KR101877579B1 - Calculation method for real time fuel rate of construction equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 회전에 따른 동력을 실시간으로 계산하고, 해당 엔진회전수 및 동력에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출함으로써 건설장비의 실시간 연비를 추정할 수 있는 건설장비의 실시간 연비 산출방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 건설장비의 실시간 연비 산출방법은 엔진회전수를 감지함과 함께 엔진 동력에 의해 구동되는 엔진부수장치의 실시간 동력을 산출하는 제 1 단계와, 감지된 엔진회전수 및 산출된 엔진부수장치의 실시간 동력을 이용하여 실시간 토크를 산출하는 제 2 단계와, 특정 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 단위시간 및 단위동력당 연료소모량(이하, '실제 BSFC'라 함)을 산출하는 제 3 단계 및 엔진부수장치의 실시간 동력에 '실제 BSFC' 값을 곱하여 건설장비의 실시간 연비를 산출하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a real-time fuel consumption of construction equipment capable of estimating real-time fuel consumption of a construction equipment by calculating power in accordance with rotation of the engine in real time, calculating a unit time corresponding to the engine speed and power, A method for calculating a real-time fuel consumption of a construction equipment according to the present invention includes a first step of sensing real-time fuel consumption of an engine-driven apparatus driven by engine power, A second step of calculating a real time torque using the real time power of the engine auxiliary apparatus and the calculated number of times of fuel consumption per unit time and the unit power of the specific engine speed and the real time torque, And a fourth step of calculating the real-time fuel consumption of the construction equipment by multiplying the real-time power of the engine-associated device by the actual BSFC value. And it characterized in that formed.

Description

건설장비의 실시간 연비 산출방법{Calculation method for real time fuel rate of construction equipment}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for calculating a real-

본 발명은 건설장비의 실시간 연비 산출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 회전에 따른 동력을 실시간으로 계산하고, 해당 엔진회전수 및 동력에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출함으로써 건설장비의 실시간 연비를 추정할 수 있는 건설장비의 실시간 연비 산출방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a real-time fuel consumption calculation method for a construction equipment, and more particularly, to a real-time fuel consumption calculation method of a construction equipment by calculating power in real time in accordance with rotation of the engine and calculating fuel consumption per unit time and unit power corresponding to the engine speed and power The present invention relates to a real-time fuel consumption calculation method of a construction equipment capable of estimating a real-time fuel consumption of a construction equipment.

굴삭기, 휠로더 등의 건설장비는 작업 특성상 대단위의 동력이 요구되어 작업시 많은 연료가 소모된다. 따라서, 건설장비의 연비 성능은 건설장비의 주요 사양 중 하나로 자리잡고 있다. Construction equipment such as excavators and wheel loaders are required to have a large amount of power due to the nature of the operation, which consumes a large amount of fuel during operation. Therefore, the fuel efficiency of construction equipment is one of the main specifications of construction equipment.

한편, 건설장비에 장착되는 엔진은 전자식 또는 기계식으로 제어되며, 전자식으로 제어되는 경우 엔진 제작사에서 기본적으로 연비정보를 제공한다. 그러나, 전자식 엔진제어모듈(ECM, engine control module)에 의한 연비정보는 엔진 자체의 동작에 의한 연비 추정임에 따라, 실제 건설장비의 동작에 따른 연비와 비교시 정확성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 기계식으로 제어되는 경우 대부분 연비정보가 제공되지 않는다. On the other hand, the engine mounted on the construction equipment is controlled electronically or mechanically, and when it is electronically controlled, the engine manufacturer basically provides fuel economy information. However, since the fuel consumption information by the engine control module (ECM) is an estimation of the fuel consumption by the operation of the engine itself, there is a problem that the accuracy is low when compared with the fuel consumption due to the operation of the actual construction equipment. In addition, most of the fuel economy information is not provided when it is mechanically controlled.

한국공개특허 제10-2011-73705호에서는 건설기계의 연비표시장치를 제안하고 있으나, 전자식 엔진제어모듈에 의해 산출된 연비정보를 단순히 표시창에 디스플레이하는 정도의 기술을 제시하고 있다.
Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-73705 proposes a fuel efficiency display device for a construction machine, but it presents a technology for displaying fuel efficiency information calculated by an electronic engine control module simply on a display window.

