시내버스 주행패턴 변경이 연비에 미치는 영향
The Effect of Driving Pattern Change on Fuel Economy of City Bus
초록/요약
중대형 차량의 점유율은 전체 차량의 5% 정도임에 비하여, 온실가스 배출 비율은 전체의 약 36%를 점유하는 것으로 추정되고 있어, 시내버스를 포함하는 중대형 차량의 연비개선에 대한 연구가 필요하다. 그동안 친환경 운전 기법을 활용한 차량의 연비개선 연구가 꾸준하게 진행되어 왔으나, 주로 승용차 위주였고 중량 등 에너지 소비특성이 다른 상용차의 주행패턴에 대한 고려가 미흡한 실정이다. 본 연구를 통하여 디젤기관 시내버스의 속도, 가속도, 기어변속시기 등에 대한 주행패턴 변경이 연비에 미치는 영향을 예측하였다. 시내버스의 중량과 고부하 저속영역의 우수한 열효율 특성에 초점을 맞추어, 여러 가지 연비관련 인자 중에 주행패턴 변경인자로서 속도 감속, 급가속도 완화, 조기 기어변속 등의 인자를 선정하였다. 이들 주행패턴 변경인자들을 반영하는 주행모드 프로파일 제작을 위하여, 유럽 시내 주행모드인 ECE모드를 채택하였고, 이를 통해 주요 주행패턴 변경을 인수 값 지정으로 반복 시험할 수 있는 프로파일 제작 기법을 정립하였다. 검증된 모델을 이용한 서울 시내버스 실 도로 주행 프로파일(CBRD)의 시뮬레이션 결과 시내버스 주행패턴 변경이 연비에 미치는 영향에 관하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 시내버스 주행속도를 10%감속 변경하는 경우, 연비 시뮬레이션 결과 약20.9%의 연비개선 효과가 예측 된다. 그러나 주행거리 도달을 위한 주행시간은 약 8.4% 초과한다. 시내버스 주행 시 가속도가 0.5[m/s2] 이상인 구간을 급가속도 구간으로 판별하고, 가속도를 완화 할 시 8.5%의 연비 개선 효과가 발생하였고, 주행시간은 CBRD 주행모드 대비 1.5%로 늘어났다. 기어변속 시기를 3초 앞당기면 5.1%의 연비 향상 효과가 예측된다. 시뮬레이션 결과 주행패턴 변경인자로서 속도와 가속도는, 특정 변경 범위에 따라 연비개선효과가 상승했다가 멈춤 또는 하강하는 추이를 보였고, 반면에 조기 기어변속의 경우 추가 연비기여도 개선의 여지가 있는 것으로 판단된다. 시내버스 주행패턴 변경인자 중에 주행시간, 주행거리, 연비기여도를 모두 고려할 때, 조기 기어변속이 우선 적용 주행패턴으로 판단된다. 그 다음은 급가속을 자제 하는 가속도 완화 변경이, 1~2%의 주행시간 지연이 있지만, 연비개선을 위해서는 투자 가치가 있다. 마지막으로 속도 감속 변경은 주행시간 지연 범위에 유의하며, 시간지연 제약이 적은 경우에만 주행패턴 변경 방법으로 권고 된다.
more초록/요약
The share of medium and large vehicles, accounting for 5% of the total. However, it is estimated to occupy that the ratio of greenhouse gas emissions of those is about 36% of the total. Therefore, medium and large vehicles, including buses improve fuel efficiency is needed for the study. Meanwhile, using eco-friendly driving techniques of improving the fuel efficiency of vehicles has been steadily. But the study was mainly focussed on passenger cars, there has been little consideration for commercial vehicles by weight and energy consumption characteristics of different patterns. In this paper, it is expected that the effect of change the driving pattern on fuel economy based on velocity, acceleration, gear shifting for diesel city buses. The heavy weighted city bus enjoy high efficiency at the area of low engine speed and high load. The main factor of fuel economy are velocity drop, to soften acceleration and early gear shifting. ECE driving cycle are selected to develop driving profiles for the factors, and the profile development methodology can be tested repeatedly. According to the simulation, the effect of change the driving pattern is as follows. In the case of 10% reduction of velocity, it is predicted 20.9% effect on fuel economy. However, the driving time is extended about 8.4%. In the time interval over acceleration 0.5[m/s2], it enjoyed 8.5% effect on fuel economy and the driving time is extended 1.5% comparing with Seoul City Bus Real road Driving profile, so we called CBRD. In the case of early gear shifting 3 seconds, it is predicted 5.1% fuel effect. The simulation results that the velocity and acceleration are up and down on fuel economy. On the other hand, the early gear shifting has the power of improvement additional fuel economy. The early gear shifting is believed to be the first factor of driving patterns change when considering all the contributions, driving time, mileage, fuel efficiency. In addition to that, acceleration of relaxation has worth the investment. Finally, the change of velocity is recommended with time to spare.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 2
1.3 디젤차량에서의 에너지 흐름 3
제 2 장 주행패턴 변경인자의 주행모드 프로파일 제작 6
2.1 시내버스(디젤기관) 차량 모델 6
2.2 시내버스 주행패턴 변경인자 선정 6
제 3 장 주행패턴 변경인자의 프로파일 제작 및 시험 9
3.1 유럽 표준 ECE 시내 주행모드 9
3.2 속도 주행패턴 변경인자 프로파일 제작 및 시험 11
3.3 가속도 주행패턴 변경이자 프로파일 제작 및 시험 16
3.4 기어변속시기 주행패턴 변경인자 프로파일 제작 및 시험 19
제 4 장 시뮬레이션 및 결과 분석 21
4.1 시내버스 연비시험 주행모드 시뮬레이션 21
4.2 속도 패턴 변경 시뮬레이션 24
4.3 가속도 패턴 변경 시뮬레이션 27
4.4 기어 변속 시기 패턴변경 시뮬레이션 30
4.5 시뮬레이션 결과 분석 33
제 5 장 결론 37
제 6 장 참고 문헌 39
ABSTRACT 41
