대형 버스에서 기어 변속 시점에 따른 연비 영향 분석

Abstract

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.