한국공개특허 제10-2011-73705호Korean Patent Publication No. 10-2011-73705

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 엔진의 회전에 따른 동력을 실시간으로 계산하고, 해당 엔진회전수 및 동력에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출함으로써 건설장비의 실시간 연비를 추정할 수 있는 건설장비의 실시간 연비 산출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a control apparatus for a construction equipment, which calculates power in real time based on rotation of an engine, calculates a unit time corresponding to the engine speed and power, The present invention provides a real-time fuel consumption calculation method of construction equipment capable of estimating real-time fuel consumption.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설장비의 실시간 연비 산출방법은 엔진회전수를 감지함과 함께 엔진 동력에 의해 구동되는 엔진부수장치의 실시간 동력을 산출하는 제 1 단계와, 감지된 엔진회전수 및 산출된 엔진부수장치의 실시간 동력을 이용하여 실시간 토크를 산출하는 제 2 단계와, 특정 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 단위시간 및 단위동력당 연료소모량(이하, '실제 BSFC'라 함)을 산출하는 제 3 단계 및 엔진부수장치의 실시간 동력에 '실제 BSFC' 값을 곱하여 건설장비의 실시간 연비를 산출하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a real-time fuel efficiency calculating method for a construction equipment, comprising: a first step of sensing a rotational speed of an engine and calculating a real-time power of the engine- A second step of calculating a real time torque by using the actual number of revolutions of the engine and the actual number of revolutions of the engine associated with the calculated number of revolutions and the calculated number of revolutions of the engine, And a fourth step of calculating a real-time fuel consumption of the construction equipment by multiplying real-time power of the engine-associated equipment by an actual BSFC value.

상기 실제 BSFC는, 최대토크 BSFC 및 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 최적 BSFC를 산출하는 과정(아래 식 A 참조)과, 최적 BSFC 및 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 '실제 BSFC'을 산출하는 과정(아래 식 B 참조)을 통해 계산하며, 상기 최대토크 BSFC는 특정 엔진회전수의 최대토크에서의 BSFC(단위시간 및 단위동력당 연료소모량)이고, 상기 최적 BSFC는 최적의 연비효율을 나타내는 특정 엔진회전수 및 토크에서의 BSFC이다. The actual BSFC calculates the optimum BSFC using the normalized BSFC ratio in the maximum torque BSFC and the maximum torque BSFC (see Equation A below) and the ratio of the optimal BSFC and the normalized BSFC in the actual BSFC, The maximum torque BSFC is a BSFC (unit time and fuel consumption per unit power) at a maximum torque of a specific engine speed, and the optimum BSFC is calculated by the following equation And the BSFC at a specific engine speed and torque that indicates the fuel efficiency of the engine.

(식 A) (Formula A)

최적 BSFC = 최대토크 BSFC / (1 + 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)Optimal BSFC = maximum torque BSFC / (1 + maximum torque BSFC ratio normalized / 100)

(식 B)(Formula B)

실제 BSFC = 최적 BSFC × (1 + 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)Actual BSFC = optimal BSFC x (1 + standardized BSFC ratio in actual BSFC / 100)

상기 최대토크 BSFC 또는 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율은 아래의 식으로 표현된다. The normalized BSFC ratio in the maximum torque BSFC or the actual BSFC is expressed by the following equation.

(식) (expression)

최대토크 BSFC 또는 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율(%) = {[(최대토크 BSFC or 실제 BSFC) - 최적 BSFC)] / 최적 BSFC} × 100(%) = {[(Maximum torque BSFC or actual BSFC) - optimal BSFC]] / optimal BSFC} × 100

또한, 상기 표준화된 BSFC 맵은 엔진회전수에 따른 토크 좌표에서 표준화된 BSFC 비율값을 나타낸 것이며, 상기 표준화된 BSFC 맵에 최적 BSFC가 포함되며, 최적 BSFC는 0이 된다. Also, the normalized BSFC map represents a normalized BSFC ratio value in torque coordinates according to the engine speed, and the optimal BSFC is included in the normalized BSFC map, and the optimal BSFC is zero.

