Real Driving Emission Auswertung¶

Bemerkung

The addin ist eine Beta Version. Die Release Version ist für 2021 geplant.

Das Addin berechnet den Übereinstimmungsfaktor (Conformity Factor (CF)) von Schadstoffen, die durch eine PEMS Messung, über eine Abgasmessung am Prüfstand oder über das Steuergerät erfasst wurden.

Die trocken/feucht-Korrektur nach ISO 16183:2002(E) sowie eine Lauftzeitkorrektur der trockenen Daten kann beim Laden der Daten durchgeführt werden. Die Berechnung der Übereinstimmungsfaktoren entspricht der Berechnung der Emroad-Auswertung. Es werden gleitende Mittelwerte berechnet, die die vorgegebenen Arbeit oder der vorgegebenen CO2-Masse erfüllen.

Die Übereinstimmungsfaktoren werden für jedes gültige Arbeitsfenster und für jeden Schadstoff wie folgt berechnet:

CF = e / L

Dabei gilt:

e ist der bremsspezifische Emissionsbestandteil in mg/kWh
L ist der geltende Grenzwert in mg/kWh

Für CO2 werden die Übereinstimmungsfaktoren für jedes gültige Arbeitsfenster und für jeden Schadstoff wie folgt berechnet:

CF = CF_I / CF_C
CF_I = m / m_CO2(t2,i) - m_CO2(t1,i)
CF_C = mL / m_CO2_ref

Dabei gilt:

m ist die Emissionsmasse des Bestandteils in mg/Fenster
m_CO2 (t2,i) – m_CO2 (t 1,i) ist die CO2-Masse während des i-ten Mittelungsfensters in kg
m_CO2_ref ist die für den WHTC-Zyklus ermittelte CO2-Masse des Motors in kg
mL ist die Emissionsmasse des Bestandteils entsprechend dem geltenden Grenzwert im WHTC-Zyklus in mg. (mL = L * WHTC-Arbeit)

Die folgenden Kanäle sind für die Berechnung nötig:

Name	Alias	Unit
Time	time_s	s
Engine Speed	speed_rpm	1/min
Engine Torque	torque_nm	Nm
Torque Reference	Torque_Reference	Nm
Torque Percent	Torque_Percent	%
Torque Friction Loss	Torque_Friction	%
Ambient Temperature	ambient_temperature_grdC	°C
Ambient Pressure	ambient_pressure_hpa	hPa
Exhaust gas flow	ExhaustMassFlow__kgs	kg/s
Engine coolant temperature	CoolantTemperature	°C
Fuel Mass Flow	fuel_mass_flow_kg_s	kg/s

Die folgenden Kanäle sind optional:

Name	Alias	Unit
Valid Data Point Flag (valid=1)	ValidPoint	0/1-Signal
Vehicle Speed	VehicleSpeed	km/h

Das Addin verwendet die Methode des gleitenden Mittelwerts (MAW), wie es auch von EMROAD verwendet wird. Die Anzahl der Datenpunkte pro Fenster wird dabei durch die Arbeit festgelegt.

Die Daten sollten mit einer Auflösung von 1 Hz aufgezeichnet worden sein. Falls die Daten mit höhere Frequenz erfasst wurden, werden die Daten auf eine Abtastrate von 1 Hz linear interpoliert. Falls die Daten ungültige Werte enthalten sollten, werden die dadurch entstehenden Lücken bei der MAW-Berechnung nicht berücksichtigt.

Trocken/Feucht-Korrektur nach ISO 16183:2002(E)¶

Wenn Trocken/Feucht-Korrektur im Hauptdialog angewählt ist, wird eine Trocken/Feucht-Korrektur beim Laden der Daten durchgeführt. Dazu wird ein Dialogfeld angezeigt, in dem die nötigen Kanäle ausgewählt werden können. Über das Dialogfeld kann auch die Kraftstoffzusammensetzung definiert werden. Zur Zeit wird nur Alpha ausgewertet.

Gültigkeitsprüfung¶

Die Umgebungstemperatur muss sich im Bereich von -7 °C und dem oberen Grenzwert befinden. Die obere Schwelle der Umgebungstemperatur kann festgelegt werden.

