极限验证中温度的选择；
32.步骤s21：按照gb18352.6-2016，轻型汽车污染物排放限值及测量方法，中国第六阶段中，附录d实际行驶污染物排放试验中温度的分段，具体分为三个温度范围：-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃；
33.步骤s32：由于在不同温度下排放结果存在差异，同时法规判定也存在差异，所以在步骤s21中的-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃三个温度范围找到特征温度，特征温度为边界温度，但是由于高于或者低于0℃、30℃判定限值是不同的，所以取苛刻的判定条件，考虑到环境仓的控制精度和pems气象站的测量偏差，将特征温度放宽1℃，特征温度定义为-6℃、1℃、23℃、29℃、34℃，以上温度增加23℃，是因为此温度为基础i型排放的试验温度；有一定的参考意义。
34.步骤s33：简化工况，由于实际道路的排放有市区、市郊和高速(超高速)路段，将实际道路排放简化成时间和车速曲线(wltc-p)工况；
35.步骤s34：稳定测试环境，利用转毂提供道路阻力，利用环境仓提供温度条件，利用
更加稳定的实验室排放设备测量尾气中污染物含量；将试验车辆驱动轮胎压(冷态)调整至与进行道路载荷测量时一致，将底盘测功机的当量惯量调整至与进行道路载荷测量时的试验质量一致，调整底盘测功机，使旋转质量的总惯量模拟车辆行驶时的惯量及其他路面阻力；
36.步骤s35：将步骤s34中的试验车辆，进行步骤s32中的五个温度的i型试验，由于rde试验需要剔除冷启动，在剔除冷启动的排放结果、以及将环境扩展加入i型试验后，根据气态和固态污染物与温度的关系，选取气态和固态污染物最大排放值对应的温度，作为极限验证中的温度(最苛刻的温度)；
37.步骤s4：极限验证中坡度的选择，由于坡度对排放的影响比较直观，坡度越大排放结果越恶劣，在步骤s3中其他条件不变的情况下，寻找多坡工况作为极限坡度的边界条件；
38.步骤s5：极限激进驾驶程度的选择，激进驾驶程度类似于坡度，驾驶越激进排放结果越差，在步骤s3中其他条件不变的情况下，激进驾驶程度需达到限值的90％以上；
39.步骤s6：选择步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到rde短周期内极限数据。
40.在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，根据步骤s6得到的rde短周期内极限数据，测试海拔对汽车排放的影响，具体步骤如下：
41.步骤s7：极限验证中海拔的选择，
42.步骤s71：在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，将试验车辆分别从低海拔至高海拔依次测试多次；
43.步骤s72：将步骤s71中带有海拔极限边界的rde短周期内极限数据与步骤s6得到的rde短周期内极限数据比对，根据多个海拔试验车辆的排放数据得到排放最为苛刻的海拔高度。
44.步骤s8：将步骤s7中海拔高度的极限边界条件与步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到带有温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的rde短周期内极限数据。
45.实施例2
46.极限验证中温度的选择；
47.车辆具备试验条件后先进行特征温度定义为-6℃、1℃、23℃、29℃、34℃温度的i型试验，由于rde试验需要剔除冷起，所以试验结果不能直接用于此项研究，需要将冷启动剔除后的结果进行整理分析。
48.例如以下是某2个车型的排放数据；
49.表1：车型a在不同温度下排放符合因子
[0050][0051]
以上数据为剔除冷启动的排放结果，由以上数据分析知，此车型pn需要重点验证1℃的rde试验，而nox需要重点验证34℃的rde试验，结合以上我们需要重点验证车型a在1℃和34℃的实际道路排放结果。
[0052]
表2：车型b在不同温度下排放符合因子
[0053][0054]
以上数据为剔除冷启动的排放结果，由以上数据分析知，此车型pn需要重点验证-6℃的rde试验，而nox需要重点验证34℃的rde试验，结合以上我们需要重点验证车型b在-6℃和34℃的实际道路排放结果。
[0055]
通过以上过程可以初步筛选出苛刻温度，接下来需要找到多坡路段，接近1200m/100km，但要控制试验开始地点海拔和结束试验地点海拔差不超过100m。通过反复训练驾驶员，保证在市区、市郊和高速激进驾驶程度都能达到限值的90％以上，在特定温度下多坡路段，通过驾驶员的激进驾驶最终达到考虑温度、坡度、激进驾驶程度的短周期内极限验证的目的。或者加入极限验证的海拔最终达到考虑温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的短周期内极限验证的目的。
[0056]
实施例3
[0057]
为了使试验过程保证一致性要求，在实验前务必满足以下条件:
[0058]
1.试验车辆机械状况良好，在试验过程中不准改变车辆任何参数。
[0059]
2.试验车辆进排气系统密封性良好。
[0060]
3.试验车辆在试验前车辆至少磨合300km。
[0061]
4.试验车辆应使用规定的润滑油。
[0062]
5.试验车辆轮胎应选用规定的类型，并按照推荐的轮胎最大试验负荷和最高试验速度对应的轮胎充气压力进行充气。