상기 엔진부수장치는 펌프, 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔를 포함하며, 펌프의 실시간 동력은 아래의 식을 통해 산출된다. The engine auxiliary apparatus includes a pump, a cooling fan, an alternator, and a compressor. The real-time power of the pump is calculated by the following equation.

(식) (expression)

Pp = (P × Q) × α / ηP p = (P x Q) x alpha / eta

(Pp는 펌프 동력, P는 펌프 압력, Q는 토출 유량, α는 엔진회전수 보정계수, η는 펌프 효율)(P p is the pump power, P is the pump pressure, Q is the discharge flow rate,? Is the engine speed correction coefficient, and? Is the pump efficiency)

상기 냉각팬, 얼터네이터 및 컴프레셔의 실시간 동력은 각 장치의 회전수-동력 성능곡선을 통해 산출한다. 또한, 제 2 단계에서 실시간 토크는 엔진부수장치의 실시간 동력을 엔진부수장치의 회전수로 나누어 산출한다.
The real-time power of the cooling fan, the alternator and the compressor is calculated through the rotational-power performance curve of each device. In the second step, the real-time torque is calculated by dividing the real-time power of the engine auxiliary apparatus by the number of revolutions of the engine auxiliary apparatus.

본 발명에 따른 건설장비의 실시간 연비 산출방법은 다음과 같은 효과가 있다. The real-time fuel consumption calculation method of the construction equipment according to the present invention has the following effects.

엔진회전수와 엔진부수장치의 실시간 동력 및 실시간 토크를 체크하고, 특정 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 단위시간당 및 단위동력당 연료소모량(실제 BSFC을 산출, 반영함으로써 실시간 연비 산출이 가능하며, 실시간 연비 산출의 정확성을 기할 수 있게 된다.
Real-time fuel consumption can be calculated by calculating and reflecting real-time power and real-time torque of the engine revolutions and the engine subsidiary apparatus, and calculating the actual amount of fuel consumption per unit time and unit power The accuracy of the fuel economy calculation can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비의 실시간 연비 산출방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 표준화된 BSFC 맵을 나타낸 참고도. 1 is a flowchart illustrating a method for calculating real-time fuel economy of a construction equipment according to an embodiment of the present invention.
2 is a reference diagram showing a standardized BSFC map;

본 발명은 건설장비의 동작에 따른 실시간 연비를 산출하는 방법을 제시한다. 건설장비 내에는 엔진에 의해 동작되는 펌프, 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔 등의 엔진부수장치가 구비되며, 본 발명에서는 이와 같은 엔진부수장치의 실시간 동력과 해당 동력시의 엔진회전수를 이용하여 실시간 토크를 계산하고, 해당 실시간 토크 및 엔진회전수에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 추정하고, 최종적으로 부수장치의 실시간 동력과 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 통해 건설장비의 실시간 연비를 산출하는 방법을 제시한다. The present invention provides a method for calculating real-time fuel consumption according to the operation of construction equipment. In the construction equipment, there is provided an engine auxiliary device such as a pump, a cooling fan, an alternator, and a compressor, which are operated by an engine. In the present invention, real-time power of the engine- Estimates the unit time corresponding to the corresponding real-time torque and the engine speed and the fuel consumption per unit power, and finally real-time fuel consumption of the construction equipment through real-time power, unit time and fuel consumption per unit power The method of calculating is presented.

본 발명에서 엔진부수장치라 함은 엔진의 동력에 의해 구동되는 장치들을 일컬으며, 펌프, 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔 등이 해당된다. 대략적으로, 유압식 굴삭기의 경우, 엔진의 동력은 펌프에 약 80∼90% 전달되고, 나머지 약 10∼20%의 엔진 동력은 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔에 전달된다. In the present invention, the engine auxiliary unit refers to devices driven by the engine power, such as a pump, a cooling fan, an alternator, a compressor, and the like. Approximately, in the case of a hydraulic excavator, the engine power is delivered to the pump by about 80 to 90%, and the remaining about 10 to 20% of the engine power is delivered to the cooling fan, alternator, and compressor.

