경사를 갖는 고속국도에서 Eco-cruise 드라이브에 관한 연구
A Study on the Eco-cruise Drive at Expressway with Grade
- 주제(키워드) 등판저항 , Eco-cruise
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이종화
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000011603
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
차량의 화석 연료 사용량에 따른 지구 환경 오염 및 온난화의 영향은 매우 중요한 요인임은 이미 알려진 사실이다. 연비는 차량의 엔진, 변속기, 발전기 등의 많은 부품이 발달함에 따라 향상되었다. 본 연구는 경사를 갖는 고속도로에서 주행저항을 계산, 예측하여 차량의 속도를 제어함으로서 연비를 향상할 수 있는 방안을 다루었다. 이 방안은 실험하고자 하는 영동고속도로의 GPS 거리와 고도 데이터를 취득하여 미리 차량의 ECU에 저장한다. 이제 이 차량에 GPS 수신기를 장착하고 같은 고속도로를 주행한다. 이때 GPS로 부터 수신된 고속도로의 현재의 거리와 고도 데이터 그리고 미리 저장되어 있던 다음의 거리와 고도 데이터를 이용하여 도로의 경사각과 등판저항을 계산한다. 현재 차량의 속도를 고려한 공기저항, 경사각을 이용한 등판저항, 가속저항, 구름저항을 계산하고 등판저항과 다른 저항과의 관계식을 설정함으로서 다음 위치의 차량 속도 예측이 가능하다. 연비 개선을 위한 3가지 알고리즘을 제안하고 각각의 속도 프로파일을 생성, 모의 실험하여 연비를 비교 분석하였다. 주행 차량은 2,356㏄ 소나타NF를 사용하였으며 고속도로 전 구간을 정속 주행한 CONSTVEL 연비 대비 3.7% 또는 4.8%의 개선 효과를 보인 CVELCONT2 또는 CVELCONT3 알고리즘을 Eco-cruise drive 방안으로 제안한다.
more초록/요약
A vehicle fuel economy is very important issue in view of fuel cost and environmental regulation. It has been improved according to the performance improvement of the vehicle engine, power train and many components. In this paper, a fuel economy improving scheme as controling a vehicle velocity by road load calculated and predicted in an expressway with grade was studied. The distance and altitude data of Youngdong expressway are measured with GPS sensor and these data are saved in the ECU of the test vehicle in advance. Then the test vehicle equipped with GPS receiver is driven in the same expressway. The ECU calculates the gradient angles and gradient resistances of the test expressway by comparing the current received distance and altitude data from GPS with the saved data ahead of the vehicle. The aerodynamic resistance, acceleration resistance and the rolling resistance are calculated with the various given conditions like the current velocity. It is possible to predict the velocity profile of that vehicle by relating equations of the gradient resistance and other resistances. Three algorithms with different velocity profiles for improvement of fuel economy are proposed, compared and analysed with the computer simulation results. The test vehicle is SONATA-NF with 2,356㏄ displacement. The proposed CVELCONT2 and CVELCONT3 algorithms were improved 3.7% and 4.8% of fuel economy compared with CONSTVEL which is the steady cruising algorithm and these two algorithms are recommended as the Eco-cruise drive schemes in this study.
more목차
제1장 서론 1
제2장 GPS 데이터와 주행저항 4
2.1 GPS 데이터 4
2.2 주행저항 7
제3장 속도제어 알고리즘 11
3.1 알고리즘 개요 11
3.2 정속주행 알고리즘 12
3.3 하향속도제어 알고리즘 12
3.4 상향속도제어 알고리즘 17
3.5 중앙속도제어 알고리즘 20
제4장 시뮬레이션 및 고찰 23
4.1 시뮬레이션 프로그램 23
4.2 경사도가 연비에 미치는 영향 24
4.3 고찰 26
4.3.1 속도 프로파일 26
4.3.2 순간연료 소모량 28
4.3.3 rpm 및 파워 32
4.4 주행 시뮬레이션 결과 34
제5장 결론 37
제6장 참고 문헌 39
ABSTRACT