[0063]
6.试验车辆应使用规定的燃料。
[0064]
7.台架设备和pems设备稳定，无异常。
[0065]
在实施之前，需要试驾车辆确认有无故障，确保无故障后进行i型排放试验，选择某一车型中至少1台比较稳定的车辆。在试验前应得到该车型实际道路的阻力曲线，将测试车辆整备后，在转毂上拟合实际道路的阻力曲线，同时将风机应按照国六排放的法规要求放置，设定的风速与车速一致。
[0066]
完成以上过程后，合理的对温度进行分段，在i型试验的基础上，改变试验温度，进行不同温度的试验。在每次试验完成后需要对数据进行剔除冷启动处理，然后进行cf因子计算，在计算过程中需要根据不同的温度范围，考虑扩展因子。最终根据不同温度的排放数据找出nox和pn数值较大的温度区间。如果恰巧pn和nox排放恶劣温度区间相同，我们只需要通过激进驾驶来验证该温度段的多坡工况，如果pn和nox排放恶劣温度区间不相同，我们需要对两个温度区间分别通过激进驾驶来验证该2个温度段的多坡工况。
[0067]
通过以上验证后，车辆的rde结果基本满足法规要求。
[0068]
仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：确定排放试验的边界条件，主要的边界条件分为以下三种：温度、坡度、激进驾驶程度；步骤s2：极限验证中温度的选择；步骤s21：按照gb18352.6-2016，轻型汽车污染物排放限值及测量方法，中国第六阶段中，附录d实际行驶污染物排放试验中温度的分段，具体分为三个温度范围：-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃；步骤s32：在步骤s21中的-7℃～0℃、0℃～30℃、30℃～35℃三个温度范围找到特征温度，特征温度为边界温度，但是由于高于或者低于0℃、30℃判定限值是不同的，所以取苛刻的判定条件，考虑到环境仓的控制精度和pems气象站的测量偏差，将特征温度放宽1℃，特征温度定义为-6℃、1℃、23℃、29℃、34℃；步骤s33：简化工况，将实际道路排放简化成时间和车速曲线(wltc-p)工况；步骤s34：稳定测试环境，利用转毂提供道路阻力，利用环境仓提供温度条件，利用实验室排放设备测量尾气中污染物含量；将试验车辆驱动轮胎压调整至与进行道路载荷测量时一致，将底盘测功机的当量惯量调整至与进行道路载荷测量时的试验质量一致，调整底盘测功机，使旋转质量的总惯量模拟车辆行驶时的惯量及其他路面阻力；步骤s35：将步骤s34中的试验车辆，进行步骤s32中的五个温度的试验，在剔除冷启动的排放结果、以及将环境扩展加入试验后，根据气态和固态污染物与温度的关系，选取气态和固态污染物最大排放值对应的温度，作为极限验证中的温度；步骤s4：极限验证中坡度的选择，由于坡度对排放的影响比较直观，坡度越大排放结果越恶劣，在步骤s3中其他条件不变的情况下，寻找多坡工况作为极限坡度的边界条件；步骤s5：极限激进驾驶程度的选择，驾驶越激进排放结果越差，在步骤s3中其他条件不变的情况下，激进驾驶程度需达到限值的90％以上；步骤s6：选择步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到rde短周期内极限数据。2.根据权利要求1所述的一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，其特征在于，在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，根据步骤s6得到的rde短周期内极限数据，测试海拔对汽车排放的影响步骤如下：步骤s7：极限验证中海拔的选择，步骤s71：在温度、坡度、激进驾驶程度的极限边界条件不变的情况下，将试验车辆分别从低海拔至高海拔依次测试多次；步骤s72：将步骤s71中带有海拔极限边界的rde短周期内极限数据与步骤s6得到的rde短周期内极限数据比对，根据多个海拔试验车辆的排放数据得到排放最为苛刻的海拔高度。3.根据权利要求2所述的一种轻型汽油车rde短周期极限验证方法，其特征在于，带有温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的rde短周期内极限数据包括如下步骤：步骤s8：将步骤s7中海拔高度的极限边界条件与步骤s2-s4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到带有温度、海拔、坡度、激进驾驶程度的rde短周期内极限数据。

技术总结
本发明涉及一种轻型汽油车RDE短周期极限验证方法，包括步骤S1：确定排放试验的边界条件，主要的边界条件分为以下三种：温度、坡度、激进驾驶程度；步骤S2：极限验证中温度的选择；步骤S4：极限验证中坡度的选择，在步骤S3中其他条件不变的情况下，寻找多坡工况作为极限坡度的边界条件；步骤S5：极限激进驾驶程度的选择，在步骤S3中其他条件不变的情况下，激进驾驶程度需达到限值的90％以上；步骤S6：选择步骤S2-S4中相对应的极限边界条件，通过反复的行驶实验得到RDE短周期内极限数据；本发明的优点是：在短周期内可以验证RDE的方法会给企业减少大量的试验成本，同时可缩短此项内容的开发周期。开发周期。


技术研发人员：宇航 牛未冬
受保护的技术使用者：长春富晟汽车技术研发有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/10/15