KR20230158673A - 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법 - Google Patents

주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230158673A
KR20230158673A KR1020220057795A KR20220057795A KR20230158673A KR 20230158673 A KR20230158673 A KR 20230158673A KR 1020220057795 A KR1020220057795 A KR 1020220057795A KR 20220057795 A KR20220057795 A KR 20220057795A KR 20230158673 A KR20230158673 A KR 20230158673A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
loss
fuel efficiency
engine
rotation speed
Prior art date
Application number
KR1020220057795A
Other languages
English (en)
Inventor
김영수
박성욱
서지구
Original Assignee
한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 filed Critical 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority to KR1020220057795A priority Critical patent/KR20230158673A/ko
Publication of KR20230158673A publication Critical patent/KR20230158673A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097—Predicting future conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • B60W40/068—Road friction coefficient
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • B60W40/076—Slope angle of the road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/1005—Driving resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0657—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/13—Mileage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/16—Driving resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/40—Coefficient of friction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 저장부; 차량종방향주행동력연산부; 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부; 엔진토크연산부; 및 연비예측부를 포함하여, 가변되는 외력 및 주행 속도에 따라 가변되는 타이어의 구름 저항과 주행 경로의 경사를 반영하여 차량의 주행 연비를 예측할 수 있도록 하는 차량의 주행 연비 예측 장치 및 방법을 제공한다.

Description

주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법{A fuel efficiency prediction apparatus and method according to the driving speed}
본 발명은 타이어의 변수를 고려한 차량의 연비 예측 장치 및 방법에 관한것으로서, 더욱 상세하게는, 가변되는 외력을 적용하여 정확한 연비 예측을 가능하게 하는 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 차량의 연비를 측정하기 위해서는 샤시 동력계의 실험을 통해 연비를 측정하는 방식을 사용하고 있으며, 우리나라의 경우 미국의 FTP-75 모드를 사용한다. 하지만, 이 방식은 평지에서 달린다는 것을 가정하고 마련된 모드로 고도나 경사를 고려하지 않고 있다.
주행 모드에 따라 차량의 연비를 계산하기 위해 샤시 동력계 상에서 직접 구동할 수 있지만 연비맵 또는 엔진맵 등 차량의 특성에 대한 데이터를 근거로 시뮬레이션하여 연비를 추정할 수 있다. 이 방법을 사용한 방법은 자동차 공학회 논문집 제7권 제2호(1999년)에 발표한 “연비효율과 기동성 해석을 위한 차량 동력 전달계의 성능 시뮬레이션”제하 논문의 연구 등에서 밝히고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제2001-91106호 등에서도 상기 미국의 FTP-75 모드를 사용한 차량 연비 예측 방법을 개시하고 있다.
그러나 상술한 종래기술들의 연비 예측 기술들은 타이어의 상태가 차량의 제원과 연관되어 있지 않고 타이어와 지면의 마찰계수(구름저항)를 고정된 상수로 입력하여 연비를 도출하였다. 이런 방법은 속도에 따라 변화되는 타이어의 구름저항력을 반영한 연비 예측을 할 수 없다는 문제점이 있다.
실제로 타이어의 구름저항 값은 차량의 속도, 압력, 하중에 의해 변하기 때문에 해당 데이터를 적용하여야 올바른 연비를 예측할 수 있다. 따라서 위 변수들을 반영한 구름저항력을 반영한 예측 방법이 요구된다.
대한민국 공개특허 제2001-91106호(2001.10.23. 공개)
"연비효율과 기동성 해석을 위한 차량 동력 전달계의 성능 시뮬레이션", 자동차 공학회 논문집 제7권 제2호(1999년) 408-423(16pages)(1999.02.)
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도로의 경사도와 타이어의 특성을 고려하여 차량의 특성과 속도에 따라 변동하는 구름 저항력을 도출한 후 반영하여 차량의 주행연비를 정확하게 예측할 수 있도록 하는 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 차량의 변속기 단수를 알피엠(RPM) 및 토크(torque)에 따른 변속기맵에서 구한 뒤 이를 바탕으로 엔진 성능에 대한 데이터를 이용하여 연료소비율을 구하고, 차량의 속도가 변경되면 수동 변속기맵을 통해 변속하고 이 변속기 단에 따라 다시 연료 소비율을 계산해 정확하게 차량의 주행연비를 예측할 수 있도록 하는 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상술한 본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 연비 예측을 위한 연비연산데이터를 저장하는 연비연산데이터 저장부; 기 설정된 시간 동안의 차량의 주행 속력 변화, GPS 위도 경도 또는 고도 변화량 중 하나 이상을 수신하여 차량종방향속도 및 차량종방향가속도를 연산하고, 차량종방향주행동력을 연산하여 출력하는 차량종방향주행동력연산부; 상기 차량종방향주행동력을 입력받은 후, 차량외부손실 반영 종방향주행동력과 엔진회전속도와 동력전달장치 출력토크를 연산하여 출력하는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부; 상기 동력전달장치 출력토크에 차량내부 출력토크 손실을 더하여 엔진토크를 산출하는 엔진토크연산부; 및 상기 엔진회전속도와 엔진토크를 상기 연비연산데이터저장부에 저장된 차량의 연비맵에 적용하여 연비를 예측하는 연비예측부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치를 제공한다.
