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 en diversos aspectos, por ejemplo, el consumo de combustible , la autonomía del vehículo eléctrico y las emisiones contaminantes . [1] [2] [3]
Las pruebas de consumo de combustible y emisiones se realizan en dinamómetros de chasis . Se recogen y miden las emisiones del tubo de escape para indicar 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:
Los ciclos de conducción estadounidenses FTP-75 , [4] y los ciclos 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 de vehículos ligeros armonizado a nivel mundial (WLTP) intenta 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 las condiciones de conducción urbana.
El diseño del ciclo de conducción es la tecnología central para estos ciclos estándar. [ aclaración necesaria ] Se emplean cadenas de Markov y optimización para diseñar un ciclo de conducción. [ cita necesaria ]
El reconocimiento del ciclo de conducción se aplica a los vehículos eléctricos híbridos. [ aclaración necesaria ]
A finales de los años 60, el aumento del uso de vehículos automóviles dio lugar a las primeras normativas sobre limitación de emisiones, primero en Alemania y luego en Francia , que dieron lugar a la Directiva común 70/220/CEE en marzo de 1970: [6]
Esto ha dado lugar al riesgo de que existan diferentes normativas 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 lugar de sus normas existentes, a fin de permitir el procedimiento de homologación de tipo CEE, definido por la Directiva del Consejo de 1970. [7]
El 1 de agosto de 1970, la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) registró el Reglamento nº 15 de las Naciones Unidas para los vehículos equipados con un motor de encendido por chispa o con un motor de encendido por compresión en lo que respecta a la emisión de contaminantes gaseosos por el motor, un método de medición de la potencia de los motores de encendido por chispa y un método de medición del consumo de combustible de los vehículos. [8] Este reglamento nº 15 de la CEPE tenía tres tipos de pruebas realizadas con octano 99 :
En 1978, una Ley de Impuestos sobre la Energía exigió nuevas pruebas [10] para determinar la tasa del impuesto a los vehículos con alto consumo de combustible que se aplica a las ventas de vehículos nuevos. Estas pruebas, el Procedimiento de Prueba Federal de la EPA , comúnmente conocido como FTP-75 para el ciclo de conducción en ciudad, son una serie de pruebas definidas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) para medir las emisiones del tubo de escape y el ahorro de combustible de los vehículos de pasajeros (excluidos los camiones ligeros y los vehículos pesados).
En 1983, en la Unión Europea, la Directiva 83/351/CEE modificó la Directiva 70/220/CEE contra la contaminación atmosférica causada por gases procedentes de motores de encendido por chispa de los vehículos de motor, de conformidad con el Reglamento ECE nº 15/04. [11]
En la década de 1980, se estableció el antiguo NEDC como procedimiento de laboratorio de homologación europea para simular las condiciones de conducción urbana de un turismo. [12]
En 1988, en la CEE, la Directiva 88/76/CEE modificó la legislación para introducir normas más estrictas que el Reglamento ECE 15/04. [11]
En 1992, el NEDC se actualizó para incluir también un tramo no urbano (caracterizado por velocidades medias y altas). En 1997, se añadió también la cifra de emisiones de CO2. [ 13]
La estructura del NEDC se caracteriza por una velocidad media de 34 km/h, las aceleraciones son suaves, las paradas son pocas y prolongadas y la velocidad máxima es de 120 km/h. [14]
En 1996, en los EE.UU., la EPA revisó la prueba de certificación de vehículos, para introducir nuevas condiciones de conducción, incluyendo un comportamiento de conducción agresivo , altas tasas de aceleración o el funcionamiento del aire acondicionado : [15] La nueva prueba introduce:
En 2007, la EPA agregó tres nuevas pruebas de Procedimiento de Prueba Federal Suplementario (SFTP) [16] que combinan los ciclos actuales de ciudad y carretera para reflejar con mayor precisión el consumo de combustible en el mundo real. Hay estimaciones disponibles para vehículos que se remontan al año modelo 1985. [4] [17]
En 2008, el procedimiento estadounidense se actualizó e incluye cuatro pruebas: conducción en ciudad (FTP-75 propiamente dicha), conducción en carretera (HWFET), conducción agresiva (SFTP US06) y prueba de aire acondicionado opcional (SFTP SC03).
