陆风风华FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨
汽油车污染物排放限值及测量方法标准分析与应用
毛艺1　李丹阳1　熊钊2
1.上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007
2.武汉理工大学机电学院　湖北省武汉市　430070
摘 要： 本文主要针对新发表的《汽油车污染物排放限值及测量方法》（GB18285-2018）做出解读，通过与之前标准的比较，得出认证满足国五、国六排放要求的车辆正常的下线检测均能满足GB18285-2018的限值要求；
并通过新标准的测量方法工况、设备对比，最终选取了经济性与相关性都不错的简易瞬时工况法。
关键词：新标准；限值；工况法对比
1　引言
随着中国经济社会持续快速发展，机动
车保有量继续保持快速增长态势，截至2017
年底，全国机动车保有量达3.10亿辆，汽车
保有量2.17亿辆，从北京等许多大中城市的
PM2.5源解析结果看，机动车等移动源已经
成为首要污染源[1]。为了缓解能源的供需矛盾，
减少汽车尾气对环境的污染，促进我国汽车
技术的发展，国家出台了一系列的法规、规
划以及相关的技术政策，对机动车排放控制
提出了更高的要求[2]。据统计随着汽车的行驶
里程逐步增加，尾气处理系统传感器、催化
器等原件的老化，尾气排放净化能力会逐渐
cx5马自达怎么样下降；我国大部分地区的环保定期检验表明，
在6年免检范围内的车辆的合格率随年份逐
年下降，同时不合格车辆的品牌集中度较高，各生产企业对环保生产一致性的保证能力差距较大，急需加强生产企业的环保生产一致性保证能力，提高产品下线或合格入库检测标准，提高检测频次，尤其是销量较大车型的检测比例[3]。
生态环境部办公厅2018年11月9日印发公告2018年第51号，《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》（GB18285-2018）于2019年5月1日起实施，新生产车2019年11月1日实施；本文针对
新车下线重点分析新法规的变化及三种简易
工况法的选择[4]。
2　新增检验项目
如表1所示GB18285-2018对新生产
汽车下线增加外观检测、OBD检查；外观
检测重点检查污染物控制装置是否与随车
清单一致，而OBD检测主要确认OBD系
统的通讯是否正常，并且需要记录和上传
表
卡雷拉杯
1　新旧法规对比
表2　简易工况法对比
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨
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CAL ID（软件标定识别码）和CVN（标定验证码），确保实车数据和公告数据的
一致性；外观检测和OBD 检测均需100%上传，调研生产线现状需要在相应的工位设置数据扫描记录的系统，OBD 检测需要在现有ECU 检测工位增加OBD 校验和模块数据读取的功能。
新标准中排气污染物检查工况由双怠速改为简易工况法，检测方法由简到繁，检测方法的精度由高到底依次为：瞬态工况法＞简易瞬态工况法＞稳态工况法＞双怠速，由于瞬态工况法等同于型式核准设备，具备实验室级别的测量精度，投资与维护成本高，不作为新车下线的排放检测方式，主机厂均
是从稳态工况法和简易瞬态工况法中二选其一；根据研究表明简易工况法中的稳态和简
易瞬态测试方法在识别高排放车辆方面，并无明显的优劣不同，简易瞬态法设备稳定性更好，检测过程的合格率较稳态法高，便于
大批量检测的日常使用维护。新的标准发布后，对国内5家主机厂工况的选用进行了调查，结果表明50%以上的主机厂选用简易瞬态工况法进行下线检测。
3　新增限值要求
新生产汽车检测限值的确定主要以现阶段新生产汽车型式核准实际值为依据。目前我国已经实施第五阶段排放标准，第六阶段排放标准部分地区也会在2019年7月1日开始实施，汽车排放的污染物实际水平已经非常低；表3对GB18285-2018瞬态、简