상기 차량외부손실은, 보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실 또는 가속도 손실 중 하나 이상의 합일 수 있다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부는, 상기 구름 저항 손실을 상기 차량의 주행속도를 적용하여 산출된 구름저항을 적용하여 산출하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 차량의 주행속도는 차량의 종방향(진행 방향)의 속도이다.
상기 차량내부손실은, 변속기 동력 전달 손실, 차축 동력 전달 손실 또는 리타더 토크 손실 중 하나 이상의 합일 수 있다.
상기 엔진토크연산부는 상기 엔진토크가 산출된 후, 상기 엔진회전속도와 상기 엔진토크가 성능 한계를 초과하는 경우 최대토크곡선 최대값으로 설정하는 엔진회전속도 및 엔진토크 보정을 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 차량 연비 예측 장치는, 상기 엔전회전속도 및 엔진토크에 따라 변압기 단수 변경을 수행하여 상기 기 설정된 시간 동안의 연비 예측 처리 과정을 반복 수행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상술한 본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 저장부; 차량종방향주행동력연산부; 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부; 엔진토크연산부; 및 연비예측부를 포함하여 구성되는 차량 연비 예측 장치의 차량 연비 예측 방법에 있어서, 기 설정된 시간 동안의 차량의 속력 변화, GPS 위경도 변화 또는 고도 변화 중 하나 이상을 이용하여 차량종방향주행동력을 산출하는 차량종방향주행동력 연산단계; 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부가 상기 차량종방향주행동력 연산단계에서 산출된 차량속도를 이용하여 '엔진의 회전속도'를 산출하고, 상기 차량종방향주행동력에 차량의 외부손실을 반영하여 동력전달장치 출력토크를 산출하여 출력하는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계; 상기 엔진토크연산부가 차량내부손실과 차량내부 출력토크 손실을 산출한 후, 상기 차량내부손실을 상기 '외부손실 반영 차량종방향주행동력'에 더하여 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 동력'을 산출하고, 차량내부 출력토크 손실을 상기 '동력전달장치 출력토크'에 더하여 엔진토크를 산출하여 출력하는 엔진토크 연산단계; 및 상기 연비예측부가 산출된 상기 '엔진회전속도'와 '엔진토크'를 연비맵에 적용하여 연비를 예측하는 연비예측단계를 포함하여 구성되는 차량 연비 예측 방법을 제공한다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계의 상기 차량외부손실은, 보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실 또는 가속도 손실 중 하나 이상의 합으로 산출될 수 있다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계는 상기 차량의 주행속도를 적용하여 산출된 구름저항을 적용하여 상기 구름 저항 손실을 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 엔진토크 연산단계는, 산출된 상기 엔진회전속도와 엔진토크가 엔진 성능 한계를 초과하는 경우, 최대토크곡선의 최대값으로 보정하는 엔진회전속도 및 엔진토크 보정단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 상술한 본 발명의 실시예의 차량 연비 예측 방법을 컴퓨터로 읽어 들여 실행하는 코드로 기록한 기록매체를 제공한다.
상술한 본 발명의 일 실시예의 주행속도에 따른 차량의 연비 예측 장치 및 그 방법은, 타이어의 구름 저항력 값을 차량의 속도, 타이어의 압력, 타이어의 설치 상태에 따라서 변화되는 구름 저항력 값으로 적용하여 차량의 연비를 더욱 정확하게 예측할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 주행속도에 따른 차량의 연비 예측 장치 및 그 방법은, 차량의 연비 예측 시 주행 경로의 경사를 포함하는 것에 의해 실제 도로에서의 연비를 더욱 정확하게 예측할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 3은 고정 구름저항(RRf)과 속도(V)에 따른 가변 구름저항(RRv)을 나타내는 그래프이다.
도 4는 실제 차량에서 측정한 실측 연료소모량과, 실체 차량 정보를 이용하여 차량 연비 예측 장치에 의해 측정한 예측 연료소모량을 비교한 그래프이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 연비 예측 장치는 가속도 손실(P_acc[kW]), 등판 저항 손실(P_slope[kW]), 공기 저항 손실(P_air[kW]), 구름 저항 손실(P_roll[kW]), 보조기기 손실(P_aux[kW]), 엔진 회전 관성 손실(P_inertia_engine[kW]), 타이어 회전 관성손실(P_inertia_wheel[kW]), 변속기 동력 전달 손실(P_transmission_loss[kW]), 차축 동력 전달 손실(P_axle_loss[kW]), 리타더 토크 손실(P_retader_loss[kW]), 엔진 요구 출력(P_eng[kW])을 산출하여 연비를 예측하도록 구성된다.