Prüfbeginn¶

The data evaluation will start after the coolant temperature has reached 30 °C for the first time or after the coolant temperature is stabilised within +/– 2°C over a period of 5 minutes whichever comes first but no later than 10 minutes after engine start.

Die Auswertung beginnt, wenn die Kühlwassertemperatur seit dem Start erstmalig 30 °C (boder sich die Temperatur für 5 Minuten um weniger als +/– 2°C geändert hat spätestens aber 10 Minuten nach dem Motorstart.

Gültige Fenster sind solche, die eine durchschnittliche Leistung von mehr als ein vorgebbarer Grenzwert haben, beispielsweise 20 Prozent von der maximalen Leistung. Für CO2-Fenster wird die Formel Dmax = 3600 · Wref /0.2 · Pmax verwendet. Es wird überprüft, ob die Anzahl der gültigen Fenster mindestens 50 Prozent oder mehr beträgt.

Installation¶

Wählen Sie Extras=>Add-In Manager und markieren das Addin „In-Service Conformity Calculation“.

Benutzung¶

Im Dialogfeld RDE Auswertung=>Konfiguration können die auszuwählenden Emissionskanäle definiert werden. Für die in diesem Dialogfeld aktivierten Kanäle werden die entsprechenden CF-Faktoren berechnet.

Wählen Sie RDE Auswertung=>Auswertung um eine neue Auswertung zu starten. Das Kommando öffnet das folgende Dialogfeld:

Datenauswahl¶

Die Daten können aus allen von UniPlot unterstützen Dateiformaten importiert werden. Die Kanäle werden mit Hilfe des UniPlot-Einheitenkonverters auf die benötigten Einheiten umgerechnet.

Kanalauswahl¶

Im Kanalauswahldialog werden die für die Auswertung nötigen Kanäle ausgewählt:

Berechnung¶

Alle berechneten Kennzahlen und Ergebniskanäle werden in eine Kopie der erzeugten NC-Datei geschrieben. Die Datei hat den Namen der ausgewählten Datendatei mit der Namenserweiterung _eresult. Der Name der Datei wird im Ergebnisfenster angezeigt. Die Datei kann über einen Doppelklick im Ereignisfenster geöffnet werden.

Die Ergebnisdatei entält alle Daten der ausgewählten Datei sowie die Ergebnisdaten. Die Ergebnisdaten beginnen mit der Vorsilbe e.. Wenn globale Attribute aus der NC-Datei über Platzhalter im IPZ-Dokument angezeigt werden sollen, muss der Punkt durch einen Unterstrich ersetzt werden.

Attribut: e.CF_Final_NOx --> Platzhalter: $e_CF_Final_NOx$

Folgende Kanäle werden der Datei zugefügt:

Name	Einheit	Beschreibung
e.Trip_Work_int	kWh	Total trip work.
e.Trip_Work_int_a	kWh	Total trip work of valid data points.
e.AmbientTemp_max_limit	°C	Calculated maximum valid ambient temperature.
e.MAW_Time	s	Lenght of time of each moving average window.
e.MAW_Power_percent	%	Percent of each moving average window of the specified max. power.
e.MAW_start_time	s	Start time of each moving average window.
e.MAW_end_time	s	End time of each moving average window.
e.MAW_duration_time	s	Length of each moving average window
e.MAW_invalid_points		Number of invalid points in each moving average window.
e.MAW_XXX	g/kWh or #/kWh	Emission values for each moving average window.
e.CF_all_XXX		Conformity factor for each moving average window for all emissions.
e.CF_XXX_Distribution_y		Sorted conformity factor for each moving average window for all emissions.
e.CF_XXX_Distribution_y_unsorted		Unsorted conformity factor for each moving average window for all emissions.
e.CF_Distribution_x	%	X-Coordinates for `e.CF_XXX_Distribution_y` and `e.CF_XXX_Distribution_y_unsorted`.
e.vehicle_speed	km/h	Vehicle velocity
e.Trip_Cummulativ	km	trip distance cummulativ
e.Trip_Fuel_Consumption	g	Fuel consumption for the trip
e.XXX	ppm or #	Copy of specified emission channel.
e.Trip_flow_XXX	#/s	Particle number
e.Trip_int_XXX	#	Particle number integral.
e.Trip_mass_flow_XXX	g/s	Emission mass.
e.Trip_mass_int_XXX	g	Emission mass integral.
e.torque	Nm	Torque channel (copy of the specified channel).
e.Time	s	time channel (copy of the specified channel).
e.speed	1/min	engine speed (copy of the specified channel).
e.exhaust_mass_flow	kg/s	exhaust mass flow (copy of the specified channel).
e.coolant_t	°C	Coolant temperatur (copy of the specified channel).
e.ambient_t	°C	Ambient temperatur (copy of the specified channel).
e.ambient_p	kPa	Ambient Pressure (copy of the specified channel).
e.valid		Valid points (0 or 1) (copy of the specified channel).
e.Power	kW	Calculated power
e.Power_percent	%	Power in percent (power / power_max * 100).