본 발명에 따른 건설장비의 실시간 연비 산출방법은 크게 ① 엔진회전수를 감지하고 엔진부수장치의 실시간 동력을 산출하는 단계(도 1의 S101), ② 해당 엔진회전수 및 실시간 동력을 통해 실시간 토크를 산출하는 단계(S102), ③ 해당 엔진회전수 및 실시간 토크에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출하는 단계(S103), ④ 실시간 동력과 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 통해 건설장비의 실시간 연비를 산출하는 단계(S104)의 순서로 진행된다. 이하, 상기 ①∼④ 단계에 대해 상세히 설명하기로 한다.
(1) a step (S101 in FIG. 1) of detecting the engine speed and calculating a real time power of the engine auxiliary apparatus, (2) calculating a real time fuel consumption rate (S103) calculating the unit time corresponding to the engine speed and the real time torque and the fuel consumption amount per unit power, (4) calculating the actual amount of fuel consumption per unit time and the amount of fuel per unit power, (S104) of calculating the real-time fuel consumption of the vehicle. Hereinafter, the steps 1 to 4 will be described in detail.

① 단계 : 엔진회전수 감지 및 실시간 동력 산출① Step: Detect engine speed and calculate real time power

엔진회전수는 건설장비 내에 구비된 장비제어기(MCU, machine control unit)에 의해 감지가 가능하며, 전자식 또는 기계식 엔진제어방식 모두 장비제어기를 통해 엔진회전수의 감지가 가능하다. The engine speed can be detected by a machine control unit (MCU) installed in the construction equipment, and the engine speed can be detected through the equipment controller in both electronic and mechanical engine control systems.

엔진부수장치의 실시간 동력은 다음과 같은 방식을 통해 계산된다. 먼저, 펌프의 실시간 동력은 아래의 식 1을 통해 계산된다. 펌프의 압력(P)은 압력센서를 통해 센싱할 수 있으며, 펌프의 토출 유량(Q)은 펌프 성능곡선으로부터 계산할 수 있다. 펌프 성능곡선은 펌프 압력(P)에 따른 토출 유량(Q)을 나타낸 그래프이다. 또한, 펌프 성능곡선은 특정 펌프회전수를 기준으로 한 것으로서, 센싱된 펌프회전수가 기준 펌프회전수보다 크거나 작은 경우 보정계수(α)를 곱하여 반영해야 한다. 참고로, 펌프회전수는 센싱된 엔진회전수와 동일하다. 예를 들어, 펌프 성능곡선의 기준 펌프회전수 900rpm이고 센싱된 펌프회전수가 1800rpm인 경우 보정계수(α)로서 2를 적용해야 한다. 보정계수의 수치범위는 펌프 성능곡선의 특성에 따라 가변적으로 적용되며, 펌프 동력(Pp)의 계산시 상기 엔진회전수에 따른 보정계수(α)에는 펌프사판각 제어에 따른 유량 정보가 추가적으로 반영될 수도 있다. 한편, 펌프 동력(Pp)의 계산시 펌프 효율(η)이 반영되어야 하며, 펌프 효율(η)은 펌프의 용적효율과 기계효율을 곱한 값을 의미한다.
The real-time power of the engine auxiliary apparatus is calculated in the following manner. First, the real-time power of the pump is calculated by Equation 1 below. The pressure (P) of the pump can be sensed through the pressure sensor, and the discharge flow rate (Q) of the pump can be calculated from the pump performance curve. The pump performance curve is a graph showing the discharge flow rate (Q) according to the pump pressure (P). In addition, the pump performance curve is based on a specific pump rotation number. When the sensed pump rotation speed is greater than or less than the reference pump rotation speed, the pump performance curve should be multiplied by a correction coefficient ([alpha]). For reference, the pump rotation speed is equal to the sensed engine rotation speed. For example, if the reference pump rotation speed of the pump performance curve is 900 rpm and the sensed pump rotation speed is 1800 rpm, 2 should be applied as the correction coefficient (α). The numerical range of the correction coefficient is variably applied according to the characteristic of the pump performance curve. In the calculation of the pump power (P p ), the correction coefficient (?) According to the engine speed is additionally reflected . On the other hand, the pump efficiency (η) must be reflected in the calculation of the pump power (P p ), and the pump efficiency (η) is the product of the volume efficiency of the pump and the mechanical efficiency.