易瞬态的限值与国五、国六排放限值做了比较，GB18285-2018中限值最严的瞬态工况法限值b 平均比国五排放限值大5.2倍，比国六b 排放限值大9.9倍；表4采集3款国五车型目前双怠速的测试结果，从结果来看
比GB18285-2018的限值基本低一个数量级，所以只要型式认证满足国五、国六排放要求的车辆正常的下线检测均能满足GB18285-2018的限值要求；因此对于下线检测来讲，新标准规定工况和限值更多是要求生产企业建立合格入库或合格下线检测的制度和体系；其次，目前我国汽油车中带有OBD
的
表
3　不同国标限值对比
表4　GB18285-2018不同测试方法限值对比与整车实测
图
1　稳态工况法（ASM）测试运转循环
车速（k m /h ）
问题并发出报警，因此定期检测应逐步过渡到对车辆OBD 的功能性测试和查验，也是本次标准修订中加入OBD 查验要求的主要目的。
4　检测方法确定
本章对比分析的检测方法只针对标准GB18285-2018的简易工况，不考虑双怠速法；简易工况的检测方法主要有三种：稳态工况法（ASM）、简易瞬态工况法（VMAS）、瞬态工况法，以下通过对比确定适用于公司的检测方法。
4.1　不同方法的异同点分析
a)三种方法所要求的测试工况是不同的:
由图1、图2对比可知，ASM 法的5025和2540工况均为匀速行驶，有效行驶时间均为65s；而VMAS 与瞬态工况法均采取的是IM195工况（NEDC 工况的低速段），有效行驶时间195s；可见ASM 法操作简单，且完
成工况检测的时间少，检测效率高，但由于采用等速、等负荷匀速行驶工况，与实验室大排放测试数据无相关性，无法较好反应汽车排放的特点。而IM195工况虽然检测时间要420s，但是能很好反应实验室工况（NEDC）的排放，其中VMAS 法相关性为50%，瞬态工况法相关性高达90%。
b)部分检测设备不同
采用不同检测方法，所需的设备的功能、测量原理不同也是造成结果不同的重要原因。三种方法的排放气体分析装置均不一样；其中五气分析仪的主要作用是测量汽车排出的
原始气体（CO、CO 2、HC、NO X 、02）的浓
度，无法测出排放量具体数值；这就会同等时间内造成小排量排放废气质量少，大排量排出质量多，但由于大排量的总气体量多，可能会导致测出的浓度一致，因此稳态工况法（ASM）的结果，无法以一个精确、有效的标准来描述汽车尾气排放；而简易瞬态工况法（VMAS）多加了一个气体流量分析仪，可以计算出具体的尾气排放数值，但是设备精度相较于定容采样系统（CVS）排气分析仪仍然有较大差距，这也是3.1中，在相同工况下，瞬态工况法的相关性比简易瞬态工况法高的原因所在。
表5中稳态工况法只选取了低怠速5025工况，测量相对误差的计算是依照实验数据的极差除以理论合格范围的最大极差（这里选取的是GB18285-2018标准中各种尾气的限值b）而得到，能一定程度反应测量的稳定性。可以看出瞬时工况法的测量精度最高，而且测量的稳定性也最高；而简易瞬时工况法的测量稳定性是略高于稳态工况法，至于测量精度，由于单位不同无法作比较。
4.2　检测方法选定
由第2章可知只要汽车型式认证满
酷宝汽车
足
表5　不同工况法下尾气排放结果表
注：相对误差列有的是HC+NOX 的测量误差之和
汽车已经接近或者超过80%，参考美国和欧洲的经验，OBD 能够及时发现后处理装置的
图2　简易瞬态工况、瞬态工况法测试运转循环
时间（s）
车速（K m /h ）0
0102030405060708050
100150
200
（下转第52页）
3.2.2　冗余性设计
由于要完成大量运算，域控制器一般都要匹配一个核心运算力强的处理器，能够提供自动驾驶不同级别算法运行的支持。为保证系统的安全可靠性，需设计域控制器的冗余机制，在域控制器中设立两个独立的运算单元，其中主单元进行决策算法处理，另外一个从单元备份；当主单元失效时，备份从单元也能进行决策算法处理。
3.3　算法实现
自动驾驶汽车关键技术包括环境感知、精准定位、决策与规划、控制与执行、高精地图与车联网V2X以及自动驾驶汽车测试与验证技术。
