PL238653B1 - Sposób wytwarzania hamownianych testów jezdnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania hamownianych testów jezdnych mających swoje zastosowanie w badaniach użytkowych właściwości samochodowych silników spalinowych.

Badania użytkowych właściwości samochodowych silników spalinowych znajdują zastosowanie niemal na każdym etapie cyklu istnienia pojazdów. Występują one w fazie opracowywania koncepcji silnika (podstawowe badania poznawcze), w fazie projektowania (w ramach badań prototypowych), w fazie produkcji (podczas kontroli jakości), na etapie dopuszczania do ruchu (badania homologacyjne) oraz w fazie eksploatacji (badania diagnostyczne). Istotą tych badań jest w ogólności poznanie wybranych parametrów pracy silnika w zadanych warunkach. Cel ten jest realizowany w różnego rodzaju testach hamownianych, które różnią się narzucanymi warunkami pracy silnika. W wielu przypadkach korzystne jest przygotowanie takich warunków, które najlepiej odwzorowują rzeczywiste warunki drogowe.

Znane są hamowniane testy jezdne, które zasadniczo wykorzystują dwa rozwiązania: wierne odwzorowanie w teście hamownianym przebiegu prędkości zarejestrowanego w czasie badań drogowych lub arbitralne narzucenie przebiegu prędkości jazdy za pomocą linii prostych opisujących ruch samochodu.

Pierwsze rozwiązanie zawiera w sobie elementy przypadkowe ruchu naturalnie występujące w czasie badań drogowych. Nie jest jednak możliwa modyfikacja takiego przebiegu, ani tym bardziej narzucenie dowolnych właściwości przypadkowych testu. Jednym z popularniejszych zastosowań takiego testu jest FTP-75, wykorzystywany w Stanach Zjednoczonych.

Drugie rozwiązanie odwzorowuje arbitralnie narzucone warunki ruchu, a nie rzeczywisty ruch występujący na drodze. Teoretycznie modułowa budowa takiego testu pozwalałaby na modyfikację kolejności poszczególnych modułów w sposób przypadkowy, jednak wprowadzanie czynnika przypadkowego nie jest w praktyce stosowane, a ponadto poszczególne moduły nie są elementarnymi fragmentami ruchu. Przykładowym zastosowaniem takiego rozwiązania jest test NEDC wykorzystywany w Europie do badań homologacyjnych.

Celem wynalazku jest wprowadzanie czynnika przypadkowego do generowanych testów hamownianych przy jednoczesnym, jak najwierniejszym odwzorowaniu rzeczywistych warunków ruchu.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania hamownianych testów jezdnych z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego, charakteryzujący się tym, że w pierwszym etapie samochód osobowy wyposażony w rejestrator prędkości przejeżdża określoną trasę w rzeczywistych warunkach ruchu miejskiego, a w trakcie przejazdu określonej trasy rejestrowana jest emisja wybranych substancji zanieczyszczających powietrze, następnie w oprogramowaniu z przejazdu określonej trasy wyodrębnione zostają jej fragmenty, gdzie jako dane wejściowe wykorzystany zostaje przebieg prędkości jazdy samochodu osobowego, przy czym następuje wykrycie punktów granicznych, które rozdzielają poszczególne wyodrębnione fragmenty, a następnie stworzony zostaje rozkład wzorcowy fragmentów, na którego podstawie stworzona zostaje baza danych wyodrębnionych fragmentów, która przechowuje informacje o prędkości początkowej fragmentu, prędkości końcowej fragmentu, czasie trwania danego fragmentu oraz ilości wystąpień danego fragmentu, po czym następuje ułożenie gotowego testu hamownianego za pomocą losowania fragmentów z bazy danych, przy czym każdy wylosowany fragment ma prędkość początkową równą prędkości końcowej poprzednio wylosowanego fragmentu, a prawdopodobieństwo wylosowania danego fragmentu z bazy danych jest proporcjonalne do liczby wystąpień danego fragmentu w początkowym przebiegu prędkości jazdy samochodu, a następnie obliczany jest rozkład liczności wystąpień poszczególnych fragmentów w stworzonym teście hamownianym, po czym rozkład liczności porównywany jest z rozkładem wzorcowym, wykorzystanym do przygotowania bazy danych fragmentów, a w końcowym etapie wybierany jest ten test hamowniany, dla którego otrzymany rozkład liczności jest najbardziej zgodny z rozkładem wzorcowym.

Korzystnie w oprogramowaniu dokonywana jest filtracja dolnoprzepustowa prędkości początkowej fragmentu.

Korzystnie w oprogramowaniu dokonywana dyskretyzacja wartości prędkości w przygotowanej bazie danych.