(식 1) Pp = (P × Q) × α / η(1) P p = (P x Q) x? /?

(Pp는 펌프 동력, P는 펌프 압력, Q는 토출 유량, α는 엔진회전수 보정계수, η는 펌프 효율)(P p is the pump power, P is the pump pressure, Q is the discharge flow rate,? Is the engine speed correction coefficient, and? Is the pump efficiency)

(식 2) η = 용적효율(ηv) × 기계효율(ηm)
(2) η = volume efficiency (η v ) × machine efficiency (η m )

펌프를 제외한 나머지 엔진부수장치 즉, 냉각팬, 얼터네이터 및 컴프레셔의 실시간 동력은 각 장치의 회전수-동력 성능곡선을 통해 산출할 수 있다. 냉각팬의 회전수는 장비제어기(MCU)에 의해 센싱 가능하며, 얼터네이터와 컴프레셔는 각각 엔진회전수에 각 장치의 풀리비를 곱하여 회전수를 계산할 수 있다. The real-time power of the remaining engines, ie the cooling fans, alternators and compressors, except for the pump, can be calculated from the rpm-power performance curve of each unit. The number of revolutions of the cooling fan can be sensed by the equipment controller (MCU), and the alternator and compressor can calculate the number of revolutions by multiplying the number of revolutions of the engine by the pulley ratio of each device.

이상의 과정을 통해 엔진회전수 감지 및 엔진부수장치(펌프, 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔)의 실시간 동력을 계산할 수 있게 된다.
Through the above process, it is possible to calculate the engine speed and real-time power of the engine auxiliary apparatus (pump, cooling fan, alternator, compressor).

② 단계 : 실시간 토크의 산출② Step: Calculation of real-time torque

상술한 ① 단계를 통해 산출된 엔진회전수 및 엔진부수장치의 실시간 동력 정보를 이용하여 실시간 토크를 계산한다. 실시간 토크는 아래의 식 3을 통해 계산된다.
The real-time torque information is calculated using the engine speed calculated in the step (1) and the real-time power information of the engine-connected apparatus. The real-time torque is calculated by Equation 3 below.

(식 3)(Equation 3)

Figure 112013036066144-pat00001

Figure 112013036066144-pat00001

③ 단계 : 특정 엔진회전수 및 실시간 토크에 상응하는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출③ Step: Calculate fuel consumption per unit time and unit power corresponding to specific engine speed and real-time torque

건설장비의 실시간 연비는 엔진부수장치의 실시간 동력에 단위시간 및 단위동력당 연료소모량 값을 곱한 것으로서(식 4 참조), 실시간 연비를 산출하기 위해서는 단위시간 및 단위동력당 연료소모량 정보가 요구된다. 참고로, 식 4에서 연료밀도 보정계수(g/L)를 반영할 수 있다. The real-time fuel consumption of the construction equipment is obtained by multiplying the real-time power of the engine auxiliary unit by the unit time and the fuel consumption value per unit power (see Equation 4), and the fuel consumption amount per unit time and unit power is required to calculate the real- For reference, the fuel density correction coefficient (g / L) can be reflected in Equation (4).

상술한 ② 단계를 통해 특정 엔진회전수에 따른 실시간 토크가 계산된 상태에서, 해당 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 단위시간 및 단위동력당 연료소모량을 산출하는 과정을 진행한다. 단위시간 및 단위동력당 연료소모량(BSFC, brake specific fuel consumption)은 엔진부수장치에 소요되는 연료소모량을 단위시간 및 단위동력당으로 나타낸 것으로서, 특정 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 BSFC는 이하 '실제 BSFC(actual BSFC)'라 칭하기로 한다. 또한, 후술하는 '최적 BSFC'는 최적의 연비효율을 나타내는 특정 엔진회전수 및 토크에서의 BSFC를 의미하며, '최대토크 BSFC'는 특정 엔진회전수의 최대토크에서의 BSFC를 의미한다. The process of calculating the unit time and the fuel consumption amount per unit power of the engine rotation speed and the real time torque in the state where the real time torque according to the specific engine rotation speed is calculated through the step 2) The unit fuel consumption per unit time and power consumption (BSFC) is expressed by unit time and unit power per unit time and the specific fuel consumption (BSFC) BSFC (actual BSFC) '. The 'optimum BSFC' to be described later means a BSFC at a specific engine speed and torque showing the optimum fuel efficiency, and the 'maximum torque BSFC' means a BSFC at a maximum torque at a specific engine speed.

