시내버스 연비 개선을 위한 변속 알고리즘 제안 및 시뮬레이션을 통한 효과 파악

Abstract

수동변속기 차량의 경우 운전자의 운전 패턴에 따라 연비 차이가 발생한다. 변속 시점에 따라 연료 소모 특성이 달라지기에 연비에 영향을 미치게 된다. 운전자가 변속을 할 때 출력은 동일하더라도 엔진의 운전조건에 따라서 엔진 효율이 달라지고 연료 소모량에도 차이가 발생하게 된다. 결국 변속 시점에 따라 연비 차이가 발생되는 것이다. 엔진의 운전조건과 도로 특성 그리고 운전자가 요구하는 출력 등의 데이터를 이용하여, 연료 소모 특성이 좋은 부분에서 엔진이 운전되고 운전자의 요구 출력도 만족시키는 기어 변속 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘에 의해 기어를 변속하게 되면 연비 개선 효과를 파악할 수 있다. 엔진 속도에 의한 기어 변속과 BSFC 값에 의한 기어 변속 시뮬레이션 결과를 비교∙분석하여, 연료 소비율과 요구 출력을 만족시키도록 알고리즘을 고안하였고, 알고리즘에 의한 기어 변속을 시뮬레이션 하였다. 엔진 속도에 의한 기어 변속에서 Up-shift 엔진 속도가 낮은 경우와 BSFC 값에 의한 기어 변속에선 연비는 향상되었지만 운전자가 요구하는 출력을 만족시키지 못하는 구간이 발생되었다. 알고리즘에 의한 기어 변속 시에는 2.92km/l의 연비가 나왔으며, 실도로 주행 시험이 반영된 결과보다 23.2%의 연비 개선 효과를 얻었으며 운전자가 요구하는 출력도 만족하였다.