PEMS(Portable Emissions Measurement System)를 이용한 배기가스 시험절차는 소형 디젤자동차의 실제도로 배출가스를 효과적으로 제어하기 위한 수단으로 최근에 많은 주목을 받고 있으며, 현재의 배기가스 인증규제 시험절차의 제도적 보완장치로 2017년에 한국과 유럽에서 시행될 예정이다. 본 연구에서는 국내에 운행 중인 유로 5 소형 디젤자동차 4대에 대한 실제도로 NOx 배출량을 도심, 교외 및 자동차 전용도로에서 측정하였으며, 측정 결과를 이동평균구간 및 가중평균 배출량 방법으로 분석하였다. 시험 차량 및 주행경로에 대한 두 방법의 실제도로 NOx 배출량 분석결과는 유사한 경향을 갖는 것으로 나타났으며, 이동평균구간 분석방법의 경우 배출 허용기준을 1.8 ~ 8.5배, 가중평균 배출량은 허용기준을 2.0 ~ 10.6배 초과하는 것으로 분석되었다. 본 결과를 바탕으로 실도로 주행 조건에서 NOx 배출량 분석에 대한 기술적 토대를 확보하였고, 향후 배출가스 관리를 위한 정책적 기반 데이터로 활용가능하다.
To protect air pollution of urban area from motor vehicles, emission limits for diesel vehicles have been dramatically lowered in short period. But recent studies have shown that on-road NOx emissions of light-duty diesel vehicles are considerably higher than the values measured with laboratory test procedures used for emission certification. To tackle with this issue, Ministry of Environment have a plan to introduce EU RDE-LDV (Real-driving Emission-Light-duty Vehicle) regulation. In this study, 4 Euro 6 diesel vehicles have been tested with the new test procedures published by EU to estimate on-road NOx emissions using PEMS (Portable Emission Measurement System). The results have shown that the requirements of EU RDE-LDV could be met in driving condition of metropolitan area for constitution of test routes and validity of test results. In analysing with Moving Averaging Window method the completeness and normality of test data were validated with the requirement. On-road NOx emissions were quite deviated as test vehicles and higher than the new limit of on-road NOx emission enforced from Sept. 2017, which means that RDE-LDV can effectively reduce NOx emission of diesel vehicles in real driving conditions of Korea.
The EU (European Union) was introduced Euro-6e in 2023. Recently, the EU prepare to introduce Euro-7. One of difference Euro-6e and Euro-7 is test route condition. This study developed 5 test routes that have different characteristics and severity. The severity of test routes was made by traffic and road gradient. And this study was conducted RDE test on 5 test routes for Light-Duty diesel vehicle (Euro-6d). Based on the test results, the emission characteristics of CO2 and NOx were analyzed according to the severity of the test routes. Especially, 4 test routes were satisfied normal driving condition of Euro-7 and other test route was satisfied extended driving condition of Euro-7.
Although emission regulations have been gradually strengthened in the past decade, the road transport section remains the most important source of NOx emission in air pollution. One reason is that there has been an increase in the proportion of diesel vehicles and in the volume of traffic. In addition, the certification procedure for standard emission limit does not sufficiently reflect real traffic condition and various driving patterns. Therefore, the European Commission(EC) has recently come up with the RDE-LDV(Real driving emissions-light duty vehicle) regulations, and the Ministry of Environment in Korea has been conducting research on evaluating RDE-LDV with PEMS(Portable Emission Measurement Systems). According to the trip requirements of the 2nd RDE package announced by the EC, the objectives of the present study include the development of Korean RDE routes to reflect domestic traffic and road conditions. Based on the results, both RDE routes are in correct compliance with RDE-LDV regulations, including trip requirements and trip dynamics. KOR-NIER Route 1, in particular, has a higher driving load in rural driving with regard to excessive gradient of elevation compared to KOR-NIER Route 2, including relatively plane rural driving.
This study was conducted in order to estimate the exhaust emissions analysis method of the real driving emission(RDE). The Association for Emissions Control by Catalyst(AECC) has developed a test procedure by using a random cycle method based on the chassis dynamometer. In order to confirm this approach in Korea, Euro 5(DPF), Euro 6(DPF + LNT), and Euro 6(DPF + SCR) were performed on three different vehicles to determine the exhaust gas characteristics of the random cycle, real-road driving test(PEMS), and emission certification driving mode(NEDC). Six different random cycle driving modes were generated by the vehicle specifications(e.g. curb weight, engine power, gear ratio, and maximum acceleration). The NOx emissions were increased in the NEDC, random cycle, and PEMS order in this study regardless of the test vehicles. The random cycle method has the advantage because it utilizes a chassis dynamometer in the laboratories for a repeatable data collection, and it allows any eminent emission improvement checked prior to a real-road driving test with PEMS.
It is expected that the introduction of real-driving emission will strengthen the exhaust emission. However, various researches have been reported that real-driving emission has been influenced by factors such as characteristics of the test routes and driving characteristics for drivers. In order to reflect this effect, European Commission applied the concept of driving dynamics to prevent deliberately driving of excessive and acceleration over RDE test. The purpose of this study is to analyze the characteristics of exhaust emissions according to real-driving test in three test routes and driving style. As a result of the test, it was confirmed that when the same driver tested real-driving test under three test routes, it depends on the driving characteristics of the route. Also, RDE-NOx for driving style was that severe driving has been about 16 times higher than normal driving in KNUT route.
본 논문에서는 소형자동차에 이동식 배출가스 측정장비(PEMS)를 탑재하여 서울 도심의 실제 도로를 주행하고, 주행인자와 $CO_2$ 배출량 간의 상관관계를 분석하였다. 주요 주행인자로는 평균차속, 상대가속도(RPA-Relative Positive Acceleration), 정지비율을 선정하였고, 도로유형을 단속류와 연속류로 구분하여 분석하였다. 주행거리 기반의 이동평균구간 계산 방법을 적용하여 다양한 주행조건에서의 평균값을 구하고, 다중 선형 회귀분석 방법을 통해 주행인자와 $CO_2$ 배출량 간의 상관관계를 조사하였다. 이러한 분석을 통해 자동차의 $CO_2$ 배출량은 평균차속이 증가함에 따라 감소하고, RPA와 정지비율의 증가에 따라 증가하는 경향이 있음을 통계적인 방법으로 확인하였다. 단속류는 연속류와 비교하였을 때 평균차속이 상당히 낮고, RPA와 정지비율은 높게 나타나는데, 이러한 주행인자분포의 차이로 인해 단속류의 단위주행거리 당 $CO_2$ 배출량이 높은 것으로 판단된다.
Recently, the certification procedure for exhaust emission regulation of LDV has tested with the NEDC mode in the laboratory. But the on-road exhaust emissions exceed the standard emission limits. Therefore, it is important to analyze the real-driving emissions (RDE) with a portable emissions measurement system (PEMS). In present study, the on-road emissions were measured with a PEMS and evaluated by moving averaging window (MAW) method. Also, it was compared with the $CO_2$ and $NO_x$ emissions for real-driving and test modes from euro-6 light-duty vehicles equipped with SCR and LNT systems. In results, on-road $NO_x$ emission has been 2.3-10.0 times higher than the standard $NO_x$ emission limit on NEDC mode. The reason was that the test modes did not reflect traffic and various real-driving patterns sufficiently.
In order to improve the quality of air in urban areas, the emission regulations are being strengthened by the government. The on-road test of light-duty vehicles was started with PEMS because certification test mode does not sufficiently reflect on-road conditions. Therefore, The PEMS-based test was implemented from Sep. 2017 in Europe and Korea. However, this is lack of data on various on-road patterns in Korea. The purpose of the present study has analyzed the effect of speed per acceleration and acceleration on NOx emission on-road driving. The test route consisted of urban, rural, and motorway in Seoul. This study has been conducted by Euro-6 vehicles using on SCR system with PEMS. The on-road emission characteristics were evaluated by moving averaging windows (MAW) method. In results, RDE-NOx by severe driving pattern has been 1.4 times higher than soft driving pattern NIER Route 1.
Strengthening vehicle emission regulation is one of important policies to improve air quality in urban area. Due to the limitation of specified driving cycles for certification test to reflect real driving conditions, additional off-cycle emission regulations have been adopted in US and being developed in Europe. The driving cycles of US or Europe have been used in emission certification for Korean light-duty vehicles, but it has not been known how well the driving cycles reflect various real driving patterns in Korea. In that point of view, it is required to estimate vehicle emission based on real road driving conditions to raise the effectiveness of vehicle emission regulation in Korea. In this study, real driving emission measurements have been conducted for three Korean light-duty vehicles with PEMS. The driving routes consisted of urban, rural and motorway in Seoul and Incheon. The data have been analyzed with various averaging methods including moving averaging windows method and compared to emission limits set with emission certification modes applied to tested vehicles. The results have shown that the real driving pollutant emissions of a gasoline and a LPG vehicles have been ranged quite lower than those of emission limits on CVS-75 driving cycle. But real driving NOx of a light duty diesel vehicle has been considerably higher than emission limit of NEDC driving cycle. The higher than expected NOx emission of a diesel vehicle might be caused by different strategy to control EGR in real driving condition from NEDC driving.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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