'실제 BSFC'를 산출하기 위해서는 표준화된 BSFC 맵(normalized BSFC map)이 필요하다. 표준화된 BSFC 비율은 '최적 BSFC'과 '실제 BSFC' 차이값을 '최적 BSFC'로 나눈 값으로서, 달리 표현하여 '최적 BSFC'에 대한 보정계수라 할 수 있다. 표준화된 BSFC 비율은 엔진회전수 및 토크 부하에 따라 0∼50%의 값을 가지며, 이와 같은 표준화된 BSFC 비율은 도 2와 같이 맵의 형태로 표현할 수 있다. 도 2에 있어서, 엔진회전수에 따른 토크 좌표에서 표준화된 BSFC 비율이 다양한 색깔의 등고선 형태로 표현되며 이를 통해 특정 엔진회전수 및 토크에서의 표준화된 BSFC 비율을 확인할 수 있다. 엔진회전수에 따른 토크 좌표에서 표준화된 BSFC 비율값은 각 엔진회전수 및 각 토크마다 반복적인 실험을 통해 산출된 값이다. 또한, 도 2에서 검은색 실선은 '최대토크 BSFC' 즉, 특정 엔진회전수의 최대토크에서의 BSFC 값을 의미한다.A normalized BSFC map is required to calculate the 'actual BSFC'. The standardized BSFC ratio is a value obtained by dividing the difference between the 'optimal BSFC' and the 'actual BSFC' by the 'optimal BSFC', which can be expressed as a correction coefficient for the 'optimal BSFC'. The standardized BSFC ratio has a value of 0 to 50% depending on the engine speed and the torque load, and the standardized BSFC ratio can be expressed in the form of a map as shown in FIG. In FIG. 2, the BSFC ratio normalized in the torque coordinates according to the engine speed is expressed in a contour line of various colors, thereby confirming the normalized BSFC ratio at a specific engine speed and torque. The standardized BSFC ratio value in the torque coordinates according to the number of engine revolutions is a value calculated through repeated experiments for each engine revolution number and each torque. In FIG. 2, a black solid line indicates a 'maximum torque BSFC', that is, a BSFC value at a maximum torque of a specific engine speed.

특정 엔진회전수 및 토크에서의 BSFC 즉, '실제 BSFC' 값은 ⓐ 최대토크 BSFC 및 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 최적 BSFC를 산출하는 과정(식 5 참조)과, ⓑ 최적 BSFC 및 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 '실제 BSFC'을 산출하는 과정(식 6 참조)을 통해 계산할 수 있다. The 'actual BSFC' value at a specific engine speed and torque is calculated by calculating the optimal BSFC using the normalized BSFC ratio at maximum torque BSFC and maximum torque BSFC (see Equation 5) And the process of calculating the 'actual BSFC' using the normalized BSFC ratio in the actual BSFC (see Equation 6).

엔진회전수가 2000 rpm이고 실시간 토크가 500 lb·ft 인 경우에서의 '실제 BSFC' 값을 산출하는 과정을 살펴보기로 한다. The process of calculating the 'actual BSFC' value in the case where the engine speed is 2000 rpm and the real-time torque is 500 lb · ft will be described.

엔진회전수가 2000일 때 최대토크 BSFC는 212이고, 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율은 6% 이다. 최대토크 BSFC 및 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율은 표준화된 BSFC 맵으로 확인할 수 있다. 이와 같은 상태에서, 식 5를 이용하면 최적 BSFC 값(200 = 212 / (1 + 6/100))을 산출할 수 있다. The maximum torque BSFC is 212 when the engine speed is 2000, and the standardized BSFC ratio at the maximum torque BSFC is 6%. The normalized BSFC ratios at maximum torque BSFC and maximum torque BSFC can be confirmed with a standardized BSFC map. In this state, the optimum BSFC value (200 = 212 / (1 + 6/100)) can be calculated using Equation (5).

