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Ciclo de conducción

Un ciclo de conducción es una serie de puntos de datos que representan la velocidad de un vehículo en función del tiempo. Los ciclos de conducción son elaborados por diferentes ...

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Un ciclo de conducción es una serie de puntos de datos que representan la velocidad de un vehículo en función del tiempo.

Los ciclos de conducción son elaborados por diferentes países y organizaciones para evaluar el rendimiento de los vehículos de diversas maneras, por ejemplo, consumo de combustible , autonomía de los vehículos eléctricos y emisiones contaminantes . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

Las pruebas de consumo de combustible y emisiones se realizan en dinamómetros de chasis . Las emisiones del tubo de escape se recogen y miden para determinar el rendimiento del vehículo.

Otro uso de los ciclos de conducción es en las simulaciones de vehículos. Por ejemplo, se utilizan en simulaciones de sistemas de propulsión para predecir el rendimiento de motores de combustión interna, transmisiones, sistemas de propulsión eléctrica, baterías, sistemas de pilas de combustible y componentes similares.

Algunos ciclos de conducción se derivan teóricamente , como en la Unión Europea , mientras que otros son mediciones directas de un patrón de conducción representativo.

Existen dos tipos de ciclos de conducción:

  1. Los ciclos de conducción transitorios implican muchos cambios, que representan las variaciones constantes de velocidad típicas de la conducción en carretera.
  2. Los ciclos de conducción modales implican períodos prolongados a velocidades constantes.

Los ciclos de conducción estadounidenses FTP-75 [ 4 ] y los ciclos de conducción europeos no oficiales Hyzem son transitorios, mientras que los ciclos japoneses 10-15 Mode y JC08 son ciclos modales.

Algunos ciclos de conducción modales altamente estilizados, como el NEDC europeo , fueron diseñados para cumplir con un requisito particular, pero guardan poca relación con los patrones de conducción del mundo real. [ 5 ] Por el contrario, el actual Procedimiento de prueba armonizado mundial para vehículos ligeros (WLTP) se esfuerza por imitar el comportamiento de conducción del mundo real. Los ciclos de conducción más comunes son el WLTP , el NEDC , el SORDS y el FTP-75 , este último correspondiente únicamente a condiciones de conducción urbana.

El diseño del ciclo de conducción es la tecnología fundamental para estos ciclos estándar. Para diseñar un ciclo de conducción se emplean la optimización y las cadenas de Markov .

El reconocimiento del ciclo de conducción se aplica a los vehículos eléctricos híbridos.

Historia

década de 1960

A finales de la década de 1960, el aumento del uso de vehículos automotores dio lugar a las primeras regulaciones para limitar las emisiones. Estas aparecieron primero en Alemania y luego en Francia , lo que condujo a la Directiva común 70/220/CEE en marzo de 1970: [ 6 ]

  • El 18 de octubre de 1968 se publicó un reglamento, el 14 de octubre de 1968, que modificaba la Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung en Alemania con disposiciones sobre las medidas que debían adoptarse contra la contaminación atmosférica producida por los motores de encendido positivo de los vehículos de motor, que entraría en vigor el 1 de octubre de 1970;
  • El 17 de mayo de 1969 se publicó en el Journal officiel un reglamento de 31 de marzo de 1969 sobre la "Composición de los gases de escape emitidos por los motores de gasolina de los vehículos de motor", aplicable a partir de 1971 o 1972. [ 7 ]

Esto conllevaba el riesgo de que existieran diferentes regulaciones nacionales en los distintos Estados miembros de la Comunidad Económica Europea (CEE). Para evitarlo y proteger el mercado común , todos los Estados miembros adoptan los mismos requisitos, ya sea como complemento o en sustitución de sus normas existentes, a fin de permitir el procedimiento de aprobación de tipo CEE, definido por la Directiva del Consejo de 1970. [ 7 ]

década de 1970

El 1 de agosto de 1970, la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE-ONU) registró el Reglamento n.º 15 de las Naciones Unidas para los vehículos equipados con un motor de encendido positivo o de encendido por compresión en lo que respecta a la emisión de contaminantes gaseosos por el motor: un método para medir la potencia de los motores de encendido positivo y un método para medir el consumo de combustible de los vehículos. [ 8 ] Este Reglamento n.º 15 de la CEPE-ONU tenía tres tipos de pruebas realizadas con octano 99 :

  • Ciclo de funcionamiento utilizado para la PRUEBA TIPO-I, hasta 50  km/h de velocidad en tercera marcha y hasta 1,04 metros por segundo al cuadrado de aceleración [ 9 ].
  • PRUEBA TIPO II: Prueba de emisiones de monóxido de carbono a velocidad de ralentí.
  • PRUEBA TIPO III: Verificación de las emisiones de gases del cárter [ 9 ]

In 1978, an Energy Tax Act mandated new testing[10] in order to determine the rate of the guzzler tax that applies for the sales of new cars. This testing, the EPA Federal Test Procedure, commonly known as FTP-75 for the city driving cycle, is a series of tests defined by the USEnvironmental Protection Agency (EPA) to measure tailpipe emissions and fuel economy of passenger cars (excluding light trucks and heavy-duty vehicles).

In 1983, in the European Union, directive 83/351/EEC amended directive 70/220/EEC against air pollution by gases from positive-ignition engines of motor vehicles, in conformity with ECE Regulation No. 15/04.[11]

1980s, NEDC

In the 1980s, the old NEDC as European homologation lab-bench procedure was established to simulate urban driving condition of a passenger car.[12]

In 1988, in the EEC, Directive 88/76/EEC, change law to rules more stringent than ECE Regulation 15/04.[11]

1990s

In 1992 the NEDC was updated to include also a non-urban path (characterized by medium to high speeds). In 1997 the CO2 emission figure have been added, too.[13]

The structure of the NEDC is characterized by an average speed of 34 km/h, the accelerations are smooth, stops are few and prolonged and top speed is 120 km/h.[14]

In 1996, in the USA, the EPA revised the vehicle certification test, to introduce new driving conditions including aggressive driving behavior, high acceleration rates or air conditioners' operation:[15] The new test introduces:

  • speeds of 80 mph (129 km/h) instead of 57 mph (92 km/h).
  • control of emissions during aggressive accelerations
  • effect of air conditioners on nitrogen oxide

2000s

In 2007, the EPA added three new Supplemental Federal Test Procedure (SFTP) tests[16] that combine the current city and highway cycles to reflect real world fuel economy more accurately,. Estimates are available for vehicles back to the 1985 model year.[4][17]

En 2008, el procedimiento estadounidense se actualizó e incluye cuatro pruebas: conducción en ciudad (la FTP-75 propiamente dicha), conducción en carretera ( HWFET ), conducción agresiva (SFTP US06 ) y prueba opcional de aire acondicionado (SFTP SC03 ).

década de 2010

Actualmente, el ciclo NEDC se ha vuelto obsoleto, ya que no representa los estilos de conducción modernos, puesto que las distancias y la variedad de carreteras a las que se enfrenta un automóvil promedio han cambiado. [ 18 ] [ 19 ]

A partir del 1 de septiembre de 2019, todos los vehículos ligeros que se vayan a matricular en los países de la UE (pero también en Suiza , Noruega , Islandia y Turquía ) deben cumplir con las normas WLTP , que forman parte de la normativa global: [ 20 ] En la Unión Europea, incluido el Reino Unido, el WLTP sustituye al NEDC.

Década de 2020, CATC

El 18 de octubre de 2019 se publicaron los ciclos de prueba automotrices de China (CATC, por sus siglas en inglés) (GB/T 38146). [ 21 ] [ 22 ] Los CATC se derivan de una investigación que abarcó más de 17 modelos de vehículos, 2,5 millones de entradas de datos, 700 mil propietarios de automóviles y 31 provincias de China. Los CATC entraron en vigor el 1 de mayo de 2020.

Recopilación de datos

La recopilación de datos en la pista de pruebas es la actividad más importante. Los datos medidos en la pista de pruebas (por ejemplo, ciudad, autopista, etc.) son los insumos para la actividad de preparación del "Ciclo de Conducción".

