대형 버스에서 기어 변속 시점에 따른 연비 영향 분석
The Effect of Fuel economy with gear shifting on a large sized bus
초록/요약
차량이 주행하는 동안 정지상태에서 차량의 최고속도까지 전 영역 을 사용하지만, 차량의 엔진은 차속에 맞춰 모든 영역에서 운전되어 지는 것이 아니라, 변속을 통하여 차속에 맞는 적절한 엔진 속도에 운전되어지게 된다. 운전자가 변속을 하게 되는 것은 엔진 운전 영 역의 변화를 가져오게 되고, 변속 시점에 따른 엔진 운전 영역의 효 율에 따라 각 연비에 영향을 끼치게 된다. 운전자가 변속을 할 때 차량에 요구되어지는 엔진 파워가 동일할지라도, 엔진의 운전 조건 에 따라서 연료 소모량에 차이가 발생하게 된다. 즉, 변속 시점에 따 라서 연비의 차이가 발생되어지게 된다. 엔진에서 최적의 변속 시점을 찾기 위하여 차량이 운전되어지면서 엔진의 운전 영역이 등파워 선도내에서 이동하며 변속을 결정하는 알고리즘을 구성하고 이 알고리즘을 바탕으로 만들어진 기어 프로파 일을 이용하여 연비 영향을 파악하면 연비 관점에서 큰 효과를 볼 수 있다. 차량의 변속을 대형 버스의 실도로 주행에서 얻은 데이터를 바탕 으로 만든 실도로 주행 기어 프로파일과 엔진 속도에 의한 기어 프 로파일, BSFC 값에 의한 기어 프로파일을 이용하여 각 기어 변속 시 점에 따른 연비 영향을 파악하였고, Cruise 시뮬레이션을 통하여 차 량의 연비를 확인하였다. 실도로 주행 시 기어 프로파일을 적용하면 2.37km/l가 나왔다. 엔 진 속도에 의한 기어 프로파일 적용시에는 엔진 속도가 낮을수록 높 은 연비가, 엔진 속도가 높을수록 낮은 연비가 나왔고 요구되어지는 차속을 따라가지 못하는 지점들이 발생하였다. BSFC 값에 의한 기어 프로파일에 의한 연비는 2.51km/l가 나왔고, 실도로 주행 기어 프로 파일 대비 5.9%의 연비 개선효과가 있었다.
more초록/요약
Vehicles vary speeds from the rest to their maximum speed when driving, whereas the engine speed is controlled via transmission to operate in between an ideal operating range. In a vehicle with manual transmission, the gear shift by driver results in different range of engine speed. The timing of gear shift thus influences the fuel efficiency of the vehicle, which results from the difference in efficiency of the range of engine speed used. Even if an equivalent amount of power is provided by the engine, the difference in engine speed makes difference in the amount of fuel consumption. Therefore, the timing of gear shift makes difference in fuel efficiency. In order to determine the ideal time for gear shift, an algorithm was configured which controls gear shift under iso-power output condition. The characteristics of fuel efficiency estimated using the profile based on the algorithm can be used to improve the fuel efficiency. The data acquired from the road drive of large sized bus was used. The profiles of gear shift based on engine speed, BSFC and road drive were examined to estimate the characteristics of fuel consumption based on the timing of gear shift. The fuel efficiency of vehicle at each condition was identified through the cruise simulation. When the gear profile obtained from road drive condition was applied, the fuel efficiency had a value of 2.37 km/l. When the gear profile based on engine speed was applied, higher efficiency was achieved with lower engine speed. Correspondingly, higher engine speed resulted in lower efficiency. There were intervals at which the required vehicle speed was not achieved. The efficiency of the gear profile based on BSFC was 2.51km/l, which was a 5.9% efficiency improvement from the road drive condition.
more목차
1. 서론 = 1
1.1 연구 배경 및 목적 = 1
1.2 연구 내용 = 3
2. 기어 변속 알고리즘 = 5
2.1 기어 변속 실험 및 방법 = 5
2.2 대형 상용 차량의 실도로 주행 실험 및 분석 = 6
2.2.1 실도로 주행 실험 결과 = 6
2.2.2 실도로 주행 실험 분석 = 8
2.3 엔진 속도에 의한 기어 변속 = 9
2.4 BSFC 값에 의한 기어 변속 = 10
2.4.1 BSFC 값에 의한 기어 변속 알고리즘 = 11
3. 차량 시뮬레이션 = 14
3.1 Cruise 시뮬레이션을 통한 실험 = 15
3.1.1 실도로 주행시 기어 변속 시뮬레이션 = 15
3.1.2 엔진 속도에 의한 기어 변속 시뮬레이션 = 18
3.1.3 BSFC 값에 의한 기어 변속 시뮬레이션 = 23
4. 결론 = 28
5. 참고문헌 = 30
ABSTRACT = 32