하기의 표 1은 상기 차량의 손실 또는 엔진 요구 출력 산출식을 나타낸다.
　 분류(kW) 산출식
1 가속도 손실 (P_acc[kW]) P_acc[kW] = 차량중량[kg]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001
2 등판 저항 손실(P_slope[kW]) P_slope[kW] = 차량중량[kg]*9.81[m/s]*경사도(sinθ)*속도[m/s]*0.001
3 공기 저항 손실
(P_air[kW])		 P_air[kW]=0.5*공기밀도[kg/m3]*공기저항계수Cd*전면적[m2] *(속도[m/s])3*0.001*보정계수
4 구름 저항 손실
(P_roll[kW])		 P_roll[kW]=구름저항(RR)*차량중량[kg]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001
5 보조기기 손실(P_aux[kW]) P_aux[kW]=보조기기류 입력 데이터 동력 소모량[kW]
6 엔진 회전 관성 손실(P_inertia_engine[kW]) P_inertia_engine[kW]=엔진회전관성[kg*m3]/타이어 반지름2[m2]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001
7 타이어 회전 관성손실(P_inertia_wheel[kW]) P_inertia_wheel[kW]=타이어회전관성[kg*m3]/타이어 반지름2[m2]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001
8 변속기 동력 전달 손실(P_transmission_loss[kW]) P_transmission_loss[kW]=변속기토크손실[Nm]*엔진 회전속도[rpm]*(2π/60)*0.001
9 차축 동력 전달 손실(P_axle_loss[kW]) P_axle_loss[kW]=(차축토크손실[Nm]/기어비)*엔진 회전속도[rpm]*(2π/60)*0.001
10 리타더 토크 손실(P_retader_loss[kW]) P_retader_loss[kW]=(리타더토크손실[Nm]/기어비)*엔진 회전속도[rpm]*(2π/60)*0.001
총합 엔진 요구 출력
(P_eng[kW])		 P_eng[kW]= P_acc[kW]+ P_slope[kW]+ P_air[kW]+ P_roll[kW]+ P_aux[kW]+ P_inertia_engine[kW]+ P_inertia_wheel[kW]+ P_transmission_loss[kW]+ P_axle_loss[kW]+ P_retader_loss[kW]
도 1은 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 장치(1)의 기능 블록도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 장치(1)는 연비 예측을 위한 연비연산데이터를 저장하는 연비연산데이터 저장부(10); 차량의 제어장치로부터 또는 입력된 기 설정된 시간 동안의 차량의 주행 속력 변화, GPS 위도 경도 또는 고도 변화량 중 하나 이상을 수신하여 차량종방향속도 및 차량종방향가속도를 연산하고, 차량종방향주행동력을 연산하여 출력하는 차량종방향주행동력연산부(20); 상기 차량종방향주행동력을 입력받은 후, 차량외부손실 반영 종방향주행동력(P_dem_raw)과 엔진회전속도(rpm)와 동력전달장치 출력토크를 연산하여 출력하는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30); 상기 동력전달장치 출력토크에 차량내부 출력토크 손실을 더하여 엔진토크를 산출하는 엔진토크연산부(40); 및 상기 엔진회전속도와 엔진토크를 상기 연비연산데이터저장부(10)에 저장된 차량의 연비맵에 적용하여 연비를 예측하는 연비예측부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연비연산데이터 저장부(10)는 엔진테이블(11), 동력전달장치테이블(12), 보조기기동력 테이블(13), 차량재원정보테이블(14)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 엔진테이블(11)은 엔진 회전속도에 따른 엔진토크 변화 정보를 가지는 최대토크곡선, 모터링 곡선(모터링 선도), WHTC(World Harmonized Transient Cycle) 보정계수, 연비맵, 엔진 배기량, 공회전 엔진회전속도, 최대 엔진회전속도 및 공회전 연료소비율 중 하나 이상의 데이터를 저장할 수 있다.
상기 동력전달장치테이블(12)은 변속기동력전달손실, 차축동력전달손실(축토코손실), 리타더 토크 전달 손실 정보를 가지는 동력전달장치손실맵, 동력전달 장치의 기어들의 기어비와 종감속비 정보를 가지는 기어비맵 및 최대기어단수와 출발기어단수를 포함하는 변속 관련 정보를 가지는 변속기맵 중 하나 이상의 데이터를 저장할 수 있다.
상기 보조기기동력 테이블(13)은 냉각팬, 조향장치용 펌프, 기타전기장치, 공기압축장치, 공조장치 등의 소모 동력을 데이터로 저장할 수 있다.
상기 차량재원정보테이블(14)은 차종, 공차중량, 총중량, 차량 무게, 타이어 반경, 타이어 회전관성, 유종, 공회전제한장치 유/무 등의 차량 재원 정보를 데이터로 저장할 수 있다.