Die folgenden Attribute werden der Messung (NC-Datei) zugefügt:

Name	Einheit	Beschreibung
e.work_window_limit	kWh	Reference Work, specified in the main dialog box.
e.coolant_min_limit	°C	Minimum coolant temperature (Default: -7 °C).
e.power_max	kW	Maximum Power, specified in the main dialog box.
e.percentile	%	Percentile value.
e.power_limit_percent	%	Moving Average Percentil for which the emission values are calculated.
e.ugas_XXX		UGas values for the different emissions (XXX = NOx, CO2, etc.)
e.limit_XXX	Unit of XXX	Limits for the given emissions Test cycle (WHTC). (XXX = NOx, CO2, etc.)
e.Trip_Duration	s	Tripe Time for the complete trip from engine start to stop (engine speed > 100 rpm at the beginning and end of test).
e.Trip_AV_Speed	1/min	Average engine speed for the complete trip.
e.Trip_AV_Torque	Nm	Average torque for the complete trip.
e.Trip_AV_Power	kW	Average power for the complete trip.
e.Trip_Work	kWh	Work for the complete trip.
e.Trip_Work_a	kWh	Work for the complete trip for all valid points (_a: calibration during test is ignored).
e.AmbientTemp_invalid_points		Number of invalid points, (T_ambient < Tmin OR T_ambient > Tmin).
e.AmbientTemp_min_limit	°C	Ambient minimum temperature (T_min), Tmax is calculated: -0.4514 .* (101.3 - rvAP) + (311-273.15)), rvAP is the ambient pressure in kPa.
e.MAW_Work	kWh	Work of all moving average windows
e.MAW_Duration	s	Time of all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_speed	1/min	Average engine speed for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_torque	Nm	Average engine speed for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_power	kW	Average power for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_coolant_t	°C	Average coolant temperature for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_ambient_t	°C	Average ambient temperature for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_ambient_p	kPa	Average ambient pressure for all moving average windows.
e.Trip_MAW_AV_XXX	Unit of XXX	Average emission for all moving average windows. (XXX = NOx, CO2, etc.)
e.Q90_XXX	g or #/kWh for particle in window	Quantile value for emission XXX at the specified percentil value, default value 90%. (e.percentile)
e.CF_Q90_XXX		Conformity factor for emission XXX at the specified percentil value.
e.MAW_valid_windows		Number of valid windows.
e.MAW_all_windows		Number of windows.
e.MAW_T70_Windows		Number of windows where coolant temperatur is above 70 °C.
e.MAW_valid_windows_percent	%	Number of valid windows in percent (nValidWindows/nWindows * 100).
e.MAW_valid_Power_Min_percent	%	minimum power of all valid windows.
e.MAW_valid_Power_Max_percent	%	maximum power of all valid windows.
e.speed_limit_zero	km/h	vehicle velocity limit for zero velocity (Default: 2 km/h)
e.speed_limit_urban	km/h	vehicle speed limit for urban driving (Default: 50 km/h)
e.speed_limit_interurban	km/h	vehicle speed limit for inter urban driving (Default: 75 km/h)
e.Trip_Zero	%	Percent of trip time with zero vehicle velocity.
e.Trip_Urban	%	Percent of trip time with urban vehicle velocity.
e.Trip_InterUrban	%	Percent of trip time with inter urban vehicle velocity.
e.Trip_Highway	%	Percent of trip time with highway vehicle velocity (v > v_inter_urban).
e.Trip_Velocity_Mean	km/h	Average vehicle velocity.
e.Trip_Vehicley_Max	km/h	Maximum vehicle velocity for the complete trip.
e.Trip_Distance	km	Trip distance.
e.Trip_Fuel_Mass	g	complete fuel consumption for the trip.
e.Trip_bsfc	g/kWh	Specific fuel consumption for the trip.
e.ColdStartDuration	s	Time at the test start until the coolant temperatur is valid.
e.Trip_AV_XXX	Unit of XXX	Average of all valid data points.
e.Trip_total_XXX	ppm of #	Total emissions for the trip.
e.Trip_spez_XXX“	g/kWh or #/kWh	Specific emission for alle valid values (a).
e.Trip_spez_distance_XXX	g/km or #/km	Distance specific emission for all valid values (a).
e.Trip_spez_fuel_XXX	g/kg or #/kg	Fuel consumption specific emission for all valid values (a).
e.Trip_mass_XXX	g	Complete emission mass. (XXX = NOx, CO2, etc.)
e.channel.XXX		Emission channel name.
e.Trip_Duration	s	Tripe Time for the complete trip from engine start to engine stop (engine speed > 100 rpm).

Vorlage¶

Die Vorlage ist eine IPW/IPZ Datei, die mit Hilfe der Datenaustauschfunktion gefüllt wird. Eine Beispieldatei befindet sich im Quellverzeichnis.

Die Vorlage kann modifiziert werden. Es können weitere Seiten mit Diagrammen und Zeichenobjekten zugefügt werden.

Batchbetrieb¶

Der Quellcode der Funktion befindet sich im Quellverzeichnis <uniplot>\addinrs_pems:

def _pems_calculate_test_example1()
{
   obj = _pems_create();

   obj.ssNCFile = "s:/projects/pems/pems_example.nc2"
   if (obj.ssNCFile == "") {
      return FALSE;
   }
   obj.rsWork_Ref_kWh = 30;
   obj.rsCoolant_Limit_grdC = 70;
   obj.rsPower_Max_kW = 250;
   obj.rsPower_Ref_percent = 20;
   obj.rsPercentile = 90;
   obj.uGasValues.NOx = 0.001587;
   obj.limit.Nox = 0.46;

   obj.oVar["time_s"] = "Time";
   obj.oVar["speed_rpm"] = "iENG_SPEED";
   obj.oVar["torque_nm"] = "";
   obj.oVar["Torque_Reference"] = "sREF_ENG_TORQ";
   obj.oVar["Torque_Percent"] = "iPCNT_TORQUE";
   obj.oVar["Torque_Friction"] = "iFRICT_TORQUE";
   obj.oVar["CoolantTemperature"] = "iCOOL_TEMP";
   obj.oVar["NOx"] = "ikNOxzw";
   obj.oVar["ExhaustMassFlow__kgs"] = "icMASS_FLOW";
   obj.oVar["ambient_temperature_grdC"] = "iSCB_LAT";
   obj.oVar["ambient_pressure_hpa"] = "iSCB_LAP";

   return _pems_calculate_main(obj);
}

History

Version

Description

R2017.0

New.

R2020.6 (0.2.5)

Die Auswertung wurde an die „VERORDNUNG (EU) 2019/1939 DER KOMMISSION vom 7. November 2019“ angepasst. Die Mittelwertfenster werden nun in Vorwärtsrichtung bestimmt. Der Bestimmung des Auswertebeginns wurde entsprechend der Verordnung geändert. Der CF-Faktor wird aus der Kalt- und Heißsphase im Verhältnis 14 zu 86 berechnet. Das Dialogfeld wurde geändert: Die Fenster können nun über die Arbeit oder die kummulierte CO2-Masse bestimmt werden.

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