최적 BSFC 값이 산출된 상태에서, 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율 즉, 엔진회전수 2000 실시간 토크 500에서의 표준화된 BSFC 비율을 확인한다. 표준화된 BSFC 맵에서 엔진회전수 2000 실시간 토크 500에서의 표준화된 BSFC 비율은 8% 임을 확인할 수 있다. 이와 같은 상태에서, 식 6을 이용하여 최적 BSFC(200)과 엔진회전수 2000 실시간 토크 500에서의 표준화된 BSFC 비율(1.08)을 곱하면 '실제 BSFC' 값으로 216을 산출할 수 있게 된다.
With the optimum BSFC value calculated, the normalized BSFC ratio in the actual BSFC, i.e., the normalized BSFC ratio in the engine speed 2000 real-time torque 500, is confirmed. In the standardized BSFC map, it can be seen that the standardized BSFC ratio at the engine speed 2000 real-time torque 500 is 8%. In this state, when the optimal BSFC 200 is multiplied by the standardized BSFC ratio (1.08) at the engine rotational speed 2000 real-time torque 500 using Equation 6, 216 can be calculated as the actual BSFC value.

(식 4) (Equation 4)

실시간 연비 = 실시간 동력(kW) × 실제 BSFC(g/kW·h)
Real-time fuel consumption = real-time power (kW) x actual BSFC (g / kWh)

(식 5) (Equation 5)

최적 BSFC = 최대토크 BSFC / (1 + 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)
Optimal BSFC = maximum torque BSFC / (1 + maximum torque BSFC ratio normalized / 100)

(식 6)(Equation 6)

실제 BSFC = 최적 BSFC × (1 + 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)
Actual BSFC = optimal BSFC x (1 + standardized BSFC ratio in actual BSFC / 100)

④ 단계 : 실시간 연비 산출 ④ Step: Real-time fuel economy calculation

전술한 바와 같이, 건설장비의 실시간 연비는 엔진부수장치의 실시간 동력에 '실제 BSFC' 값을 곱한 것임에 따라, 상술한 ③ 단계를 통해 '실제 BSFC' 값이 산출되면 식 4에 의해 건설장비의 실시간 연비가 산출될 수 있다. 참고로, 엔진부수장치의 실시간 동력은 ① 단계를 통해 미리 산출되어 있다. As described above, since the real-time fuel consumption of the construction equipment is obtained by multiplying the actual power of the engine auxiliary unit by the actual BSFC value, if the actual BSFC value is calculated through the step 3, Real-time fuel consumption can be calculated. For reference, the real-time power of the engine auxiliary apparatus is calculated in advance in step (1).

Claims (9)

엔진회전수를 감지함과 함께 엔진 동력에 의해 구동되는 엔진부수장치의 실시간 동력을 산출하는 제 1 단계;
감지된 엔진회전수 및 산출된 엔진부수장치의 실시간 동력을 이용하여 실시간 토크를 산출하는 제 2 단계;
특정 엔진회전수 및 실시간 토크에서의 단위시간 및 단위동력당 연료소모량(이하, '실제 BSFC'라 함)을 산출하는 제 3 단계; 및
엔진부수장치의 실시간 동력에 '실제 BSFC' 값을 곱하여 건설장비의 실시간 연비를 산출하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지며,
상기 실제 BSFC는,
최대토크 BSFC 및 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 최적 BSFC를 산출하는 과정(아래 식 A 참조)과,
최적 BSFC 및 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율을 이용하여 '실제 BSFC'을 산출하는 과정(아래 식 B 참조)을 통해 계산하며,
상기 최대토크 BSFC는 특정 엔진회전수의 최대토크에서의 BSFC(단위시간 및 단위동력당 연료소모량)이고, 상기 최적 BSFC는 최적의 연비효율을 나타내는 특정 엔진회전수 및 토크에서의 BSFC인 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
(식 A)
최적 BSFC = 최대토크 BSFC / (1 + 최대토크 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)
(식 B)
실제 BSFC = 최적 BSFC × (1 + 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율/100)
A first step of detecting a rotational speed of the engine and calculating real-time power of the engine-driven apparatus driven by engine power;
A second step of calculating a real time torque using the sensed engine speed and the calculated real time power of the engine associated device;
A third step of calculating a unit time and a fuel consumption amount per unit power (hereinafter, referred to as 'actual BSFC') at a specific engine speed and a real time torque; And
And a fourth step of calculating the real-time fuel consumption of the construction equipment by multiplying the real-time power of the engine auxiliary unit by the actual BSFC value,
The actual BSFC includes:
The process of calculating the optimum BSFC using the normalized BSFC ratio in the maximum torque BSFC and the maximum torque BSFC (see Formula A below)
Is calculated through a process of calculating an 'actual BSFC' (see Equation B below) using the optimal BSFC and the normalized BSFC ratio in the actual BSFC,
Wherein the maximum torque BSFC is a BSFC (unit time and fuel consumption per unit power) at a maximum torque of a specific engine speed, and the optimum BSFC is a BSFC at a specific engine speed and torque indicating optimum fuel efficiency. A method for calculating real-time fuel economy of a construction equipment.
(Formula A)
Optimal BSFC = maximum torque BSFC / (1 + maximum torque BSFC ratio normalized / 100)
(Formula B)
Actual BSFC = optimal BSFC x (1 + standardized BSFC ratio in actual BSFC / 100)
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 최대토크 BSFC 또는 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율은 아래의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
(식)
최대토크 BSFC 또는 실제 BSFC에서의 표준화된 BSFC 비율(%) = {[(최대토크 BSFC or 실제 BSFC) - 최적 BSFC)] / 최적 BSFC} × 100
2. The method of claim 1, wherein the normalized BSFC ratio in the maximum torque BSFC or actual BSFC is expressed by the following equation.
(expression)
(%) = {[(Maximum torque BSFC or actual BSFC) - optimal BSFC]] / optimal BSFC} × 100
제 1 항에 있어서, 상기 표준화된 BSFC 맵은 엔진회전수에 따른 토크 좌표에서 표준화된 BSFC 비율값을 나타낸 것이며, 상기 표준화된 BSFC 맵에 최적 BSFC가 포함된 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
2. The method as claimed in claim 1, wherein the normalized BSFC map represents a normalized BSFC ratio value in torque coordinates according to engine speed, and the normalized BSFC map includes an optimal BSFC map. Way.
제 1 항에 있어서, 상기 엔진부수장치는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
2. The method as claimed in claim 1, wherein the engine associated device includes a pump.
제 1 항에 있어서, 상기 엔진부수장치는 펌프, 냉각팬, 얼터네이터, 컴프레셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
The method as claimed in claim 1, wherein the engine additional apparatus includes a pump, a cooling fan, an alternator, and a compressor.
제 5 항에 있어서, 펌프의 실시간 동력은 아래의 식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
(식)
Pp = (P × Q) × α / η
(Pp는 펌프 동력, P는 펌프 압력, Q는 토출 유량, α는 엔진회전수 보정계수, η는 펌프 효율)
6. The method as claimed in claim 5, wherein the real-time power of the pump is calculated by the following equation.
(expression)
P p = (P x Q) x alpha / eta
(P p is the pump power, P is the pump pressure, Q is the discharge flow rate,? Is the engine speed correction coefficient, and? Is the pump efficiency)
제 6 항에 있어서, 상기 냉각팬, 얼터네이터 및 컴프레셔의 실시간 동력은 각 장치의 회전수-동력 성능곡선을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 건설장비의 실시간 연비 산출 방법.
The method as claimed in claim 6, wherein the real-time power of the cooling fan, the alternator, and the compressor is calculated through a rotational-power performance curve of each device.
제 1 항에 있어서, 제 2 단계에서 실시간 토크는 엔진부수장치의 실시간 동력을 엔진부수장치의 회전수로 나누어 산출하는 것을 건설장비의 실시간 연비 산출 방법. The method according to claim 1, wherein in the second step, the real-time torque is calculated by dividing the real-time power of the engine associated device by the number of revolutions of the engine associated device.
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