상기 차량종방향주행동력연산부(20)는 차량의 제어장치로부터 또는 기 입력된 기 설정된 시간 동안의 차량의 주행 속력 변화, GPS 위도 경도 또는 고도 변화량 중 하나 이상을 수신하여 노면의 경사 및 고도가 반영된 '차량종방향주행동력(kW)'을 연산하여 출력하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 차량종방향주행동력연산부(20)는 차량의 제어장치로부터 기 설정된 시간 동안의 차량의 주행 속력 변화, GPS 위도 경도 또는 고도 변화량 중 하나 이상을 수신하여 '차량종방향속도' 및 '차량종방향가속도'를 연산한다. 그리고 연산된 차량종방향속도 및 차량종방향가속도로부터 차량의 구동력의 변화와 기 설정된 시간 동안 이동 거리를 산출한다. 여기서 상기 속력은 스칼라 양이고, 속도 및 가속도 등은 벡터량이다. 산출된 차량의 구동력 변화, 위경도 변화, 고도 변화, 이동 거리 및 기 설정된 시간을 이용하여 노면의 경사 및 고도가 반영된 '차량종방향주행동력(kW)'을 연산하여 출력한다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)는 차량종방향주행동력연산부(20)로부터 차량종방향주행동력을 입력받은 후, 차량외부손실 반영 종방향주행동력(P_dem_raw)과 엔진회전속도(rpm)와 동력전달장치 출력토크를 연산하여 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 차량외부손실은 보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실, 가속도 손실의 합일 수 있다. 상기 보조기기류 동력 손실은 보조기기류 구동을 위한 소모 동력이다. 상기 공기저항 손실은 차량의 주행에 따른 공기저항에 의해 손실되는 동력이다. 상기 구름 저항 손실은 차량의 주행 속도에 따라 가변되는 타이어의 구름 저항에 의해 발생하는 손실 동력이다. 상기 등판 저항 손실은 노면의 경사도에 따라 발생하는 손실 동력이다. 가속도 손실은 차량의 가속 시 발생하는 손실 동력이다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)는 상기 연비연산데이터저장부(10)의 보조기기동력테이블(13)과, 표 1의 공기저항 손실(P_air) 산출 식, 구름 저항 손실(P_roll) 산출식, 등판 저항 손실(P_slope) 산출식 및 가속도 손실(P_acc) 산출식에, 산출된 차량 속도, 차량의 가속도, 차량재원 정보의 차량 전면적(전면면적), 차량중량, GPS 위도 경도 변화에 의해 산출된 노면의 경사도(경사도(sinθ, θ 수평면에 대한 노면의 경사 각도), 차량 속도와 경사에 따라 가변되는 타이어 구름저항 등을 적용하여 보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실, 가속도 손실을 산출하고, 이를 합산하여 차량외부손실을 연산한다. 이후 차량외부손실을 상기 차량주행방향동력에 합산하여 외부손실 반영 차량종방향주행동력(P_dem_raw)(kW)을 산출한다.
이 경우, 상기 구름 저항 손실(P_roll)은 차량의 주행속도를 반영하여 가변되도록 산출되는 것을 특징으로 한다.
상기 구름 저항 손실(P_roll)은 표 1의 구름 저항 손실 산출식인 '구름 저항 손실(P_roll)[kW]=구름저항(RR)*차량중량[kg]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001'에 의해 산출된다.
그리고 상기 구름저항(RR)은 'SAE J2452'의 구름저항 산출식('수학식 1')을 통해 차량의 주행 속도에 따라 가변되도록 산출될 수 있다.
여기서, RR은 구름저항, n은 차량의 축 개수, P(i)는 타이어 압력, s(i)는 타이어가 장착된 각축의 상대 하중, m은 차량의 중량, w(i)는 i축의 타이어 개수(싱글 타이어-2, 트윈 타이어-4 등), α(i), β(i), a(i), b(i) 및 c(i)는 i축에 장착된 타이어의 J2452계수, g는 중력가속도, V는 산출된 차량의 주행속도이다.
다음으로, '엔진회전속도(rpm)=차량 주행속도(V)*종감속비*1000*((2π*타이어반지름)/60)'인 '엔진회전속도 산출식'을 이용하여 엔진회전속도를 산출한다. 다음으로, '동력전달장치 출력토크= 외부 손실 반영 차량종방향주행동력*60*1000*엔진회전속도/2π'인 '동력전달장치 출력토크 산출식'을 이용하여 동력전달장치 출력토크를 산출한다. 여기서 상기 '동력전달장치 출력토크'는 엔진의 출력을 차륜축으로 전달하는 동력전달 장치로부터 출력되는 출력토크다.
상기 엔진토크연산부(40)는 '외부손실 반영 차량종방향주행동력(P-_dem_raw)'에 차량의 동력전달 중의 손실인 '차량내부손실'을 더한 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력(P_eng)'을 산출하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 엔진토크연산부(40)는 상기 차량내부손실로부터 차량내부 출력토크 손실을 산출한 후 상기 동력전달장치 출력토크에 더하여 엔진토크를 산출하도록 구성될 수도 있다.
