O objetivo principal deste trabalho de pesquisa é desenvolver ciclos de condução para ônibus urbanos a partir de dados de campo, visando sua aplicação em metodologias de estimativa de emissões de poluentes. São apresentadas metodologias para a construção de ciclos de condução, com destaque para o procedimento que utiliza o conceito de VSP (Vehicle Specific Power), variável que apresenta forte correlação com emissões de poluentes. Assim, foram coletados dados da variação da velocidade ao longo do tempo em ônibus que realizam testes de durabilidade, percorrendo diariamente diferentes tipos de vias urbanas em um trajeto pré-determinado. Foram selecionados segmentos do trajeto que, agrupados, podem representar diferentes condições de operação para ônibus urbanos; em seguida, foram propostos ciclos de condução para estes segmentos escolhidos, nos períodos de pico e fora do pico. Foram estimadas as emissões dos principais poluentes para os ciclos de condução desenvolvidos. Os resultados mostram que as características das vias e as condições de tráfego desfavoráveis podem impactar diretamente na distribuição de VSP e, consequentemente, ocasionar emissões mais elevadas de poluentes. / The main objective of this research is to develop driving cycles for urban buses from experimental data, with the purpose of estimating pollutant emissions. The study presents different methodologies for the construction of driving cycles, with emphasis on a procedure that uses the VSP concept (Vehicle Specific Power), a variable with high correlation to pollutant emissions. Data from speed variation were collected from a bus performing urban endurance tests, driving through many types of urban roads on a predefined route. Segments from the entire route were selected to represent different operating conditions for buses, during peak and off-peak periods, for which several driving cycles were developed. Pollutant emissions were estimated for these cycles. The results show that road characteristics and adverse traffic conditions can impact directly on VSP distribution and therefore lead to higher pollutant emissions.

O objetivo principal deste trabalho de pesquisa é desenvolver ciclos de condução para ônibus urbanos a partir de dados de campo, visando sua aplicação em metodologias de estimativa de emissões de poluentes. São apresentadas metodologias para a construção de ciclos de condução, com destaque para o procedimento que utiliza o conceito de VSP (Vehicle Specific Power), variável que apresenta forte correlação com emissões de poluentes. Assim, foram coletados dados da variação da velocidade ao longo do tempo em ônibus que realizam testes de durabilidade, percorrendo diariamente diferentes tipos de vias urbanas em um trajeto pré-determinado. Foram selecionados segmentos do trajeto que, agrupados, podem representar diferentes condições de operação para ônibus urbanos; em seguida, foram propostos ciclos de condução para estes segmentos escolhidos, nos períodos de pico e fora do pico. Foram estimadas as emissões dos principais poluentes para os ciclos de condução desenvolvidos. Os resultados mostram que as características das vias e as condições de tráfego desfavoráveis podem impactar diretamente na distribuição de VSP e, consequentemente, ocasionar emissões mais elevadas de poluentes. / The main objective of this research is to develop driving cycles for urban buses from experimental data, with the purpose of estimating pollutant emissions. The study presents different methodologies for the construction of driving cycles, with emphasis on a procedure that uses the VSP concept (Vehicle Specific Power), a variable with high correlation to pollutant emissions. Data from speed variation were collected from a bus performing urban endurance tests, driving through many types of urban roads on a predefined route. Segments from the entire route were selected to represent different operating conditions for buses, during peak and off-peak periods, for which several driving cycles were developed. Pollutant emissions were estimated for these cycles. The results show that road characteristics and adverse traffic conditions can impact directly on VSP distribution and therefore lead to higher pollutant emissions.

Em vigência desde Janeiro de 2012, a regulamentação Proconve P7 para veículos comerciais pesados exige que a demonstração de emissões de poluentes do motor seja realizada no ciclo de teste transiente europeu (ETC), desenvolvido de acordo com perfil de condução tipicamente europeu e assim pouco representativo de diversas situações de tráfego no Brasil. Especialmente quanto a aplicações de ônibus urbanos, altamente dinâmicas e submetidas a perfis de baixa velocidade e média carga, não é possível correlacionar plenamente o funcionamento do motor e seus sistemas de controle de emissões baseando-se apenas neste ciclo. Com essa motivação, o principal objetivo deste estudo é desenvolver ciclos de teste compactos para banco de provas de chassis e de motores que representem as condições reais de condução de ônibus urbanos da cidade de São Paulo. Estes ciclos de teste específicos possibilitam avaliações mais precisas não apenas das emissões de poluentes, mas também do consumo de combustível, além de proporcionarem melhor compreensão do real desempenho de motores e novas tecnologias dos sistemas de propulsão usados em frotas de ônibus urbanos no Brasil. A metodologia aplicada para construção dos ciclos utiliza o conceito de potência específica veicular (VSP), variável que apresenta alta correlação com emissões de poluentes e consumo de combustível e é calculada a partir de dados coletados em condições reais de condução de ônibus (velocidade, aceleração e inclinação das vias). A seleção dos veículos e linhas para realização das aquisições de dados considera tanto as especificações de trem-de-força e de chassis disponíveis na frota, como também os índices operacionais e a topografia dos trajetos como métodos para determinação de linhas com perfil operacional mais representativo. Como resultado do estudo foram propostos cinco ciclos de teste, um para cada tipo de ônibus selecionado (miniônibus, midiônibus, básico, padron e articulado), e as análises comparativas com o ciclo ETC quanto ao comportamento do motor mostram claramente a falta de representatividade do ciclo europeu adotado pela regulamentação brasileira. / Since January 2012, the Proconve P7 regulation is mandatory for heavy duty commercial vehicles requiring that the demonstration of pollutant gases emissions must be carried out by submitting the engine to the European transient test cycle (ETC), which has been developed according to European driving patterns and therefore is not representative of several driving situations in Brazil. Particularly for driving patterns of urban buses, which are highly dynamic with low vehicle speed and medium load profiles, it is not possible to fully correlate the operating conditions of the engine and its emission control systems based only on this test cycle. With this motivation, the main objective of this study is to develop compact test cycles for use in both chassis and engine test benches that represent the actual driving pattern of transit buses in São Paulo city. These specific test cycles may allow more accurate assessment of pollutant gases emissions and fuel consumption, as well as provide a better understanding concerning the real performance of engines and new propulsion technologies used in urban bus fleets in Brazil. The methodology used for construction of the cycles is based on the concept of vehicle specific power (VSP), a variable that is highly correlated with pollutant emissions and fuel consumption and is calculated from data collected under real-world driving conditions (vehicle speed, acceleration and road grade). The selection of the buses and routes for the on-board data collection considers the specifications of powertrain and chassis that are available in the bus fleet of São Paulo\'s public transportation system, operational indexes and route topography as a method for determining the bus routes with a more representative operational pattern. As the result of this study five test cycles were proposed, one for each bus type (minibus, midibus, basic, padron and articulated), and an analysis of the engine\'s operating behavior in comparison to the ETC cycle clearly shows the lack of representativeness of the European cycle adopted by the Brazilian regulation.

Em vigência desde Janeiro de 2012, a regulamentação Proconve P7 para veículos comerciais pesados exige que a demonstração de emissões de poluentes do motor seja realizada no ciclo de teste transiente europeu (ETC), desenvolvido de acordo com perfil de condução tipicamente europeu e assim pouco representativo de diversas situações de tráfego no Brasil. Especialmente quanto a aplicações de ônibus urbanos, altamente dinâmicas e submetidas a perfis de baixa velocidade e média carga, não é possível correlacionar plenamente o funcionamento do motor e seus sistemas de controle de emissões baseando-se apenas neste ciclo. Com essa motivação, o principal objetivo deste estudo é desenvolver ciclos de teste compactos para banco de provas de chassis e de motores que representem as condições reais de condução de ônibus urbanos da cidade de São Paulo. Estes ciclos de teste específicos possibilitam avaliações mais precisas não apenas das emissões de poluentes, mas também do consumo de combustível, além de proporcionarem melhor compreensão do real desempenho de motores e novas tecnologias dos sistemas de propulsão usados em frotas de ônibus urbanos no Brasil. A metodologia aplicada para construção dos ciclos utiliza o conceito de potência específica veicular (VSP), variável que apresenta alta correlação com emissões de poluentes e consumo de combustível e é calculada a partir de dados coletados em condições reais de condução de ônibus (velocidade, aceleração e inclinação das vias). A seleção dos veículos e linhas para realização das aquisições de dados considera tanto as especificações de trem-de-força e de chassis disponíveis na frota, como também os índices operacionais e a topografia dos trajetos como métodos para determinação de linhas com perfil operacional mais representativo. Como resultado do estudo foram propostos cinco ciclos de teste, um para cada tipo de ônibus selecionado (miniônibus, midiônibus, básico, padron e articulado), e as análises comparativas com o ciclo ETC quanto ao comportamento do motor mostram claramente a falta de representatividade do ciclo europeu adotado pela regulamentação brasileira. / Since January 2012, the Proconve P7 regulation is mandatory for heavy duty commercial vehicles requiring that the demonstration of pollutant gases emissions must be carried out by submitting the engine to the European transient test cycle (ETC), which has been developed according to European driving patterns and therefore is not representative of several driving situations in Brazil. Particularly for driving patterns of urban buses, which are highly dynamic with low vehicle speed and medium load profiles, it is not possible to fully correlate the operating conditions of the engine and its emission control systems based only on this test cycle. With this motivation, the main objective of this study is to develop compact test cycles for use in both chassis and engine test benches that represent the actual driving pattern of transit buses in São Paulo city. These specific test cycles may allow more accurate assessment of pollutant gases emissions and fuel consumption, as well as provide a better understanding concerning the real performance of engines and new propulsion technologies used in urban bus fleets in Brazil. The methodology used for construction of the cycles is based on the concept of vehicle specific power (VSP), a variable that is highly correlated with pollutant emissions and fuel consumption and is calculated from data collected under real-world driving conditions (vehicle speed, acceleration and road grade). The selection of the buses and routes for the on-board data collection considers the specifications of powertrain and chassis that are available in the bus fleet of São Paulo\'s public transportation system, operational indexes and route topography as a method for determining the bus routes with a more representative operational pattern. As the result of this study five test cycles were proposed, one for each bus type (minibus, midibus, basic, padron and articulated), and an analysis of the engine\'s operating behavior in comparison to the ETC cycle clearly shows the lack of representativeness of the European cycle adopted by the Brazilian regulation.