가솔린 엔진 장착 차량에서 브레이킹 구간의 연료차단 제어가 모드 연비에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 가솔린 엔진 장착 차량에서 브레이킹 구간 동안의 연료차단 제어가 연비 개선에 어느 정도 영향을 미치는지를 다루었다. 일반적으로 차량이 운전될 때 가감속구간이 반복된다. 차량의 감속 구간은 두 가지로 분류될 수 있는데, 엔진으로부터의 동력이 필요한 감속구간과 동력이 전혀 필요하지 않는 감속구간으로 분류될 수 있다. 특별히 본 논문에서는 동력이 전혀 필요하지 않는 감속구간을 브레이킹 구간이라고 정의 하였고, 브레이킹 구간에서는 엔진으로부터의 동력이 필요하지 않기 때문에 엔진으로 연료가 분사될 필요가 없는 연료차단 제어를 수행할 수 있는 조건이 된다. 이론적으로는 브레이킹 구간에서 연료를 분사하지 않아도 되지만 실질적으로 제약이 따른다. 엔진에 연료가 분사되지 않으면 엔진의 회전수가 감소하게 되는데 일정 엔진 회전수에서는 연료를 분사시켜서 엔진을 다시 회생시켜야 한다. 그 일정 엔진 회전수의 결정은 엔진의 제원에 따라 판단된다. 본 연구에서는 연료를 재분사해야 되는 최소 엔진 회전수를 800rpm 으로 설정했고, 브레이킹 구간이 시작되는 시점에서 연료가 차단되는 시점을 어느 정도 지연시켜 주었다. CRUISE를 이용한 시뮬레이션에서 3200cc 급 가솔린 차량은 FTP-75 모드 주행시 최대 3.9%의 연비개선 효과를 얻을 수 있었다. 또한 동급 차량에서 중량이 늘어나면 연료차단 제어로 인한 연비개선 효과는 더 크 이득을 볼 수 있었다. 중량이 10% 늘어나면 연료차단 제어로 4.0% 의 연비개선 효과를 얻을 수 있었다. 동급 차량에서 차량 주행저항이 커지면 연료차단 제어로 인한 연비개선 효과는 작아졌다. 동급차량의 주행저항을 10% 줄이면 연료차단 제어로 4.1% 의 연비개선 효과를 얻을 수 있었다.

주요어: 연비, 시뮬레이션, 브레이킹 구간, 연료차단 제어, CRUISE