차량내부손실은 변속기 동력 전달 손실, 차축 동력 전달 손실, 리타더 토크 손실의 합일 수 있다. 그리고 차량내부 출력토크 손실은 상기 변속기, 차축 및 리타더의 동력 전달 중의 토크 손실의 합일 수 있다.
상기 변속기 동력 전달 손실은 변속기 동력 전달 시 발생하는 손실 동력이다. 상기 차축 동력 전달 손실은 차축으로 동력을 전달하는 때에 발생하는 손실이다. 상기 리타더 토크 손실은 라타더에서 발생하는 손실이다. 상기 변속기 동력 전달 손실, 차축 동력 전달 손실, 리타더 토크 손실은 연비연산데이터저장부(10)의 동력전달장치손실맵 또는 표 1의 각 손실 산출식을 통해 산출될 수 있다. 각각의 산출된 동력전달장치손실들을 합산하면 상기 차량내부손실을 산출된다. 또한, 상기 엔진토크연산부(40)는 동력전달장치손실맵 및 기어비맵 등의 정보를 적용하여 상기 차량내부손실에 의한 차량내부 출력토크 손실을 산출한다.
상기 엔진토크연산부(40)는 산출된 차량내부손실을 상기 외부손실 반영 차량 종방향주행동력(P_dem_raw)에 합산하여 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 동력(P_eng)'을 산출한다. 상기 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 동력(P_eng)'은 손실이 발생하지 않은 엔진 자체의 출력이 된다.
또한, 상기 엔진토크연산부(40)는 동력전달장치 출력토크에 상기 차량내부 출력토크 손실을 합산하여 엔진토크(엔진토크=동력전달장치 출력토크 + 차량내부 출력토크 손실)를 산출한다.
그리고 상기 엔진토크연산부(40)는 상기 엔진토크가 산출된 후, 상기 엔진회전속도와 상기 엔진토크가 성능 한계를 초과하는 경우 최대토크곡선 최대값으로 설정하는 엔진회전속도 및 엔진토크 보정을 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 연비예측부(50)는 상기 엔진회전속도와 엔진토크를 상기 연비연산데이터저장부(10)에 저장된 차량의 연비맵에 적용하여 엔진회전속도 및 엔진토크에 대응되는 연비를 추출하는 것에 의해 연비를 예측하도록 구성된다.
상술한 구성의 차량 연비 예측 장치(1)는, 상기 엔전회전속도 및 엔진토크에 따라 변압기 단수 변경을 수행하여 상기 기 설정된 시간 동안의 연비 예측 처리 과정을 반복 수행하도록 제어하는 제어부(60)를 포함하여 구성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 2와 같이, 본 발명의 일 실시예의 차량 연비 예측 방법은, 연비연산데이터 저장부(10), 차량종방향주행동력연산부(20), 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30), 엔진토크연산부(40), 연비예측부(50) 및 제어부(60)를 포함하는 차량 연비 예측 장치(1)에 의한 차량 연비 예측 방법으로서, 차량종방향주행동력 연산단계(S10), 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계(S20), 엔진토크 연산단계(S30), 연비예측단계(S40) 및 연비예측반복수행단계(S50)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 차량종방향주행동력 연산단계(S10)는 기 설정된 시간 동안의 차량의 속력 변화, GPS 위경도 변화 또는 고도 변화 중 하나 이상을 이용하여 차량종방향주행동력을 산출하여 출력한다.
이를 위해 상기 차량종방향주행동력 연산단계(S10)는 차량정보 수집단계(S11), 차량종방향속도 및 차량종방향가속도 산출단계(S13) 및 차량종방향주행동력 산출단계(S15)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 차량정보 수집단계(S11)는 차량종방향주행도력연산부(20)가 차량의 GPS, OBD(On Board Diagnostics) 장치 등으로부터 기 설정된 시간(예, 1초) 당 차량의 속력 변화, GPS 위치(위경도) 변화 정보를 포함하는 주행 정보를 수집하도록 구성될 수 있다.
상기 차량종방향속도 및 차량종방향가속도 산출단계(S13)는 상기 차량종방향주행동력연산부(20)가 상기 제어부(60)가 수집한 차량 주행 정보 중 기 설정된 시간 당 속력 변화, 위경도 변화 또는 고도 변화 중 하나 이상을 반영하여 차량종방향속도와 차량종방향가속도를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 차량종방향주행동력 산출단계(S15)는 상기 차량종방향주행동력연산부(20)가 연산된 차량종방향속도 및 차량종방향가속도로부터 차량의 구동력의 변화와 기 설정된 시간 동안의 이동 거리를 산출하고, 산출된 차량의 구동력 변화, 이동 거리 및 기 설정된 시간을 이용하여 노면의 경사 및 고도가 반영된 '차량종방향주행동력(kW)'을 연산하여 출력하도록 구성 될 수 있다.