El procedimiento implica la instrumentación del vehículo de prueba para recopilar información durante la conducción en la vía de prueba. Se recopilan dos tipos principales de datos: datos de comportamiento del conductor y datos de interacción vehículo-vía. Los datos de interacción vehículo-vía se utilizan para preparar el ciclo de conducción en carretera, y los datos de comportamiento del conductor para preparar el modelo de conductor. Por ejemplo, para calcular el consumo de combustible de un vehículo, ya sea mediante simulación por computadora o con un dinamómetro de chasis (que se lanzará próximamente en India), este debe realizarse en una carretera india con un conductor indio. Un ciclo de conducción indio con un modelo de conductor europeo no proporciona una comparación justa de las pruebas en carretera.

Diseño del ciclo de conducción

El ciclo de conducción representa, básicamente, las condiciones de la carretera. Se utiliza para reducir los costos de las pruebas en carretera, el tiempo de prueba y la fatiga del ingeniero de pruebas. La idea principal es trasladar las condiciones de la carretera al laboratorio de pruebas (un dinamómetro de chasis) o a la simulación por computadora.

Se pueden crear dos tipos de ciclos de conducción. Uno es dependiente de la distancia (velocidad vs. distancia vs. altitud) y el otro es dependiente del tiempo (velocidad vs. tiempo vs. cambio de marchas). El ciclo dependiente de la distancia reproduce fielmente el recorrido de la prueba, mientras que el ciclo dependiente del tiempo es una versión comprimida del tiempo real empleado en realizar la prueba en carretera. Ejemplos de ciclos de conducción dependientes del tiempo son el ciclo europeo NEDC y el FTP-75. Estos ciclos se utilizan específicamente para pruebas con dinamómetro de chasis, ya que permiten obtener resultados rápidamente y realizar pruebas repetidas con facilidad.

Reconocimiento del ciclo de conducción

En función del tipo de aplicación, se diseñan ciclos de conducción. Los ciclos de conducción para turismos son diferentes a los de los vehículos comerciales.

Predicción del ciclo de conducción

Esta técnica permite predecir ciclos y patrones de conducción futuros para diferentes tipos de vehículos. Estos ciclos constituyen un insumo fundamental para el diseño y la evaluación de futuros sistemas de propulsión y conceptos de vehículos. Actualmente, durante la fase de diseño se utilizan ciclos de conducción obsoletos, lo que impide considerar los cambios en las condiciones del tráfico y la infraestructura ocurridos en la última década. Por lo tanto, existe una gran necesidad de nuevos ciclos de conducción que representen la situación actual o la de las próximas décadas. Esta técnica permite predecir ciclos de conducción futuros mediante la integración de datos de medición disponibles, simuladores de tráfico de alta fidelidad y modelos de tráfico para vehículos pesados. Idealmente, los modelos de simulación de tráfico se generan automáticamente y se utilizan para recopilar los ciclos de conducción previstos.

Referencias

  1. ↑ Brundell-Freij, Karin; Ericsson, Eva (mayo de 2005). "Influencia de las características de la calle, la categoría del conductor y el rendimiento del automóvil en los patrones de conducción urbana". Transportation Research Part D: Transport and Environment . 10 (3). Elsevier: 213– 229. doi : 10.1016/j.trd.2005.01.001 .
  2. ↑ Ericsson, Eva (septiembre de 2000). "Variabilidad en los patrones de conducción urbana". Transportation Research Part D: Transport and Environment . 5 (5). Elsevier: 337– 354. doi : 10.1016/S1361-9209(00)00003-1 .
  3. ↑ Ericsson, Eva (septiembre de 2001). "Factores independientes del patrón de conducción y su influencia en el consumo de combustible y los factores de emisión de gases de escape". Transportation Research Part D: Transport and Environment . 6 (5). Elsevier: 325–345 . doi : 10.1016/S1361-9209(01)00003-7 .
  4. 1 2 "Programas de accionamiento del dinamómetro" . US EPA. Archivado del original el 18 de enero de 2008. Recuperado el 26 de abril de 2014 .
  5. ↑ "Manual de referencia de ciclos de conducción para la medición de emisiones de vehículos de carretera" (PDF) . Consultado el 11 de agosto de 2014 .
  6. ↑ Directiva 70/220/CEE
  7. ^ " EUR-Lex - 31970L0220 - ES" .
  8. ↑ "Colección de Tratados de las Naciones Unidas" .
  9. 1 2 "Serie de tratados Tratados y acuerdos internacionales registrados o presentados y registrados ante la Secretaría de las Naciones Unidas" (PDF) . treaties.un.org . 1974. Consultado el 10 de mayo de 2024 .
  10. ↑ Preguntas frecuentes . Fueleconomy.gov. Consultado el 21 de septiembre de 2011.
  11. 1 2 "Colección de Tratados de las Naciones Unidas" .
  12. ↑ «Nuovi test di omologazione veicoli WLTP e RDE» . Carpedia (en italiano).
  13. ↑ "Procedimiento de prueba para motores de encendido por compresión (CI) y motores de encendido positivo (PI) alimentados con gas natural (NG) o gas licuado de petróleo (GLP) con respecto a la emisión de contaminantes" .
  14. ↑ E/ECE/324/Rev.2/Add.100/Rev.3 o E/ECE/TRANS/505/Rev.2/Add.100/Rev.3 (12 de abril de 2013), «Acuerdo relativo a la adopción de prescripciones técnicas uniformes para vehículos de ruedas, equipos y piezas que pueden montarse y/o utilizarse en vehículos de ruedas y las condiciones para el reconocimiento recíproco de las homologaciones concedidas sobre la base de estas prescripciones», Anexo 100: Reglamento n.º 101 , Disposiciones uniformes relativas a la homologación de turismos propulsados ​​únicamente por un motor de combustión interna o propulsados ​​por un sistema de propulsión híbrido eléctrico en lo que respecta a la medición de las emisiones de dióxido de carbono y del consumo de combustible y/o a la medición del consumo de energía eléctrica y de la autonomía eléctrica, y de vehículos de las categorías M1 y N1 propulsados ​​únicamente por un sistema de propulsión eléctrico en lo que respecta a la medición del consumo de energía eléctrica y de la autonomía eléctrica.
  15. ↑ "16/08/96: La EPA de Pensilvania añade un ciclo de conducción realista a la prueba de certificación de vehículos" .
  16. ↑ Earthcars: Calificaciones de consumo de combustible de la EPA: novedades para 2008. Web.archive.org (8 de octubre de 2007). Consultado el 21 de septiembre de 2011.
  17. ↑ Encuentra un coche de 1985 a 2009. Fueleconomy.gov. Consultado el 21 de septiembre de 2011.
  18. ↑ Stephen E. Plotkin (diciembre de 2007). «Análisis de la economía de combustible y las normas de emisiones de carbono para vehículos ligeros. Documento de debate n.º 2007-1» (PDF) . Centro Conjunto de Investigación del Transporte de la OCDE - ITF . Archivado del original (PDF) el 19 de abril de 2012. Consultado el 27 de agosto de 2012 .
  19. ↑ Kågeson, Per (marzo de 1998). «Cycle beating and the EU test for cycle for cars» (PDF) . Bruselas: Federación Europea de Transportes y Medio Ambiente. Archivado del original (PDF) el 7 de mayo de 2021. Recuperado el 9 de agosto de 2016 .
  20. ↑ "Procedimiento de prueba armonizado a nivel mundial para vehículos ligeros (WLTP) - Transporte - Reglamento de vehículos - Wiki de la CEPE" . wiki.unece.org .
  21. ^ "国家标准| Gb/T 38146.1-2019" .
  22. ^ "国家标准| Gb/T 38146.2-2019" .
  • ADN de flotas: Centro de intercambio de datos sobre el ciclo de conducción de vehículos de flotas comerciales ( Laboratorio Nacional de Energías Renovables )
  • Programas de pruebas de dinamómetro de la EPA de EE. UU.: ejemplos de ciclos de prueba y conjuntos de datos descargables, incluidos UDDS, FTP75, HWFET, US06 y otros.
  • Ruedas: calculadora de demanda de energía de carga en carretera - Herramienta en línea para calcular la carga en carretera de un vehículo durante un ciclo de conducción.
  • DieselNet - Introducción a los distintos ciclos de conducción estándar
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