가솔린 엔진 장착 차량에서 과도구간 제어특성을 고려한 연비주행모드 시뮬레이션.
The Simulation of Fuel Economy Considering Transient Control Condition in a Gasoline Engine Vehicle.
- 주제(키워드) 과도상태 , 점화시기 , Cruise 연비 시뮬레이션 , bsfc , Spark Timing , Transient state , Fuel economy simulation
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이종화, 박진일
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
자동차에서 엔진의 상태를 최적으로 제어하기 위해 전자제어 시스템의 채용과 더불어 동력 전달 및 변속에 관한 특성 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 동력발생과 직접적으로 연관된 엔진 제어는 자동차에 대한 감성적 상품성, 즉 고품질 감의 중요한 척도 및 출력, 효율, 배출물 특성에 중요한 영향을 미친다. 이를 연구하기 위해 엔진 테스트와 더불어 샤시 동력계를 통한 차량실험을 하고 있다. 최근 전자제어 시스템의 증가와 많은 기능이 탑재된 자동차 개발로 인해 시뮬레이션을 통한 연구도 활발히 일어나고 있다. 차량 가속 운전시 빠른 스로틀 개방으로 인하여 흡기압이 급격히 상승되고 이에 따른 급격한 부하의 증가 및 공연비의 변동 등으로 정상상태의 점화시기로 설정되어 있을 경우 바퀴의 슬립과 더불어 운전성과 상품성에 악영향을 끼치는 shock 및 jerk 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 가솔린 엔진의 경우 점화시기가 정상상태보다 지각되도록 제어한다. 이러한 제어가 운전성을 향상시킬 수는 있으나 토크의 손실을 가져와 연비에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 엔진 실험과 샤시 동력계 실험을 통해 정상상태의 엔진실험 데이터를 기준으로 차량 실험 데이터를 비교 분석하여 가속구간 점화시기 지각제어와 이에 따른 bsfc특성을 파악하고, 연비시뮬레이션에 적용시키기 위해 과도구간 모델링을 수행하였다. 이 모델링을 이용해 Cruise FTP-75모드 주행 시뮬레이션 결과 실차에서 얻은 공인 연비 값에 0.3%이내로 일치하는 결과를 얻었다.
more초록/요약
Modern vehicles require a high degree of refinement, including good drive ability to meet customer demands. Vehicle drive ability, which becomes a key decisive factor for marketability, is affected by many parameters such as engine control and the dynamic characteristics in drive lines. In a commercial ECU, spark timing was retarded from the steady-state spark timing during rapid throttle opening to avoid uncomfortable feeling. Uncomfortable feeling usually occurred just after the start of rapid throttle opening when spark timing was set as values for the steady state condition. During fast throttle opening, the spark timing retard occurred torque decrease. This paper focuses on the simulation of FTP-75 mode which is considered with spark timing control on transient condition. Break down of vehicle fuel consumption for FTP-75 mode show that the first is acceleration, foremost is steady, next is the braking, next is the idle. The result of the experiment is that the acceleration is the most important factor for vehicle fuel economy. The retard of spark timing increase in proportion to acceleration. Likewise, bsfc which is affected by spark timing also increase in proportion to acceleration. The result of simulation considered transient condition shows 0.3% of error comparing with a test on chassis-dynamometer.
more목차
1. 서론 = 1
1.1 연구 배경 및 목적 = 1
1.2 연구 내용 = 3
2. 엔진 및 FTP-75모드 특성 실험 및 분석 = 4
2.1 실험 장치 및 방법 = 4
2.2 실험결과 및 분석 = 5
2.2.1 엔진 및 FTP-75모드 실험 결과 = 5
2.2.1.1 엔진 실험 결과 = 5
2.2.1.2 차량 실험 결과 = 6
2.2.2 엔진과 FTP-75모드 비교 = 7
3. 차량 연비 시뮬레이션 = 10
3.1 시뮬레이션을 위한 모델링 = 10
3.1.1 점화시기 지각제어 모델링 = 10
3.1.2 엔진 및 구동계 모델링 = 14
3.2 시뮬레이션 결과 = 19
4. 결론 = 23
5. 참고 문헌 = 25
ABSTRACT = 27