상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계(S20)는, 상기 엔진회전속도(rpm) 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)가 상기 차량종방향주행동력 연산단계(S10)에서 산출된 차량 주행속도를 이용하여 '엔진의 회전속도'를 산출하고, 상기 차량종방향주행동력에 차량의 외부손실을 반영하여 동력전달장치 출력토크를 산출하여 출력한다.
이를 위해, 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계(S20)는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)에 의해 수행되는 외부손실 반영 차량종방향주행동력 연산단계(S21), 엔진회전속도 연산 단계(S23) 및 동력전달장치 출력토크 연산 단계(S25)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 외부손실 반영 차량종방향주행동력 연산단계(S21)는 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)가 차량종방향주행동력연산부(20)로부터 차량종방향주행동력을 입력받은 후, 차량외부손실 반영 종방향주행동력(P_dem_raw)과 엔진회전속도(rpm)와 동력전달장치 출력토크를 연산하여 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 차량외부손실은 보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실, 가속도 손실의 합일 수 있다. 이때, 상기 구름 저항 손실(P_roll)은 차량의 주행속도를 반영하여 가변되도록 산출될 수 있다. 구체적으로, 상기 구름 저항 손실(P_roll)은 표 1의 구름 저항 손실 산출식인 '구름 저항 손실(P_roll)[kW]=구름저항(RR)*차량중량[kg]*가속도[m/s2]*속도[m/s]*0.001'에 의해 산출된다. 그리고 상기 구름저항(RR)은 'SAE J2452'의 구름저항 산출식('수학식 1')을 통해 차량의 주행 속도에 따라 가변되도록 산출될 수 있다. 상기 외부손실 반영 차량종방향주행동력은 상기 차량종방향주행동력과 상기 차량외부손실의 합일 수 있다.
상기 엔진회전속도 연산 단계(S23)는 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)가 산출된 차량의 주행 속도 및 연비연산데이터저장부(10)에 저장된 종감속비, 타이어반지름 정보를 '엔진회전속도(rpm)=V*종감속비*1000*/((2π*타이어반지름)/60)'인 엔진회전속도 산출식에 적용하여 엔진회전속도를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 동력전달장치 출력토크 연산 단계(S25)는 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)가 산출된 상기 외부손실 반영 차량종방향주행동력과 엔진회전속도 및 연비연산데이터저장부(10)에 저장된 기어비맵 정보와 차량재원 정보들을 이용하여 동력전달장치 출력토크를 연산하도록 구성된다. 이때, '동력전달장치 출력토크'는 '동력전달장치출력토크=외부손실 반영 차량종방향주행동력*60*1000*엔진회전속도/2π'에 의해 산출될 수 있다.
상기 엔진토크 연산단계(S30)는 상기 엔진토크연산부(40)가 차량내부손실과 차량내부 출력토크 손실을 연산한 후, 차량내부 손실을 '외부손실 반영 차량종방향주행동력(P-_dem_raw)'에 더하여 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력(P_eng)'을 산출하고, 차량내부 출력토크 손실을 '동력전달장치 출력토크'에 더하여 엔진토크를 산출하여 출력한다.
이를 위해, 상기 엔진토크 연산단계(S30)는 차량내부손실 연산단계(S31), 외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 연산단계(S33), 엔진토크산출계(S35) 및 엔진회전속도 및 엔진토크 보정단계(S37)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 차량내부손실 연산단계(S31)는 엔진토크연산부(40)가 변속기 동력 전달 손실, 차축 동력 전달 손실 또는 리타더 토크 손실 중 하나 이상의 합인 차량내부손실과 상기 차량내부손실에 기인하는 차량내부 출력토크 손실을 산출하여 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 연산단계(S33)는 상기 엔진토크연산부(40)가 산출된 차량내부 손실을 '외부 손실 반영 엔진출력 동력'에 더하여 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 동력'을 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 엔진토크산출계(S35)는 상기 엔진토크연산부(40)가 '동력전달장치 출력토크'에 '차량내부 출력토크 손실'을 합산하여 엔진토크를 산출하여 출력하도록 구성될 수 있다.
상기 엔진회전속도 및 엔진토크 보정단계(S37)는 상기 엔진토크연산부(40)가, 산출된 엔진회전속도와 엔진토크가 엔진의 성능 한계를 초과하는 경우 최대토크곡선의 최대값으로 보정하도록 구성될 수 있다.
상기 연비예측단계(S40)는 상기 연비예측부(50)가 산출된 '엔진회전속도'와 '엔진토크'를 연비맵에 적용하여 대응하는 연비를 추출하여 출력하는 것에 의해 연비를 예측하도록 구성된다.
상기 연비예측반복수행단계(S50)는 상기 제어부(60)가 기어비맵을 참조하여 산출된 엔진회전속도 및 엔진토크에 대응하도록 변속기 단수를 가변하고, 차량종방향주행동력 연산단계(S10)로 복귀하여 차량 연비 예측 방법의 처리과정을 반복수행하도록 하는 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 차량 연비 예측 장치(1) 및 방법은 주행속도, 엔진회전속도 또는 엔진토크에 따라 변속기의 단수의 가변을 자동으로 수행할 수 있도록 하는 것에 의해 수동 변속기 장착 차량 또는 자동 변속기 장착 차량에 대한 연비 예측을 정확하게 수행할 수 있도록 한다.