Korzystnie oprogramowaniu dokonywana jest filtracja przebiegu prędkości w otrzymanym teście hamownianym.

PL 238 653 B1

W sposobie według wynalazku nastąpiło wprowadzenie do tworzonego testu hamownianego czynnika przypadkowego za pomocą przypadkowej kolejności elementarnych fragmentów ruchu, a nie za pomocą wprowadzania przypadkowych wartości opisujących ruchu.

W sposobie według wynalazku do opracowywanego testu hamownianego są przenoszone aproksymacje krótkich odcinków przebiegu prędkości jazdy, zarejestrowanych w czasie rzeczywistej eksploatacji drogowej. Takie rozwiązanie wiąże się z dwiema korzyściami: aproksymacje odcinków przebiegu prędkości odzwierciedlają rzeczywiste warunki ruchu lepiej, niż sztucznie wygenerowany przebieg prędkości, aproksymacje odcinków można układać w różnej kolejności w opracowywanym teście, co pozwala na wprowadzenie czynnika stochastycznego.

Odnośnie do pierwszej korzyści, warto zauważyć, że syntetyczne, sztucznie generowane przebiegi prędkości w testach jezdnych odtwarzają tylko niektóre cechy przebiegu rzeczywistego. Niekiedy odwzorowywana jest średnia prędkość jazdy, średnie przyspieszenie dodatnie lub inne wskaźniki opisujące eksploatację drogową w sposób statystyczny. W wielu aspektach zsyntezowany przebieg różni się jednak od przebiegów rejestrowanych na drodze. Tymczasem wprowadzenie do opracowywanego testu jezdnego aproksymacji krótkich odcinków przebiegów rzeczywistych sprawia, że syntezowany test jezdny zawiera te same warunki ruchu, jakie wystąpiły na drodze, oczywiście z dokładnością do aproksymacji.

Druga z wymienionych korzyści pozwala na to, żeby czynnikiem stochastycznym nie była zmiana wartości zarejestrowanych przebiegów prędkości, ale zmiana kolejności krótkich odcinków przebiegu wyodrębnionych z przebiegów zarejestrowanych na drodze. Oczywiście kolejność odcinków w syntezowanym teście nie może być dowolna. Wprowadza się dwa ograniczenia, stanowiące więzy aparatu stochastycznego. Pierwszym z nich jest zapewnienie ciągłości funkcji prędkości. Oznacza to taki dobór kolejności odcinków przebiegu prędkości, żeby prędkość początkowa każdego odcinka była równa prędkości końcowej poprzedniego odcinka. Drugim ograniczeniem jest konieczność wprowadzania do syntezowanego testu poszczególnych odcinków przebiegu w takich samych ilościach, w jakich występują one w warunkach drogowych.

W rozwiązaniu według wynalazku czynnik przypadkowy jest wprowadzany za pomocą przypadkowej (choć w pewnym zakresie ograniczonej) kolejności elementarnych fragmentów ruchu. Z kolei wierne odwzorowanie rzeczywistego ruchu drogowego jest zachowane dzięki temu, że tworzony test hamowniany składa się z fragmentów ruchu rzeczywiście występujących w czasie ruchu drogowego (przy zachowaniu w miarę możliwości jak najbardziej zbliżonej częstotliwości występowania poszczególnych fragmentów w generowanym teście i w zarejestrowanym przebiegu rzeczywistym).

Ważnym elementem w rozwiązaniu według wynalazku jest określenie długości odcinków przebiegu prędkości, z których będzie składał się syntezowany test jezdny. Przy wyborze zbyt długich odcinków ulegną ograniczeniu cechy stochastyczne testu, dlatego celowe jest wykorzystanie stosunkowo krótkich odcinków. Jako rozwiązanie proponuje się wyodrębnienie z przebiegu prędkości zarejestrowanego na drodze takich odcinków, które nadają się do aproksymacji za pomocą linii prostych. Czas kolejnych odcinków będzie wówczas różny i będzie mieścił się w granicach od kilku do kilkudziesięciu sekund.

Sposób według wynalazku został bliżej zaprezentowany na rysunku, na którym fig. 1 i fig. 2 ujmują schemat blokowy rozwiązania.

Na fig. 1 zaznaczono posiadający rejestrator prędkości 2 samochód osobowy 1, który przejeżdża określoną trasę 3 w rzeczywistych warunkach ruchu miejskiego, a w trakcie przejazdu określonej trasy 3 rejestrowana jest emisja wybranych substancji zanieczyszczających powietrze oraz przebieg prędkości 6. Z przejazdu określonej trasy 3 wyodrębnione zostają jej fragmenty 4. Do określenia danych wejściowych 5 wykorzystany zostaje przebieg prędkości 6 jazdy samochodu osobowego 1. Punkty granicznych 7 rozdzielają poszczególne wyodrębnione fragmenty 4. Opracowany rozkład wzorcowy 8 fragmentów 4 pozwala na stworzenie bazy danych 9 wyodrębnionych fragmentów 4. Baza danych 9 przechowuje informacje o prędkości początkowej fragmentu 4a, prędkości końcowej fragmentu 4b, czasie trwania danego fragmentu 4c oraz ilości wystąpień danego fragmentu 4d.

Fig. 2 prezentuje schemat blokowy powstania gotowego testu hamownianego 10 stworzonego za pomocą losowania fragmentów 4 z bazy danych 9. Figura ta ujmuje także rozkład wzorcowy 8 oraz liczności 11 wystąpień poszczególnych fragmentów 4 w stworzonym teście hamownianym 10.

Dzięki wprowadzaniu czynnika przypadkowego do testu hamownianego powstaje jego nieprzewidywalność, tak aby komputer sterujący pracą silnika w samochodzie nie był w stanie wykryć standardowych przebiegów prędkości w czasie badań homologacyjnych.

PL 238 653 B1

W wyniku zastosowanego sposobu według wynalazku istnieje możliwość przygotowania dowolnej liczby testów hamownianych, z których każdy będzie miał inny przebieg prędkości, a jednocześnie wszystkie będą odwzorowywały te same warunki ruchu drogowego. W efekcie w czasie badań homologacyjnych (lub innych) każdy przeprowadzony test może być inny, a mimo to wyniki emisji substancji szkodliwych będzie można porównywać między sobą.

Sposób wytwarzania hamownianych testów jezdnych posłuży do produkcji testów homologacyjnych lub innych testów kontrolnych dla eksploatowanych pojazdów samochodowych. Może on zastąpić m.in. dotychczasowe testy homologacyjne.

Rozwiązanie według wynalazku pewnego rodzaju stanowi swoistą odpowiedź na wszelkiego rodzaju nieprawidłowości, gdzie producenci samochodów mogą przygotowywać sterowniki swoich silników do poprawnej pracy jedynie w konkretnych testach jezdnych.

Zastosowanie sposobu według wynalazku niejako wymusza poprawną pracę silnika w dowolnych warunkach.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania hamownianych testów jezdnych z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego, znamienny tym, że w pierwszym etapie samochód osobowy (1) wyposażony w rejestrator prędkości (2) przejeżdża określoną trasę (3) w rzeczywistych warunkach ruchu miejskiego, a w trakcie przejazdu określonej trasy (3) rejestrowana jest emisja wybranych substancji zanieczyszczających powietrze, następnie w oprogramowaniu z przejazdu określonej trasy (3) wyodrębnione zostają jej fragmenty (4), gdzie jako dane wejściowe (5) wykorzystany zostaje przebieg prędkości (6) jazdy samochodu osobowego (1), przy czym następuje wykrycie punktów granicznych (7), które rozdzielają poszczególne wyodrębnione fragmenty ruchu (4), a następnie stworzony zostaje rozkład wzorcowy (8) fragmentów (4), na którego podstawie stworzona zostaje baza danych (9) wyodrębnionych fragmentów (4), która przechowuje informacje o prędkości początkowej fragmentu (4a), prędkości końcowej fragmentu (4b), czasie trwania danego fragmentu (4c) oraz ilości wystąpień danego fragmentu (4d), po czym następuje ułożenie gotowego testu hamownianego (10) za pomocą losowania fragmentów (4) z bazy danych (9), a następnie obliczany jest rozkład liczności (11) wystąpień poszczególnych fragmentów (4) w stworzonym teście hamownianym (10), po czym rozkład liczności (11) porównywany jest z rozkładem wzorcowym (8), wykorzystanym do przygotowania bazy danych (9) fragmentów (4), a w końcowym etapie wybierany jest ten test hamowniany (10), dla którego otrzymany rozkład liczności (11) jest najbardziej zgodny z rozkładem wzorcowym (8).

2. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 znamienny tym, że w oprogramowaniu dokonywana jest filtracja dolnoprzepustowa prędkości początkowej fragmentu (4a).

3. Sposób wytwarzania według zastrz. 1 i 2 znamienny tym, że w oprogramowaniu dokonywana jest dyskretyzacja wartości prędkości (6) w przygotowanej bazie danych (9).

4. Sposób wytwarzania według zastrz. 1,2 i 3 znamienny tym, że w oprogramowaniu dokonywana jest filtracja przebiegu prędkości (6) w otrzymanym teście hamownianym (10).