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運転サイクルは、車両の速度と時間の関係を表す一連のデータ ポイントです。
運転サイクルは、燃料消費量、電気自動車の自律性、汚染物質の排出など、さまざまな方法で車両の性能を評価するために、さまざまな国や組織によって作成されています。 [1] [2] [3]
燃料消費量と排出ガスのテストは、シャーシダイナモメーターで行われます。排気管からの排出ガスを収集して測定し、車両の性能を示します。
運転サイクルのもう 1 つの用途は、車両シミュレーションです。たとえば、内燃エンジン、トランスミッション、電気駆動システム、バッテリー、燃料電池システムなどのコンポーネントのパフォーマンスを予測するための推進システム シミュレーションで使用されます。
一部の運転サイクルは、欧州連合のように理論的に導き出されたものですが、他の運転サイクルは代表的な運転パターンを 直接測定したものです。
運転サイクルには 2 つの種類があります。
- 過渡運転サイクルには多くの変化が含まれ、路上運転に典型的な一定の速度変化を表します。
- モーダル運転サイクルでは、一定速度での運転期間が延長されます。
アメリカのFTP - 75 [4]や非公式のヨーロッパのHyzem走行サイクルは過渡的サイクルであるのに対し、日本の10・15モードやJC08サイクルはモーダルサイクルである。
欧州のNEDCのような高度に様式化されたモード運転サイクルは、特定の要件に合うように設計されていましたが、現実世界の運転パターンとはほとんど関係がありません。[5]それとは対照的に、現在の世界的な調和された軽自動車テスト手順（WLTP）は、現実世界の運転行動を模倣することを目指しています。最も一般的な運転サイクルは、 WLTP、NEDC、SORDS、FTP-75であり、後者は市街地の運転条件にのみ対応しています。
運転サイクルの設計は、これらの標準サイクルのコア技術です。[説明が必要]運転サイクルの設計には、最適化とマルコフ連鎖が採用されています。 [引用が必要]
ドライブサイクル認識はハイブリッド電気自動車に適用されます。[説明が必要]
歴史
1960年代
1960年代末、自動車の使用増加により、排出ガス規制に関する最初の規制が制定されました。この規制は最初にドイツで導入され、その後フランスでも導入され、1970年3月に共通指令70/220/EECが制定されました。[6]
- 1968 年 10 月 18 日に公布され、1968 年 10 月 14 日の規則により、ドイツの道路交通規制規則が改正され、自動車の点火エンジンによる大気汚染に対する対策に関する規定が盛り込まれ、1970 年 10 月 1 日に発効しました。
- 1969年5月17日、1971年または1972年から適用される「自動車のガソリンエンジンから排出される排気ガスの組成」に関する1969年3月31日の規制が官報に掲載されました。[7]
これにより、欧州経済共同体（EEC）の加盟国ごとに国内規制が異なるリスクが生じました。これを回避し、共通市場を保護するために、すべての加盟国は、既存の規則に加えて、または既存の規則に代えて、1970年の理事会指令で定義されたEEC型式承認手続きを可能にするために、同じ要件を採用しています。[7]
1970年代
1970年8月1日、国連欧州経済委員会（UN-ECE）は、正点火エンジンまたは圧縮点火エンジンを搭載した車両のエンジンによるガス状汚染物質の排出、正点火エンジンの出力測定方法、および車両の燃料消費量測定方法を規定する国連規則第15号を登録しました。[8]このUN-ECE規則第15号では、オクタン価99で3種類のテストが実施されました。
- タイプIテストに使用される動作サイクル、3速で時速50kmまで、加速度1.04メートル毎秒まで[9]
- タイプIIテスト：アイドリング時の一酸化炭素排出テスト
- タイプIIIテスト：クランクケースガスの排出の検証[9]
1978年、エネルギー税法により、新車販売に適用されるガソリン税の税率を決定するための新しいテスト[10]が義務付けられました。このテストは、 EPA連邦テスト手順（市街地走行サイクルのFTP-75として一般的に知られています）であり、米国環境保護庁（EPA）によって定義された、乗用車（小型トラックと大型車両を除く） の排気ガス排出量と燃費を測定するための一連のテストです。
1983年、欧州連合では、ECE規則第15/04号に準拠して、自動車の点火エンジンからのガスによる大気汚染に対する指令70/220/EECを改正した指令83/351/EECが制定されました。[11]
1980年代、NEDC
1980年代には、乗用車の市街地走行条件をシミュレートするために、欧州の認証ラボベンチ手順として旧NEDCが確立されました。 [12]
1988年、EECでは指令88/76/EECにより、ECE規則15/04よりも厳しい規則に法律が変更されました。[11]
1990年代
1992年にNEDCは更新され、非都市部（中速から高速）の走行も含まれるようになった。1997年にはCO2排出量も追加された。[13]
NEDCの構造は、平均速度が34km/h、加速がスムーズ、停止が少なく長時間、最高速度が120km/hであることが特徴です。[14]
1996年に米国では、EPAが車両認証試験を改訂し、攻撃的な運転行動、高加速、エアコンの作動などの新しい運転条件を導入した。[15] 新しい試験では以下の内容が導入されている。
- 最高速度は時速57マイル（92km/h）ではなく時速80マイル（129km/h）です。
- 急加速時の排出ガス制御
- エアコンによる窒素酸化物への影響
2000年代
2007年にEPAは、現在の市街地と高速道路のサイクルを組み合わせた、実際の燃費をより正確に反映する3つの新しい補足連邦テスト手順（SFTP）テスト[16]を追加しました。推定値は1985年モデルまで遡って利用可能です。[4] [17]
2008 年に、米国の手順が更新され、市街地走行 (FTP-75 本体)、高速道路走行 (HWFET)、アグレッシブ走行 (SFTP US06)、およびオプションの空調テスト (SFTP SC03) の 4 つのテストが含まれるようになりました。
2010年代
現在では、NEDCサイクルは現代の運転スタイルを反映しておらず、平均的な車が直面しなければならない距離や道路の種類が変化しているため、時代遅れになっています。[18] [19]
2019年9月1日より、EU諸国（スイス、ノルウェー、アイスランド、トルコも含む）で登録されるすべての小型車両は、世界規制の一部であるWLTP基準に準拠する必要があります。 [20] 英国を含む欧州連合では、NEDCに代わってWLTPが導入されています。
2020年代、CATC
2019年10月18日、中国自動車テストサイクル（CATC）が発表された（GB/T 38146）。[21] [22] CATCは、17以上の車種、250万件のデータ入力、70万人の自動車所有者、中国31省を対象とした調査から結論付けられました。2020年5月1日、CATCは発効しました。
データ収集
テスト道路からの データ収集は最も重要なアクティビティです。テスト道路 (市街地、高速道路など) で測定されたデータは、「ドライブ サイクル」準備アクティビティへの入力となります。
この手順では、テスト道路を走行中に情報を収集するためにテスト車両に計測装置を取り付けます。収集するデータには、ドライバーの行動データと車両対道路データの 2 つの主要なタイプがあります。車両対道路データは道路走行サイクルの準備に使用され、ドライバーの行動データはドライバー モデルの準備に使用されます。たとえば、インドで発売される車両の燃料消費量をコンピューター シミュレーションまたはシャーシ ダイナモ メーターで計算するには、インド人のドライバーが運転してインドの道路を走行する必要があります。ヨーロッパ人のドライバー モデルを使用したインドの運転サイクルでは、路上試験の公平な比較は得られません。
運転サイクル設計
「ドライブ サイクル」は基本的に道路の代表です。ドライブ サイクルは、路上テストの費用、テスト時間、テスト エンジニアの疲労を軽減するために使用されます。全体的なアイデアは、道路をテスト ラボ (シャーシ ダイナモ メーター) またはコンピューター シミュレーションに持ち込むことです。
2 種類のドライブ サイクルを作成できます。1 つは距離依存 (速度対距離対高度)、もう 1 つは時間依存 (速度対時間対ギア シフト) です。距離依存はテスト道路の実際のレプリカですが、時間依存は道路でテストを実行するために実際にかかった時間の圧縮バージョンです。時間依存ドライブ サイクルの例には、欧州 NEDC サイクル、FTP-75 があります。時間依存ドライブ サイクルは、短時間で結果が得られ、繰り返しテストを簡単に実行できるため、特にシャーシ ダイナモ メーターのテストに使用されます。
運転サイクル認識
アプリケーションの種類に基づいて、ドライブ サイクルが作成されます。乗用車のドライブ サイクルは商用車のドライブ サイクルとは異なります。
運転サイクル予測
これは、さまざまなタイプの車両アプリケーションの将来の運転サイクルとパターンを予測する手法です。これらのサイクルは、将来のパワートレインシステムと車両コンセプトの設計と評価における重要な入力として使用されます。現在、設計段階では古い運転サイクルが使用されており、このため、過去 10 年間に発生した交通状況とインフラストラクチャの変化は考慮されていません。したがって、現在または今後数十年を代表する新しい運転サイクルの必要性は大きいです。この手法では、利用可能な測定データ、高忠実度の交通シミュレータ、大型車両の交通モデルを統合することで、将来の運転サイクルを予測できます。交通シミュレーションモデルは自動的に生成され、予測された運転サイクルを収集するために使用されることが望ましいです。
参考文献
- ^ Brundell-Freij, Karin; Ericsson, Eva (2005 年 5 月)。「道路特性、ドライバー カテゴリ、および自動車性能が都市部の運転パターンに与える影響」。交通研究パート D: 交通と環境。10 (3)。エルゼビア: 213–229。doi :10.1016/ j.trd.2005.01.001。
- ^ Ericsson, Eva (2000 年 9 月). 「都市部の運転パターンの変動」.交通研究パート D: 交通と環境. 5 (5). Elsevier: 337–354. doi :10.1016/S1361-9209(00)00003-1.
- ^ Ericsson, Eva (2001 年 9 月)。「独立した運転パターン要因と燃料使用および排気ガス排出要因への影響」。交通研究パート D: 交通と環境。6 (5)。エルゼビア: 325–345。doi : 10.1016 /S1361-9209(01)00003-7。
- ^ ab 「Dynamometer Drive Schedules」。米国EPA 。 2014年4月26日閲覧。
- ^ 「道路車両の排出量の測定に使用する運転サイクルの参考書」（PDF） 。 2014年8月11日閲覧。
- ^ 指令 70/220/EEC
- ^ ab "EUR-Lex - 31970L0220 - JP"。
- ^ 「国連条約コレクション」。
- ^ ab 「条約シリーズ 国際連合事務局に登録または提出され記録された条約および国際協定」（PDF）。treaties.un.org 。1974年。 2024年5月10日閲覧。
- ^ よくある質問。Fueleconomy.gov。2011年9月21日閲覧。
- ^ ab 「国連条約コレクション」。
- ^ "Nuovi テスト ディ オモロガツィオーネ ヴェイコリ WLTP e RDE".カルペディア（イタリア語）。
- ^ 「天然ガス（NG）または液化石油ガス（LPG）を燃料とする圧縮着火（CI）エンジンおよび点火点火（PI）エンジンの汚染物質排出に関する試験手順」。
- ^ E/ECE/324/Rev.2/Add.100/Rev.3 または E/ECE/TRANS/505/Rev.2/Add.100/Rev.3 (2013 年 4 月 12 日)、「車輪付き車両、車輪付き車両に装着および/または使用できる装置および部品に対する統一技術規定の採用、およびこれらの規定に基づいて付与される承認の相互承認の条件に関する協定」、付録 100: 規則第 101 号、二酸化炭素排出量および燃料消費量の測定、および/または電気エネルギー消費量および電気範囲の測定に関して、内燃機関のみで駆動される乗用車、またはハイブリッド電気パワートレインで駆動される乗用車の承認に関する統一規定、および電気エネルギー消費量および電気範囲の測定に関して、電気パワートレインのみで駆動されるカテゴリー M1 および N1 の車両の承認に関する統一規定。
- ^ 「1996 年 8 月 16 日: Pa Epa が自動車認定テストに実際の運転サイクルを追加」。
- ^ Earthcars: EPA燃費評価 - 2008年の見通し。Web.archive.org (2007年10月8日)。2011年9月21日閲覧。
- ^ Find a Car 1985 to 2009. Fueleconomy.gov. 2011年9月21日閲覧。
- ^ Stephen E. Plotkin (2007 年 12 月)。「軽自動車の燃費と炭素基準の検討。ディスカッション ペーパー No. 2007-1」(PDF) 。OECD - ITF共同運輸研究センター。2012年 4 月 19 日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2012年8 月 27 日閲覧。
- ^ Kågeson, Per (1998年3月). 「Cycle beatingとEUの自動車用サイクルテスト」(PDF) 。ブリュッセル: 欧州運輸環境連盟。 2021年5月7日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2016年8月9日閲覧。
- ^ 「世界統一軽自動車試験手順（WLTP） - 輸送 - 車両規則 - UNECE Wiki」。wiki.unece.org。
- ^ "国家标標準|Gb/T 38146.1-2019".
- ^ "国家标準|Gb/T 38146.2-2019".
外部リンク
- フリート DNA: 商用フリート車両の走行サイクルデータのクリアリングハウス (国立再生可能エネルギー研究所)
- US EPA ダイナモメーター ドライブ スケジュール - UDDS、FTP75、HWFET、US06 などを含む、運転サイクルの例とダウンロード可能なデータ セット。
- ホイール: 道路負荷エネルギー需要計算機 - 運転サイクル中の車両の道路負荷を計算するオンライン ツール
- DieselNet - さまざまな標準運転サイクルの紹介