도 3은 고정 구름저항(RRf)과 속도(V)에 따른 가변 구름저항(RRv)을 나타내는 그래프이다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 차량 연비 예측 장치(1) 및 차량 연비 예측 방법은 종래기술과 같은 고정 구름저항(RRf)이 아닌 차량속도(V)에 따라 가변되는 가변 구름저항(RRv)을 적용하여 차량외부손실을 산출하여 연비를 예측하게 되므로, 차량 주행 속도에 따른 연비를 정확하게 예측할 수 있도록 한다.
도 4는 실제 차량에서 측정한 실측 연료소모량과, 실체 차량 정보를 이용하여 차량 연비 예측 장치에 의해 측정한 예측 연료소모량을 비교한 그래프이다.
그리고 표 2는 기존의 고정 구름저항(RRf)을 적용하여 산출된 연비 예측 결과와 본 발명의 실시예의 가변 구름저항(RRv)을 적용하여 산출된 연비 예측 결과를 실제 도로 측정 연비와 비교한 표이다.
실도로 측정 연비: 5.46 km/L
시뮬레이션 연비(km/L), 오차(%)
구름 저항 상수
시뮬레이션		 구름저항 개선
시뮬레이션
실도로 측정 연비맵으로 측정된 연비 5.25(-3.7%) 5.35(-2.0%)
도 4 및 표 2와 같이, 종래기술의 고정 구름저항(RRf)을 적용한 경우에 비해 본 발명의 실시예의 가변 구름저항(RRv)을 적용한 경우의 연비 예측과 실도로(실제 도로) 측정 연비 값의 오차는 -3.7%에서 -2.0%로 개선된 점을 확인하였다. 즉, 속도에 따른 가변 구름저항(RRv)을 고려한 예측 모델은 연비 예측 정확도를 향상시킨다. 상술한 구성의 본 발명의 실시예에 따르는 차량 연비 예측 방법은 컴퓨터로 읽어들여 실행되는 것에 의해 차량 연비 예측을 수행하도록 하는 코드를 기록한 기록매체로서 제공될 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: 차량 연비 예측 장치
g: 중력 가속도
V: 차량의 주행속도
r: 타이어의 반지름
sinθ: 경사도
RR: 구름저항(Rolling Resistance)
RRf: 고정 구름저항
RRv: 가변 구름저항
n: 차량의 축 개수
P(i): 타이어 압력
s(i): 각축의 상대 하중
m: 차량의 중량
w(i): i축의 타이어 개수(싱글 타이어-2, 트윈 타이어-4)
α(i), β(i), a(i), b(i), c(i): i축에 장착된 타이어의 J2452계수

Claims (11)

  1. 연비 예측을 위한 연비연산데이터를 저장하는 연비연산데이터 저장부;
    차량의 제어장치로부터 기 설정된 시간 동안의 차량의 주행 속력 변화, GPS 위도 경도 또는 고도 변화량 중 하나 이상을 수신하여 차량종방향속도 및 차량종방향가속도를 연산하고, 차량종방향주행동력을 연산하여 출력하는 차량종방향주행동력연산부;
    상기 차량종방향주행동력을 입력받은 후, 차량외부손실 반영 종방향주행동력과 엔진회전속도(rpm)와 동력전달장치 출력토크를 연산하여 출력하는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부;
    상기 동력전달장치 출력토크에 차량내부 출력토크 손실을 더하여 엔진토크를 산출하는 엔진토크연산부; 및
    상기 엔진회전속도와 엔진토크를 상기 연비연산데이터저장부에 저장된 차량의 연비맵에 적용하여 연비를 예측하는 연비예측부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차량외부손실은,
    보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실 또는 가속도 손실 중 하나 이상의 합인 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부는,
    상기 구름 저항 손실을 상기 차량의 주행속도를 적용하여 산출된 구름저항을 적용하여 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차량내부손실은,
    변속기 동력 전달 손실, 차축 동력 전달 손실 또는 리타더 토크 손실 중 하나 이상의 합인 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 엔진토크연산부는,
    산출된 상기 엔진회전속도와 상기 엔진토크가 성능 한계를 초과하는 경우 최대토크곡선 최대값으로 설정하는 엔진회전속도 및 엔진토크 보정을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 엔전회전속도 및 엔진토크에 따라 변압기 단수 변경을 수행하여 상기 기 설정된 시간 동안의 연비 예측 처리 과정을 반복 수행하도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 장치.