Hoy en día, el ciclo NEDC ha quedado obsoleto, ya que no es representativo de los estilos de conducción modernos, ya que hoy en día las distancias y la variedad de carreteras a las que debe enfrentarse un coche medio han cambiado. [18] [19]
A partir del 1 de septiembre de 2019, todos los vehículos ligeros que se matriculen en los países de la UE (pero también en Suiza , Noruega , Islandia y Turquía ) deberán cumplir las normas WLTP , parte de la normativa global: [20] En la Unión Europea, incluido el Reino Unido, el WLTP sustituye al NEDC.
El 18 de octubre de 2019 se publicaron los ciclos de pruebas automotrices de China (CATC) (GB/T 38146). [21] [22] Los CATC se concluyeron a partir 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. El 1 de mayo de 2020 entraron en vigor los CATC.
La recopilación de datos de la carretera de prueba es la actividad más importante. Los datos medidos en la carretera de prueba (p. ej., ciudad, autopista, etc.) son los datos de entrada para la actividad de preparación del "ciclo de conducción".
El procedimiento implica la instrumentación del vehículo de prueba para recopilar información mientras se conduce por la carretera de prueba. Hay dos tipos principales de datos que se deben recopilar: datos del comportamiento del conductor y datos del vehículo frente a la carretera. Los datos del vehículo frente a la carretera se utilizan para preparar el ciclo de conducción en carretera y los datos del comportamiento del conductor para preparar el modelo del conductor. Por ejemplo, para calcular el consumo de combustible de un vehículo, ya sea en una simulación por computadora o en un dinamómetro de chasis que se lanzará en la India, debe circular por una carretera india con un conductor indio. El ciclo de conducción indio con un modelo de conductor europeo no ofrece una comparación justa de las pruebas en carretera.
El "ciclo de conducción" es básicamente el representante de la carretera. Los ciclos de conducción se utilizan para reducir los gastos de las pruebas en carretera, el tiempo de prueba y la fatiga del ingeniero de pruebas. La idea es llevar la carretera al laboratorio de pruebas (un dinamómetro de chasis) o a la simulación por ordenador.
Se pueden realizar dos tipos de ciclos de conducción. Uno es DEPENDE DE LA DISTANCIA (VELOCIDAD versus DISTANCIA versus ALTITUD) y el otro es DEPENDE DEL TIEMPO (VELOCIDAD versus TIEMPO versus CAMBIO DE MARCHA). El DEPENDE DE LA DISTANCIA es la réplica real de la carretera de prueba, mientras que el DEPENDE DEL TIEMPO es la versión comprimida del tiempo real que se tarda en realizar la prueba en la carretera. Algunos ejemplos de ciclos de conducción DEPENDE DEL TIEMPO son el ciclo NEDC europeo, FTP-75. Los ciclos de conducción DEPENDE DEL TIEMPO se utilizan específicamente para las pruebas con dinamo de chasis porque en poco tiempo se pueden obtener los resultados y se pueden realizar pruebas repetidas fácilmente.
Los ciclos de conducción se realizan en función del tipo de aplicación. Los ciclos de conducción de los turismos son diferentes a los de los vehículos comerciales.
Se trata de una técnica para predecir ciclos y patrones de conducción futuros para diferentes tipos de aplicaciones de vehículos. Estos ciclos se utilizan como un insumo importante para diseñar y evaluar sistemas de tren de potencia y conceptos de vehículos futuros. Actualmente, se utilizan ciclos de conducción obsoletos durante la fase de diseño y, debido a esto, no se tienen en cuenta los cambios en las condiciones del tráfico y la infraestructura que se han producido durante la última década. Por lo tanto, es muy necesario contar con nuevos ciclos de conducción que representen la actualidad o las próximas décadas. Esta técnica puede 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. Es deseable que los modelos de simulación de tráfico se generen automáticamente y se utilicen para recopilar ciclos de conducción previstos.