自动驾驶汽车通过激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS、惯导等车载传感器来感知周围环境，通过传感器数据处理及多传感器信息融合，以及适当的工作模型制定相应的策略，进行决策与规划。在规划好路径之后，控制车辆沿着期望的轨迹行驶。
域控制器的输入为各项传感器的数据，所进行的算法处理涵盖了感知、决策、控制
三个层面，最终将输出传送至执行机构，进
行车辆的横纵向控制。因此在算法实现上，
针对L3、L4级别自动驾驶集成技术解决方案，
涵盖的算法按类别包括：
1）多传感器数据融合算法（目标级融合、
特征级融合、信号级融合）；
2）自动驾驶决策层算法设计（基于神经
网络、基于设定规则、混合路线、端到端）；
3）精准控制算法设计（PID控制、模型
预测控制、线性二次调节等）；
4）软件安全功能，保障自动驾驶软件系
统的安全性；
5）整体自动驾驶软件的结构化和轻量化
升级；
6）OTA升级功能（选配）等；
4　总结
普遍的自动驾驶研发及实车测试均使
用车载工控机作为中央处理器，但这种方
式无法通过车规级量产要求，此外，工控
机体积较大，其散热问题以及功耗均是其
弊端所在。随着自动驾驶技术的日益完善，
以及其计算能力需求的迅速提升，域控制
器的应用势必成为支撑自动驾驶升级和量
产的必备产品。
参考文献：
[1]定位于自动驾驶的域控制器系统应运而
生.www.elecfans/d/787021.
html.2018-09-26.
dvd播放格式
[2]刘伟，孙芳岑.自动驾驶控制系统芯片技
术现状与应用分析[J].汽车电器，2018
（10）：15.
[3]俞庆华.伟世通推出DriveCoreTM自动驾
驶平台[J].汽车零部件，2018（05）：87.
[4]刘涛.工矿自动化：CAN总线接口电路设
计中的关键问题，2007-02-10.
国五、国六排放要求的车辆正常的下线检测均能满足GB18285-2018的限值要求，进行下线检测的主要目的是形成企业的排放检测系统，为以后的尾气检测标准改进做准备。
经过3.1对工况检测的三种检测法分析，可知最好的是瞬时工况法，检测稳定性好的同时与实验室排放测试相关性也高，但是整个系统的造价高，维护要求高，若用于车辆检测生产线，在其他方法能满足当前要求的情况下，必要性不高；而由于低怠速工况无法满足尾气检测要求，在未来将会出台更严格的标准，企业采用相关性高的工况，紧跟标准变化趋势，因此造价相对便宜，但较能反应实验室排放测试（NEDC）数据的简易瞬时工况法（VMAS）更为适合企业用于车辆下线检测。5　结论
1）通过整车实测，得出型式认证满足国尼桑新蓝鸟
五、国六排放要求的车辆正常的下线检测均
能满足GB18285-2018的限值要求，新标准
主要是要求生产企业建立合格入库或合格下
线检测的制度和体系
2）通过对标准中简易工况下三种检测方
法的比较，选定了经济性高、稳定性较好的
简易瞬时工况法（VMAS）作为公司下线检
测方法。
参考文献：
[1]汽油车污染物排放限值及测量方法（双
怠速法及简易工况法）（发布稿)：GB
18285-2018[S]，2018.
[2]国家环境保护总局-
关于发布《轻型汽车
作者简介
毛艺： （1991.12—），女，瑶族，广西壮族自治
区贺州市人，工程师，大学本科学历。上
汽通用五菱汽车股份有限公司动力与环保
试验室，主要研究领域为油耗与排放。
污染物排放限值及测量方法（Ⅰ）》等三
项国家污染物排放标准的通知[J].中国环
保产业，2001，（3）：6.
[3]《非道路移动机械用柴油机排气污染物排
放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》
标准发布[J].建筑机械化，2014，同（7）：
12-12.
[4]北京：修订发布《汽油车双怠速污染物排
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（上接第30页）