  7. 저장부; 차량종방향주행동력연산부; 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부; 엔진토크연산부; 및 연비예측부를 포함하여 구성되는 차량 연비 예측 장치의 차량 연비 예측 방법에 있어서,
    기 설정된 시간 동안의 차량의 속력 변화, GPS 위경도 변화 또는 고도 변화 중 하나 이상을 이용하여 차량종방향주행동력을 산출하는 차량종방향주행동력 연산단계;
    상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산부(30)가 상기 차량종방향주행동력 연산단계에서 산출된 차량속도를 이용하여 '엔진의 회전속도'를 산출하고, 상기 차량종방향주행동력에 차량의 외부손실을 반영하여 동력전달장치 출력토크를 산출하여 출력하는 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계;
    상기 엔진토크연산부가 차량내부손실과 차량내부 출력토크 손실을 산출한 후, 상기 차량내부손실을 상기 '외부손실 반영 차량종방향주행동력'에 더하여 '외부 및 내부 손실 반영 엔진출력 동력'을 산출하고, 차량내부 출력토크 손실을 상기 '동력전달장치 출력토크'에 더하여 엔진토크를 산출하여 출력하는 엔진토크 연산단계; 및
    상기 연비예측부가 산출된 상기 '엔진회전속도'와 '엔진토크'를 연비맵에 적용하여 연비를 예측하는 연비예측단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계의 상기 차량외부손실은,
    보조기기류 동력 손실, 공기저항 손실, 구름 저항 손실, 등판 저항 손실 또는 가속도 손실 중 하나 이상의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 엔진회전속도 및 동력전달장치 출력토크 연산단계는,
    상기 차량의 주행속도를 적용하여 산출된 구름저항을 적용하여 상기 구름 저항 손실을 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 엔진토크 연산단계는,
    산출된 상기 엔진회전속도와 엔진토크가 엔진 성능 한계를 초과하는 경우, 최대토크곡선의 최대값으로 보정하는 엔진회전속도 및 엔진토크 보정단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 연비 예측 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 차량 연비 예측 방법을 컴퓨터로 읽어 들여 실행하는 코드로 기록한 기록매체.
KR1020220057795A 2022-05-11 2022-05-11 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법 KR20230158673A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220057795A KR20230158673A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220057795A KR20230158673A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230158673A true KR20230158673A (ko) 2023-11-21

Family

ID=88982184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220057795A KR20230158673A (ko) 2022-05-11 2022-05-11 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230158673A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010091106A (ko) 2000-03-13 2001-10-23 이장무 차량의 주행연비를 예측하는 장치와 방법 및 차량의주행연비를 예측하는 프로그램을 기록한 기록매체

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010091106A (ko) 2000-03-13 2001-10-23 이장무 차량의 주행연비를 예측하는 장치와 방법 및 차량의주행연비를 예측하는 프로그램을 기록한 기록매체

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"연비효율과 기동성 해석을 위한 차량 동력 전달계의 성능 시뮬레이션", 자동차 공학회 논문집 제7권 제2호(1999년) 408-423(16pages)(1999.02.)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7966115B2 (en) System and method for controlling transmission shift points based on vehicle weight
US20130041621A1 (en) Vehicle speed, fuel, and revenue optimizer
US9517773B2 (en) Fuel consumption analysis in a vehicle
US20070143002A1 (en) System for evaluating and improving driving performance and fuel efficiency
US20130325335A1 (en) Method for identifying an eco-route using a state of charge consumption ratio
CN102135599B (zh) 一种纯电动汽车动力匹配的方法
CN103376173B (zh) 一种车辆滑行时内部摩擦阻力的测量方法
KR102046623B1 (ko) 상용차 총중량 측정장치 및 측정 방법
US6151537A (en) Method for determining tractive force required at the wheels of a vehicle
KR20230158673A (ko) 주행속도에 따른 연비 예측 장치 및 방법
CN111664906A (zh) 一种中轻型载货汽车的油耗确定方法
EP3515763B1 (fr) Procédé et dispositif d'analyse de la répartition des dépenses énergétiques d'un véhicule automobile
CN102442221B (zh) 选择电机系统的方法和装置
Samaras et al. A model based definition of a reference CO 2 emissions value for passenger cars under real world conditions
CN104568467B (zh) 重型车台试燃料消耗量或排放的检测方法
CN105073468B (zh) 用于改善车辆的起动性的方法
CN1437006A (zh) 交通工具状态分析系统及其分析方法
KR100377810B1 (ko) 차량의 주행연비를 예측하는 장치와 방법
Holmberg Heavy duty vehicle simulation tool for the calculation of fuel consumption and development of a new vecto gearshift algorithm
CN113984405B (zh) 一种缓速器制动性能测试方法
US6877367B2 (en) System and method for measuring brake mean effective pressure in a running vehicle
Christoffersen et al. Heavy truck engine retarders: testing and theory
CN117054115A (zh) 维持汽车正常运行的最低燃油量的测量方法
Kulkarni et al. Drive Cycle for Commercial Vehicles for Selection of Power Train to Get Optimum Fuel Efficiency
Kies et al. Option for a European Certification Procedure for CO 2 Reduction of Heavy Duty Vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal